專利名稱：簡(jiǎn)易玉米芯顆粒炭化爐及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用玉米芯顆粒生產(chǎn)炭基緩釋肥基質(zhì)的專用炭化爐和顆粒炭生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外用玉米芯生產(chǎn)炭素主要采用破碎擠壓制棒處理，全封閉高溫炭化爐干餾工藝。在擠壓制棒過程中，對(duì)原料本身具有的多微孔性產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性破壞。用這種工藝生產(chǎn)出的炭棒作緩釋復(fù)合肥基質(zhì)，需要重新粉碎加工。經(jīng)過破碎擠壓制棒、高溫炭化、粉碎加工等處理后，玉米芯炭素不但組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，吸附能力減弱，而且工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本增加。用明焰式直接加熱高溫炭化豎爐生產(chǎn)，雖可直接投放不經(jīng)任何加工的原料，即不必破碎擠壓制棒，但生產(chǎn)出來的仍然是玉米芯炭棒。不論是采用破碎擠壓制棒處理后全封閉高溫炭化爐干餾工藝，還是采用明焰式直接加熱高溫炭化豎爐生產(chǎn)工藝，都是在600-1000℃高溫條件下進(jìn)行的。在這樣高的溫度下生產(chǎn)出來的玉米芯炭棒硬度和強(qiáng)度大，孔隙度少，可用作工業(yè)和居民生活用炭，但不適合用作緩釋肥基質(zhì)。且炭化爐和生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。
本發(fā)明為半封閉式玉米芯顆粒炭化爐，采用在260-450℃條件下缺氧干餾分解工藝，對(duì)不同粒度的玉米芯顆粒進(jìn)行直接亞高溫炭化，并用加料厚度來控制氧氣的供給量，在缺氧的條件下燃燒炭化。用本發(fā)明生產(chǎn)的玉米芯顆粒炭硬度小，孔隙度好，基本保留了原有玉米芯顆粒的微孔和良好的吸附性，符合作緩釋復(fù)合肥基質(zhì)的基本要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)玉米芯顆粒炭的炭化爐。該炭化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行成本低。用該炭化爐生產(chǎn)出的玉米芯顆粒炭硬度小、孔隙度好。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種玉米芯顆粒炭的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是利用上述的炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是利用上述的炭化爐采用亞高溫條件下缺氧干餾分解工藝生產(chǎn)玉米芯顆粒炭。優(yōu)選的亞高溫條件為溫度150-450℃，更優(yōu)選的為溫度200℃-450℃，進(jìn)一步優(yōu)選的為溫度260℃-450℃。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是用加料厚度來控制氧氣的供給量，采用機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制缺氧條件或人工控制缺氧條件生產(chǎn)玉米芯顆粒炭。優(yōu)選的，人工控制缺氧條件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種玉米芯顆粒炭，可用作工業(yè)和居民生活用炭，也可用作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中緩釋復(fù)合肥基質(zhì)。優(yōu)選的，用作緩釋復(fù)合肥基質(zhì)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供利用上述的炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭時(shí)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。優(yōu)選的是產(chǎn)生的木醋，可用作農(nóng)作物育苗床土調(diào)制劑、異味清除劑、土壤改良劑(降低土壤pH值，提高土壤酸性)。優(yōu)選的，作為水稻育苗床土調(diào)制劑、畜禽舍異味清除劑或鹽堿地改良劑。
