CN115285967B - 一种环保生物炭的制备方法以及加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保生物炭的制备方法以及加工设备，涉及生物炭粉末存储技术领域，解决了现有生物炭粉末生产制备时存储易团聚的问题，包括存储筒，存储筒底部设有出料口，顶端开设有进料口，还包括转动安装于存储筒顶盖内的转动杆和安装于转动杆外侧的流动组件，转动杆底端外侧固定有斜板，且斜板上安装有用于存储筒内生物炭粉末扰动的扰动组件，存储筒顶部通过电机架固定有驱动电机，本发明通过在设计的扰动组件和流动组件在存储筒内转动，使得能够对存储筒内的生物炭粉末进行扰动的同时，还能上下流动，提高扰动效果，减少团聚的产生，同时，增设的碾碎件和挤压件的共同作用下，能对存储筒内产生的团聚物进行碾碎，实现对团聚物的去除。

Description

一种环保生物炭的制备方法以及加工设备

技术领域

本发明涉及生物炭粉末存储技术领域，具体为一种环保生物炭的制备方法以及加工设备。

背景技术

生物炭也称生物质炭，是生物质原料（如作物秸秤、畜禽粪便、废木屑和污泥等）在缺氧或限氧条件下经过热裂解转化形成的固态物质，不同的生物质材料制备的生物炭名称不同，如秸杆炭、木炭和竹炭等，其组成包括C、H、O、N、灰分、碳水化合物、矿物质以及无机碳酸盐等，其表面的蜂巢结构和极强的化学电解活性能够富集大量的羧基、醍基和酚羟基等官能团，是一种良好的吸附剂，对有机物和重金属都具有较强的吸附性，生物炭可用作固碳剂、土壤改良剂、吸湿剂及重金属吸附稳定剂等。能够在土壤中存在千百年，是一种理想的土壤固碳材料，能够作为环境修复技术的选择。

现有生物炭在制备时，首选选用竹屑、木屑、杉树皮、橙树枯以及其他生物废料，对其进行粉碎筛选，再将筛选后的粉末进行烘干，然后将烘干后的粉末倒入模具内压制成型，并进窑炭化，在炭化时，需要排水闭窑三天左右及炼火炭化三天左右，炭化所需时长在一周，这就需要烘干后的粉末能够对其进行有效的存储，而在存储时，由于生物炭粉末的粒径较小，极易出现团聚现象，使得粉末内出现结块等现象，为了避免团聚，部分存储桶增设有搅拌杆或者搅拌叶，可以对粉末进行搅拌从而来避免团聚，但是常规的搅拌设备仅仅通过搅拌杆或者搅拌叶做圆周运动，使得对粉末进行扰动，来避免团聚的产生，但是由于搅拌杆和搅拌叶转动时仅仅是在平面上转动，而且在粉末内，为了使得转动顺畅，相邻的搅拌杆和搅拌叶之间间距较大，从而导致存储筒内位于相邻搅拌杆之间的生物炭粉末扰动效果不佳，抗团聚效果弱，为此，我们提出一种环保生物炭的制备方法以及加工设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够防止生物炭粉末存储时团聚及对团聚物进行碾碎的环保生物炭的制备方法以及加工设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保生物炭的制备方法以及加工设备，包括存储筒，所述存储筒底部设有出料口，顶端开设有进料口，还包括转动安装于所述存储筒顶盖内的转动杆和安装于所述转动杆外侧的流动组件，所述转动杆底端外侧固定有斜板，且所述斜板上安装有用于所述存储筒内生物炭粉末扰动的扰动组件，所述存储筒顶部通过电机架固定有驱动电机，且所述驱动电机输出端通过联轴器与所述转动杆顶部固定，所述转动杆底部转动安装有锥形齿轮一，且所述锥形齿轮一底部通过连接架与所述存储筒内部固定，所述流动组件用于所述存储筒内生物炭粉末的上下流通。

优选的，所述扰动组件包括转动安装与斜板外端的往复丝杆，所述斜板外侧固定有L型架，且所述L型架一端与所述往复丝杆顶部转动对接，所述L型架和所述斜板之间固定有滑杆，且所述往复丝杆外侧螺纹套接有与所述滑杆相套接的移动座，所述滑杆和所述L型架之间固定有多个弹性绳，且所述移动座外侧转动安装有与所述弹性绳相接触的扰动轮，所述往复丝杆两端均固定有联动齿轮，且所述存储筒两端内侧均固定有与所述联动齿轮相啮合的齿环，所述斜板上安装有碾碎件，设计的扰动组件能够对存储筒内粉末进行绕流。

优选的，所述流动组件包括套在所述转动杆外侧的流动筒，所述流动筒顶部通过连接架与所述存储筒顶部内壁固定，所述转动杆外侧固定有与所述流动筒内部相贴合的螺旋叶，且所述流动筒顶部固定有筛网板，所述转动杆顶部安装有挤压件，通过流动组件满足对存储筒内粉末上下流动，使得扰动效果更佳。

