本发明涉及燃料，具体地说是指一种全天然烧烤碳，它是指使用天然的有机粘合剂和天然骨胶将用木材废料、木屑、植物茎杆，植物抽穗，果壳，皮等在限氧情况下用下燃式炭化炉加热至300℃-600℃叶经干馏，碳化后得到的全天然生物碳粒经破碎，搅拌混和，挤压成型，烘干处理后制成的产品。另外本发明还提供一种新型的加工该产品的设备，即一种下燃式炭化炉。

  CN1041384A公开了一种用玉米芯生产植物碳的方法和装置，其主要特征是将玉米芯投入明焰式燃烧炉中，利用玉米芯燃烧发热进行干燥干馏和碳化，由炉底出玉米芯碳；其优点是生产的碳中含固定碳比率高；缺点是装置操作不方便，需人为控制，产品质量不稳定，产率低，燃烧时排放大量气体对环境造成污染。另外目前国内生产的烧烤炭有木炭，将木材在隔绝空气的条件下干馏碳化制成，另一类为以煤为主料，助燃剂、骨架料、粘结剂为辅料的易燃烧烤炭，如中国专利号CN1081202A、CN1097022A和Cn1080653A等，两类炭的主要不足之处为1)木炭以木才为主要的组成原材料，砍伐树木烧炭，一方面减少森林面积，破坏环境，同时烧炭过程污染空气，我国又是森林覆盖率极少的国家，保护树木应是长时间坚持的国策。

  3)以煤为原料生产的烧烤炭，含硫量高，用之直接烧烤食物，危害健康，且燃烧过程放出大量有害化学气体，对身体有害也污染环境。

  4)以煤为主要的组成原材料的烧烤炭加工工艺较复杂，成本高，目前市场零售价在4000元-6000元/吨。

  本发明的目的之一在于提供一种将使用天然的有机粘合剂和天然骨胶将用木材废料、木屑、植物茎杆，植物抽穗，果壳，皮等在限氧情况下用下燃式炭化炉加热至300℃-600℃叶经干馏，碳化后得到的全天然生物碳粒经破碎，搅拌混和，挤压成型，烘干处理后而制成的全天然烧烤碳。

  本发明的目的之二在于提供加工全天然烧烤碳的设备，即一种下燃式炭化炉。该碳化炉为限氧条件下的下燃式碳化炉，炉的底部设有吸风孔，炉底的下面设有吸风道，吸风道同烟囱底部的燃烧室联结，由于烟囱负压产生的吸力使得空气能够缓慢的进入物料的各层面；当物料在碳化炉的底部开始燃烧时因氧气不充分，故燃烧到某些特定的程度时靠燃烧放出的热量使物料在氧气很少的条件下进入干馏和碳化状态；其温度在300℃-600℃之间，控制吸风量就能影响负压的大小并影响空气进入物料层面的速率，进而影响物料燃烧的时间和程度，由于物料燃烧的时间和程度决定了放出的热量，这样也就影响了干馏和碳化时的温度，试验表明，吸风量和干馏，碳化温度有一定的关系，有效的控制吸风量能控制碳化时间和碳化率；使碳化出的碳质量稳定，产率高。本发明所提供的下燃式碳化炉的最大特点是靠物料自身燃烧时放出的热量实现物料自身的干馏和炭化过程，不需要外界供给能量，使生产的全部过程中能耗降到最低。由于物料在限氧的条件下没有充分燃烧，因而排放的有害化学气体极少，对环境没污染，本发明的下燃式碳化炉不仅能碳人玉米芯且能碳化其它植物茎杆，锯末、果壳皮等材料。

  其中所述的全天然生物炭粒、水、生物粘结剂的比例为∶40-95份全天然生物炭粒∶10-60份水∶1-70份生物粘结剂。

  本发明所提供的全天然烧烤炭的制备方法有将全天然生物炭粒按比例加入到粘结剂，倒入卧式搅拌机，混合搅拌同时加入水，送入挤压成型机挤压成型，成品放入烘干室中在80℃温度下烘干2小时之后，烘干后包装入库；使用不相同形状的模具，可以将全天然烧烤炭粒加工成各种形状的烧烤炭，目前加工成的成品为直径4cm，高2cm，顶面凹0.5cm的圆柱块。

  其中所述的全天然生物炭粒即是使用本发明所提供的下燃式炭化炉制备的，其原料选择及制备条件和所使用的设备，均体现了本发明的特点，也就是体现了本发明的优点。

  全天然生物炭粒以玉米芯炭粒、锯末炭粒及其它果壳、皮炭粒为原料；生产工艺包括先将部分收集好的玉米芯破碎，在下燃式炭化炉中的燃烧室内引燃；在炭化床底部投入未破碎的玉米芯约，用引火点燃使其充分燃烧；投入破碎好的玉米芯颗粒和锯末使其燃烧，碳化时间每炉需12-14小时，待表层基本碳化后，冷却，去除表面未碳化完全部分，第二次碳化，然后将碳化好的炭粒取出，装袋，入库。

