CN106479544A - 分布式农林生物质发酵‑热解耦合处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式农林生物质发酵‑热解耦合处理设备，包括：发酵系统，其包括：发酵系统集装箱，设在该发酵系统集装内并相互连接的发酵物质破碎机、发酵装置、沼气储存装置、烟道气净化装置和出料处理系统；热解系统包括：热解系统集装箱，设在该热解系统集装箱内并相互连接的热解物质破碎机、物料预热传送装置、炭化炉燃烧装置、木焦油分离储存装置、沼气储存装置和生物质炭处理系统；控制系统分别控制发酵系统和热解系统。该处理设备能生产生物质肥料和炭基肥料，兼顾沼气和热解产品生产，将农林生物质处理中的发酵技术和热解技术并联使用，对不同性质材料分类处理，实现发酵系统和热解系统之间能量互补，实现原料充分利用。

Description

分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备

技术领域

本发明涉及农林生物质资源化处理设备，特别是涉及一种分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备。

背景技术

我国是传统的农业大国，目前也已成为世界林业大国。在农林业生产中每年都会产生大量的农林生物质，而由于农林生物质资源都很分散，收集运输成本较高，这些生物质大都被废弃或直接烧掉了，不仅浪费了生物质中贮存的高价值有机物和能源，燃烧过程还对空气质量造成了不良影响，并成为火灾隐患，威胁着生态系统和附近居民的生命财产安全。另外，为了维持农林业的高产出，往往会存在长期过度收获和过量施用化肥的现象，不仅破坏了土壤，还造成面源污染。因此，充分利用动植物废料、植物残体经过发酵处理产生的有机肥或经过热解处理产生的炭基肥料对增加土壤有机质含量，改善土壤理化性质和生物活性，维持土壤生产力具有重要作用。将有机肥和化肥混用能够有效减少化肥的使用量，且两者能够取长补短，全面快速供应植物生长所需养分。

我国部分地区农民采用堆肥的方式把这些生物质转化为有机肥料，以减少化肥的使用量，避免长期施用化肥对土壤造成的不良影响。但这一过程所需时间较长，堆肥过程中会产生难闻的气味，并且这一过程中还会产生甲烷气体，即增加了温室气体的排放量，也白白浪费了其中蕴含的能量。虽然目前我国农村地区大力推广的沼气工程发展迅速，但农村传统沼气池主要以生产沼气满足人们的日常需求为目标，对原材料的要求较高，很多农林生物质材料在沼气池中发酵效果很差。因此利用传统沼气池来发酵处理所有的农林生物质材料并不适合。

目前，对于农林生物质中碳含量较高的材料进行热解处理是一种比较高效的利用方式，该方法能够处理沼气发酵池难以消化的树枝等生物质。我国已经研制出了一些较为成熟的生物质热解处理的设备，并在部分地区利用这些设备实现了对农林生物质的工厂化处理。传统思路一般将农林生物质收集后集中处理，所以这些设备一般比较庞大，需要的投资和建设场地都很大，由于原材料的分散性，收集运输成本成为热解产品的主要成本。因此原材料的收集已成为制约生物质热解技术推广应用的主要瓶颈。另外，对于农林生物质中含水量较高，木质化程度较低的材料在热解过程中消耗的能量又很大，对这些材料也进行热解处理并不划算。因此，热解技术也并不适合于处理所有的农林生物质材料。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，能将农林生物质处理中的发酵技术和热解技术并联使用，对不同性质的材料进行分类处理，解决单一发酵设备和热解设备处理农林生物质存在的问题和农林生物质收集成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，包括：

发酵系统、热解系统和控制系统；其中，

所述发酵系统包括：

发酵系统集装箱，其内设置各装置；

发酵物质破碎机，设在所述发酵系统集装箱内一端，该发酵物质破碎机分别设有物料入口和物料出料管，所述物料出料管与设在该发酵物质破碎机后端的发酵装置连接；

所述发酵装置，分别设有沼气出气管、出料管、废气出气管和燃料进气管，所述沼气出气管与该发酵装置后端设置的沼气储存装置连接；所述出料管与该发酵装置后端设置的出料处理系统连接；

