一種使用竹炭粉制備的雙組份速燃炭棒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于竹材加工剩余物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及固體成型碳棒的制備及使其快速燃燒的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]竹子具有繁殖能力強(qiáng)、生長周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、病蟲害少、物理力學(xué)性能優(yōu)良、可年年擇伐等特性，其工業(yè)和商業(yè)價(jià)值顯著，逐漸取代木材，制備竹地板、戶外重竹材料、重竹家具、全竹集裝箱底板、竹工藝品等竹制人造板。竹材加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的剩余物，包括竹肩、竹拉絲、邊角材料等固體廢棄物，利用率低，且影響環(huán)境。因此，如何高效利用竹材加工剩余物，提高其附加值，是本發(fā)明研究的重點(diǎn)。竹炭具有較高的燃燒值，且燃燒過程中無異味、無煙且殘?jiān)?，是一種良好的固體成型燃料，本發(fā)明制備的速燃碳棒分為主劑和輔劑，主劑為高壓成型碳棒，輔劑為液體酒精噴霧。主劑是將竹材加工剩余物粉碎，經(jīng)過高溫炭化，制備炭粉，再與粘結(jié)劑、助燃劑、水等共混，通過蜂窩模具，高壓成型制備各種形狀的蜂窩速燃碳棒，其中高壓成型的蜂窩碳棒分為本體層和點(diǎn)火層，本體層包括炭粉、粘結(jié)劑和水，點(diǎn)火層在本體層的基礎(chǔ)上加入各種燃燒助劑，由此制備的速燃碳棒成本低、安全、環(huán)保，點(diǎn)火層噴上輔劑即可由內(nèi)向外快速燃燒，從而帶動(dòng)本體層燃燒，速度快且燃燒值高。使用竹炭粉制備雙組份蜂窩速燃碳棒的方法未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是制備一種環(huán)保型低成本，快速燃燒，具備高放熱量性能的固體成型燃料碳棒，同時(shí)可循環(huán)利用竹材加工剩余物，使其高值化利用，減少竹材加工企業(yè)固體環(huán)境污染。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:
一種使用竹炭粉制備的雙組份速燃炭棒，其特征在于，所述雙組份速燃炭棒由竹碳棒本體層和位于竹碳棒本體層頂端的竹碳棒點(diǎn)火層組成；
所述竹碳棒本體層中，包含炭化竹粉、粘結(jié)劑和水，所述粘結(jié)劑的加入量為竹碳棒本體層中炭化竹粉質(zhì)量的3%?7%，所述水的加入量為竹碳棒本體層中炭化竹粉質(zhì)量的30%?40% ；
所述竹碳棒點(diǎn)火層，包含炭化竹粉、粘結(jié)劑、燃燒助劑和水，所述粘結(jié)劑的加入量為炭化竹粉質(zhì)量的3%?7%，所述燃燒助劑的加入量為竹碳棒點(diǎn)火層中炭化竹粉質(zhì)量的3%?13% ;所述水的加入量為竹碳棒點(diǎn)火層中炭化竹粉質(zhì)量的30%?40%。
[0005]作為優(yōu)化，所述炭化竹粉細(xì)度為200-380目；
作為優(yōu)化，所述竹碳棒本體層和竹碳棒點(diǎn)火層長度比為4?5.5:1 ;
作為優(yōu)化，所述粘結(jié)劑是變性淀粉、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸中的一種或多種組合； 作為優(yōu)化，所述燃燒助劑是硝酸鍶、氯酸鉀、紅磷中的一種或多種組合。
[0006]本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供上述雙組份速燃炭棒的制備方法，其步驟包括:
(1)竹炭粉制備，將竹材加工剩余物粉碎，在300?500°C的炭化爐中炭化I?3小時(shí)，將此炭化竹粉備用；
(2)竹碳棒本體層制備，同時(shí)加入炭化竹粉、粘結(jié)劑和水，混合均勻后再通過高壓擠壓制備竹碳棒本體層，所述粘結(jié)劑的加入量為竹碳棒本體層中炭化竹粉質(zhì)量的3%?7% ;所述水的加入量為竹碳棒本體層中炭化竹粉質(zhì)量的30%?40% ；
(3)雙組份速燃炭棒制備，在步驟(2)制備的竹碳棒本體層基礎(chǔ)上制備竹碳棒點(diǎn)火層，加入炭化竹粉、粘結(jié)劑、燃燒助劑和水，混合均勻后再通過高壓擠壓，即制備完成雙組份速燃炭棒，所述粘結(jié)劑的加入量為竹碳棒點(diǎn)火層中炭化竹粉質(zhì)量的3%?7% ;所述燃燒助劑的加入量為竹碳棒點(diǎn)火層中炭化竹粉質(zhì)量的3%?13% ;所述水的加入量為竹碳棒點(diǎn)火層中炭化竹粉質(zhì)量的30%?40%。
[0007]作為優(yōu)化，步驟(I)中，所述竹材加工剩余物粉碎的細(xì)度為200?380目；