  上述的生产过程中所使用的下燃式碳化炉的主要特征和操作过程包括以木材废料、木屑、锯末、植物茎杆、玉米芯、植物果壳、果核、皮等为原料，将所有原料破碎为1mm-15mm的颗粒，用引火在碳化炉底部引燃，同时点燃烟囱底部燃烧室，待引柴充分燃烧后放入破碎好的物料，关闭烟囱燃烧室；其中干馏、碳化的条件为温度为300℃-600℃，碳化率为0.01立方米/小时-0.5立方米/小时；该碳化炉为限氧条件下的下燃式碳化炉，炉的底部设有吸风孔，炉底的下面设有吸风道，吸风道同烟囱底部的引烧室联结，由于烟囱负压产生的吸力使得空气能够缓慢的进入物料的各层面；当物料在碳化炉的底部开始燃烧时因氧气不充分，故燃烧到一定程度时靠燃烧放出的热量使物料在氧气很少的条件下进入干馏和碳化状态；其温度在300℃-600℃之间，控制吸风量就能影响负压的大小并影响空气进入物料层面的速率，从而影响物料燃烧的时间和程度，由于物料燃烧的时间和程度决定了放出的热量，这样也就影响了干馏和炭化时的温度，试验表明，吸风量和干馏，炭化温度有一定的关系，有效的控制吸风量可以控制碳化时间和碳化率；使碳化出的碳质量稳定，产率高。本发明所提供的下燃式碳化炉的最大特点是靠物料自身燃烧时放出的热量实现物料自身的干馏和炭化过程，不需要外界供给能量，使生产过程中能耗降到最低。由于物料在限氧的条件下没有充分燃烧，因而排放的有害气体极少，对环境没有污染，本发明的下燃式碳化炉不仅能碳化玉米芯且能碳化其它植物茎杆，锯末、果壳皮等材料。

  本发明的另一特点在于一种新型的粘结剂的使用，其中所述的生物粘结剂包括水、树胶(Acacia Gum)和淀粉；比例为10-60份水∶1-30份树胶∶1-40份淀粉；其中制备方法包括将上述诸组分按配比混合，在60-160℃加热至透明稠状液体。

  本发明的目的得以实现的关键之一，是提供了一种新型的炭化炉，即用植物原料制作生物炭碳化炉，它包括炉体、炉盖、吸风道、引燃燃烧室、烟囱、连结件、固定件以及控制装置，炉体上端为炉盖，炉体周缘为耐火土，其特征是炉体底部设有吸风孔，吸风孔下、炉底下设有与吸风孔连通的吸风道，该吸风道并向一侧延伸同烟囱底部的引燃燃烧室相联结，引燃燃烧室与烟囱之间设有A组风门，吸风道上设有由电动阀控制的B组风门。依上述设计，本实用新型的这种碳化炉为限氧条件下的下燃式碳化炉，由于烟囱负压产生的吸力使得空气能鸲缓慢的进入物料的各层面，当物料在碳化炉的底部开始燃烧时因氧气不充分，故燃烧到一定程度时靠燃烧放出的热量使物料在氧气很少的条件下进入干馏和碳化状态；干馏温度在400℃-600℃，时间为4-5小时；碳化温度在300℃-400℃；时间为4-5小时，控制吸风就能影响负压的大小并影响空气进入物料层面的速率，从而影响物料燃烧的时间和程度，由于物料燃烧的时间和程度决定了放出的热，这样也就影响了干馏和炭化时的温度，试验表明，吸风和干馏，炭化温度有一定的关系，有效的控制吸风可以控制碳化时间和碳化率；使碳化出的产品质量稳定，产率高。本下燃式碳化炉的最大特点是靠物料自身燃烧时放出的能量实现物料自身的干馏和炭化过程，不需要外界供给能，使生产过程中能耗降到最低，由于物料在限氧的条件下没有充分燃烧；因而达到了排放的有害气体极少，对环境没有污染的效果。

