一种高热值环保无烟木炭及其制备方法与流程

本发明涉及木炭制备，具体的说涉及一种高热值环保无烟木炭及其制备方法。

背景技术：

1、目前，制备木炭的原料主要是木材，木材属于多年生植物，随着人们对绿色环境的意识增强，国内森林采取逐年减伐措施，所以木材原料紧缺；另一方面，随着木材市场的活跃，导致木材价格上升，也导致了木材价格的上升，受这两方面影响，导致了木材的紧缺，严重影响了木炭行业的发展。

2、而且未经过处理的木炭在燃烧的过程中产生大量的温室气体和有害气体，同时还大量产生白色的固体粉尘，直接排入大气层会破坏臭氧层，，是一种环境污染很严重的能源之一。另外，木炭在燃烧过程中因高温产生焦结，大约有10-20％的木炭未燃烧尽而被弃掉，浪费大量能源，直接造成了较高的经济损失。

3、因此，利用地方经济和产业优势，提供一种高热值环保无烟木炭及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种高热值环保无烟木炭及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种高热值环保无烟木炭，其特征在于，包括以下重量份数原料：芦苇秸秆40-60份、棉花秸秆20-30份、锯末5-15份、菌渣10-15份、氢化大豆油0.5-1.5份、羧甲基纤维素1-3份、氯化镁2-4份、粘合剂1-5份、催化剂0.3-1.2份、固硫剂0.5-2份。

4、进一步，所述粘合剂由硅酸盐、糊精和水玻璃按1:0.3-1.5:0.5-2的质量比混合得到。

5、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明通过硅酸盐、糊精和水玻璃混合制成粘结剂，其可以保证在碳化时为木炭棒塑形，同时其还能够增加木炭的热值，提高木炭的燃烧时间，降低使用成本。

6、进一步，所述催化剂为高锰酸钾、氯化钾和硝酸钾中的任一种。

7、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明添加的上述催化剂不仅可以起到助燃作用，其还能够起到部分的氧化作用，从而使木炭更高效的燃烧且降低了木炭燃烧用量。

8、进一步，所述固硫剂为氧化钙、氧化镁和氢氧化钠中的一种或多种混合。

9、采用上述进一步方案的有益效果在于：由于木炭制备工艺的问题，木炭中会残留少量的硫化物，而本发明添加的固硫剂能够抑制硫化物向空气中排放，使其残留在木炭燃烧的灰分中，从而达到保护环境的效果。

10、本发明还提供了上述高热值环保无烟木炭的制备方法，包括以下步骤：

11、(1)按上述重量份数称取各原料；

12、(2)将芦苇秸秆和棉花秸秆分别进行粉碎形成0.2-0.8cm3的小木块；

13、(3)将步骤(2)中的小木块与锯末和菌渣混合，然后摊散自然晾干至含水量低于15％，然后收集晾干的物料将其浸泡在亚氯酸钠溶液改性；

14、(4)取改性完成的物料并用水洗涤至中性，然后将其烘干；

15、(5)将烘干的物料再次粉碎至80-200目，并将氢化大豆油和羧甲基纤维素混合加热至熔融状态，然后加入粉碎的物料、氯化镁、催化剂和固硫剂搅拌均匀；

16、(6)将步骤(5)中混合的物料降温至室温，然后加入粘合剂，再升温至70-100℃保温20-30min后，将其压制成木棒；

17、(7)将木棒放入至碳化炉中进行碳化，然后采用醋酸溶液进行冷却，得到高热值环保无烟木炭。

18、进一步，步骤(3)中所述亚氯酸钠溶液的ph值为2-4，亚氯酸钠溶液的质量浓度为0.3-0.7％。

19、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明采用酸性亚氯酸钠对木材料进行浸泡能够使木材料具备更多的孔结构，从而提高制备的木炭的燃烧热值和燃烧效果。

20、进一步，步骤(4)中所述烘干温度为60-90℃，烘干时间为40-80min。

21、进一步，步骤(6)中所述木棒规格为长50cm，宽8cm，高8cm。

22、进一步，步骤(7)中所述碳化方法为将碳化炉由室温以3℃/min的速率升温到450-600℃，保温36-48h进行有氧碳化，然后再以5℃/min的速率升温到800-900℃并排出碳化炉内氧气，保温48-72h进行无氧碳化。

