一种竹炭生产用炭化设备的制作方法

本发明涉及生物质转化，具体涉及一种竹炭生产用炭化设备。

背景技术：

1、竹炭，以竹子为原料，在无氧环境下经过热解工艺精制而成，其生产通常采用干馏法。相较于木炭，优质的竹炭因其丰富的微孔结构而拥有卓越的吸附和分解能力。在过去，卧式炭化炉因其操作简便、高产量及价格优势，曾广受企业欢迎并得以大量应用。然而，随着市场竞争加剧和消费者需求升级，低品质的竹炭已无法满足企业持续发展的需求，因此，研发并生产高质量的竹炭已刻不容缓。

2、高质量竹炭与低质量竹炭的核心差异在于其生产工艺。高级竹炭在炭化温度和时间的控制上更为精确，有效避免了炭化不足或过度炭化的问题。这种精细化的处理使得高级竹炭的孔隙结构更加发达，比表面积更大，从而赋予了它更强的吸附能力，特别适用于金矿产业中的金离子吸附、洗护用品的添加等高端领域。

3、在掌握了高品质竹炭的生产工艺后，如何设计与这一工艺相匹配的炭化设备成为了当前亟待解决的问题。考虑到企业已有的普通卧式炭化炉是重要资产，直接淘汰将导致资产的严重流失，而目前市场上也缺乏与相关工艺相匹配的炭化设备。因此，如何在保留现有卧式炭化炉的基础上进行升级改造，使其具备生产高质量竹炭的能力，是需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种竹炭生产用炭化设备，以解决背景技术中描述的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种竹炭生产用炭化设备，包括卧式炭化炉，卧式炭化炉包括卧式加热筒，卧式加热筒左端封闭，卧式加热筒的右端开口且可开合的封闭设有筒门，所述卧式加热筒内还设有若干个竖直设置的网框，网框的左端框体固定连接在卧式加热筒的左端壁上，网框的上端框体和下端框体分别与卧式加热筒的侧壁固定连接，网框的内部还被挡网覆盖，若干个网框相互间隔设于卧式加热筒内从而形成若干个交替分布的填充区和隔空区，网框的右端框体上还可拆卸的安装有若干块挡板，若干块挡板分别用于封挡每个填充区右端开口除顶部部分区域外的全部区域，所述卧式加热筒的左端壁上还设有若干组温控部件，所述温控部件包括密封穿设在卧式加热筒的左端壁上的温度传感器和冷却气管，温度传感器的测温部位与冷却气管的出气口在左右方向的相隔距离不超过10厘米，温控部件分别作用于填充区内的多个不同高度位置和多个不同左右方向位置，卧式加热筒外还设有用于连接温度传感器的温度信号采集器和用于连接冷却气管的电磁阀，卧式加热筒外还设有惰性气体储气瓶和控制器，惰性气体储气瓶的出口还通过多通接头和输气管与电磁阀连接，所述电磁阀、温度信号采集器和控制器电性连接。

4、使用上述方案时，先根据炭化工艺的要求，在填充区内的各个所需的位置布置温控部件，随后往填充区内添加竹料，并使温控部件的测温部位和冷却气管的出气口埋藏在竹料中，对于碎屑状的竹料，可以先把挡板装上后，再通过填充区顶部未遮挡的区域往里添料，对于完整状的竹料，可以先把挡板拆卸后，将竹料码放整齐再装上挡板。

5、开始炭化后，在炭化开始阶段，卧式加热炉底部的竹料相比于加热炉顶部的竹料，会获得过快的温度提升，此时可以通过温控部件，检测底部的竹料温度，当底部的竹料温度超过工艺的预设阈值时，控制器开启超温位置的冷却气管连接的电磁阀，常温下的惰性气体通过冷却气管精确输送到超温位置，并对超温位置附近的竹料进行降温。

6、通过设置填充区和隔空区，可以使得部分热量通过隔空区直接跨过底部的竹料作用到中上部的竹料中，使得卧式加热筒内的整体竹料温度能快速且均匀抵达同一温度区间，有利于对炭化温度和炭化时间的精确把控。