所述沼气储存装置，设有沼气供气管，与所述发酵装置的燃料进气管连接；

烟道气净化装置，与所述发酵装置的废气出气管连接；

所述热解系统包括：

热解系统集装箱，其内设置各装置；

热解物质破碎机，设在所述热解系统集装箱内一端，该热解物质破碎机设有热解物质入口和热解物质出料管，所述热解物质出料管与该热解物质破碎机后端设置的物料预热传送装置和炭化炉燃烧装置顺次连接；

所述炭化炉燃烧装置，分别设有热解气输出管、生物质炭出料管、燃料输入进气管和余热气输出管，所述热解气输出管与该炭化炉燃烧装置后端设置的木焦油分离储存装置连接；所述生物质炭出料管与该炭化炉燃烧装置后端设置的生物质炭处理系统连接；所述燃料输入进气管与所述发酵系统的沼气储存装置的沼气供气管连接；

所述物料预热传送装置，分别设有余热气输入管和废气排出管，所述余热气输入管与所述炭化炉燃烧装置的所述余热气输出管连接；所述废气排出管与所述发酵系统的烟道气净化装置连接；

所述木焦油分离储存装置，设有不凝气供应管，分别与所述炭化炉燃烧装置的燃料输入进气管及所述发酵系统的发酵装置的燃料进气管连接；

所述控制系统包括：

分别与所述发酵系统的发酵物质破碎机、发酵装置、沼气储存装置、出料处理系统和烟道气净化装置电气连接，以及分别与所述热解系统中的热解物质破碎机、物料预热传送装置、炭化炉燃烧装置、木焦油分离储存装置和生物质炭处理系统电气连接，所述发酵控制装置与所述热解控制装置能控制各装置协同进行物料发酵、储存和渣料处理，以及生物质的热解、木焦油分离、储存和剩余生物质处理。

本发明的有益效果为：通过将发酵系统的各装置有机连接设在发酵系统集装箱内，将热解系统的各装置有机连接设在热解系统集装箱内，发酵系统与热解系统耦合连接，经控制系统进行控制，使得该处理设备能生产生物质肥料和炭基肥料，兼顾沼气和热解产品生产，将农林生物质处理中的发酵技术和热解技术并联使用，对不同性质的材料进行分类处理，实现发酵系统和热解系统之间能量互相补充，实现原料充分利用，解决了目前单一的发酵设备和热解设备处理农林生物质存在的问题和农林生物质收集成本高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的处理设备构成示意图；

图2为本发明实施例提供的处理设备的控制系统构成示意图；

图中各标号对应的部件为：1、发酵系统集装箱，2、烟道气净化装置，3、发酵池，4、搅拌器，5、沼气压缩机，6、沼气储罐，7、化肥调节料储罐，8、复混肥储罐，9、控制系统，10、发酵物质破碎机，11、烟道气主路阀门，12、烟道气旁路阀门，13、发酵池保温层，14、发酵池加热器，15、出料系统，16、混料机，17、热解系统集装箱，18、炭化炉炭化室，19、木焦油分离器，20、木焦油储罐，21、化肥储罐，22、热解物质破碎机，23、物料传送带，24、原料预热器，25、炭化炉燃烧室，26、炭化炉加热器，27、生物质炭冷却室，28、研磨混料成型机，29、炭基肥料储罐。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，包括：

发酵系统、热解系统和控制系统；其中，

发酵系统包括：

发酵系统集装箱1，其内设置各装置；

发酵物质破碎机10，设在发酵系统集装箱1内一端，该发酵物质破碎机10分别设有物料入口和物料出料管，物料出料管与设在该发酵物质破碎机10后端的发酵装置连接；

发酵装置，分别设有沼气出气管、出料管、废气出口和燃料进气管，沼气出气管与该发酵装置后端设置的沼气储存装置连接；出料管与该发酵装置后端设置的出料处理系统连接；

沼气储存装置，设有沼气供气管，与发酵装置的燃料进气管连接；

烟道气净化装置2，与发酵装置的废气出口连接；

热解系统包括：

热解系统集装箱17，其内设置各装置；

热解物质破碎机22，设在热解系统集装箱17内一端，该热解物质破碎机22设有热解物质入口和热解物质出料管，热解物质出料管与该热解物质破碎机22后端依次设置的物料预热传送装置和炭化炉燃烧装置顺次连接；

