CN103589456B - 一种稻壳回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稻壳回收利用装置，包括加料斗、稻壳加工装置、气体回收装置及用于检测回收气体成分的气体成分分析检测仪，稻壳加工装置包括排料控制装置、预热炉、反应炉，加料斗与反应炉通过预热炉连通，预热炉与反应炉通过安装有送料阀门的通料管连通，气体回收装置连接在反应炉的顶端且与反应炉的内腔连通，反应炉的底部设有排料口，排料控制装置安装在排料口处；预热炉包括预热温度检测装置、加热舱及用于向加热舱内提供热量的加热装置，预热温度检测装置安装在加热舱内；反应炉包括反应温度检测装置、内胆和外壳，外壳套设在内胆外，反应温度检测装置安装在内胆内。本发明能够在提高生产效率、减少环境污染的同时提高稻壳的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及稻壳利用技术领域，特别涉及一种稻壳回收利用装置。
背景技术
我国是世界上最大的水稻种植国家，因此稻壳数量庞大，由于稻壳表面坚硬，硅含量高，不易被细菌分解，且堆积密度小，废弃后破坏环境，因此，稻壳的开发利用意义重大。
现有的稻壳回收利用装置主要包括稻壳加工装置及安装在稻壳加工装置上的加料斗，稻壳加工装置有燃烧稻壳的锅炉、气化炉、热风炉、碳化炉、二氧化硅稻壳灰生产装置等多种形式，当需要收集气体时，该稻壳回收利用装置还包括与稻壳加工装置相连的气体回收装置，上述多种稻壳加工装置功能比较单一，稻壳燃烧不能同时产生可燃性气体、二氧化硅稻壳灰等附加值高的产物，稻壳反应之后剩余杂质直接排至外界，对环境污染较大，并且稻壳在回收利用时，需要在稻壳加工装置中先进行稻壳预热，待稻壳预热到一定程度之后再进行反应过程。因此，稻壳反应为间断式，生产效率较低。
因此，如何在提高生产效率、减少环境污染的同时提高稻壳的利用率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种稻壳回收利用装置，该稻壳回收利用装置能够在提高生产效率、减少环境污染的同时提高稻壳的利用率。
为实现上述目的，本发明提供一种稻壳回收利用装置，包括加料斗、稻壳加工装置及气体回收装置，还包括用于检测回收气体成分的气体成分分析检测仪，所述稻壳加工装置包括排料控制装置、预热炉、反应炉，所述加料斗与所述反应炉通过所述预热炉连通，所述预热炉与所述反应炉通过安装有送料阀门的通料管连通，所述气体回收装置连接在所述反应炉的顶端且与所述反应炉的内腔连通，所述反应炉的底部设有排料口，所述排料控制装置安装在所述排料口处；
所述预热炉包括预热温度检测装置、加热舱及用于向所述加热舱内提供热量的加热装置，所述预热温度检测装置安装在所述加热舱内；
所述反应炉包括反应温度检测装置、内胆和外壳，所述外壳套设在所述内胆外，所述反应温度检测装置安装在所述内胆内。
优选地，所述反应炉还包括安装在所述内胆内且用于检测物料高度的物料高度检测装置。
优选地，所述排料控制装置为旋转排料控制装置，所述旋转排料控制装置由驱动电机控制出料速度。
优选地，还包括用于控制所述驱动电机转速及所述送料阀门的程序控制机构。
优选地，所述气体成分分析检测仪与所述程序控制机构连接。
优选地，所述内胆为保温砖内胆。
优选地，所述气体回收装置包括导气管、冷凝塔、风机、储气装置及储油装置，所述冷凝塔上设有出气口和出油口，所述导气管的两端分别与所述反应炉和所述冷凝塔连接，所述风机安装在所述出气口处，所述储气装置通过所述出气口与所述冷凝塔连通，所述储油装置通过所述出油口与所述冷凝塔连通。
优选地，所述通料管的出料端延伸至所述反应炉内腔。
优选地，还包括设置在所述气体回收装置进气端的过滤网。
优选地，所述加热装置为微波加热装置，所述微波加热装置包括微波发射器及与所述微波发射器连接的激励腔。