本發(fā)明所提供的炭化爐，如圖1所示，由爐體1、燃燒器4、排氣口5、出料口2組成。為了實(shí)現(xiàn)回收該炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭時(shí)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品的目的，可將排氣口與氣體冷凝系統(tǒng)連接，用于回收炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭時(shí)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品，如木醋。冷凝系統(tǒng)可采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何氣體冷凝系統(tǒng)(圖中未示出)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)將氣體冷卻凝結(jié)成液體即可。優(yōu)選的，采用水循環(huán)氣體冷凝系統(tǒng)。
所述的爐體1可以使用任何耐火保溫材料制作，如氧化鉻材料、鋯英石材料、鉻鋯剛玉材料、復(fù)合二氧化硅材料、粘土材料、堿性耐火材料、水泥等，也可用雙層鋼板中間添加耐火保溫材料制作爐體。優(yōu)選的，用雙層鋼板中間夾層添加耐火保溫材料3制作爐體。鋼板的厚度可以為6-10mm，優(yōu)選的為8mm。鋼板中間夾層添加的耐火保溫材料優(yōu)選為石棉絲。
所述的爐體1可根據(jù)生產(chǎn)需要制作成長(zhǎng)方體形、立方體形、圓柱體形等不同形狀。優(yōu)選為長(zhǎng)方體形、立方體形或圓柱體形。
所述的爐體1呈半封閉式，頂部無蓋，用于添加或追加物料。通過追加物料控制爐體內(nèi)氧氣供應(yīng)量。
所述爐體1的體積可根據(jù)生產(chǎn)需要制作任意大小。優(yōu)選的，所述爐體的長(zhǎng)、寬、高分別為3m、1.5m、1.5m；另一優(yōu)選的，所述爐體的長(zhǎng)、寬、高分別為5m、1.5m、1.5m。
所述爐體1的一側(cè)的底部，有一出料口2，優(yōu)選在寬度較窄的一側(cè)，用于出料和從該出料口點(diǎn)燃燃燒器，也起排煙的作用。出料口可為三角形、方形、半圓形或半橢圓形。優(yōu)選的，出料口為方形或半圓形。出料口的大小可根據(jù)爐體體積大小設(shè)計(jì)，原則上以爐體裝入物料后不自動(dòng)淌落為準(zhǔn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)很容易設(shè)計(jì)，這里不再贅述。出料口外可裝有側(cè)拉門或推拉門，可以設(shè)計(jì)成網(wǎng)式或板式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)容易設(shè)計(jì)，圖1中未示出，用于控制物料自動(dòng)淌落或輔助控制爐體內(nèi)氧氣供應(yīng)量。
所述爐體1上非出料口所在的任一側(cè)設(shè)有排氣口5，優(yōu)選的，排氣口設(shè)在出料口相對(duì)的一側(cè)。排氣管道可制成三角柱形、方柱形或圓柱形，其高度應(yīng)大于爐體的高度。優(yōu)選的，排氣管道的高度為2-3.5m；更優(yōu)選的，排氣管道的高度為2-2.5m；另一優(yōu)選的，排氣管道的高度為3-3.5m。
