机制炭土窑烧炭原理

土窑的炭化时间越长,升温以及降温的速度就越漫,所以,一般烧出来炭的密度硬度质量越大越好,一般情况下低温炭从装窑到最后出窑需要7-10天,质量也不错,只是少了点金属圈与钢音而易,中,高温炭的烧制时间比低温炭的周期还要长些,从装窑到出窑需要10-15天 烧窑到出窑又分为五个阶段 一,干燥阶段

这个阶段的温度在120-150摄氏度,热解速度非常缓慢,主要是木材中所含水分依靠外部供给的热量时行蒸发,木质材料的化学组成几乎没有变化

二,预炭化阶段

这个阶段的温度为150-275摄氏度,木质材料热解反应比较明显,木质材料化学组成开始发生变化,其中不稳定的组合成分,如半纤维分解生成二氧化碳,一氧化碳和少量醋酸等物质

三,炭化阶段

这个温度阶段的为275-400摄氏度,在这个阶段中,木质材料急剧地进行热分解,生成大量分解产物,生产的液体产物中含有大量醋酸,醇和木隹油生成的气体中二氧化碳含水量渐渐减少,而甲烷,已稀等可以燃烧气体渐渐增多,这一阶段放出大量反应热,所以又称为放热反应阶段

四,锻烧阶段

温度上升到450-500摄氏度,这个阶段依靠外部供给热量进行木炭的锻烧,排出残留在木炭中的挥发性物质,提高木炭的固定碳含量,这时生成液体产物已经很少

五,炼炭阶段

这个阶段的温度为500-1200摄氏度,关键也就是这个阶段了 炼炭温度决定出产炭的固体炭含量。直接决定所生产的炭为高温炭还是低温炭。

炭化

若我们将原料成型的最终产品是炭，那我们就应将薪棒通过炭化炉或土窑烧制（或煅烧）成合格的炭。中低温炭的炭化过程一般可分为以下三个温度段。

1、干燥阶段

从点火开始，至炉温上升到1600C，这时薪棒所含的水分主要依靠外加热量和本身薪棒燃烧所产生的热量进行蒸发。薪棒的化学组成几乎没变。

2、炭化初始阶段

这个阶段主要靠薪棒自身的燃烧产生热量，使炉温上升到160-2800C之间。此时，木质材料发生热分解反应，其组成开始发生了变化。其中不稳定组成，如半纤维素发生分解生成CO2、CO和少量醋酸等物质。

3、全面炭化阶段

这个阶段的温度为280-4000C，在这阶段中，木质材料急剧地进行热分解，同时生成了大量的醋酸、甲醇和木焦油等液体产物。此外还产生了甲烷、乙烯等可燃性气体，这些可燃性气体在炉内燃烧。热分解和气体燃烧产生了大量的热，使炉温升高。木质材料在高温下干馏成炭。

若要煅烧高温炭，除了上述三个阶段外，我们还要增加热量，使炉内的温度继续上升到7000C以上。这样，就能排出残留在木炭中的挥发性物质，提高木炭中的含炭量，使炭的石墨结构增多，导电性增强。

1机制木炭装箱长度要在5公分以上，长度限量以纸箱长度为限。机制炭直径（收缩度），目前国内大部分机制炭设备厂家采用5公分直径成型套标准，所以成品炭直径应在4公分以下，以35-38为最佳收缩尺寸。

2机制木炭色该黑的发亮，从外表看木炭为纯黑色，如果颜色发乌，敲击声音不够清脆，说明有施水问题，含水量就会超标。将炭折断观察断面颜色更应清醇。如果有发黄现象，说明炭的杂质太多，含灰分量和挥发份自然会超标；或者是炭化过程不够标准，木炭有烟有味，木炭有味不一定有烟，但有烟一定有味，有味的木炭对食品加工业、蚊香生产等行业有一定影响。这也正是最明显的炭化不彻底现象。在炭化过程中，当窑温达到一定程度会在木炭表面和内孔形成一层坚硬的炭膜，这层黑亮的硬膜会随着窑温的增加而增厚，观察这层包膜，自然能够看出木炭的炭化火候。高温炭和低温炭也由此轻松判断出来。

3机制木炭的硬度以单手竖着抓握住炭棒，大拇指用力不能轻易折断为标准，硬度越好，炭的品质也越好。两块木炭碰幢，能发出清脆的金属音。木炭允许有少量裂纹，并不影响炭的品质。但是裂纹太大说明半成品木棒的密度不好或是炭化过程中给氧量过激、过大，造成的裂纹无法完全收缩。通过对木炭颜色、收缩度、硬度、裂纹和有无钢音就可以简单判断木炭的品质。这也是高温炭和低温炭的区分标准之一。