炭化炉燃烧装置，分别设有热解气输出管、生物质炭出料管、燃料输入进气管和余热气输出管，热解气输出管与该炭化炉燃烧装置后端设置的木焦油分离储存装置连接；生物质炭出料管与该炭化炉燃烧装置后端设置的生物质炭处理系统连接；燃料输入进气管与发酵系统的沼气储存装置的沼气供气管连接；

物料预热传送装置，分别设有余热气输入管和废气排出管，余热气输入管与炭化炉燃烧装置的余热气输出管连接；废气排出管与发酵系统的烟道气净化装置2连接；

木焦油分离储存装置，设有不凝气供应管，分别与炭化炉燃烧装置的燃料输入进气管及发酵系统的发酵装置的燃料进气管连接；

控制系统包括：

分别与所述发酵系统的发酵物质破碎机、发酵装置、沼气储存装置、出料处理系统和烟道气净化装置电气连接，以及分别与所述热解系统中的热解物质破碎机、物料预热传送装置、炭化炉燃烧装置、木焦油分离储存装置和生物质炭处理系统电气连接，所述发酵控制装置与所述热解控制装置能控制各装置协同进行物料发酵、储存和渣料处理，以及生物质的热解、木焦油分离、储存和剩余生物质处理。控制系统可设在发酵系统集装箱1内，由于发酵系统集装箱1内的环境较温和，对控制设备的影响较小。

上述处理设备的发酵系统中，

发酵装置包括：内部设有搅拌器4的发酵池3，该发酵池3外面设有发酵池保温层13和发酵池加热器14，发酵池保温层13上设置有余热气输入管和废气出口，发酵池加热器14上设置燃料进气管，发酵池3上分别设置沼气出气管和出料管。

沼气储存装置包括：顺次连接的沼气压缩机5和沼气储罐6。

出料处理系统包括：顺次连接的出料系统15、混料机16和复混肥储罐8，混料机16上连接有化肥调节料储罐7。

上述处理设备的热解系统中，

物料预热传送装置包括：物料传送带23，该物料传送带23上设有原料预热器24，原料预热器24上分别设置余热气输入管和废气排出管。

炭化炉燃烧装置包括：炭化炉炭化室18，所述炭化炉炭化室18经所述物料预热传送装置与所述热解物质出料管连接；所述炭化炉炭化室18外设有炭化炉加热器26；所述炭化炉炭化室18、炭化炉加热器26共同设在所述炭化炉燃烧室25内；所述炭化炉炭化室18上分别设置所述热解气输出管和生物质炭出料管，所述炭化炉加热器26上设置所述燃料输入进气管，所述炭化炉燃烧室25上设置所述余热气输出管。

木焦油分离储存装置包括：顺次连接的木焦油分离器19和木焦油储罐20，木焦油分离器19上设置不凝气供应管。

生物质炭处理系统包括：顺次连接的生物质炭冷却室27、研磨混料成型机28和炭基肥料储罐29，研磨混料成型机28上连接化肥储罐21。

上述处理设备中，发酵系统的发酵装置的燃料进气管与热解系统的炭化炉燃烧装置的燃料输入进气管相连。

上述处理设备中，所述热解系统的物料预热传送装置连接所述烟道气净化装置2的所述废气排出管上设有烟道气主路阀门11，所述废气排出管经设有烟道气旁路阀门12的分支管路与所述发酵系统的发酵装置连接。

上述处理设备中，控制系统如图2所示，包括：数据采集系统、智能控制系统、驱动控制系统和监控终端；其中，

所述数据采集系统，与所述智能控制系统通信连接，能从分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备获取运行工况数据，并发送至所述智能控制系统；

所述智能控制系统与所述驱动控制系统通信连接，能对接收的所述数据采集系统发送的运行工况数据进行分析，并根据分析结果向所述驱动控制系统发送控制信号；

所述驱动控制系统，与所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的各驱动装置电气连接，能根据所述智能控制系统发送的控制信号，控制各驱动装置的运行。

所述监控终端与所述智能控制系统连接，能显示所述智能控制系统分析运行状态数据的结果和发送给所述驱动控制系统的控制信号。

上述控制系统中，智能控制系统，还用于接收外部传送的信息及指令，并上传至所述监控终端进行显示，以及接收经所述监控终端输入的控制指令并向所述驱动控制系统发送。

上述控制系统中，数据采集系统包括：

发酵池温度传感器、发酵池压力传感器、发酵池液位传感器、沼气储罐压力传感器、炭化炉炭化室温度传感器、生物质炭冷却室温度传感器、化肥储罐监视器、炭基肥料储罐监视器、化肥调节料储罐监视器和复混肥储罐监视器；其中，