  图1为本实用新型实施例示意图；如图所示本实用新型包括炉体3、炉盖4、吸风道5、引燃燃烧室7、烟囱8以及控制装置11，炉体3上端为炉盖4，炉体3周缘为耐火土2，关键是炉体3底部设有吸风孔13，吸风孔13下设有吸风道5，该吸风道5向一侧延伸同烟囱8底部的引燃燃烧室7相联结，引燃燃烧室7与烟囱8之间设有A组风门9，吸风道5上设有由电动阀控制的B组风门6。于炉体3底部设有电热偶12，另设有控装置11且其与电热偶12、B组风门6的电动阀等相连系。引燃燃烧室7的下部设有焦油回收器。炉体3用5mm的花纹钢板焊结而成，耐火土2可采用内衬为20mm的黄粘土，炉体3底部的吸风孔13为5-20mm×50-200mm的长方孔径24个，分为三排，每排8个；吸孔总面积占炉底总面积0.5-15％，三排吸孔的下面设接水盒1，接水盒1设有活动的内芯，一端开口同吸风道5联结；另一端为封闭，像抽屉一样。当物料碳化至表面时，有烟冒出，用炉盖4盖住碳化炉防止过多的烟冒出风门。B组风门6由电动阀控制，根据电热偶12给出的温度值，由计算机处理后控制门开合的大小，以控制吸风，从而控制碳化温度。开炉先点燃引燃燃烧室7，使烟囱8底部温度升高，烟囱8底部将产生负压，负压产生的吸力使得炉体内物料燃烧后的烟气沿着吸风道5经过烟囱口排出。烟囱8高度为4m-20m。直径为100mm-500mm。烟囱下部燃烧室为20mm-800mm×200mm-800mm×200mm-600mm的长方形盒子，内衬为粘土砖，A组风门9用手动可以控制排烟，焦油回收器12冷却后的焦油沉入引燃燃烧室7的底部流出被回收。控制装置11将电热偶12测出的温度信号处理，计算机控制温度并调节B组风门6的大小以调节吸风量，炉底的电热偶共有9对，取9个测温点，每三点输出后取平均值，三个平均值加权后得到控制温度；计算机根据控制温度调节风门的开合度。本实施例中，控制温度范围是500℃-600℃；工业分析表明，可使其固定炭含量达到65％以上。而全硫含量低于万分之五。本碳化炉除碳化玉米芯之外，还可以碳化锯末，植物枝茎废料，果壳皮等多种植物原料。

  本发明所提供的全天燃烧烤炭的优点1)主要原料为玉米芯、果壳皮、锯末等废料，此类原料我国各地都未能充分利用，多被浪费掉，废物利用为国家节约资源，保护环境。

  2)全大然烧烤炭不含有害物质，其全硫含量达到万分之十以下，低于易燃烧炭10倍以上，能达到欧洲健康标准，能被国外市场广泛接受。

  3)全天然烧烤炭制成后，工业分析指标达到或优于易燃烧烤炭，发热量高，一根火柴点燃，无色、无烟、有天然植物香味，火焰稳定，燃烧时间长。

  4)因原料来源丰富，成本低，制成的全天然烧烤炭成本远低于其它类型的易燃烧烤炭，能被国内外市场广泛接受。

  全天然烧烤炭的工业分析数据见表一，所有数据由北京煤化研究所，国家煤碳质量检验中心和北京市节能中心提供。

  经北京煤化所，国家煤碳质量检验中心和北京市节能中心多次检验结果表明，工业分析的各项指标都达到了德国DIN51794(H)标准，特别是全硫(S.t.ad)的含量较国内标准低近10倍，和目前国家专利公布的几种易燃烧烤炭相比，工业分析的指标达到或超过中国专利号9210525X、931075130、921076444及91108546，所公布的易点燃烧烤碳的各项技术指标，而全硫(S.t.ad)含量远低于以上几种易燃烧炭公布的全硫(S.t.ad)含量，各项指标的比较见表(一)。

  先将收集好的木材废料、木屑、锯末、植物茎杆、玉米芯、植物果壳、果核、皮等破碎为5mm粒度的颗粒；打开控制柜使烟囱风门处于全开状态(手动全开)，用少量上述未破碎物料颗粒约3kg在燃烧室内引燃；在炭化床底部投入未破碎的玉米芯约80kg，用引火点燃使其充分燃烧；投入破碎好的玉米芯颗粒和锯末，比例随意，关闭燃烧室阀门，关闭控制柜手动按钮，打开自动按钮；碳化时间为每炉需12小时，温度控制在300-600℃，待碳化炉表面物料冒烟后，用炉盖盖住，待表层基本碳化后，开盖并注入冷水，待全部冷却后，去除表面未碳化完全部分，第二次碳化时重新再碳化一次，将碳化好的炭粒取出备用；将水、树胶(Acacia Gum)和淀粉按10份水∶1份树胶∶1份淀粉的配比混合，在60℃下加热至透明稠状液体待用；将全天然生物炭粒和粘结剂按60份∶25份的比例倒入卧式搅拌机，混合搅拌同时加入15份水，送入挤压成型机挤压成型为直径4cm，高2cm，顶面凹0.5cm的圆柱块，成品放入烘干室中在80℃温度下烘干2小时以上，烘干后包装入库。