在上述技术方案中，本发明提供的一种稻壳回收利用装置，包括加料斗、稻壳加工装置、气体回收装置及气体成分分析检测仪，其中稻壳加工装置包括排料控制装置、预热炉、反应炉，加料斗与反应炉通过预热炉连通，预热炉与反应炉通过安装有送料阀门的通料管连通，气体回收装置连接在反应炉的顶端且与反应炉的内腔连通，反应炉的底部设有排料口，排料控制装置安装在排料口处。预热炉包括预热温度检测装置、加热舱和加热装置，加热装置用于向加热舱内提供热量，预热温度检测装置安装在加热舱内。反应炉包括反应温度检测装置、内胆和外壳，外壳套设在内胆外，反应温度检测装置安装在内胆内。气体成分分析检测仪用于检测回收气体成分。当操作人员需要回收利用稻壳时，首先通过加料斗将稻壳放置在预热炉内，加热装置向预热舱内提供热量，预热温度检测装置用于检测稻壳预热温度，待稻壳预热、干燥之后，通过调节送料阀门的大小将稻壳连续输送入反应炉进行反应，预热炉内继续预热稻壳，反应温度检测装置用于检测反应炉内温度，操作人员及时得知反应炉内稻壳的反应情况。稻壳反应产生的气体通过气体回收装置进行回收，稻壳反应之后的剩余物质由排料口排出，通过调节送料阀门来控制下料速度，通过调节排料控制装置来控制排料口的排料速度及调节气体回收装置控制气体回收速度进而实现反应炉内进料与出料相适应，并得到需要的可燃性气体和纳米二氧化硅。
通过上述描述可知，在本发明提供的稻壳回收利用装置中，通过预热炉可以有效地排除稻壳中的水份，并及时将稻壳加热到适宜的温度，通过对预热炉与反应炉的温度检测及对气体成份的检测可知反应炉内稻壳的反应情况，通过控制预热炉加热温度及反应炉进、出料速度及气体回收速度控制稻壳反应速度使得气体回收装置收集气体，纳米二氧化硅由排料口收集，有效地提高了稻壳的利用率，并且避免了稻壳反应之后产生废弃物的现象，减少了环境污染；另一方面，通过预热炉来预热稻壳实现了稻壳连续反应，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的稻壳回收利用装置的结构示意图。
其中图1中：1-加料斗、2-预热炉、21-微波发射器、22-加热舱、3-反应炉、31-内胆、32-排料口、4-驱动电机、5-排料控制装置、6-冷凝塔、61-出水端、62-出油口、63-进水端、7-风机、8-导气管、9-送料阀门、10-通料管。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种稻壳回收利用装置，该稻壳回收利用装置能够在提高生产效率、减少环境污染的同时提高稻壳的利用率。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，在一种具体实施方式中，本发明提供的稻壳回收利用装置，包括加料斗1、稻壳加工装置、气体回收装置及气体成分分析检测仪，其中稻壳加工装置包括排料控制装置5、预热炉2、反应炉3，加料斗1与反应炉3通过预热炉2连通，预热炉2与反应炉3通过安装有送料阀门9的通料管10连通，为了避免反应炉3内物料堆积至反应炉3顶部影响气体回收的情况，本发明优选通料管10的出料端延伸至反应炉3内腔。气体回收装置连接在反应炉3的顶端且与反应炉3的内腔连通，反应炉3的底部设有排料口32，排料控制装置5安装在排料口32处，排料控制装置5可以为设置在排料口32处的控制阀。气体成分分析检测仪用于检测回收气体成分，具体的，气体成分分析检测仪检测收集气体中氧气、二氧化碳、一氧化碳等多种气体的含量。例如，当二氧化碳含量过高时，说明反应炉3内氧化充分，可燃性气体不足，减少收集气体的速度或者加快向反应炉3内加料的速度，反之亦然。当然也可以通过检测其它气体来控制反应炉3内的稻壳的反应情况，具体操作为现有技术，本文不再赘述。
预热炉2包括预热温度检测装置、加热舱22及加热装置，加热装置用于向加热舱22内提供热量，加热装置可以为电阻式发热、微波加热等多种加热装置，加料斗1与反应炉3通过预热炉2连通，预热温度检测装置安装在加热舱22内。反应炉3包括反应温度检测装置、内胆31和外壳，外壳套设在内胆31外，反应温度检测装置安装在内胆31内，反应温度检测装置可以具体为多根热电偶装置，当反应炉3内上部温度较高时，说明反应炉3内物料反应较快，操作人员增加向反应炉3内的加料速度，反之亦然。