机制木炭技术常见问题解答

　　1、机制木炭技术有何特殊要求，比如操作人的文化程度和相专业知识水平？　答：技术有一定难度，但没有太特殊的要求，生产流程中不同环节对人员要求不同。１．原料采购和烘干环节使用的是不怕脏不怕累的为好。２．制棒环节使用年轻一些的最好，需要的是有一定接受和理解能力和反应快，能随机应变的人，可以说有些象司机这职业。３．烧炭的要至少一个责任心强一些的，能指挥别人，休息时间能不固定的人，所以上岁数的会好一些。４．成品检验和包装需要的是认真负责的，最好农村妇女。５．设备维护（可以兼职），有较好电焊或者气焊基础，有学习能力和钻研精神的。　2、机制木炭全套机器是否需经常维修，易损件是什么，修起来难不难，平均生产一吨要维修 费多少？　答：如果人员按照技术要领和操作规程去操作的话，只有制棒机是需要经常维修的．烘干和窑等一般不用,易损件是推进器螺杆，也可以包括成型套筒。没掌握成型原理以及没有实际生产经验，修起来就难，最初我厂里设备维修工是工作时间最长的人。技术掌握了，明确了维修要点和技巧，应该说很简单，套筒也磨损，没螺杆那么厉害，也不好手工修补的，靠的是好配件更换。低成本长寿命的套筒 ，每吨产品里设备维护成本如果技术掌握的好，也就２０左右吧，掌握技术不好这种直接成本增加几倍很正常，间接支出的成本更大（比如设备不能正常工作造成出废品或者停产）　3、制棒机的推进器,工作二十分钟就坏了,出不了棒经过电焊修复,也是一会就坏了？　答：买来的机器或者用普通焊条修补的螺杆，就这么个几十分钟的寿命，也许是你的耐磨焊条是假冒伪劣，也许是你修补方法不当，补焊的角度不合适，还可能是你原料里沙石泥土杂质太多。 4、最好的原料是那种木材的锯末？为什么？　答：最好没有绝对的，燃烧性能第一重要。北方的杨木，南方的桉木是国家林业部门推广的速生品种，他们生长快，自然密度就低，俗称软木，自然不好，这一类的木头还不少，比如桐木等等。相对而言，生长缓慢的树种的木质坚硬，硬木就比软木做炭性能好好的多。松木、柞木、杉木、栎木、竹子等等，燃烧性能都不错，有一部分坚硬的果壳也是好原料。当然越硬的锯末，颗粒密度也越高，他们可以以相对较小的压缩比来达到同样的成品密度，这样节省一部分能源和机器损耗，也是很划算的。 5、木炭和竹炭的生产工艺是否相同？　答：不同，叫炭这个名字的东西很多很多，还有焦炭、活性炭、草炭等等，用途不同决定了这些东西的性能要求不同，生产工艺也明显不同，可以说这些是完全不同的行业。　6、我想知道生产出口级木炭对原料和生产工艺有什么特殊要求？　答：出口炭一般客户要求灰分，挥发分，水分，含碳量，发热值几个指标，以及炭的外观（包括硬度，密度，外表面和尺寸等）。原料好坏决定了发热值，含碳量和灰分几个指标，所以说差原料技术再高也做不出出口产品来。制棒好坏主要决定了炭的外观。而烧窑就关系重大了，这里面所有因素都受烧窑过程的影响。 7、机制木炭的发热量和燃烧时间有没有关系？　答：有联系,但没太直接的关系木炭含碳量越高，发热量一般也越大,这个是原料和烧炭的程度两个因素决定的也可以说是木炭化学成分因素决定的， 燃烧时间,可以说是化学因素和物理因素共同决定的，不仅仅是发热量大，还要求木炭和空气接触的表面积要小，以延长燃烧时间，这个表面积即包括外表面，也包括内部的孔隙。正因为原木炭内部很多空隙，所以虽然发热值和机制木炭不相上下，却没有机制木炭燃烧时间长，提高机制木炭燃烧时间，最主要方法有2个，一个是提高制棒机的成型压力，提高棒的密度和强度，二要靠提高烧窑的最终炭化温度，并减慢升温，降温的速度，使得出来的成品高密度，高硬度。这二点也是提高机制木炭质量和价格的最主要方法。 8、什么是"高温炭"，"中温炭"，"和低温炭"？　答：说到中温炭，低温炭，这个词语只是那些不懂行的才这么叫，正在生产机制木炭的同行和木炭的用户，可不是那么称呼这些东西的，一般我们管这些"中温炭，低温炭"叫"有烟有味"，"生炭"，或者直接叫"废品"，"残次品"棒在窑里没炭化好，或者棒出的质量不好，还有烧窑技术的关系，造成炭收缩不好，密度差。