一种橡胶渣制备烧烤炭的方法及所制备的烧烤炭
技术领域
[0001] 本
发明涉及
废橡胶的
回收利用方法，尤其涉及一种利用橡胶渣制备烧烤炭的方法以及所述方法制备的烧烤炭。
背景技术
[0002] 现有的烧烤炭包括由传统土窑生产的粗制炭，如竹炭、
木炭等以及由可燃物组成的引火物以及与
煤结合制成棒炭。传统的粗致炭技术含量低、土窑结构欠合理，次品率高且原料的转化率相对较低。传统的烧烤炭以树木为原料烧制而成，为了满足生产需要大量的砍伐树木，对森林树木造成不可逆转的毁坏。在目前森林
覆盖率越来越低、
温室效应日益严重的情况下，生产传统烧烤炭也越来越威胁着人类的生存环境。
[0003] 另一种是由可燃物与煤结合的烧烤炭，其配方及工艺中均是采用KNO3和Ba(NO3)2作为
氧化剂，它们固体粉末状态被加入煤和炭素中，经过对这些物质的混合、成型烘干而制成烧烤炭成品。在使用过程中，作为
氧化剂的KNO3和Ba(NO3)2在燃烧过程中受
热分解会释放出较高浓度的NO2，此外原料煤中也含有大量的硫化物以及重
金属离子，烧烤时受热会随着废气粘到烧烤食品上，对人体健康危害极大。
[0004] 目前烧烤炭的缺点都大大限制了烧烤炭的生产和使用。因此，对工艺简单、环保无毒且能提供大量热量的烧烤炭及其生产方法的研究很有必要。目前的研究中，大都集中于烧烤炭的结构、添加剂以及煤预处理等方面，没有针对烧烤炭的替换原料进行研究。
[0005] 橡胶渣是橡胶厂在生产橡胶过程中而产生的
生物质废料，是棕色沙状物质，含
水率在50%左右。由于橡胶渣橡胶厂无法再利用，被抛弃到深山野谷，自然
发酵；或者集中堆放后焚烧，造成环境污染。
[0006]
专利CN1965057B公开了一种解聚橡胶生产液体可燃物质的方法，为橡胶渣作为可燃物质提供了新的思路，但是专利中并未公开具体的工艺，而且橡胶处理后残留有大量的固体残渣，这些固体残渣的处理仍然是需要解决的问题。专利WO2011009419A1公开了一种将废弃的橡胶或塑料的热分解的方法，其是在
温度100-600℃，经过加热、
液化、冷却等过程对橡胶进行降解，但是该专利也未公开将所得的降解橡胶生产的固体残渣进行处理的方法。
[0007] 因此，充分利用橡胶厂的橡胶废渣及其相应的方法仍需要进一步的研究。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于提供一种以橡胶渣为原料制备烧烤炭及其制备方法，将橡胶渣作为一种制烧烤炭的新原料，从而改变了烧烤炭长期以木材、木屑以及煤作为主要原料的技术。在减少传统原材料使用的同时，还有效利用了废弃的橡胶渣，减少橡胶渣对环境的污染以及资源浪费。
[0009] 本发明所述的制备方法，其生产过程能耗低、无废料产生，所产生的生物质燃气还可以循环用于橡胶以及橡胶渣的烘干过程中。制得的烧烤炭无烟无毒无味、热值高是一种环保安全的新型烧烤炭以及制备方法。
[0010] 本发明提供了一种橡胶渣制备烧烤炭的方法，其步骤包括：
[0011] 步骤1，烘干：将橡胶渣烘干成含水率为10-15%的橡胶渣；
[0012] 步骤2，制粒：将烘干的橡胶渣制成橡胶渣颗粒；
[0013] 步骤3，
气化：将步骤2得到的橡胶渣颗粒气化，得到生物质燃气；
[0014] 步骤4，干馏炭化：使用气化的生物质燃气干馏橡胶渣颗粒；
[0015] 步骤5，制棒：将干馏后的橡胶渣冷却、
粉碎，加入石
灰水混合，制成烧烤炭。
[0016] 本发明所述的步骤1中，橡胶渣烘干后的含水率优选为15%。
[0017] 本发明所述的步骤2中，橡胶渣使用制粒机粉碎成橡胶渣颗粒的长度优选为30-40mm，直径优选为12-16mm。
[0018] 本发明所述的步骤2中，可以将烘干的木屑和烘干的橡胶渣混合制成颗粒，其混合的重量比为（10-30）∶（70-90）。