优选的，所述碾碎件包括固定在所述斜板底部的筛板一，所述筛板一外端与所述存储筒底部内壁相贴合，且所述斜板底部转动安装有连接轴，所述连接轴外侧固定有与所述筛板一外侧相贴合的碾轮，且所述连接轴外端通过万向节连接有锥形齿轮二，所述锥形齿轮二与所述锥形齿轮一相啮合，所述斜板和所述L型架顶部之间固定有筛板二，且所述筛板二外端安装有筛选件，通过碾碎件实现对存储筒底部内壁处的粉末进行碾碎处理，避免团聚。

优选的，所述筛选件包括与所述筛板二相贴合的筛板三，所述筛板三上等距固定有多个与所述筛板二相插接的连接杆，且所述连接杆外侧固定有限位环，所述连接杆外侧套有与所述限位环相抵的挤压弹簧，所述筛板三外侧等距固定有多个凸起，且所述移动座外侧固定有与所述凸起位置相适配的对接块，所述筛板三与所述存储筒内部相贴合，通过筛选件能够对存储筒内壁处的生物炭粉末进行扰动抖动。

优选的，所述挤压件包括固定在所述流动筒顶部的对接台，所述对接台滑动套在所述转动杆外侧，且所述转动杆外侧开有限位槽，所述转动杆外侧滑动套有与所述限位槽相插接的移动台，所述移动台外侧转动安装有两个挤压辊，且所述转动杆外侧套有用于推送所述移动台下移的推送弹簧，所述对接台和所述移动台相邻侧固定有相互交错的对接球，通过挤压件将通不过筛网板的团聚物能够进行挤压碾碎。

优选的，多个所述弹性绳均滑动贯穿所述筛板二，且所述筛板二外侧与所述扰动轮相贴合，弹性绳贯穿筛板二，使得弹性绳收到拉扯时能够抖动，对存储筒内粉末进行扰动，筛板二与扰动轮贴合，使得筛板二处的团聚物能够碾碎。

优选的，所述转动杆外侧固定有连接板，且所述连接板底部固定有与所述筛网板相贴合的刮板，能够对筛网板顶部进行刮擦，使得挤出筛网板外侧的生物炭粉末能够快速的排出。

优选的，所述存储筒外侧开有观察口，且所述观察口处为透明材质制成，使得人员能够随时对存储筒内部情况进行观察。

一种环保生物炭的制备方法，包括以下步骤：

S1.原料选取：选用竹屑、木屑、杉树皮、橙树枯以及其他生物废料，其中竹屑占总原料比15～20％，对废料进行初步筛选，去除杂物；

S2.混合筛选：将所有原料经混合粉碎处理，然后送至悬挂式振动分级筛选机进行筛选分级，保留2～7mm大小颗粒；

S3.烘干分离：筛选后的材料进入滚筒式烘干机；

S4.粉末防团聚存储：烘干后的粉末收集到存储筒内， 并通过内部的扰动组件和流动组件相互配合，对粉末进行搅拌流动；

S5.高压成型：通过脱水烘干的颗粒，输入高压成型机制成宽度5cm方型棒状；

S6.进窑炭化：将制成棒状的半成品由叉车推进轨道机械窑，闭窑6～10h后，上下开风口4～15cm排水汽3天左右；

S7.炼火出窑：炼火1～3天，待炭全红，由卷扬机拉出生物炭，利用细沙全覆盖封闭24h，自然冷却得成品生物炭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在设计的扰动组件和流动组件在存储筒内转动，使得能够对存储筒内的生物炭粉末进行扰动的同时，还能上下流动，提高扰动效果，减少团聚的产生，同时，增设的碾碎件和挤压件的共同作用下，能够对存储筒内产生的团聚物进行碾碎，实现对团聚物的去除。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明存储筒局部剖视内部结构示意图；

图3为本发明扰动组件与流动组件位置关系示意图；

图4为本发明锥形齿轮一与锥形齿轮二连接结构示意图；

图5为本发明筛选件局部结构示意图；

图6为本发明挤压件结构示意图；

图7为本发明连接板和刮板结构示意图。

图中：1-存储筒；2-转动杆；3-斜板；4-扰动组件；5-驱动电机；6-锥形齿轮一；7-流动组件；8-往复丝杆；9-L型架；10-滑杆；11-移动座；12-弹性绳；13-扰动轮；14-联动齿轮；15-齿环；16-碾碎件；17-流动筒；18-螺旋叶；19-筛网板；20-挤压件；21-筛板一；22-连接轴；23-碾轮；24-锥形齿轮二；25-筛板二；26-筛选件；27-筛板三；28-连接杆；29-限位环；30-挤压弹簧；31-凸起；32-对接块；33-对接台；34-限位槽；35-移动台；36-挤压辊；37-推送弹簧；38-对接球；39-连接板；40-刮板；41-观察口。