这种炭燃烧时间短，有火苗，并且带有淡篮色的烟，伴有刺鼻的味道。 9、机制木炭原材料种类的分析　从原料的结构成分看，决定其能否成为理想的机制炭原料的因素有两个：纤维搭结的好坏和木质素含量的多少。前者直接影响成型棒的密度和机械强度，而后者则确定了成品的最高含碳量。综合这俩方面的因素下面我以原料的优劣为顺序为大家介绍几种　1、落叶松。 这是目前公认的最理想的机制木炭原料。由于落叶松的木质素含量适度并且纤维搭结紧凑，密度好，使之能在较低的成型温度和较小的挤压力下形成密度高硬度好的成型棒。　2、其它松木, 几乎所有的松木都是适合做机制炭的。但由于成分性质的差异，我们会在生产中也会遇到不同的问题 。如有些松木的纤维搭结并不理想，使之难以成型，对部分厂家来说这是一道难题。比如白松其纤维搭结一旦被破坏就很难恢复，即使在较高的成型温度和挤压力下也难以得到好的机制棒。这就需要我们混合其它原料，以提高其黏合能力。此外还有些松木的密度并不是很理想，比如樟松，虽属松木类且生长周期较长，但木质仍然偏软，这使得我们在加工这种原料时经常出现供料不足，导致成型棒出现裂缝。针对这种情况可以适当调节推进器的螺旋档距或增大螺旋直径加以克服。由于生长地域和生长周期的不同，各种松木的成份比例和结构特点是不同的，但如果我们能够针对这些做出合理准确的分析，并采取适当的措施，松木仍然是非常理想的原料。　3、硬杂木。 硬杂木的种类繁多，如桦木、椴木、榆木、青干柳以及大部分的果木和南方的各种竹类都可归到此档之中。其生长年限一般介与松木和软木之间，木质较硬。大部分可作为机制炭的原料。但由于其成分特性差异明显，在以其做为原料进行生产时往往会遇到诸多困难。其中一个明显的问题就是黏和能力弱，对于其中某些原料单纯混以其他木质原料已不能解决问题。利用硬杂木进行生产，在技术上的要求是很高的。　4、农作物废弃物。 一些木本类的农作物废弃物是可以作为机制炭的原料的，但普遍具有灰份大，热值低，等弱点。并且成型较为困难，需要很高的成型温度和挤压力，技术要求高。但是如果你所在的地区在相当大的范围内没有理想的机制炭原料，同时市场对机制木炭的需求量又很大，需要从外地购得时，也可以考虑利用农业的废弃物进行生产。原料充足易得，成本低是此种生产的优势所在。比如，有相当一部分烧烤店购买机制木炭并非为了用其烤制食品，而是利用其燃烧时间长的优点来延续火种，以便客人在非用餐时间光临时也能以很快的速度生起火进行烤制。另外烧烤店餐桌上的炭火炉是用来加热已烤熟的食品的 ，因此对热量的要求不高，农业废弃物加工而成的机制炭是完全可以胜任的。而实际上这种机制炭的用途并非仅限于此。如果在技术上具有绝对优势，拥有一流的烧制手法，用某些农作物做成的机制炭在热值和燃烧时间上可以接近或达到锯末炭的水平。　此外原料的大小也是应该考虑的。体积过大的原料需要粉碎后才可以使用，如刨花木屑等。体积过小的原料需要混如颗粒稍大且密度较高的原料进行生产，如木灰，木糠，砂光粉等，这些原料很蓬松重量轻，很难自动的落入成型区，所以需要混合其他原料。衡量原料体积的标准是看其能否持续、均匀、充足地落进成型区。 10、制棒机的选购与常见故障 原料成型这道工序技术含量很高，是机制木炭生产中最复杂的一环下面从成型机的构造，工作原理，成型中常见的问题及解决方法几方面为大家介绍一下原料成型这道工序。 成型机的核心部件有电机，铸造壳体，轴承，推进器和成型套．其中每个部件的质量都直接影响着成型的效果．对于电机，要选用国标电机，且功率不应低于十五千瓦，否则连续工作时机体发热，输出功率降低，直接导致成型棒的密度不够,对于轴承，需要型号稍大些的，产地哈尔滨，洛阳，瓦房店和西北轴的质量较好．铸件壳体厚度要在30毫米以上，否则无法保障其整体强度，在实际生产中造成壳体破裂，导致设备报废，大家在选购设备时可着重考察以上三个部件，符合上述要求的，整体设备质量也应该没问题．