所述发酵池温度传感器、发酵池压力传感器和发酵池液位传感器，分别设置于所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的发酵装置；

所述沼气储罐压力传感器，设置于所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的沼气储存装置；

所述炭化炉炭化室温度传感器，设置于所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的热解系统的炭化炉燃烧装置的炭化炉炭化室；

所述生物质炭冷却室温度传感器，设置于所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的热解系统的生物质炭处理系统的生物质炭冷却室；

所述化肥储罐监视器，设置于所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的热解系统的生物质炭处理系统的化肥储罐；

所述炭基肥料储罐监视器，设置于所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的热解系统的生物质炭处理系统的炭基肥料储罐；

所述化肥调节料储罐监视器，设置于所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的出料处理系统的化肥调节料储罐；

所述复混肥储罐监视器，设置于所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的出料处理系统的复混肥储罐。

上述控制系统中，智能控制系统包括：

数据分析系统和远程通讯系统；其中，

所述数据分析系统，与所述远程通讯系统连接，并分别与所述数据采集系统、驱动控制系统和监控终端通信连接，能对接收的所述数据采集系统发送的运行工况数据进行分析，并根据分析结果向所述驱动控制系统发送控制信号；

并能接收经所述远程通讯系统传送的信息及指令，上传至所述监控终端进行显示，以及接收经所述监控终端输入的控制指令向所述驱动控制系统发送。

上述控制系统中，驱动控制系统包括：

发酵池进料系统开关、烟道气主路阀门、烟道气旁路阀门、发酵池加热器进气阀门、发酵池搅拌器电机开关、沼气压缩机开关、出料系统开关、混料机开关、物料传送带电机开关、炭化炉加热器进气阀门和研磨混料成型机开关；其中，

所述发酵池进料系统开关，与所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的发酵装置的发酵池进料装置电气连接；

所述发酵池加热器进气阀门，设在所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的发酵装置的发酵池加热器14的燃料进气管上；

所述发酵池搅拌器电机开关，与所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的发酵装置的发酵池内搅拌器的电机电气连接；

所述沼气压缩机开关，与所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的沼气储存装置的沼气压缩机电气连接；

所述烟道气主路阀门，设在所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的烟道气净化装置的所述废气排出管上；

所述烟道气旁路阀门，设在所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的烟道气净化装置的所述废气排出管的分支管路上；

所述混料机开关，与所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统混料机16电气连接；

所述物料传送带电机开关，设在所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的热解系统的物料预热传送装置的物料传送带电机电气连接；

所述炭化炉加热器进气阀门，设在所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的热解系统的炭化炉燃烧装置的炭化炉加热器的燃料输入进气管上；

所述出料系统开关，与所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统的出料处理系统的出料系统电气连接；

所述研磨混料成型机开关，设在所述分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的生物质炭处理系统的研磨混料成型机电气连接。

上述控制系统逻辑上可划分为发酵控制和热解控制，能控制各装置协同进行物料发酵、储存和渣料处理，以及生物质的热解、木焦油分离、储存和剩余生物质处理；该控制系统协同对分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备的发酵系统和热解系统进行控制，包括以下控制方式：

(一)根据发酵池温度传感器收集的温度信息控制：

(1)当发酵池温度低于设定温度时：判断炭化炉炭化室温度传感器的温度信息，当高于设定温度，确定热解反应在进行中，用热解反应加热器的烟道气进行加热；智能控制系统向驱动控制系统发出指令，关闭烟道气主路阀门，打开烟道气旁路阀门，用烟道气对发酵池进行加热升温；当炭化炉炭化室温度传感器的温度信息低于设定温度时，打开发酵池加热器进气阀门并点火，用前期产生的沼气对发酵池进行加热；