当操作人员需要回收利用稻壳时，首先通过加料斗1将稻壳放置在预热炉2内，加热装置向预热舱22内提供热量，预热温度检测装置用于检测稻壳预热温度，待稻壳预热、干燥之后，通过调节送料阀门9的大小将稻壳连续输送入反应炉3进行反应，预热炉2内继续预热稻壳，反应温度检测装置用于检测反应炉3内温度，操作人员及时得知反应炉3内稻壳的反应情况。稻壳反应产生的气体通过气体回收装置进行回收，稻壳反应之后的剩余物质由排料口32排出，通过调节送料阀门9来控制下料速度，通过调节排料控制装置5来控制排料口32的排料速度及调节气体回收装置气体回收速度进而实现反应炉3内进料与出料相适应，并得到需要的可燃性气体和纳米二氧化硅。
反应炉3由上至下依次分为释放段、还原段、氧化段及冷却段。稻壳进行反应时：
释放段，释放甲烷与焦油。
还原段，稻壳层发生反应C+CO2=2CO 2C+O2=2CO。
氧化段，稻壳层发生反应C+O2=CO2。
冷却段，稻壳灰层。
由反应炉3结构可以得出，由碳的一系列反应放热为整个反应提供所需要的温度，反应过程中不需要能耗便可以产生稻壳燃气与工业用稻壳灰。通过将反应炉3由上至下分为四个段，预热炉2有效地排除稻壳中的水份，并及时将稻壳加热到适宜的温度，通过对预热炉2与反应炉3的温度检测及对气体成份的检测可知反应炉3内稻壳的反应情况，通过控制预热炉2加热温度及反应炉3进、出料速度、气体回收速度控制稻壳反应速度使得气体回收装置连续收集气体。由于反应炉3内温度较高通过反应炉3排出的气体主要包括可燃性形气体及焦油，可燃性气体和焦油通过气体回收装置进行回收利用，稻壳反应结束之后剩余物质为纳米二氧化硅，纳米二氧化硅由排料口32收集，更大程度地实现稻壳的回收利用。因此，本发明可以使稻壳中的碳、有机物充分转化为可燃性气体，稻壳的利用率较高。由于稻壳反应之后产物只有可燃性气体、焦油及工业用稻壳灰，工业用稻壳灰主要为纳米二氧化硅，无废弃物产生，节能环保，减少了环境污染；另一方面，通过预热炉2来预热稻壳实现了稻壳连续反应，提高了工作效率。
为了便于操作人员及时观察反应炉3内稻壳的反应情况，本发明优选，内胆31内安装有物料高度检测装置，物料高度检测装置用于检测反应炉3内稻壳堆积的高度。当反应炉3内稻壳堆积高度较低时，通过调节送料阀门9加快物料的下料速度；当反应炉3内稻壳堆积高度较高时，调节送料阀门9降低物料的下料速度，实现稻壳的连续反应。
更进一步，气体回收装置包括导气管8、冷凝塔6、风机7、储气装置及储油装置，冷凝塔6上设有出气口和出油口62，其中出油口62可以设置在冷凝塔6侧壁的底部，当然为了便于操作人员及时收集焦油，本发明优选出油口62位于冷凝塔6的底壁上。出气口可以位于冷凝塔6侧壁的底部，能够有效地将已经与焦油分离的可燃性气体收集，便于可燃性气体的利用。导气管8的两端分别与反应炉3和冷凝塔6连接，风机7安装在出气口处，储气装置通过出气口与冷凝塔6连通，储油装置通过出油口62与冷凝塔6连通。具体的冷凝塔6可以为水冷却结构，冷凝塔6包括壳体及安装在壳体内的多根冷凝管，为了避免壳体内的高温环境损毁冷凝管及便于热量及时交换，本发明优选冷凝管为金属管。具体的冷凝管内可以通水，冷凝管的两端分别为进水端61和出水端63，冷凝管外空间与反应炉3相通，气体通过壳体与冷凝管组成的腔体进行冷却；当然，冷凝管内可以与反应炉3相通，冷凝管外空间通水进行气体冷却。可燃性气体也可以通过输气管直接连接至需要燃气的装置内，供生产、生活需要。在上述过程中电气控制系统供各装置正常运转。通过冷凝塔6有效地将可燃性气体与焦油分开，便于操作人员及时回收利用焦油与可燃性气体，有效地降低了操作人员的劳动强度。
进一步，冷凝管的出水端61延伸至加料斗1处，由于冷凝管中液体对反应炉3内排出的高温气体进行了冷却，因此冷凝水管中液体温度较高，能够用于对稻壳进行初步预热，实现了热量的回收利用，节约了能源。当然，反应炉3、预热炉2的外壳可以环绕有冷却水管，冷却水管的出水端61同样延伸至加料斗1处，用于对稻壳进行初步预热。通过将反应炉3、预热炉2散发出来的热量及时回收利用，进一步避免了能源的浪费。当然，冷却水管可以环绕在加料斗1的侧壁上。
为了避免反应炉3内的杂质进入冷凝塔6内，该稻壳回收利用装置还包括安装在导气管8的进气端处的过滤网，避免杂质进入冷凝塔6，进而影响焦油与可燃性气体的回收。
