CN114350388A - 一种污泥生物炭的太阳能制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种污泥生物炭的太阳能制备装置,包括底座和设置于底座上的旋转座、反应炉、太阳能组件,底泥物料在反应炉内,利用氮气输入管向炉室内通入氮气,获得限氧环境,同时在加热元件的加热作用下,制备生物炭,通入氮气还能够起到辅助调节炉室内温度的作用;在太阳光的照射下,一部分太阳能在太阳能电池板的作用下转换为电能储存至蓄电池中,并为驱动器以及加热元件正常工作提供能源,一部分太阳光通过反光面的反射射入炉室内,同样起到加热底泥物料的作用,与此同时,通过太阳追踪器追踪太阳的位置,使得太阳能组件始终朝向太阳的方向,提高太阳能组件工作效率,蓄电池为太阳追踪器提供能源,减少了生物炭制备能耗,节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及生物炭制备设备及其周边配套设施技术领域,特别是涉及一种污泥生物炭的太阳能制备装置。
背景技术
人类对能源需求的日益增长,常规能源作为不可再生资源日益短缺,并且常规能源的应用往往带来全球气候变暖、环境污染等问题,使地球环境日益恶化,可再生能源的开发对维护能源安全,应对气候变化,保护生态环境,促进可持续发展具有重要意义。
生物质是在限氧条件下发生的热转化产生的固体物质,是一种多孔物质,外观类似于黑炭,在某些方面与活性炭相似,生物炭具有高度羧酸酯化和芳香化结构,通常有很大的比表面积、高孔隙度和丰富的官能团,能够作为一种具有吸引力的吸附材料用以去除环境中的各种有机物和无机物。
池塘底泥作为一种可再生的、生物质含量丰富的生物炭制备原料来源具有潜在的应用价值。目前已有的技术,有些通过外加能源的方式实现了对污泥生物炭的制备,虽然采取了一定的节能措施,但能源消耗仍然较大,有些则利用可再生的太阳能做能源,减少了生物炭制备过程中的能源消耗,但难以做到对生物炭制备的温度条件的控制,对天气条件依赖较大,导致制备效果不佳。
因此,如何改变现有技术中,污泥生物炭制备能源消耗较大的现状,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥生物炭的太阳能制备装置,以解决上述现有技术存在的问题,降低污泥生物炭制备能耗。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种污泥生物炭的太阳能制备装置,包括底座和设置于所述底座上的:
旋转座,所述旋转座可转动地与所述底座相连,所述旋转座相对于所述底座旋转的轴线平行于竖直面;所述旋转座连接有太阳追踪器,所述太阳追踪器能够跟踪太阳并带动所述旋转座转动;
反应炉,所述反应炉可转动地设置于所述旋转座上,所述反应炉连接有驱动器,所述反应炉包括内炉、外炉和炉门,所述外炉可转动地套装于所述内炉的外部,所述外炉与所述炉门相连,所述内炉、所述外炉以及所述炉门围成能够供底泥反应的炉室;所述炉门由透明材质制成;所述内炉内设置加热元件和氮气输入管,所述加热元件能够对底泥物料进行加热,所述氮气输入管与外部氮气来源相连通,所述氮气输入管能够向底泥物料输送氮气;
太阳能组件,所述太阳能组件设置于所述旋转座上,所述太阳能组件包括工作板,所述工作板包括太阳能电池板和反光面,经过所述反光面反射的太阳光能够射入靠近所述工作板一侧的所述炉室内;所述太阳能电池板连接有蓄电池,所述太阳追踪器、所述驱动器以及所述加热元件均与所述蓄电池相连。
优选地,所述反应炉连接有立柱,所述立柱的一端与所述旋转座相连,所述立柱的另一端与所述内炉相连,两根所述立柱分别设置于所述内炉的两侧。
优选地,所述内炉利用主轴与所述立柱相连,所述外炉连接有驱动轮,所述驱动轮可转动地套装于所述主轴的外部,所述驱动轮与所述驱动器传动相连。
优选地,所述驱动轮利用传动带与所述驱动器传动相连。
优选地,所述反应炉连接有限位器,所述限位器能够使所述炉门紧贴在所述外炉上。
优选地,所述反应炉为圆柱状结构,所述炉门为圆柱面板状结构,所述炉门的一端与所述外炉铰接相连,所述限位器具有与所述炉门相匹配的限位板,所述限位板位于所述反应炉的底部,所述限位板由透明材质制成。
优选地,所述外炉内具有分隔板,所述内炉、所述分隔板以及所述炉门围成所述炉室,所述炉室的数量为六个,所述炉门与所述炉室一一对应。
优选地,所述氮气输入管为涡流管,所述氮气输入管连接有输入阀门,所述氮气输入管连接有氮气瓶,所述氮气瓶位于所述旋转座上。
优选地,所述内炉还设置废气再利用口和废气出气口,所述废气再利用口能够将所述炉室内的氮气输送至其他的所述炉室内,所述炉室内的废气能够由所述废气出气口导出。