所述爐體1的底部設(shè)有燃燒器4，如圖2所示。燃燒器的長(zhǎng)度應(yīng)與爐體1的長(zhǎng)度相當(dāng)，以使整個(gè)爐體內(nèi)物料燃燒均勻。燃燒器的作用在于引燃爐體內(nèi)物料和排煙。燃燒器可用3-7mm厚的鋼板制作，優(yōu)選的，用5mm厚的鋼板制作。鋼板6應(yīng)當(dāng)制成網(wǎng)狀或在其上面均勻鉆孔，孔的大小以物料顆粒不能通過為準(zhǔn)，孔的密度應(yīng)盡量大，但要保證能夠承受爐體內(nèi)物料的壓力。燃燒器可制成三角柱形或半圓柱形。優(yōu)選的，燃燒器制成三角柱形。進(jìn)一步的，為了更易于引燃爐體內(nèi)物料，在燃燒器內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火盤7，用于盛裝引燃爐體內(nèi)物料所需的引燃物，如汽油、煤油或其它易燃物等。所述的點(diǎn)火盤應(yīng)當(dāng)貫穿整個(gè)燃燒器柱體，以使?fàn)t體內(nèi)物料均勻被點(diǎn)燃。
上述炭化爐爐體內(nèi)溫度的監(jiān)測(cè)可用現(xiàn)有技術(shù)中的任何溫度監(jiān)測(cè)方式，優(yōu)選的采用機(jī)械式或數(shù)字式溫控儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，更優(yōu)選的采用XMT-121型數(shù)字式溫控儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。XMT-121型數(shù)字式溫控儀是本領(lǐng)域的常用儀器，在市場(chǎng)上儀器儀表商店均可買到。溫控儀可安裝在爐體內(nèi)側(cè)或植于爐體內(nèi)物料中。優(yōu)選的，溫控儀安裝在爐體內(nèi)側(cè)。
本發(fā)明所提供的炭化爐，采用缺氧干餾分解原理，將經(jīng)過初加工后的玉米芯顆粒逐次、分層裝入爐內(nèi)點(diǎn)燃，實(shí)行原料顆粒自燃(不外加熱源)，使玉米芯顆粒缺氧加熱分解。當(dāng)溫度加熱到150℃以上時(shí)，玉米芯顆粒的復(fù)雜結(jié)構(gòu)開始分解。當(dāng)溫度大于260℃時(shí)，分解加劇，并生成焦油、氣體和黑色炭素顆粒。
利用所述的炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭的方法，包括選料、物料加工、裝爐炭化、冷卻出爐、計(jì)量包裝等步驟。
所述的選料是指，將農(nóng)副產(chǎn)品的玉米芯自然風(fēng)干或人工烘干，使其含水量降至20％以下。優(yōu)選的，含水量降至16％以下。
所述的物料加工是指，可采用現(xiàn)有技術(shù)中任何破碎方式將上述的合格玉米芯加工粉碎，優(yōu)選用FB-1型破碎機(jī)進(jìn)行破碎。所述的FB-1型破碎機(jī)是本領(lǐng)域的常用機(jī)械。粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-10mm；優(yōu)選的，粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-7mm；更優(yōu)選的，粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-5mm。粉碎后的玉米芯顆?？蛇^篩篩選，對(duì)于不符合要求的玉米芯顆粒可重新加工。
所述的裝爐炭化是指，將加工好的玉米芯顆粒裝入爐體中，最初的物料加入量以覆蓋在燃燒器上10-25厘米為宜。優(yōu)選為15-20厘米。將燃燒器點(diǎn)火盤內(nèi)引燃物點(diǎn)燃。所述的引燃物可以是汽油、煤油或其它易燃物。物料被點(diǎn)燃后，持續(xù)自燃，無需外加熱源。物料在亞高溫條件下缺氧炭化。優(yōu)選的亞高溫條件為溫度150-450℃，更優(yōu)選的為溫度200℃-450℃，進(jìn)一步優(yōu)選的為溫度260℃-450℃。當(dāng)溫度加熱到150℃以上時(shí)，顆粒的復(fù)雜結(jié)構(gòu)開始分解；當(dāng)溫度大于260℃時(shí)分解加劇，生成焦油和氣體；當(dāng)溫度達(dá)到450℃時(shí)開始絕氧、霧化，生成黑色炭素顆粒。