(2)当发酵池温度高于设定温度时：打开烟道气主路阀门，关闭烟道气旁路阀门，关闭发酵池加热器进气阀门；

(二)根据发酵池压力传感器收集的压力信息控制：

(1)当发酵池压力高于设定压力值时，打开沼气压缩机，将产生的沼气压缩进入沼气储罐；

(2)当发酵池压力低于设定压力值时，关闭沼气压缩机；

(三)根据发酵池液位传感器收集的液位信息控制：

(1)当发酵池的液位高于高位限值时，关闭发酵池进料系统开关，停止进料；

(2)当发酵池的液位低于低位限值时，关闭出料系统开关，打开发酵池进料系统开关；

(3)当出料系统在运行时，打开混料机开关，并将生产的复混肥输送至复混肥储罐；在出料系统由运行状态转为关闭状态时，混料机开关保持短时间的打开状态，使沼渣完全通过混料机，防止混料机堵塞；

(四)对发酵池出料系统开关控制：发酵池出料系统的控制通过监控终端根据长时间内发酵池内压力的变化来判断，在发酵池温度较高，但在设定时间内发酵池压力上升小于设定值时，确定物料已达到充分发酵水平，打开出料系统开关；

(五)对发酵池搅拌器开关控制：

判断发酵池是否在加热：

(1)发酵池处于无加热状态时，搅拌器间歇式运行，间歇时间较长；

(2)发酵池处于加热状态时，搅拌器间歇式运行，间歇时间较短；

(六)根据炭化炉炭化室温度传感器收集的温度信息控制：

(1)当炭化室温度高于设定值时，降低炭化炉加热器进气阀门的进气量；

(2)当炭化室温度低于设定值时，增加炭化炉加热器进气阀门的进气量；

(七)根据生物质炭冷却室温度传感器收集的温度信息控制：

(1)当冷却室内生物质炭温度不高于设定值时，研磨混料成型机开关处于打开状态，不断将生物质炭与化肥混合成型，制作炭基肥料；

(2)当冷却室内生物质炭温度高于设定值时，研磨混料成型机开关处于关闭状态，停止混料；

(八)当沼气储罐压力传感器压力值高于设定值、化肥调节料储罐监视器发现化肥调节料不足、复混肥储罐监视器发现复混肥储量超过设定值、木焦油储罐液位监视器发现液位高于设定值、化肥储罐监视器发现化肥不足、炭基肥料储罐监视器发现炭基肥料储量超过设定值，根据监控终端的监控结构对物料进行补充或收集；

(九)对物料传送带电机开关控制：当热解系统内某一参数长期偏离设定状态时，关闭物料传送带电机开关及其它热解系统开关，对处理设备进行检修；

(十)监控终端同时接收各设备的工况信息，并对各设备的运行参数进行显示、分析，在某套设备的某一运行参数偏离设定的阈值时，对该套设备的该运行参数进行重点显示，并发出声、光警报，值守人员可以查看运行参数偏离阈值的设备地址，对该套设备发出停止运转的指令，并调出运行记录作为分析故障原因、排除运行故障的数据。

下面结合具体实施例对本发明处理设备作进一步说明。

本发明针对单一发酵设备和热解设备处理农林生物质存在的问题和农林生物质收集成本高的问题，可以生产生物质肥料和炭基肥料，兼顾沼气和热解产品生产，将农林生物质处理中的发酵技术和热解技术并联使用，对不同性质的材料进行分类处理，通过控制系统的控制，能实现发酵系统和热解系统之间能量的互相补充，从而实现原料的充分利用。

本发明处理设备中的发酵系统相比现有的生物质发酵系统增加了粉碎、搅拌及混料装置，并将整套生产设备各装置集成化在一个发酵系统集装箱内；生物质热解系统的各装置同样集成化在另一个热解系统集装箱内。两个集装箱可以分散布置地头村边，减少了处理设备制造成本和场地建设成本。由于该处理设备的发酵系统与热解系统分体设置，方便灵活，可以将多套设备分散布置在农林生物质的分布区内，将农林生物质就地进行发酵或热解处理，大大的减少了原材料的运距，解决了原材料收集、运输成本高的问题。

发酵残渣和热解产生的生物质炭可以根据当地土壤条件添加一些土壤中缺乏的化肥、微量元素或其它调节料来制造肥料，就近还田，来改善土壤状况。发酵产生的沼气和热解产生的不凝气可以作为能源维持发酵设备和热解设备的运转，富裕气体可以销售给附近居民作为生活燃气；收集到的木焦油可以作为生产其他化学品的原料。