优选地,所述工作板为球面板;所述底座上还设置控制单元,所述旋转座、所述反应炉以及所述太阳能组件均与所述控制单元相连。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置,包括底座和设置于底座上的旋转座、反应炉、太阳能组件,其中,旋转座可转动地与底座相连,旋转座相对于底座旋转的轴线平行于竖直面;旋转座连接有太阳追踪器,太阳追踪器能够跟踪太阳并带动旋转座转动;反应炉可转动地设置于旋转座上,反应炉连接有驱动器,反应炉包括内炉、外炉和炉门,外炉可转动地套装于内炉的外部,外炉与炉门相连,内炉、外炉以及炉门围成能够供底泥反应的炉室;炉门由透明材质制成;内炉内设置加热元件和氮气输入管,加热元件能够对底泥物料进行加热,氮气输入管与外部氮气来源相连通,氮气输入管能够向底泥物料输送氮气;太阳能组件设置于旋转座上,太阳能组件包括工作板,工作板包括太阳能电池板和反光面,经过反光面反射的太阳光能够射入靠近工作板一侧的炉室内;太阳能电池板连接有蓄电池,太阳追踪器、驱动器以及加热元件均与蓄电池相连。
本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置,底泥物料在反应炉内,利用氮气输入管向炉室内通入氮气,获得限氧环境,同时在加热元件的加热作用下,制备生物炭,通入氮气还能够起到辅助调节炉室内温度的作用;在太阳光的照射下,一部分太阳能在太阳能电池板的作用下转换为电能储存至蓄电池中,并为驱动器以及加热元件正常工作提供能源,一部分太阳光通过反光面的反射射入炉室内,同样起到加热底泥物料的作用,与此同时,通过太阳追踪器追踪太阳的位置,使得太阳能组件始终朝向太阳的方向,提高太阳能组件工作效率,蓄电池为太阳追踪器提供能源,本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置,减少了生物炭制备能耗,节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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的附图。
图1为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的结构示意图;
图2为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的部分结构示意图;
图3为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的结构示意图;
图4为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的工作示意图一;
图5为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的工作示意图二;
其中,1为底座,2为旋转座,3为反应炉,301为内炉,302为外炉,303为炉门,304为分隔板,305为废气再利用口,306为废气出气口,4为加热元件,5为氮气输入管,6为工作板,7为立柱,8为主轴,9为驱动轮,10为驱动器,11为传动带,12为限位器,13为控制单元,14为氮气瓶,15为太阳追踪器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种污泥生物炭的太阳能制备装置,以解决上述现有技术存在的问题,降低污泥生物炭制备能耗。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-5,其中,图1为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的结构示意图,图2为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的部分结构示意图,图3为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的结构示意图,图4为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的工作示意图一,图5为本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置的工作示意图二。
本发明提供一种污泥生物炭的太阳能制备装置,包括底座1和设置于底座1上的旋转座2、反应炉3、太阳能组件,其中,旋转座2可转动地与底座1相连,旋转座2相对于底座1旋转的轴线平行于竖直面;旋转座2连接有太阳追踪器15,太阳追踪器15能够跟踪太阳并带动旋转座2转动;反应炉3可转动地设置于旋转座2上,反应炉3连接有驱动器10,反应炉3包括内炉301、外炉302和炉门303,外炉302可转动地套装于内炉301的外部,外炉302与炉门303相连,内炉301、外炉302以及炉门303围成能够供底泥反应的炉室;炉门303由透明材质制成;内炉301内设置加热元件4和氮气输入管5,加热元件4能够对底泥物料进行加热,氮气输入管5与外部氮气来源相连通,氮气输入管5能够向底泥物料输送氮气;太阳能组件设置于旋转座2上,太阳能组件包括工作板6,工作板6包括太阳能电池板和反光面,经过反光面反射的太阳光能够射入靠近工作板6一侧的炉室内;太阳能电池板连接有蓄电池,太阳追踪器15、驱动器10以及加热元件4均与蓄电池相连。