  实施例2先将收集好的木材废料、水屑、锯末、植物茎杆、玉米芯、植物果壳、果核、皮等破碎为10mm粒度的颗粒；打开控制柜使烟囱风门处于全开状态(手动全开)，用少量上述未破碎物料颗粒约5kg在燃烧室内引燃；在炭化床底部投入未破碎的玉米芯约100kg，用引火点燃使其充分燃烧；投入破碎好的玉米芯颗粒和锯未，比例随意，关闭燃烧室阀门，关闭控制柜手动按钮，打开自动按钮；碳化时间为每炉需14小时，温度控制在300-600℃，待碳化炉表面物实冒烟后，用炉盖盖住，待表层基本碳化后，开盖并注入冷水，待全部冷却后，去除表面未碳化完全部分，第二次碳化时重新再碳化一次，将碳化好的炭粒取出备用；将水、树胶(Acacia Gum)和淀粉按60份水∶30份树胶∶40份淀粉的配比混合，在160℃下加热至透明稠状液体待用；将全天然生物炭粒和粘结剂按80份∶10份的比例倒入卧式搅拌机，混合搅拌同时加入10份水，送入挤压成型机挤压成型为直径4cm，高2cm，顶面凹0.5cm的圆柱块，成品放入烘干室中在80℃温度下烘干2小时以上，烘干后包装入库。

  从表中看出，全天然烧烤炭的全硫含量大大低于对比易燃烧烤炭的全硫含量，全天然烧烤炭的恒容高位发热量的略高于对比的烧烤炭。

  本发明公开的全天然烧烤炭的主要特性是，一根火柴就可点燃，燃烧稳定，持续时间长，无色，无味，含硫万分之十以下，对人体和环境无任何危害和污染，平均发热量高于24mJ/Kg，能被欧美市场广泛接受。本烧烤炭的生产成本较国内公开的同类型的烧烤炭成本低1倍到2倍，质量、品质，工业分析指标等，远优于同类产品，真正能被国际和国内市场认可，仅以国内每年被废弃的数千万吨的玉米芯计算，每年可为国家创汇2亿到3亿美元。

  2.权利要求1所述的全天然烧烤炭，其中所述的全天然生物炭粒、水、生物粘结剂的比例为∶40-95份全天然生物炭粒∶10-60份水∶1-70份生物粘结剂。

  3.权利要求1所述的全天然烧烤炭，其中所述的制备方法包括将全天然生物炭粒按比例加入到粘结剂，倒入卧式搅拌机，混合搅拌同时加入水，送入挤压成型机挤压成型，成品放入烘干室中在80℃温度下烘干2小时以上，烘于后包装入库；使用不一样的形状的模具，可以将全天然烧烤炭粒加工成各种形状的烧烤炭。

  4.权利要求1所述的全天然烧烤炭，其中所述的生物粘结剂包括水、树胶和淀粉；其中所述的水、树胶和淀粉的比例为10-60份水∶1-30份树胶∶1-40份淀粉；其中制备方法有将上述诸组分按配比混合，在60-160℃加热至透明稠状液体。

  5.一种加工如权利要求1所述的用全天然烧烤炭所使用的设备，包括炉体、炉盖、吸风道、引燃燃烧室、烟囱、连结件、固定件以及控制装置，炉体上端为炉盖，炉体周缘为耐火土；其特征是炉体底部设有吸风孔，吸风孔下、炉底下设有与吸风孔连通的吸风道，该吸风道并向一侧延伸同烟囱底部的引燃燃烧室相联结，引燃燃烧室与烟囱之间设有A组风门，吸风道上设有由电动阀控制的B组风门。

  6.按照权利要求5所述的设备，其特征是引燃燃烧室的下部设有焦油回收器。

  7.按照权利要求5所述的设备，其特征是炉体底部的吸风孔为5-20mm×50-200mm的长方孔24个吸孔总面积点炉底总面积的0.5-15％。

  10.按照权利要求8所述的设备，其特征是烟囱高度4-20m，直径100-500mm。

  全天然烧烤炭极其加工设备,其中组成包括全天然生物炭粒、水、生物粘结剂。设备包括炉体、炉盖、吸风道、引燃燃烧室、烟囱、连结件、固定件以及控制装置,炉体上端为炉盖,炉体周缘为耐火土;炉体底部设有吸风孔,吸风孔下、炉底下设有与吸风孔连通的吸风道,该吸风道并向一侧延伸同烟囱底部的引燃燃烧室相联结,引燃燃烧室与烟囱之间设有A组风门,吸风道上设有由电动阀控制的B组风门。