作為優(yōu)化，所述粘結(jié)劑是變性淀粉、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸中的一種或多種組合； 作為優(yōu)化，步驟(3)中，所述燃燒助劑是硝酸鍶、氯酸鉀、紅磷中的一種或多種組合；
作為優(yōu)化，步驟(2)和步驟(3)中，所述的炭化竹粉細(xì)度為200?380目、擠壓壓力為0.5?1.4MPa、擠壓時(shí)間為10?28秒；
作為優(yōu)化，所述步驟(2)中的高壓擠壓壓力不小于步驟(3)中的高壓擠壓壓力；所述步驟(2 )中的擠壓時(shí)間不小于步驟(3 )中的擠壓時(shí)間；所述步驟(2 )中的炭化竹粉的粒徑不小于步驟(3)中的炭化竹粉的粒徑；
作為優(yōu)化，步驟(2)中，將炭化竹粉、粘結(jié)劑和水混合均勻后，放入蜂窩模具中，制備蜂窩結(jié)構(gòu)的竹碳棒本體層；
作為優(yōu)化，步驟(3)中，在步驟(2)制備的蜂窩結(jié)構(gòu)的竹碳棒本體層外層加入炭化竹粉、粘結(jié)劑、燃燒助劑和水，混合均勻后，制備蜂窩結(jié)構(gòu)的竹碳棒點(diǎn)火層。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:提高竹材加工剩余物的附加值，減少竹材加工企業(yè)固體廢棄物的污染，通過對竹材加工剩余物的粉碎和炭化，提高其燃燒性能，再通過點(diǎn)火層加入復(fù)配燃燒助劑，高壓制備蜂窩狀的竹碳棒，在點(diǎn)火層蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)部噴上酒精噴霧，借助燃燒助劑，即可由內(nèi)向外快速燃燒，從而帶動(dòng)竹碳棒本體層燃燒，其燃燒過程中無異味、無煙、殘?jiān)?、燃燒值高，適用于北方供暖及燒烤市場。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1
一種使用竹炭粉制備的雙組份速燃炭棒，所述雙組份速燃炭棒由竹碳棒本體層和竹碳棒點(diǎn)火層組成，所述竹碳棒本體層中，包含炭化竹粉、粘結(jié)劑和水，所述粘結(jié)劑的加入量為炭化竹粉質(zhì)量的3%?7%，所述水的加入量為炭化竹粉質(zhì)量的30%?40% ;所述竹碳棒點(diǎn)火層，包含炭化竹粉、粘結(jié)劑、燃燒助劑和水，所述粘結(jié)劑的加入量為竹碳棒點(diǎn)火層中炭化竹粉質(zhì)量的3%?7%，所述燃燒助劑的加入量為竹碳棒點(diǎn)火層中炭化竹粉質(zhì)量的3%?13% ;所述水的加入量為竹碳棒點(diǎn)火層中炭化竹粉質(zhì)量的30%?40%。
[0010]作為優(yōu)化，所述炭化竹粉細(xì)度為200-380目；
作為優(yōu)化，所述竹碳棒本體層和竹碳棒點(diǎn)火層長度比為4?5.5:1 ; 作為優(yōu)化，所述粘結(jié)劑是變性淀粉、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸中的一種或多種組合； 作為優(yōu)化，所述燃燒助劑是硝酸鍶、氯酸鉀、紅磷中的一種或多種組合。
[0011]實(shí)施例2
實(shí)施例1所述雙組份蜂窩狀速燃炭棒的制備方法，其步驟包括:
(1)將竹材加工剩余物分別粉碎至200目和380目，在300°C的炭化爐中炭化I小時(shí)，放入容器中備用；
(2)在蜂窩狀設(shè)備中加入200目的炭化竹粉1200g，36g變性淀粉及360g水，混合均勻后，通過1.4MPa壓力，擠壓28秒制備竹碳棒本體層，其長度為8厘米；
(3)在竹碳棒本體層的基礎(chǔ)上，加入380目炭化竹粉100g，3g變性淀粉、30g水、3g硝酸鍶及5g氯酸鉀，混合均勻后，通過0.5MPa壓力，擠壓10秒制備竹碳棒點(diǎn)火層，其長度為2厘米。
[0012]制備的竹碳棒，常溫放置24小時(shí)，在點(diǎn)火層蜂窩內(nèi)部噴上酒精噴霧，點(diǎn)火后，竹碳棒點(diǎn)火層迅速燃燒，且伴有微小火星，10秒即可快速燃燒，隨后本體層也在燃燒，整個(gè)竹炭棒燃燒時(shí)間為120分鐘，經(jīng)檢測，其發(fā)熱量為7024.56cal/g，灰分為3.2%，在竹碳棒燃燒過程中無煙、無異味，且殘?jiān)佟?br>[0013]實(shí)施例3
實(shí)施例1所述雙組份蜂窩狀速燃炭棒的方法，其步驟包括:
(1)將竹材加工剩余物分別粉碎至280目和300目，在500°C的炭化爐中炭化3小時(shí)，放入容器中備用；
(2)在蜂窩狀設(shè)備中加入280目炭化竹粉1200g，84g聚丙烯酸及480g水，混合均勻后，通過IMPa壓力，擠壓20秒制備竹碳棒本體層，其長度為8.4厘米；
(3)在本體層的基礎(chǔ)上，加入300目炭化竹粉100g，7g聚丙稀酸、40g水、3g紅磷及7g氯酸鉀，混合均勻后，通過0.9MPa壓力，擠壓18秒制備竹碳棒點(diǎn)火層，其長度為1.6厘米。
[0014]制備的竹碳棒，常溫放置24小時(shí)，在點(diǎn)火層蜂窩內(nèi)部噴上酒精噴霧，點(diǎn)火后，竹碳棒點(diǎn)火層迅速燃燒，且伴有微