23、更进一步，步骤(7)中所述醋酸溶液质量浓度为8-12％。

24、采用上述进一步方案的有益效果在于：本发明闲的碳化方法能够充分去除木材料中的硫化物，从而配合本发明中的固硫剂实现无硫化物向空气排放。同时以本发明方法进行碳化可以有效降低木炭中的h、o含量，从而提高了木炭中的c含量，提高木炭的燃烧热值。而采用醋酸溶液对木炭进行冷却可以扩大木炭中的孔结构，从而提高木炭的燃烧效率，使木炭燃烧更加充分。

25、本发明的有益效果在于：本发明以新疆本地丰富的芦苇秸秆和棉花秸秆作为主要原料制备木炭，通过添加氢化大豆油、羧甲基纤维素、氯化镁、固硫剂等原料有效提高了木炭的燃烧效率和木炭的热值。而且本发明的木炭为高温炭化后形成，是具有优秀稳定的稳定性、高度芳香化的木炭，其表面孔隙结构丰富，不仅具有较高的燃烧效果，其具有较高的比表面积和表面吸附能力，也可以作为吸附材料使用。

技术特征：

1.一种高热值环保无烟木炭，其特征在于，包括以下重量份数原料：芦苇秸秆40-60份、棉花秸秆20-30份、锯末5-15份、菌渣10-15份、氢化大豆油0.5-1.5份、羧甲基纤维素1-3份、氯化镁2-4份、粘合剂1-5份、催化剂0.3-1.2份、固硫剂0.5-2份。

2.根据权利要求1所述一种高热值环保无烟木炭，其特征在于，所述粘合剂由硅酸盐、糊精和水玻璃按1:0.3-1.5:0.5-2的质量比混合得到。

3.根据权利要求1所述一种高热值环保无烟木炭，其特征在于，所述催化剂为高锰酸钾、氯化钾和硝酸钾中的任一种。

4.根据权利要求1所述一种高热值环保无烟木炭，其特征在于，所述固硫剂为氧化钙、氧化镁和氢氧化钠中的一种或多种混合。

5.一种高热值环保无烟木炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述一种高热值环保无烟木炭的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述亚氯酸钠溶液的ph值为2-4，亚氯酸钠溶液的质量浓度为0.3-0.7％。

7.根据权利要求5所述一种高热值环保无烟木炭的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述烘干温度为60-90℃，烘干时间为40-80min。

8.根据权利要求5所述一种高热值环保无烟木炭的制备方法，其特征在于，步骤(6)中所述木棒规格为长50cm，宽8cm，高8cm。

9.根据权利要求5所述一种高热值环保无烟木炭的制备方法，其特征在于，步骤(7)中所述碳化方法为将碳化炉由室温以3℃/min的速率升温到450-600℃，保温36-48h进行有氧碳化，然后再以5℃/min的速率升温到800-900℃并排出碳化炉内氧气，保温48-72h进行无氧碳化。

10.根据权利要求5所述一种高热值环保无烟木炭的制备方法，其特征在于，步骤(7)中所述醋酸溶液质量浓度为8-12％。

技术总结本发明公开了一种高热值环保无烟木炭，包括芦苇秸秆40‑60份、棉花秸秆20‑30份、锯末5‑15份、菌渣10‑15份、氢化大豆油0.5‑1.5份、羧甲基纤维素1‑3份、氯化镁2‑4份、粘合剂1‑5份、催化剂0.3‑1.2份、固硫剂0.5‑2份。本发明以新疆本地丰富的芦苇秸秆和棉花秸秆作为主要原料制备木炭，通过添加氢化大豆油、羧甲基纤维素、氯化镁、固硫剂等原料有效提高了木炭的燃烧效率和木炭的热值。而且本发明的木炭为高温炭化后形成，是具有优秀稳定的稳定性、高度芳香化的木炭，其表面孔隙结构丰富，不仅具有较高的燃烧效果，其具有较高的比表面积和表面吸附能力，也可以作为吸附材料使用。技术研发人员：潘一玮,孙澎,张文,代金平,热沙来提·克依木,迪丽拜尔·买买提受保护的技术使用者：博湖县隆源木业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19