用加料厚度控制爐體內(nèi)氧氣供應(yīng)量，爐體內(nèi)缺氧條件可采用機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制或人工控制。優(yōu)選的，人工控制缺氧條件。由于該炭化爐是半封閉式，可以直接觀察到爐體內(nèi)物料的燃燒狀況，也可以采用機(jī)械式或數(shù)字式溫控儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)爐體內(nèi)溫度達(dá)到450℃時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充物料控制氧氣供應(yīng)量。每次追加物料的厚度為6-12厘米，優(yōu)選為8-10厘米。也可根據(jù)爐體內(nèi)的物料燃燒狀況隨時(shí)補(bǔ)充物料控制氧氣供應(yīng)量，每次追加物料的時(shí)間間隔大約為30-40分鐘。待全部物料添加完畢后，加上一層成品炭覆蓋，厚度為15-30厘米，優(yōu)選為15-20厘米。
如果爐內(nèi)溫度達(dá)不到450℃，易出現(xiàn)“夾生炭”，會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量。這時(shí)應(yīng)檢查新上的物料層是否將下層封閉嚴(yán)實(shí)，燃燒器是否出了問題，并根據(jù)具體情況及時(shí)做出調(diào)整。
當(dāng)最上一層的成品炭燒紅后(目測(cè)即可)，及時(shí)噴冷水熄滅爐火，自然冷卻出爐。


圖1是炭化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是燃燒器放大結(jié)構(gòu)示意圖；其中(1).爐體，(2).出料口，(3).耐火材料，(4).燃燒器，(5).排氣口，(6).有孔網(wǎng)格鋼板，(7).點(diǎn)火盤。
技術(shù)效果及特點(diǎn)本發(fā)明的核心內(nèi)容是玉米芯顆粒炭專用炭化爐及玉米芯顆粒炭生產(chǎn)工藝。與目前國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的炭化裝置和炭素制備工藝相比，本發(fā)明的的主要技術(shù)效果與特色在于1、目前國(guó)內(nèi)外采用的傳統(tǒng)炭化裝置都是全封閉式炭化爐干餾分解工藝，生產(chǎn)出的是炭棒，強(qiáng)度和硬度大，微孔少。而本發(fā)明利用的是半封閉式炭化爐亞高溫缺氧干餾分解新工藝，生產(chǎn)出的是炭粒，強(qiáng)度和硬度小，微孔多。
2、全封閉炭化爐干餾工藝采用的是一次性投料法，用來燒制玉米芯顆粒炭易產(chǎn)生“夾生顆?！?。而本發(fā)明采用的是分次分層投料法，在人工監(jiān)測(cè)下進(jìn)行燒制，顆粒炭質(zhì)地均勻，無“夾生顆?！?，產(chǎn)成品率高，質(zhì)量好。
3、炭化爐設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行，容易操作，既適于大規(guī)模集中生產(chǎn)，也適于一家一戶的小規(guī)模生產(chǎn)，成本低。
4、利用本發(fā)明提供的炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭，無需外加熱源，節(jié)約能源，降低成本。
5、本發(fā)明采用在150-450℃條件下缺氧干餾分解工藝，對(duì)不同粒度的玉米芯顆粒進(jìn)行直接亞高溫炭化，基本保留原有玉米芯顆粒的微孔和良好的吸附性，使其更符合作緩釋肥基質(zhì)的基本要求。