当然，排料控制装置5可以为旋转排料控制装置，其中旋转排料控制装置由驱动电机4控制出料速度，通过调节驱动电机4的转速来控制剩余物料的出料速度，便于控制排料控制装置5的出料情况，避免了人为调节排料控制装置5的情况，降低了操作人员的劳动强度，并且便于物料均匀出料。
为了进一步降低操作人员的劳动强度，该稻壳回收利用装置还包括程序控制机构，程序控制机构用于控制驱动电机4的转速及送料阀门9。程序控制机构通过PLC控制送料阀门9来控制进料速度，同时程序控制机构通过PLC控制驱动电机4的转速，进而控制出料速度。
为了降低操作人员的劳动强度，气体成分分析检测仪与程序控制机构相连，程序控制机构通过气体分析检测仪检测的气体成分结果来控制送料阀门9的转速来控制进料速度，同时程序控制机构控制驱动电机4的转速，进而控制出料速度。当然，程序控制机构还可以与风机7相连，进而来控制进风机7的转速，进一步实现稻壳的自动化反应。
为了避免反应炉3内热量的散失，内胆31是由保温砖制成的保温砖内胆。
在上述各方案的基础上，加热装置为微波加热装置，其中微波加热装置用于向加热舱22内提供热量，微波加热装置包括微波发射器21及与微波发射器21连接的激励腔。微波发射器21产生微波，激励腔用于微波传输，微波发送至加热腔内对稻壳进行预热，利用微波对稻壳进行加热，能够使稻壳受热较为均匀。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种稻壳回收利用装置，包括加料斗(1)、稻壳加工装置及气体回收装置，其特征在于，还包括用于检测回收气体成分的气体成分分析检测仪，所述稻壳加工装置包括排料控制装置(5)、预热炉(2)、反应炉(3)，所述加料斗(1)与所述反应炉(3)通过所述预热炉(2)连通，所述预热炉(2)与所述反应炉(3)通过安装有送料阀门(9)的通料管(10)连通，所述气体回收装置连接在所述反应炉(3)的顶端且与所述反应炉(3)的内腔连通，所述反应炉(3)的底部设有排料口(32)，所述排料控制装置(5)安装在所述排料口(32)处；
所述预热炉(2)包括预热温度检测装置、加热舱(22)及用于向所述加热舱(22)内提供热量的加热装置，所述预热温度检测装置安装在所述加热舱(22)内；
所述反应炉(3)包括反应温度检测装置、内胆(31)和外壳，所述外壳套设在所述内胆(31)外，所述反应温度检测装置安装在所述内胆(31)内；
所述排料控制装置(5)为旋转排料控制装置，所述旋转排料控制装置由驱动电机(4)控制出料速度；所述旋转排料装置的旋转轴竖直设置；
所述气体回收装置包括导气管(8)、冷凝塔(6)、风机(7)、储气装置及储油装置，所述冷凝塔(6)上设有出气口和出油口(62)，所述导气管(8)的两端分别与所述反应炉(3)和所述冷凝塔(6)连接，所述风机(7)安装在所述出气口处，所述储气装置通过所述出气口与所述冷凝塔(6)连通，所述储油装置通过所述出油口(62)与所述冷凝塔(6)连通。
2.根据权利要求1所述的稻壳回收利用装置，其特征在于，所述反应炉(3)还包括安装在所述内胆(31)内且用于检测物料高度的物料高度检测装置。
3.根据权利要求1所述的稻壳回收利用装置，其特征在于，还包括用于控制所述驱动电机(4)转速及所述送料阀门(9)的程序控制机构。
4.根据权利要求3所述的稻壳回收利用装置，其特征在于，所述气体成分分析检测仪与所述程序控制机构连接。
5.根据权利要求1所述的稻壳回收利用装置，其特征在于，所述内胆(31)为保温砖内胆。
6.根据权利要求1所述的稻壳回收利用装置，其特征在于，所述通料管(10)的出料端延伸至所述反应炉(3)内腔。
7.根据权利要求1所述的稻壳回收利用装置，其特征在于，还包括设置在所述气体回收装置进气端的过滤网。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的稻壳回收利用装置，其特征在于，所述加热装置为微波加热装置，所述微波加热装置包括微波发射器(21)及与所述微波发射器(21)连接的激励腔。
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