本发明涉及由煤制造代用木炭用作为民用火锅炭的生产方法,属煤炭加工领域。根据煤和木炭各自的特性,由煤生产火锅炭的难点在于:易点燃,上火要快,少烟量及烟气中低一氧化碳浓度,低灰、低硫含量,致使燃烧时低异味,燃烧持续时间长,末燃尽炭冷却后且能复用的目的。加工方法简单,成本低廉是由煤生产代用炭必须满足的基本经济要求。本发明通过采用分体式加工工艺生产出的代用炭,作民用火锅炭,其燃烧技术特征可以优于木炭,价格比木炭低。对节约木材资源,减少环境污染,提高煤炭利用价值具有主要意义。简言之,由煤制造出安全、方便、经济、实用、清洁的民用火锅炭。 用非木材原料制取木炭代用品的有如日本杉村秀彦用低变质煤添加石油重油制成改质炭,见“特许公报”昭59-49957;南朝鲜的キムダエキ用废弃的合成树脂、橡胶和褐煤为原料制取无烟炭,“特许公报”昭59-44350;英国亦有专利报导用炭质材料制取木炭的方法;用煤制成民用火锅炭的报导和专利,未曾查到。国内情况有:1985年第一届全国科技市场资料,用生产糠醛的废渣为原料制取木炭代用品。用于相同目的的有由煤制成星火牌GH-I型和福牌火锅炭,它们采用二合一式的非分体式,即将煤粉碎后,加氧化剂,加压成型,烘干,市场销售价,在1988年为1-1.2元/公斤,见北京日报88.10.24;88.11.29第二版;以及人民日报88.12.20第三版。
本发明与市销售火锅炭的不同点是采用分体式套装火锅炭。即由煤分别制成本体炭与引火炭,配用比例为(3~5)∶100,从而达到简化生产工艺,降低生产成本,并使燃烧性能优于木炭的目的。本技术中,本体炭仅经过热化学加工处理,无须添加氧化剂及通过成型、干燥工艺;仅对3%的引火炭配用氧化剂,藉此降低生产成本与简化加工工艺。分体式套装火锅炭的燃烧技术特征是用半张报纸将引火炭点燃,并及时引燃本体炭,约25分钟内可将火锅中的1.5公斤冷水煮沸,稳定燃烧时间为1.5-2小时,点火期烟气中一氧化碳含量不大于1%。1公斤本体炭的蒸发水量可达3公斤,比燃用木炭多0.5公斤;持续时间较市售二合一火锅炭长约0.5小时;与二合一火锅炭相比,本体炭燃用时,可浇冷水临时熄火,烘干后可再次复用;由于本发明生产本体炭的生产工艺简单,只需配用少量引火炭,配入氧化剂的总用量减少,使生产成本显著降低。
制造本体炭的方法,首先是正确选用原料煤。低灰(<10%)、低硫含量(<0.5%)及高丝炭含量(>30%)是制取本体炭地重要条件。原料煤产地如宁夏磁窑堡煤矿煤、陕西内蒙地区的神木煤田煤等。煤及本体炭的强度和热稳定性也是选择热化学加工条件所必需考虑的重要因素。用块状煤(>25mm)在一定的气氛中进行热处理,热处理温度为650-700℃,使本体炭的挥发含量不大于16%,热处理时间一般约2小时,随本体炭中挥发份要求而定。为保证本体炭易于点燃,具有多孔结构和良好反应性是十分必要的,本体炭中适当的挥发物是满足燃烧时的低烟量和保证充分燃烧及较长持续燃烧时间所必需考虑的重要因素。灰分和硫分是有害成分,应该尽可能低,这是满足热值要求和环境保护所必需考虑的。
制取本体炭的具体步骤如下:有两种形式的热化学处理方式制取本体炭:内热式和外热式。此外热式作具体实施例:将选用的原料煤,煤粒度>25mm置入铁箱或耐火甄中,其尺寸按产量及操作周期确定。小型试验时,可设计160×250×100mm带盖铁箱,煤块放入箱内后,加盖,放入能加热到950℃的马弗炉内。控制箱内温度或马弗炉膛温度及处理时间,保持半还原气氛,到予定温度及设定时间后,降温,取出铁箱冷却后即得本体炭。不同型式的水平加热甄,或类似炉体一般均能满足热化学处理要求。内热式炉的简易砌筑法,可视生产需要和地形埸地,筑10-30mm的箱式建筑物,简称长炉。一般规格可采用长30m,宽2.85-3m,高1m。炉门开在炉的两侧,从距炉墙一端约0.3m处开始,每隔1.2m开炉门一个,炉门高0.7m,宽0.2m,沿炉长度方向,在中砌深20cm、宽30cm的导气导油沟。在炉门处用木炭柴引燃,按温反时间要求进行热化学处理。凡能满足温度、时间及半还原气氛要求的内热式炉型,均可用来制取本体炭。
引火炭的生产采用另一种工艺,它的使用特点是引燃,仅用半张报纸即能燃着,并引燃本体炭,为达到此目的,
包括:a,一定粒度级分布的无烟煤(一般<1mm);
b,配入少于20%量的硝酸钡和硝酸钾等氧化剂;
c;适量的炭质助燃剂(10%-30%);
d,少量粘结剂(<10%)。
上述配料经充分混合后,加压成型(150-350kgf/cm2),烘干后,即为引火炭,每个引火炭球重不小于10克,销售过程中要采取措施,避免潮湿或破损。
本专利曾用磁窑堡或神木煤如前述步骤生产本体炭。如用作火锅炭时其主要性能如下:易点燃,用三个引火球半张报纸即能引燃,瞬时稍有异味但消失很快。烟量少且无浮灰。火焰旺实,火锅内盛水3kg,20-30分钟即能煮沸,随蒸发水量,不断加入冷水,其沸腾持续时间为1.5小时(1kg本体碳)。用神木煤制得的本体炭较磁窑堡煤制成的炭更为坚硬而不易碎。与木炭比较,使用木炭时炉灰量较少,但烟大并有小火星飞溅,飞灰多,污染周围环境,烟气中CO含量较用本法制得的本体炭多。如与星光牌GH-1型及福牌火锅炭比较,后者较本法制成炭不易点火,烟多、且有小黑块飞尘漂浮空间。如此市销福牌火锅灰价1.0-1.2元/公斤相比,本专利生产的套装火锅灰成本单价约0.35元/公斤。
本发明可以有许多变化,修正和细节改变。根据本发明的概念构成的由煤制取分体式套装火锅炭的方法将完成本发明的目的。本发明的范围应当包括属权利要求范围内的所有修改及变化。