實(shí)施例1 炭化爐炭化爐由爐體1、燃燒器4、排氣口5、出料口2組成，如圖1所示。為了回收排氣口5中排出的木醋，排氣口與水循環(huán)氣體冷凝系統(tǒng)相連接，回收木醋。炭化爐爐體為8mm厚雙層鋼板，用石棉絲做中間保溫夾層。爐體為長(zhǎng)方體形。爐體呈半封閉式，頂部無蓋。玉米芯顆粒炭專用炭化爐具體參數(shù)見下表。在爐體1的寬度較窄一側(cè)的底部，有一出料口2，用于出料和從該出料口點(diǎn)燃燃燒器。出料口為方形或半圓形。出料口的大小可根據(jù)爐體體積大小設(shè)計(jì)，原則上以爐體裝入物料后不自動(dòng)淌落為準(zhǔn)。出料口外無拉門。爐體1上設(shè)有排氣口5，設(shè)在出料口相對(duì)的一側(cè)。排氣管道為圓柱形。爐體1的底部設(shè)有燃燒器4，如圖2所示。燃燒器的長(zhǎng)度與爐體1的長(zhǎng)度相當(dāng)，以使整個(gè)爐體內(nèi)物料燃燒均勻。燃燒器用5mm厚的鋼板制作。鋼板制成有孔網(wǎng)格，孔的大小以爐體內(nèi)物料顆粒不能通過為準(zhǔn)，孔的密度應(yīng)盡量大，但要保證能夠承受爐體內(nèi)物料的壓力。燃燒器為三角柱形，如圖2。進(jìn)一步的，為了更易于引燃爐體內(nèi)物料，在燃燒器內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火盤7，用于盛裝引燃爐體內(nèi)物料所需的引燃物，如汽油、煤油或其它易燃物等。所述的點(diǎn)火盤貫穿整個(gè)燃燒器柱體，以使?fàn)t體內(nèi)物料均勻被點(diǎn)燃。炭化爐爐體內(nèi)溫度的監(jiān)測(cè)采用XMT-121型數(shù)字式溫控儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。溫控儀安裝在爐體內(nèi)側(cè)。
表1 玉米芯顆粒炭專用炭化爐參數(shù)表

實(shí)施例2 炭化爐該實(shí)施例與實(shí)施例1大致相同，不同之處僅在于爐體用6mm鋼板制作。爐體為圓柱形，在出料口相對(duì)的一側(cè)設(shè)有排氣口。出料口外設(shè)有網(wǎng)狀推拉門。燃燒器用3mm的鋼板制作，為半圓柱形。溫控儀植于爐體內(nèi)物料中。爐體外形尺寸按實(shí)施例1的比例縮小一倍。
實(shí)施例3 炭化爐該實(shí)施例與實(shí)施例1大致相同，不同之處僅在于爐體用10mm鋼板制作。爐體為立方體形。出料口為三角形，出料口外設(shè)有板式側(cè)拉門。在出料口旁側(cè)設(shè)有排氣口，排氣管道為三角柱形。燃燒器用7mm的鋼板制作，為半圓柱形。爐體外形尺寸按實(shí)施例1的比例擴(kuò)大一倍。
實(shí)施例4 炭化爐該實(shí)施例與實(shí)施例1大致相同，不同之處僅在于爐體用混有石棉絲的水泥制作，內(nèi)有鋼筋骨架，這是本領(lǐng)域公知的技術(shù)。在出料口相對(duì)的一側(cè)設(shè)有排氣口。出料口外設(shè)有板狀側(cè)拉門。燃燒器為半圓柱形。爐體外形尺寸按實(shí)施例1的比例縮小一倍。
實(shí)施例5 玉米芯顆粒炭生產(chǎn)方法利用實(shí)施例1-4所述的炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭的方法，包括選料、物料加工、裝爐炭化、冷卻出爐、計(jì)量包裝等步驟。
選料將農(nóng)副產(chǎn)品的玉米芯自然風(fēng)干使其含水量降至20％以下。
物料加工采用現(xiàn)有技術(shù)中任何破碎方式將上述的合格玉米芯加工粉碎，粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-10mm。粉碎后的玉米芯顆?？蛇^篩篩選，對(duì)于不符合要求的玉米芯顆?？芍匦录庸ぁ?br> 裝爐炭化將加工好的玉米芯顆粒裝入爐體中，最初的物料加入量以覆蓋在燃燒器上10-25厘米。將燃燒器點(diǎn)火盤內(nèi)引燃物點(diǎn)燃。所述的引燃物是汽油。物料被點(diǎn)燃后，持續(xù)自燃，無需外加熱源。物料在150-450℃亞高溫條件下缺氧炭化。當(dāng)溫度加熱到150℃以上時(shí)，顆粒的復(fù)雜結(jié)構(gòu)開始分解；當(dāng)溫度大于260℃時(shí)分解加劇，生成焦油和氣體；當(dāng)溫度達(dá)到450℃時(shí)開始絕氧、霧化，生成黑色炭素顆粒。