CN109593537A - 一种移动式农业秸秆综合处理系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动式农业秸秆综合处理系统，包括箱体，箱体内设有第一固体输送装备，第一固体输送装备的外侧设有干燥单元，干燥单元的一侧设有中间储仓，第一固体输送装备与中间储仓连接，中间储仓连接热解单元和净化单元，热解单元通过连同装置连接燃烧单元，热解单元还连接炭储仓；中间储仓通过第二固体输送装备连接燃烧单元。一种移动式农业秸秆综合处理方法，包括如下步骤：a.将收割机分切的秸秆通过第一固体输送装备输送至干燥单元，采用燃烧产生的高温烟气对秸秆进行干燥，干燥后的秸秆进入中间储仓；b.一部分干燥后的秸秆进入热解单元，采用间接加热的方式对物料进行热解。实现了秸秆分切、干燥、热解制生物炭、燃烧及净化的自动一体化。

Description

一种移动式农业秸秆综合处理系统与方法

技术领域

本发明涉及农作物秸秆加工处理领域，尤其是一种移动式农业秸秆综合处理系统与方法。

背景技术

农作物秸秆是一种重要的生物质能源且产量巨大，其合理有效利用对生态环境改善、农业可持续发展具有重要意义。农作物秸秆作为一种副产品，具有含水量高、堆积密度小等特征，且不同作物、地域、季节秸秆物性参数变化较大，对农作物秸秆高效综合利用技术研发提出了苛刻的要求。

农业秸秆在地面工厂实现综合利用的技术目前基本成熟，但同时伴随的秸秆收集、运输、存储工作量与成本巨大，单个装置只能覆盖有限的地域范围，产业化推广难。

现有秸秆综合处理技术包括生物法、焚烧法等采用固定装置处理的方法，也有采用移动式装置处理的方法，如中国专利公告号为CN108617268A公开了一种玉米秸秆处理装置，包括用于在农田中移动的移动底盘和安装于移动底盘上的：切割机构，用于将玉米秸秆切割成秸秆段；筛选机构，设置于所述切割机构之后，用于去除秸秆段中的玉米叶；粉碎机构，设置于所述筛选机构之后，用于粉碎部分秸秆段成秸秆颗粒后喷洒至耕地；压块机构，设置于所述筛选机构之后，用于将所述粉碎机构收取后剩余的玉米段进行压块打包；还田机构，设置于所述粉碎机构之后，用于将喷洒到地表的秸秆颗粒掩埋至地表以下。该结构主要是对秸秆进行粉碎，打包以及掩埋，属于秸秆的环保处理设备，本专利属于对秸秆不同处理方式的综合处理设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种移动式农业秸秆综合处理系统与方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种移动式农业秸秆综合处理系统，包括箱体，箱体内设有第一固体输送装备，箱体上设有与第一固体输送装备对应的投料口，第一固体输送装备的外侧设有干燥单元，干燥单元的一侧设有中间储仓，第一固体输送装备与中间储仓连接，中间储仓连接热解单元和净化单元，热解单元通过连同装置连接燃烧单元，热解单元还连接炭储仓；

所述中间储仓通过第二固体输送装备连接燃烧单元，热解单元带有进料口和出料口，进料口位于中间储仓内，出料口位于炭储仓内；

所述干燥单元连接燃烧单元和净化单元，净化单元连接排灰装置。

进一步，所述第一固体输送装备和第二固体输送装备为具有气体密闭功能的固体输送装备，第一固体输送装备和第二固体输送装备为螺旋式输送机或者旋转给料式输送机。

进一步，所述箱体的底部底盘，底盘带有驱动轮。

进一步，所述热解单元为滚筒式间接加热设备，滚筒受热面位于燃烧炉膛内。

进一步，所述燃烧单元为链条炉排或往复式炉排。

进一步，所述干燥单元为带式干燥机。

进一步，所述净化单元为带填料的袋式除尘器。

移动式农业秸秆综合处理方法，包括如下步骤：

a.将收割机分切的秸秆通过第一固体输送装备输送至干燥单元，采用燃烧产生的高温烟气对秸秆进行干燥，干燥后的秸秆进入中间储仓；

b.一部分干燥后的秸秆进入热解单元，采用间接加热的方式对物料进行热解，热解产生的热解气态产物经连同装置进入燃烧单元进行燃烧，热解产生的固态产物即生物炭进入炭储仓；

c.中间储仓中另一部分干燥后的秸秆通过第二固体输送装备进入燃烧单元，燃烧单元产生的高温烟气进入干燥单元，对物料进行干燥，同时高温烟气降低温度，然后进入净化单元中进行净化处理并排入大气，燃烧单元燃烧产生的灰通过排灰装置排出，埋入田间作为生物肥料。