[0019] 本发明所述的步骤3所述气化为：将0.5-2t橡胶渣颗粒放入气化炉中进行气化，3
气化炉体积优选为2-30m，橡胶渣颗粒重量优选为0.5-1.8t，更优选为0.5-1.5t。本发明所述的步骤3中的气化时间优选为0.5-2h，更优选为1h；温度优选为500-700℃，更优选为
600℃。
[0020] 本发明所述的步骤3、4中，橡胶渣气化和炭化过程中产生了生物质燃气，其过程是橡胶渣中的有机物在限氧条件下不充分燃烧及高温干馏，生成CO、H2及CH4等可燃气体，所述生物质燃气一般还包括木焦油、
木醋液的混合物。因此，本发明上述的方法中还可以包括：使生物质燃气降温分离杂质木焦油和木醋液，得到洁净的生物质燃气的步骤。其中，优选地使用
散热器对生物质燃气降温，将生物质燃气的温度从300℃降至30℃，从而分离杂质木焦油和木醋液，得到洁净的生物质燃气。
[0021] 本发明所述的步骤4所述炭化为：将0.5-2t橡胶渣颗粒放入炭化炉中进行干馏炭3
化，炭化炉体积优选为2-30m，橡胶渣颗粒重量优选为0.5-1.8t，更优选为0.5-1.5t。
[0022] 本发明所述的步骤4中，干馏炭化时间优选为0.5-2h，更优选为1h；温度优选为200-400℃，更优选为300℃。
[0023] 本发明所述的气化炉和炭化炉的体积大小根据用户需要生物质燃气热值大小而3
定。本发明所得到的洁净的生物质燃气热值为1000-2000Kcal/m，优选为1300-1500Kcal/
3 3
m，如1400Kcal/m。
[0024] 本发明所得洁净的生物质燃气可以循环使用。
[0025] 本发明上述的方法中，所述生物质燃气可以用于步骤1所述的烘干橡胶渣或者烘干生产线上的橡胶。
[0026] 本发明所述的步骤5中，干馏后的橡胶渣与石灰水混合重量比优选为(92-98)∶(2-8)，优选为95∶5。
[0027] 本发明所述的步骤5中，石灰水浓度优选为5%-15%，更优选为7%-13%，最优选为9%-11%，如10%。
[0028] 本发明所述的步骤5中，使用制棒机将橡胶渣与石灰水混合物制成烧烤炭。
[0029] 一种采用上述任意一种方法所制备的烧烤炭，其灰分含量为3.2-4.5%，固定
碳的含量为82-88%，热值为6500-7200Kcal/Kg。
[0030] 一种采用上述任意一种方法所制备的烧烤炭，其灰分含量为3.2-4.5%，固定碳的含量为82-88%，热值为6500-7200Kcal/Kg。
[0031] 本发明所使用的制粒机、气化炉、炭化炉、制棒机均为本领域技术人员常用的机器设备。
[0032] 本发明所述橡胶渣制备烧烤炭的方法及其所述方法制备的烧烤炭的优点或有益效果：
[0033] 1、制备烧烤炭的原料橡胶渣来源于橡胶厂废弃物，提高了橡胶渣的利用率，与传统原料相比，减少了对环境资源的消耗；
[0034] 2、制备方法简单，条件可控，橡胶渣制备烧烤炭的转化率高，无废渣产生；
[0035] 3、制备过程中不添加引火物等添加剂，制得的烧烤炭无烟无毒无味；
[0036] 4、橡胶渣气化和干馏炭化过程中产生生物质燃气，可以循环使用于橡胶与橡胶渣的烘干过程中；
[0037] 5、制得的烧烤炭起火快，燃烧时间长达3-4小时，利于使用；
[0038] 6、制得的烧烤炭外表光滑无裂纹，无爆花，易于保存和运输；
[0039] 7、制得的烧烤炭易
脱灰，灰呈白色，断面整齐，炭与炭敲打有很清爽的金属刚音声，硬度好。具体
实施例[0040] 本发明提供了一种橡胶渣制备烧烤炭的方法及其所述方法制备的烧烤炭。
[0041] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0042] 实施例1