爐體內(nèi)缺氧條件采用人工控制。采用XMT-121型數(shù)字式溫控儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。XMT-121型數(shù)字式溫控儀是本領(lǐng)域的常用儀器，在市場(chǎng)上儀器儀表商店均可買到。當(dāng)爐體內(nèi)溫度達(dá)到450℃時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充物料控制氧氣供應(yīng)量。每次追加物料的厚度為6-12厘米。待全部物料添加完畢后，加上一層成品炭覆蓋，厚度為15-30厘米。
冷卻出爐當(dāng)最上一層的成品炭燒紅后(目測(cè)即可)，及時(shí)噴冷水熄滅爐火，自然冷卻出爐。
計(jì)量包裝按照不同的計(jì)量要求包裝成袋。
實(shí)施例6 玉米芯顆粒炭生產(chǎn)方法利用實(shí)施例1-4所述的炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭的方法，包括選料、物料加工、裝爐炭化、冷卻出爐、計(jì)量包裝等步驟。
選料將農(nóng)副產(chǎn)品的玉米芯人工機(jī)械烘干，可采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何烘干機(jī)械，含水量降至16％以下。
物料加工可采用現(xiàn)有技術(shù)中任何破碎方式將上述的合格玉米芯加工粉碎，粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-7mm。粉碎后的玉米芯顆粒可過篩篩選，對(duì)于不符合要求的玉米芯顆?？芍匦录庸ぁ?br> 裝爐炭化將加工好的玉米芯顆粒裝入爐體中，最初的物料加入量以覆蓋在燃燒器上15-20厘米。將燃燒器點(diǎn)火盤內(nèi)引燃物點(diǎn)燃。所述的引燃物是煤油或其它易燃物。物料被點(diǎn)燃后，持續(xù)自燃，無需外加熱源。物料在200℃-450℃亞高溫條件下缺氧炭化。當(dāng)溫度達(dá)到450℃時(shí)開始絕氧、霧化，生成黑色炭素顆粒。爐體內(nèi)缺氧條件采用機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)很容易設(shè)計(jì)，這里不再贅述。當(dāng)爐體內(nèi)溫度達(dá)到450℃時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充物料控制氧氣供應(yīng)量。每次追加物料的厚度為8-10厘米。待全部物料添加完畢后，加上一層成品炭覆蓋，厚度為15-20厘米。
冷卻出爐當(dāng)最上一層的成品炭燒紅后(目測(cè)即可)，及時(shí)噴冷水熄滅爐火，自然冷卻出爐。
計(jì)量包裝按照不同的計(jì)量要求包裝成袋。
實(shí)施例7 玉米芯顆粒炭生產(chǎn)方法利用實(shí)施例1-4所述的炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭的方法，包括選料、物料加工、裝爐炭化、冷卻出爐、計(jì)量包裝等步驟。
選料將農(nóng)副產(chǎn)品的玉米芯自然風(fēng)干，含水量降至16％以下。
物料加工采用現(xiàn)有技術(shù)中任何破碎方式將上述的合格玉米芯加工粉碎，優(yōu)選用FB-1型破碎機(jī)進(jìn)行破碎。粉碎后的玉米芯顆粒直徑為2-5mm。粉碎后的玉米芯顆?？蛇^篩篩選，對(duì)于不符合要求的玉米芯顆?？芍匦录庸ぁ?br> 裝爐炭化將加工好的玉米芯顆粒裝入爐體中，最初的物料加入量以覆蓋在燃燒器上10-25厘米。將燃燒器點(diǎn)火盤內(nèi)引燃物點(diǎn)燃。所述的引燃物是煤油或其它易燃物。物料被點(diǎn)燃后，持續(xù)自燃，無需外加熱源。物料在260℃-450℃亞高溫條件下缺氧炭化。當(dāng)溫度大于260℃時(shí)分解加劇，生成焦油和氣體；當(dāng)溫度達(dá)到450℃時(shí)開始絕氧、霧化，生成黑色炭素顆粒。爐體內(nèi)缺氧條件采用人工控制。由于該炭化爐是半封閉式，可以直接觀察到爐體內(nèi)物料的燃燒狀況，當(dāng)爐體內(nèi)溫度達(dá)到450℃時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充物料控制氧氣供應(yīng)量。每次追加物料的厚度為8-10厘米。每次追加物料的時(shí)間間隔大約為30-40分鐘。待全部物料添加完畢后，加上一層成品炭覆蓋，厚度15-20厘米。