本发明的有益效果为：该系统的箱体内集成了干燥单元，热解单元，净化单元以及燃烧单元，实现了秸秆分切、干燥、热解制生物炭、燃烧及净化的自动一体化；箱体的底部设有驱动轮，整个系统可以在田间移动也可以通过牵引机器牵引，使用方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明综合处理方法流程图。

具体实施方式

如图1，图2所示，一种移动式农业秸秆综合处理系统，包括箱体1，箱体1内设有第一固体输送装备2，箱体1上设有与第一固体输送装备对应的投料口3，第一固体输送装2备的外侧设有干燥单元4，干燥单元4的一侧设有中间储仓5，第一固体输送装备2与中间储仓5连接，中间储仓5连接热解单元6和净化单元7，热解单元6通过连同装置8连接燃烧单元9，连同装置8可以为传送带，热解单元6还连接炭储仓10；

同时，中间储仓5通过第二固体输送装备14连接燃烧单元9，热解单元6带有进料口和出料口，进料口位于中间储仓5内，出料口位于炭储仓10内；

进一步，干燥单元4连接燃烧单元9和净化单元7，净化单元7连接排灰装置11，排灰装置11采用现有的排灰阀即可。

综合处理系统还包括辅助单元12，辅助单元12可以为发电机、管道、测量仪表与控制系统、安全系统等。箱体1的底部底盘，底盘带有驱动轮13，驱动轮13连接驱动电机。

本发明中，第一固体输送装备2和第二固体输送装备14为具有气体密闭功能的固体输送装备，第一固体输送装备2和第二固体输送装备14可以为螺旋式输送机或者旋转给料式输送机，优选为螺旋式输送机。

热解单元6为滚筒式间接加热设备，为现有的滚筒式加热设备，滚筒受热面位于燃烧炉膛内；燃烧单元9为链条炉排或往复式炉排；干燥单元4为带式干燥机；净化单元7为带填料的袋式除尘器。

各个功能设备的具体作用如下：

其中，固体输送装备：进入入料口的物料通过链排的作用下，将分散布置开以便输送与烘干。链排在机械力的作用下向前输送。一部分料输送到燃烧单元9另一部分料输送到热解单元6。

热解单元：它是在一种无氧或缺氧的情况下，加热到一定的温度脱除物料中的水分和轻质挥发水分的过程。物料在高温环境下随螺旋叶片的作用中，缓缓向前运动；随着温度不断升高，物料表面水分不仅不断脱落，而且轻质挥发不断的挥发，它的固体产物含量密度和灰分明显增加，并且有疏水性，随着温度不断的升高，时间的延长物料的热失重率逐渐升高，物料内部结构发生变化，水分含量大幅的下降，逐渐向固定碳和灰分不断的提高；在元素分析上元素不断的下降，而碳元素的含量不断上升，从而形成新的化合物。

燃烧单元：本工段是在一个封闭的环境中进行的。这样不受天气的影响而且能使物料充分的燃烧，还不会破坏地表的微生物，也不会对环境造成污染。其工作原理如下：物料在链排的作用下，依次摆在链排上通过火焰点火器使物料开始燃烧。鼓风机开始工作，物料在通过鼓风机作用下充分燃烧，燃烧产生大量烟雾后引风机开始工作，引风机使腔体内产生负压，燃烧产生的烟雾在引风机的作用下带走。物料在链排上随着链排的回转将燃烧后的碳灰带走。燃烧四周是用耐火耐高温材料围起来的，这样不存在火种外泄的现象发生。

干燥单元：物料呈分散状态后在强力热风的作用下，使其内部水分经过短时间的挥发与蒸发使其呈脱水状态。此工段的热风来自于燃烧所产生的热量通过一次和二次风机将热量吹至物料表面，使其达到所要求的目的。

净化单元：通过装在上面引风机的引力作用，燃烧产生的烟雾和灰尘经万向连接管道吸入设备净化器风道口；在净化器风道口处设有阻火器，火花经阻火器被阻留，烟雾和粉尘进入净化器内部；利用重力作用和上行气流，首先将粉尘粗颗粒直接降至设备底部，微颗粒烟尘被滤芯捕集在外表面，洁净气体经滤芯过滤净化后，由滤芯中心流入洁净室，洁净空气又经活性碳过滤器吸附进一步净化后经出风口达标排出。