7、炭化一段时间后，卧式加热炉内的整体竹料温度趋于稳定，在这个过程中，以及后续的炭化过程中，当预设位置出现超温时，可以通过冷却气管喷射惰性气体来进行局部降温，设于各个位置的温控部件能够有效控制各个位置的竹料温度，使得整炉竹炭能够最大限度地按照炭化工艺的温度要求和时间要求来进行炭化，从而最大限度的提高产出竹炭的品质。

8、进一步的技术方案是，所述冷却气管的出气口还连接有多孔喷头。

9、使用上述方案时，通过设置多孔喷头，可以实现多方位喷射惰性气体，形成大范围的冷却区间。

10、进一步的技术方案是，多孔喷头上的孔呈球形放射状均匀分布。

11、使用上述方案时，可以使冷却区间呈球状向外扩散，提高竹料的温控效果。

12、进一步的技术方案是，网框的左端框体和右端框体之间还设有若干根横杆，若干根横杆水平设置且相互平行，若干根横杆自上而下间隔设置，横杆上还设有若干根支撑杆，支撑杆设于填充区内，支撑杆至少一端固定连接在横杆上，所述温度传感器和冷却气管搭设在支撑杆上。

13、使用上述方案时，通过设置横杆和支撑杆，一是提高网框的结构强度，二是给温控组件的架设提供有效的支撑。根据炭化工艺中的炭化温度需求、冷却气管的喷射压力，冷却气体的覆盖范围等参数，提前计算出需要布置温控组件的点位，并根据点位计算出需要横杆与支撑杆的位置，从而使得支撑杆能在点位处形成有效支撑。这样施工人员在布置温控组件时即可通过支撑杆来确定温度传感器的测量部位和冷却气管的出气口位置，使得施工更加方便，温控更加准确。

14、进一步的技术方案是，网框的右端框体的右端还设有若干个螺杆，螺杆上下间隔分布，所述挡板上还开设有若干个用于螺杆穿过的通孔，螺杆上还螺接有螺母。

15、使用上述方案时，通过设置螺杆、通孔和螺母，使得挡板的拆装更加方便。

16、进一步的技术方案是，所述卧式加热筒为圆筒。

17、使用上述方案时，圆筒状的卧式加热筒相比于长方体状的卧式加热筒，能更加均匀地接收底部的热量，从而获得更好的温控效果。

18、进一步的技术方案是，所述惰性气体储气瓶中的惰性气体为氮气。

19、使用上述方案时，氮气是最具性价比的惰性气体，同时与竹炭也难以发生反应，是最佳的冷却气体。

20、进一步的技术方案是，所述温度传感器为热电偶。

21、使用上述方案时，热电偶传感器拥有足够的强度来抵抗高温和竹料的部分压力，同时还能拥有足够的长度从卧式加热筒的左端伸入到卧式加热筒内，抵达所需的测量点位。

22、本发明的有益效果在于：

23、1、灵活性：该方案可以根据炭化工艺的要求，在各个所需的位置布置温控部件，从而实现了对炭化过程的精确控制。同时，方案可以处理不同形态的竹料，无论是碎屑状还是完整状的竹料，都可以通过简单的挡板装卸操作进行添料。

24、2、温度控制精确：方案通过温控部件实时监测竹料的温度，当温度超过预设阈值时，会自动开启冷却气管连接的电磁阀，通过喷射常温惰性气体进行局部降温。这种方式可以确保竹料在炭化过程中温度控制精确，有利于提高竹炭的质量。

25、3、均匀加热：通过设置填充区和隔空区，使得热量可以均匀分布到卧式加热筒内的竹料中，从而使整体竹料温度能快速且均匀地达到同一温度区间，有利于精确把控炭化温度和炭化时间。

26、4、提高竹炭品质：在整个炭化过程中，通过精确的温控，使得竹炭能够最大限度地按照炭化工艺的温度要求和时间要求进行炭化，从而提高产出竹炭的品质。

27、5、多方位冷却：通过设置多孔喷头，可以实现多方位喷射惰性气体，使得冷却区间呈球状向外扩散，提高了竹料的温控效果。

28、6、结构强度高，施工方便：通过设置横杆和支撑杆，提高了网框的结构强度，同时也给温控组件的架设提供了有效的支撑。施工人员可以方便地通过支撑杆来确定温度传感器的测量部位和冷却气管的出气口位置，使得施工更加便捷，温控更加准确。