冷卻出爐當(dāng)最上一層的成品炭燒紅后(目測(cè)即可)，及時(shí)噴冷水熄滅爐火，自然冷卻出爐。
計(jì)量包裝按照不同的計(jì)量要求包裝成袋。
實(shí)施例8 玉米芯顆粒炭用實(shí)施例5-7生產(chǎn)的玉米芯顆粒炭與現(xiàn)有技術(shù)中的玉米芯炭比較，見下表。
表2 本發(fā)明的玉米芯顆粒炭與現(xiàn)有技術(shù)中的玉米芯炭比較

實(shí)施例9 玉米芯顆粒炭的用途利用實(shí)施例5-7生產(chǎn)的玉米芯顆粒炭作為基質(zhì)生產(chǎn)炭基緩釋玉米專用肥料。
利用玉米芯顆粒炭多微孔、強(qiáng)吸附能力，與玉米生長(zhǎng)發(fā)育所必需的氮、磷、鉀及其他營(yíng)養(yǎng)元素復(fù)合，并用酸性膨潤(rùn)土或粘土作粘結(jié)劑，制成顆粒狀玉米專用高效炭基緩釋復(fù)合肥。以下混合比例均按重量比混合。
(1)將含氮量為46％的大顆粒尿素、80-100目的玉米芯顆粒炭微粒和粘結(jié)劑，按50％、35％和15％的比例混合，用KP-300型有機(jī)肥造粒機(jī)進(jìn)行壓力造粒，制成含氮量(N)為23％的顆粒炭緩釋氮肥。
(2)將含N11％，P2O546％的磷酸一銨粉、80-100目的玉米芯顆粒炭微粒和粘結(jié)劑，按70％、20％和10％的比例混合，用KP-300型有機(jī)肥造粒機(jī)進(jìn)行壓力造粒，制成含氮量(N)7.7％，含磷量(P2O5)為32.2％的顆粒炭氮磷復(fù)合肥。
(3)將含鉀量(K2O)為60％的氯化鉀、80-100目的顆粒炭微粒、粘結(jié)劑、含鋅量(Zn)為23％的硫酸鋅，按60％、24％、15％、1％的比例混合，用KP-300型有機(jī)肥造粒機(jī)進(jìn)行壓力造粒，制成含鉀量(K2O)為36％的顆粒炭鉀鋅復(fù)合肥。
(4)取含氮量(N)為46％的大顆粒尿素90份，100目的顆粒炭微粒10份，利用帶有加熱功能的圓盤式造粒機(jī)進(jìn)行包衣，該步驟采用現(xiàn)有技術(shù)中本領(lǐng)域常用的包衣方法，制成顆粒炭單質(zhì)緩釋氮肥。
(5)復(fù)混將(1)、(2)、(3)和(4)的制成品按30％、16％、23％和31％的比例復(fù)混，并用ZLC-300型攪拌機(jī)攪拌均勻。
以上所述的大顆粒尿素、磷酸一銨粉、氯化鉀、硫酸鋅在農(nóng)資商店均可買到。酸性膨潤(rùn)土或粘土作粘結(jié)劑。KP-300型有機(jī)肥造粒機(jī)、ZLC-300型攪拌機(jī)均是本領(lǐng)域的常用機(jī)械。
實(shí)施例10 生產(chǎn)玉米芯顆粒炭時(shí)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品的用途利用實(shí)施例1-4炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭時(shí)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品，優(yōu)選的是產(chǎn)生的木醋，可用作農(nóng)作物育苗床土調(diào)制劑、異味清除劑、土壤改良劑(降低土壤pH值，提高土壤酸性)。優(yōu)選的，作為水稻育苗床土調(diào)制劑、畜禽舍異味清除劑或鹽堿地改良劑。