上述处理设备的发酵系统：将木质化程度低、水分含量较高的叶片等生物质材料投入发酵物质破碎机10进行破碎，破碎料送入发酵池3进行发酵，发酵池保温层13为发酵池3提供保温，在温度较低时，可以通过发酵池加热器14对发酵池进行加热，搅拌器4对发酵池3内的物料进行搅拌，一方面防止发酵材料板结，另一方面防止加热过程中发酵材料受热不均。充分发酵后的残渣通过出料系统15送入混料机16，并根据当地土壤需要，将化肥调节料储罐7中的调节料一并加入混料机16中，发酵残渣和调节料混制均匀既得到复混肥料，将之暂存于复混肥储罐8中。发酵产生的沼气经沼气压缩机5压缩后存储于沼气储罐6中，沼气储罐6通过管路与发酵池加热器14相联，在温度较低时作为燃料对发酵池3进行加热，加热产生的烟道气经烟道气净化装置2净化后排放。所有这些发酵系统的设备都集成在发酵系统集装箱1内。

上述处理设备的热解系统，木质化程度较高、发酵处理困难的树枝等农林生物质材料首先进入热解物质破碎机22进行破碎，然后将碎料经物料传送带23送入炭化炉炭化室18进行热解处理，在设备运行的初始阶段，需要往炭化炉燃烧室25内的炭化炉加热器26内注入一定的燃料来加热炭化炉炭化室18中的物料，炭化炉燃烧室25中产生的高温烟道气通过原料预热器24对生物质材料进行预热，以回收其中的热量，温度降低后的烟道气经烟道气净化装置2净化后排放。农林生物质材料在炭化炉炭化室18内被热解产生热解气体和生物质炭。热解气体通过木焦油分离器19回收其中的木焦油，并储存在木焦油储罐20中，木焦油分离器19中未能回收利用的热解气体被引入炭化炉加热器26中燃烧，为热解反应的持续进行提供能量。炭化炉炭化室18内产生的生物质炭首先进入生物质炭冷却室27进行冷却，然后连同化肥储罐21中的化肥一同进入研磨混料成型机28中进行研磨混合成型制得炭基肥料，并储存于炭基肥料储罐29中。除烟道气净化装置2外、所有这些热解系统设备都集成在热解系统集装箱17内。

为保证发酵反应和热解反应的顺利开始和持续进行，发酵池加热器14的燃料进气管和炭化炉加热器26的燃料输入进气管相联，在热解反应开始时，可以利用沼气储罐6中的沼气加热炭化炉炭化室。高温烟道气通过原料预热器24后仍有一定的温度，在发酵池3温度较低时，可以通过烟道气主路阀门11和烟道气旁路阀门12的配合，使烟道气首先进入发酵池保温层13中，然后再进入烟道气净化装置2，以提高发酵池3中的温度，促进发酵反应。

在发酵系统集装箱1与热解系统集装箱17的相应位置根据需要开有物料进出的孔道，分别作为发酵系统的发酵物质破碎机10的物料入口和热解系统的热解物质破碎机22的热解物质入口。

控制系统9通过安装在发酵系统和热解系统的各个设备上的监视器或传感器实现对所有设备的监控，并按照预先设好的控制程序，实现对每个设备的自动调节控制。控制系统9同时还集成了远程通讯系统，将收集到的设备运转情况和物料传输情况一并传送至人工值守的总台，总台可以同时监控多套处理设备，实现对各套处理设备的智能化控制调节。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，包括：

发酵系统、热解系统和控制系统；其中，

所述发酵系统包括：

发酵系统集装箱(1)，其内设置各装置；

发酵物质破碎机(10)，设在所述发酵系统集装箱(1)内一端，该发酵物质破碎机(10)分别设有物料入口和物料出料管，所述物料出料管与设在该发酵物质破碎机(10)后端的发酵装置连接；

所述发酵装置，分别设有沼气出气管、出料管、废气出气管和燃料进气管，所述沼气出气管与该发酵装置后端设置的沼气储存装置连接；所述出料管与该发酵装置后端设置的出料处理系统连接；