新鲜农作物经收割机分离秸秆与有效农作物，如玉米、小麦、苜蓿、水稻等，收割机与本系统可以是一个整体，也可以是分离式田间作业机械。本系统可以自动行走，也可以是其他具有牵引功能的机械牵引下行走。

本系统对应的移动式农业秸秆综合处理方法，包括如下步骤：

a.将收割机分切的秸秆通过第一固体输送装备2输送至干燥单元4，采用燃烧产生的高温烟气对秸秆进行干燥，干燥后的秸秆进入中间储仓5；

b.一部分干燥后的秸秆进入热解单元6，采用间接加热的方式对物料进行热解，热解产生的热解气态产物经连同装置8进入燃烧单元9进行燃烧，热解产生的固态产物即生物炭进入炭储仓10；

c.中间储仓5中另一部分干燥后的秸秆通过第二固体输送装备14进入燃烧单元9，燃烧单元9产生的高温烟气进入干燥单元4，对物料进行干燥，同时高温烟气降低温度，然后进入净化单元7中进行净化处理并排入大气，燃烧单元燃烧产生的灰通过排灰装置11排出，埋入田间作为生物肥料。

本系统处理过程中，将原来秸秆进行干燥处理，处理热源来自于干燥后秸秆燃烧产生的热量；热解制生物炭单元位于燃烧炉膛之内，一方面有效吸收燃烧产生的热量作为热解热源，另一方面有效保护炉膛，防止超温；热解产生的热解气返回炉膛进行燃烧，一方面补充燃烧产生的热量，另一方面将热解气完全燃烧可避免有害气体的排放；燃烧生产的高温烟气进入干燥单元，作为干燥热源，一方面有效降低烟气排放温度有效吸收热量，另一方面干燥单元对烟气进行初步净化，特别是固定颗粒物的净化。

该系统的箱体1内集成了干燥单元4，热解单元6，净化单元7以及燃烧单元9，实现了秸秆分切、干燥、热解制生物炭、燃烧及净化的自动一体化；箱体的底部设有驱动轮，整个系统可以在田间移动也可以通过牵引机器牵引，使用方便。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种移动式农业秸秆综合处理系统，包括箱体，箱体内设有第一固体输送装备，箱体上设有与第一固体输送装备对应的投料口，第一固体输送装备的外侧设有干燥单元，干燥单元的一侧设有中间储仓，第一固体输送装备与中间储仓连接，其特征在于，中间储仓连接热解单元和净化单元，热解单元通过连同装置连接燃烧单元，热解单元还连接炭储仓；

所述中间储仓通过第二固体输送装备连接燃烧单元，热解单元带有进料口和出料口，进料口位于中间储仓内，出料口位于炭储仓内；

所述干燥单元连接燃烧单元和净化单元，净化单元连接排灰装置。

2.根据权利要求1所述的一种移动式农业秸秆综合处理系统，其特征在于，所述第一固体输送装备和第二固体输送装备为具有气体密闭功能的固体输送装备，第一固体输送装备和第二固体输送装备为螺旋式输送机或者旋转给料式输送机。

3.根据权利要求1或2所述的一种移动式农业秸秆综合处理系统，其特征在于，所述箱体的底部底盘，底盘带有驱动轮。

4.根据权利要求3所述的一种移动式农业秸秆综合处理系统，其特征在于，所述热解单元为滚筒式间接加热设备，滚筒受热面位于燃烧炉膛内。

5.根据权利要求3所述的一种移动式农业秸秆综合处理系统，其特征在于，所述燃烧单元为链条炉排或往复式炉排。

6.根据权利要求3所述的一种移动式农业秸秆综合处理系统，其特征在于，所述干燥单元为带式干燥机。

7.根据权利要求3所述的一种移动式农业秸秆综合处理系统，其特征在于，所述净化单元为带填料的袋式除尘器。

8.一种移动式农业秸秆综合处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.将收割机分切的秸秆通过第一固体输送装备输送至干燥单元，采用燃烧产生的高温烟气对秸秆进行干燥，干燥后的秸秆进入中间储仓；

b.一部分干燥后的秸秆进入热解单元，采用间接加热的方式对物料进行热解，热解产生的热解气态产物经连同装置进入燃烧单元进行燃烧，热解产生的固态产物即生物炭进入炭储仓；

c.中间储仓中另一部分干燥后的秸秆通过第二固体输送装备进入燃烧单元，燃烧单元产生的高温烟气进入干燥单元，对物料进行干燥，同时高温烟气降低温度，然后进入净化单元中进行净化处理并排入大气，燃烧单元燃烧产生的灰通过排灰装置排出，埋入田间作为生物肥料。