（现在某些大科技公司推销的设备，电机是假的不说，去掉华丽的包装，其铸件外壳直径只有160豪米，减掉至少30豪米的壁厚，轴承外径最多只有100毫米，标准的设备最少要用到外径180毫米以上的轴承，也就是说其轴承都要比他们设备的外壳都要粗，在加上于至少30豪米的铸件壁厚，机器外径要在240毫米以上，否则其无法承受出棒时巨大的反向压力，也直接影响到设备的使用寿命），这也可以作为选购设备的标准。再有推进器，要求尺寸要合理．其本身材质并不重要，普通45号钢材就没问题，因为在工作中受磨损的不是它本身，而是人工补焊的部分．在对推进器进行修补时要采用直径40以上的耐磨焊条，一次性补全．在干燥的石灰中缓慢冷却后再按规定尺寸打磨，做到表面平整曲面光滑．对于成型套要求有二，一是尺寸合理，二是耐磨．成型套在工作中受到的磨损程度小于推进器，好的成型套寿命可达到一千小时左右．生产中要定期检查它的磨损程度，可以根据磨损程度适当加长和加高第一道螺旋，以加大压力，如有较大的坑斑要立即更换，否则会造成出棒质量差或根本不出棒。除核心部件外，成型机还有加热圈，电热偶，自动折棒系统，电压表，电流表和温度表等重要部件。对于加热圈，最好选用不锈钢的，使用寿命比铁皮的要长很多，电热偶要求触点要灵敏．自动折棒系统要简便实用，易于搬动．至于仪表，要从专业厂家采购．好的牌子有正泰和德力西（这也是在采购设备时该注意的） 成型机的工作原理很简单．就是在电机的带动下，推进器高速旋转，用自身的螺旋将原料带入套筒，原料在套筒内受到高温，其中的木质素成分软化，黏合能力增强，再加之推进器头道螺旋的高强度挤压，最终得到得到高密度高硬度的成型棒．好的成型机可以挤压出密度大于11的成型棒．棒可轻易沉于水中．　在成型过程中，出现问题中途停产是很正常的现象．有经验的炭厂一般都准备一台备用机器．以保障生产进度．而更普遍的情况是只有一套设备，出现问题就要停查产检修．下面我介绍几种生产中常遇的问题和相应的解决办法．　1、成型机＂放炮＂ 可能出于以下原因：温度控制不当，原料水分过大，推进器磨损，轴尖不正，排气孔堵塞，推进器头道螺旋过大或过小，套筒磨损严重等．遇到这种情况要按上述原因逐一对照，查出原因后相应做出调整　2、成型机不出棒:加热温度过高或过低，成型套磨损严重，推进器角度不符，原料水份过大．成型机正常工作时成型棒从套筒中均匀挤出，棒应是黑褐色的，硬度均匀，表面光滑，无裂纹，中心孔的表面亦光滑，排气顺畅．　3、亮面:棒的断面上有亮光，密度虽好但硬度不佳．这是头道螺旋初始处太陡的原因，应将其打磨得平滑一些．　4、表面裂纹：原料水分过大容易使棒体上产生横向裂纹，水分过小则多导致纵向裂纹的出现．此外，加热温度过高会使原料过度软化，从而引起供料不足．这也会导致裂纹的产生．一般解决供料不足的办法是适当加大螺旋直径，或打磨螺旋壁，增加螺旋之间的档距．　5、棒的中心处密度小，或含有零散锯末：这是因为推进器轴尖根部直径的磨损，要补焊加粗．轴尖不正也会导致上述问题，需高温下将其校正．　6、反气：表现在生产中从下料口向外喷出气体，主要是由于供料不足．还可能由于原料水分过大，加热温度不够等． 7、棒体的弯曲：原料水分过大．　8、＂闷车＂：原料中混入了颗粒较大且坚硬的杂质．电压低或加热温度偏低，也可能是原料不干，前者需要停机拆卸，清除杂质．后者要继续加温软化原料，或重新烘干。 成型过程中也存在诸多安全隐患．首先是电 成型机是用３８０Ｖ动力电的．机体主要由导电性能较好的钢铁材料构成．所以最好在电源处安装漏电保护开关．在机体上安装接地装置．其次是火 成型棒是在高温下挤压成型的，一般出来时中心孔中会带有火星．需把火星倒出后再行码放．当天生产的成型棒最好能直接码放到窑内．不要堆积在室内．很容易引起火灾． 以上笼统地介绍了成型这个生产环节．希望对朋友们能够有所裨益．而生产中的许多细微之处实际上是很难言传的，只能靠大家自己在生产中慢慢摸索体会，早日跨越技术这道门槛，能够正常生产。