本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置,底泥物料在反应炉3内,利用氮气输入管5向炉室内通入氮气,获得限氧环境,同时在加热元件4的加热作用下,制备生物炭,通入氮气还能够起到辅助调节炉室内温度的作用;在太阳光的照射下,一部分太阳能在太阳能电池板的作用下转换为电能储存至蓄电池中,并为驱动器10以及加热元件4正常工作提供能源,一部分太阳光通过反光面的反射射入炉室内,同样起到加热底泥物料的作用,与此同时,通过太阳追踪器15追踪太阳的位置,使得太阳能组件始终朝向太阳的方向,提高太阳能组件工作效率,蓄电池为太阳追踪器15提供能源,本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置,减少了生物炭制备能耗,节能环保。在本具体实施方式中,蓄电池内置于底座1内部,节约装置占用空间。
具体地,反应炉3连接有立柱7,立柱7的一端与旋转座2相连,立柱7的另一端与内炉301相连,立柱7为反应炉3提供了稳定支撑,两根立柱7分别设置于内炉301的两侧,提高反应炉3的受力均匀性。
其中,内炉301利用主轴8与立柱7相连,外炉302连接有驱动轮9,驱动轮9可转动地套装于主轴8的外部,驱动轮9与驱动器10传动相连,驱动器10带动驱动轮9转动,从而带动与驱动轮9相连的外炉302转动。
在本具体实施方式中,驱动轮9利用传动带11与驱动器10传动相连,在实际应用中,还可以利用链条、齿轮等方式实现动力传递,操作者能够根据装置规格调整传动元件以及传动元件位置,提高灵活适应性。
更具体地,反应炉3连接有限位器12,限位器12能够使炉门303紧贴在外炉302上,设置限位器12,能够使外炉302转动到限位器12处时关闭炉门303,使得底泥物料顺利进行反应,同时避免转动过程中底泥物料洒落,在远离限位器12后,炉门303可开启,以方便完成卸料、装料等操作。
进一步地,反应炉3为圆柱状结构,炉门303为圆柱面板状结构,炉门303的一端与外炉302铰接相连,限位器12具有与炉门303相匹配的限位板,限位板位于反应炉3的底部,沿外炉302转动方向,炉门303靠近限位器12的一端与外炉302铰接,外炉302转动过程中,在限位器12的作用下,炉门303的自由端压紧在外炉302上,避免底泥物料洒落,当炉门303转动至限位器12顶部一定角度时可开启进行卸料或装料,限位板由透明材质制成,使得反光面反射的太阳光线能够射入炉室内。此处需要说明的是,本具体实施方式中,外炉302相对于内炉301的转动轴线垂直于旋转座2相对于底座1的转动轴线,限位器12设置于反应炉3底部,能够有效避免炉门303跟随外炉302转动到底部时开启造成底泥物料泄漏,在本发明的其他具体实施方式中,限位器12的位置可根据外炉302结构、外炉302的转动方向以及炉门303与外炉302的具体连接结构确定。
在本具体实施方式中,外炉302内具有分隔板304,内炉301、分隔板304以及炉门303围成炉室,外炉302相对内炉301转动,内炉301内设置加热元件4和氮气输入管5,分隔板304将反应炉3分为六个炉室,炉门303与炉室一一对应,且随着外炉302的转动,使得加热元件4和氮气输入管5位于转动至一定角度的炉室内,请参考图4和图5,将池塘底泥和秸秆等混合物料加入处于a状态的炉室内,此时炉门303处于打开状态,外炉302逆时针转动一定角度,炉室进入b状态,此时加热元件4和氮气输入管5位于b状态的炉室内,物料开始反应,反应结束后,外炉302继续转动,炉室在c状态下进行冷却,冷却的同时,相邻的炉室进行反应,相邻的炉室反应完成后,外炉302继续转动,六个炉室内的物料依次进行反应。在本发明的其他具体实施方式中,炉室的数量以及反应位置等均可根据实际生产情况进行适应性调整。
还需要强调的是,氮气输入管5为涡流管,氮气输入管5连接有输入阀门,氮气输入管5连接有氮气瓶14,氮气瓶14位于旋转座2上,氮气输入管5采用涡流管,在向炉室内输送氮气的同时,还能够起到降温从而调节炉室内环境温度的目的。
与此同时,内炉301还设置废气再利用口305和废气出气口306,废气再利用口305能够将炉室内的氮气输送至其他的炉室内,在本具体实施方式中,废气在利用口位于进入b状态炉室之前的炉室,利用废气对进入反应之前的炉室内的物料进行干燥,炉室内的废气能够由废气出气口306导出。
更进一步地,工作板6为球面板,增强太阳能组件的工作效率;底座1上还设置控制单元13,旋转座2、反应炉3以及太阳能组件均与控制单元13相连,利用控制单元13控制旋转座2、反应炉3以及太阳能组件的工作状态,提高装置自动化程度。