所述沼气储存装置，设有沼气供气管，与所述发酵装置的燃料进气管连接；

烟道气净化装置(2)，与所述发酵装置的废气出气管连接；

所述热解系统包括：

热解系统集装箱(17)，其内设置各装置；

热解物质破碎机(22)，设在所述热解系统集装箱(17)内一端，该热解物质破碎机(22)设有热解物质入口和热解物质出料管，所述热解物质出料管与该热解物质破碎机(22)后端设置的物料预热传送装置和炭化炉燃烧装置顺次连接；

所述炭化炉燃烧装置，分别设有热解气输出管、生物质炭出料管、燃料输入进气管和余热气输出管，所述热解气输出管与该炭化炉燃烧装置后端设置的木焦油分离储存装置连接；所述生物质炭出料管与该炭化炉燃烧装置后端设置的生物质炭处理系统连接；所述燃料输入进气管与所述发酵系统的沼气储存装置的沼气供气管连接；

所述物料预热传送装置，分别设有余热气输入管和废气排出管，所述余热气输入管与所述炭化炉燃烧装置的所述余热气输出管连接；所述废气排出管与所述发酵系统的烟道气净化装置(2)连接；

所述木焦油分离储存装置，设有不凝气供应管，分别与所述炭化炉燃烧装置的燃料输入进气管及所述发酵系统的发酵装置的燃料进气管连接；

所述控制系统包括：

分别与所述发酵系统的发酵物质破碎机、发酵装置、沼气储存装置、出料处理系统和烟道气净化装置电气连接，以及分别与所述热解系统中的热解物质破碎机、物料预热传送装置、炭化炉燃烧装置、木焦油分离储存装置和生物质炭处理系统电气连接，所述发酵控制装置与所述热解控制装置能控制各装置协同进行物料发酵、储存和渣料处理，以及生物质的热解、木焦油分离、储存和剩余生物质处理。

2.根据权利要求1所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述发酵系统中，

所述发酵装置包括：内部设有搅拌器(4)的发酵池(3)，该发酵池(3)外面设有发酵池保温层(13)和发酵池加热器(14)，所述发酵池加热器(14)上设置所述燃料进气管，所述发酵池(3)上分别设置所述沼气出气管和出料管，所述发酵池保温层(13)上设置所述废气出气管。

3.根据权利要求1或2所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述发酵系统中，

所述沼气储存装置包括：顺次连接的沼气压缩机(5)和沼气储罐(6)。

4.根据权利要求1或2所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述发酵系统中，

所述出料处理系统包括：顺次连接的出料系统(15)、混料机(16)和复混肥储罐(8)，所述混料机(16)上连接有化肥调节料储罐(7)。

5.根据权利要求1或2所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述热解系统中，

所述物料预热传送装置包括：物料传送带(23)，该物料传送带(23)上设有原料预热器(24)，所述原料预热器(24)上分别设置所述余热气输入管和废气排出管。

6.根据权利要求1或2所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述热解系统中，

所述炭化炉燃烧装置包括：炭化炉炭化室(18)，所述炭化炉炭化室(18)经所述物料预热传送装置与所述热解物质出料管连接；所述炭化炉炭化室(18)外设有炭化炉加热器(26)；所述炭化炉炭化室(18)、炭化炉加热器(26)共同设在所述炭化炉燃烧室(25)内；所述炭化炉炭化室(18)上分别设置所述热解气输出管和生物质炭出料管，所述炭化炉加热器(26)上设置所述燃料输入进气管，所述炭化炉燃烧室(25)上设置所述余热气输出管。

7.根据权利要求1或2所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述热解系统中，

所述木焦油分离储存装置包括：顺次连接的木焦油分离器(19)和木焦油储罐(20)，所述木焦油分离器(19)上设置所述不凝气供应管。

8.根据权利要求1或2所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述热解系统中，

所述生物质炭处理系统包括：顺次连接的生物质炭冷却室(27)、研磨混料成型机(28)和炭基肥料储罐(29)，所述研磨混料成型机(28)上连接化肥储罐(21)。

9.根据权利要求1或2所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述发酵系统的发酵装置的燃料进气管与所述热解系统的炭化炉燃烧装置的燃料输入进气管相连。

10.根据权利要求1或2所述的分布式农林生物质发酵-热解耦合处理设备，其特征在于，所述热解系统的物料预热传送装置连接所述烟道气净化装置(2)的所述废气排出管上设有烟道气主路阀门(11)，所述废气排出管经设有烟道气旁路阀门(12)的分支管路与所述发酵系统的发酵装置连接。