利用與排氣口連接的氣體冷凝系統(tǒng)，回收液化的混合物，無須再分離，直接代替現(xiàn)有農(nóng)作物育苗床土調(diào)制劑中的硫酸或硫酸鹽，配制農(nóng)作物育苗床土調(diào)制劑，可以有效避免現(xiàn)有育苗床土調(diào)制劑由于使用不勻?qū)r(nóng)作物秧苗造成的傷害。優(yōu)選的，用作水稻床土調(diào)制劑時(shí)，每平方米苗床用量為20-50克。利用本發(fā)明提供的床土調(diào)制劑，秧苗根粗，根系發(fā)達(dá)，秧莖粗壯。用作畜禽舍異味清除劑時(shí)，按體積比兌水成20-50％的溶液噴霧。用作鹽堿地改良劑時(shí)，按土壤鹽堿度每畝使用量為50-100公斤，兌水噴施或拌肥施入。鹽堿度大的地塊，適當(dāng)增加使用量。
以上實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
權(quán)利要求
1.一種玉米芯顆粒炭化爐，其特征在于包括爐體(1)、燃燒器(4)、排氣口(5)、出料口(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的炭化爐，其特征在于所述的爐體由雙層鋼板中間添加石棉絲制成，鋼板厚度為6-10mm。
3.如權(quán)利要求1所述的炭化爐，其特征在于所述的爐體由水泥制成。
4.如權(quán)利要求1所述的炭化爐，其特征在于所述的燃燒器由鋼板制成，為三角柱形或半圓柱形。
5.如權(quán)利要求4所述的炭化爐，其特征在于所述的鋼板為網(wǎng)狀或在上面均勻鉆孔，鋼板厚度為3-7mm。
6.如權(quán)利要求1-5所述的炭化爐，其特征在于所述排氣口與冷凝系統(tǒng)連接，回收利用所述之炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭時(shí)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。
7.如權(quán)利要求6所述的炭化爐，其特征在于所述的副產(chǎn)品為木醋。
8.一種利用權(quán)利要求1-7所述的炭化爐生產(chǎn)玉米芯顆粒炭的方法，其特征在于包括選料、物料加工、裝爐炭化步驟，其中所述的裝爐炭化是指在溫度為150-450℃的亞高溫條件下缺氧炭化。
9.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述的物料加工是指將玉米芯加工粉碎成直徑2-10mm的顆粒。
10.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述的溫度為200-450℃。
11.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述的溫度為260-450℃。
12.如權(quán)利要求8-11的方法，其特征在于所述的缺氧指用加料厚度來控制氧氣供給量。
13.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述的控制指機(jī)械設(shè)備自動(dòng)控制或人工控制。
14.一種用權(quán)利要求8-13所述的方法生產(chǎn)的玉米芯顆粒炭。
15.一種如權(quán)利要求14所述的玉米芯顆粒炭的用途，其特征在于所述的玉米芯顆粒炭用作緩釋復(fù)合肥基質(zhì)。
16.一種用權(quán)利要求8-13所述的方法生產(chǎn)玉米芯顆粒炭時(shí)產(chǎn)生的木醋。
17.一種如權(quán)利要求16所述的木醋的用途，其特征在于所述的木醋用作農(nóng)作物育苗床土調(diào)制劑、異味清除劑或鹽堿地改良劑。
全文摘要
本發(fā)明為半封閉式玉米芯顆粒炭化爐，如圖1。采用在260－450℃條件下缺氧干餾分解工藝，對(duì)不同粒度的玉米芯顆粒進(jìn)行直接亞高溫炭化，并用加料厚度來控制氧氣的供給量，在缺氧的條件下燃燒炭化。用本發(fā)明生產(chǎn)的玉米芯顆粒炭硬度小，孔隙度好，基本保留了原有玉米芯顆粒的微孔和良好的吸附性，符合作緩釋復(fù)合肥基質(zhì)的基本要求。
文檔編號(hào)C05G3/00GK101045534SQ20071008650
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者陳溫福, 劉金, 徐正進(jìn) 申請(qǐng)人:陳溫福