本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置,外炉302相对于内炉301转动,六个炉室陆续转动至加热元件4以及氮气输入管5处进行反应。控制单元13控制氮气瓶14利用氮气输入管5向反应状态的炉室内通入氮气,并利用加热元件4加热,使得池塘底泥以及其他物料混合物进行反应,与此同时,反应状态的炉室之前的炉室利用废气再利用口305输送的废气进行预干燥,反应状态的炉室之后的炉室,进行冷却(此处“之前”“之后”均是按照外炉302逆时针旋转方向而言),反应状态的炉室反应完成后,外炉302转动预干燥状态的炉室进入反应状态,冷却状态的炉室脱离限位器12,进行卸料,与此同时,其他的炉室装料。本发明的污泥生物炭的太阳能制备装置,利用太阳追踪器15追踪太阳的位置,使得太阳能组件始终朝向太阳的方向,提高太阳能组件工作效率,蓄电池为驱动器10、加热元件4以及太阳追踪器15提供能源,减少了生物炭制备能耗,节能环保。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于,包括底座和设置于所述底座上的:
旋转座,所述旋转座可转动地与所述底座相连,所述旋转座相对于所述底座旋转的轴线平行于竖直面;所述旋转座连接有太阳追踪器,所述太阳追踪器能够跟踪太阳并带动所述旋转座转动;
反应炉,所述反应炉可转动地设置于所述旋转座上,所述反应炉连接有驱动器,所述反应炉包括内炉、外炉和炉门,所述外炉可转动地套装于所述内炉的外部,所述外炉与所述炉门相连,所述内炉、所述外炉以及所述炉门围成能够供底泥反应的炉室;所述炉门由透明材质制成;所述内炉内设置加热元件和氮气输入管,所述加热元件能够对底泥物料进行加热,所述氮气输入管与外部氮气来源相连通,所述氮气输入管能够向底泥物料输送氮气;
太阳能组件,所述太阳能组件设置于所述旋转座上,所述太阳能组件包括工作板,所述工作板包括太阳能电池板和反光面,经过所述反光面反射的太阳光能够射入靠近所述工作板一侧的所述炉室内;所述太阳能电池板连接有蓄电池,所述太阳追踪器、所述驱动器以及所述加热元件均与所述蓄电池相连。
2.根据权利要求1所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述反应炉连接有立柱,所述立柱的一端与所述旋转座相连,所述立柱的另一端与所述内炉相连,两根所述立柱分别设置于所述内炉的两侧。
3.根据权利要求2所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述内炉利用主轴与所述立柱相连,所述外炉连接有驱动轮,所述驱动轮可转动地套装于所述主轴的外部,所述驱动轮与所述驱动器传动相连。
4.根据权利要求3所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述驱动轮利用传动带与所述驱动器传动相连。
5.根据权利要求1所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述反应炉连接有限位器,所述限位器能够使所述炉门紧贴在所述外炉上。
6.根据权利要求5所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述反应炉为圆柱状结构,所述炉门为圆柱面板状结构,所述炉门的一端与所述外炉铰接相连,所述限位器具有与所述炉门相匹配的限位板,所述限位板位于所述反应炉的底部,所述限位板由透明材质制成。
7.根据权利要求1所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述外炉内具有分隔板,所述内炉、所述分隔板以及所述炉门围成所述炉室,所述炉室的数量为六个,所述炉门与所述炉室一一对应。
8.根据权利要求7所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述氮气输入管为涡流管,所述氮气输入管连接有输入阀门,所述氮气输入管连接有氮气瓶,所述氮气瓶位于所述旋转座上。
9.根据权利要求8所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述内炉还设置废气再利用口和废气出气口,所述废气再利用口能够将所述炉室内的氮气输送至其他的所述炉室内,所述炉室内的废气能够由所述废气出气口导出。
10.根据权利要求1所述的污泥生物炭的太阳能制备装置,其特征在于:所述工作板为球面板;所述底座上还设置控制单元,所述旋转座、所述反应炉以及所述太阳能组件均与所述控制单元相连。
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- 2022-01-14 CN CN202210040018.9A patent/CN114350388A/zh active Pending
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