[0043] 橡胶渣制备烧烤炭，其步骤为：
[0044] 步骤1，烘干：将含水率为50%的橡胶渣烘干成含水率为10%的橡胶渣；
[0045] 步骤2，制粒：将烘干好的橡胶渣通过制粒机制成长度为30mm，直径为16mm的橡胶渣颗粒；
[0046] 步骤3，气化：将步骤2得到的橡胶渣颗粒选用0.8t放入体积为2.1m3的气化炉中，气化时间为1h，气化温度为600℃；
[0047] 步骤4，干馏炭化：将0.8t橡胶渣颗粒放入体积为2.1m3的炭化炉中使用温度为300℃的生物质燃气干馏，干馏时间为1h；
[0048] 步骤5，制棒：将干馏后的橡胶渣自然冷却、粉碎，加入浓度为8%石灰水混合，使用制棒机制成烧烤炭。
[0049] 本发明所述烘干后的橡胶渣内水分为3%，固定碳的含量为40%，热值为3500Kcal/Kg。
[0050] 利用本发明所述的方法制备的烧烤炭的灰分含量为3.2%，固定碳的含量为82%，热值为6700Kcal/Kg。
[0051] 本发明所使用的制粒机、气化炉、炭化炉、制棒机均为本领域技术人员常用的机器设备。
[0052] 实施例2
[0053] 橡胶渣制备烧烤炭，其步骤为：
[0054] 步骤1，烘干：将含水率为50%的橡胶渣烘干成含水率为15%的橡胶渣；
[0055] 步骤2，制粒：将烘干好的橡胶渣通过制粒机制成长度为35mm，直径为18mm的橡胶渣颗粒；
[0056] 步骤3，气化：将步骤2得到的橡胶渣颗粒选用1t放入体积为11.9m3的气化炉中，气化时间为1h，气化温度为600℃；
[0057] 步骤4，干馏炭化：将1t橡胶渣颗粒放入体积为11.9m3的炭化炉中使用温度为300℃的生物质燃气干馏，干馏时间为1h；
[0058] 步骤5，制棒：将干馏后的橡胶渣自然冷却后粉碎，加入浓度为10%石灰水混合，使用制棒机制成烧烤炭。
[0059] 本发明所述烘干后的橡胶渣内水分为3.7%，固定碳的含量为42%，热值为3900Kcal/Kg。
[0060] 利用本发明所述的方法制备的烧烤炭的灰分含量为4.3%，固定碳的含量为88%，热值为7200Kcal/Kg。
[0061] 本发明所使用的制粒机、气化炉、炭化炉、制棒机均为本领域技术人员常用的机器设备。
[0062] 实施例3
[0063] 橡胶渣制备烧烤炭,其步骤为：
[0064] 步骤1，烘干：将含水率为50%的橡胶渣烘干成含水率为20%的橡胶渣；
[0065] 步骤2，制粒：将烘干好的橡胶渣通过制粒机制成长度为40mm，直径为20mm的橡胶渣颗粒；
[0066] 步骤3，气化：将步骤2得到的橡胶渣颗粒选用1.2t放入体积为8.3m3的气化炉中，气化时间为2h，气化温度为600℃；
[0067] 步骤4，干馏炭化：将1.2t橡胶渣颗粒放入体积为8.3m3的炭化炉中使用温度为360℃的生物质燃气干馏，干馏时间为2h；
[0068] 步骤5，制棒：将干馏后的橡胶渣自然冷却后粉碎，加入浓度为12%石灰水混合，使用制棒机制成烧烤炭。
[0069] 本发明所述烘干后的橡胶渣内水分为4.5%，固定碳的含量为41.76%，热值为3666Kcal/Kg。
[0070] 利用本发明所述的方法制备的烧烤炭的灰分含量为4%，固定碳的含量为85%，热值为6900Kcal/Kg。
[0071] 本发明所使用的制粒机、气化炉、炭化炉、制棒机均为本领域技术人员常用的机器设备。
[0072] 性能测试：
[0073] 测试方法：
[0074] 1）水分含量、灰分含量、固定碳含量、热值的测定参照GB/T2001-1991《
焦炭工业分析测定方法》中相关的测定方法。
[0075] 2）硫含量的测定参照GB/T2286-2008《焦炭全硫含量的测定方法》中相关的测定方法。