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。

实施例1

请参阅图1-图3，图示中的一种环保生物炭的制备方法以及加工设备，包括存储筒1，存储筒1底部设有出料口，顶端开设有进料口，还包括转动安装于存储筒1顶盖内的转动杆2和安装于转动杆2外侧的流动组件7，转动杆2底端外侧固定有斜板3，且斜板3上安装有用于存储筒1内生物炭粉末扰动的扰动组件4，存储筒1顶部通过电机架固定有驱动电机5，且驱动电机5输出端通过联轴器与转动杆2顶部固定，转动杆2底部转动安装有锥形齿轮一6，且锥形齿轮一6底部通过连接架与存储筒1内部固定，流动组件7用于存储筒1内生物炭粉末的上下流通。

需要说明的是：本方案中，通过设计的扰动组件4和流动组件7的相互配合，从而实现对存储筒1内生物炭粉末进行上下及水平方向上的扰动，提高扰动的范围，避免团聚物的产生。

值得注意的是：出料口和进料口外侧均对应设有密封盖，能够避免外接空气的进入。

还需要说明的是：存储筒1外侧开有观察口41，且观察口41处为透明材质制成，通过设计的观察口41能够实现对存储筒1内部情况的观察，随时对内部生物炭粉末情况进行观测。

请参阅图2-图5，图示中的扰动组件4包括转动安装与斜板3外端的往复丝杆8，斜板3外侧固定有L型架9，且L型架9一端与往复丝杆8顶部转动对接，L型架9和斜板3之间固定有滑杆10，且往复丝杆8外侧螺纹套接有与滑杆10相套接的移动座11，滑杆10和L型架9之间固定有多个弹性绳12，且移动座11外侧转动安装有与弹性绳12相接触的扰动轮13，往复丝杆8两端均固定有联动齿轮14，且存储筒1两端内侧均固定有与联动齿轮14相啮合的齿环15，斜板3上安装有碾碎件16；

需要说明的是：通过转动杆2带动斜板3转动，从而使得联动齿轮14在齿环15上转动，实现对移动座11在往复丝杆8上上下移动，从而带动扰动轮13与多个弹性绳12依次波动，使得弹性绳12本身能够进行一个抖动，多个弹性绳12依次抖动，从而能够对生物炭粉末进行对应的抖动，起到对粉末的震动，避免团聚。

同时，请参阅图2和图3，图示中的流动组件7包括套在转动杆2外侧的流动筒17，流动筒17顶部通过连接架与存储筒1顶部内壁固定，转动杆2外侧固定有与流动筒17内部相贴合的螺旋叶18，且流动筒17顶部固定有筛网板19，转动杆2顶部安装有挤压件20；

需要说明的是：通过转动杆2的转动，带动螺旋叶18转，从而带动底部的生物炭粉末朝流动筒17上方输送，并通过筛网板19排出。

值得注意的是：筛网板19内的筛孔略大于生物炭粉末的粒径。

同时，请参阅图6和图7，图示中的挤压件20包括固定在流动筒17顶部的对接台33，对接台33滑动套在转动杆2外侧，且转动杆2外侧开有限位槽34，转动杆2外侧滑动套有与限位槽34相插接的移动台35，移动台35外侧转动安装有两个挤压辊36，且转动杆2外侧套有用于推送移动台35下移的推送弹簧37，对接台33和移动台35相邻侧固定有相互交错的对接球38；

需要说明的是：通过螺旋叶18的作用，能够使得存储筒1底部的生物炭粉末通过流动筒17向上传输，在移动到筛网板19附件时，通过转动杆2的转动，能够带动移动台35转动，即使得两个挤压辊36转动，对上方的粉末进行扰动，配合对接台33和移动台35相邻侧的对接球38相互接触，以及推送弹簧37的挤压作用，从而带动移动台35进行上下抖动，也使得两个挤压辊36能够对筛网板19进行挤压，将聚集在筛网板19下方的生物炭粉末推出筛网板19，也能对大颗粒无法通过筛网板19的团聚物进行挤压粉碎，再排出。

值得注意的是：移动台35与限位槽34滑动对接，在满足随转动杆2转动的同时，还能在转动杆2上下移动。

对生物炭粉末防团聚存储的原理：首先，人员将需要存储的生物炭粉末通过进料口倒入，人员通过观察口41对倒入量进行检测，在倒入指定量后，盖上密封盖，然后进行存储，人员可以通过定时控制驱动电机5转动，实现定时转动，转动时，带动斜板3转动，使得联动齿轮14与齿环15啮合，从而带动移动座11上下移动，通过扰动轮13对多个弹性绳12进行抖动，从而实现对内部粉末的扰动，同时，转动杆2的转动，会带动螺旋叶18的转动，使得存储筒1底部的生物炭粉末涌入流动筒17内，然后冲击流动筒17顶部的筛网板19，通过筛网板19能够将大颗粒团聚物进行隔离出来，然后通过挤压件20内的挤压辊36与筛网板19相挤压，从而能够将大颗粒团聚物进行挤压粉碎，并通过筛网板19再次排出。

本方案中，设计的流动组件7和扰动组件4的相互配合，能将存储筒1内生物炭粉末进行上下流动和扰动作用，减少团聚的几率，同时通过挤压件20也能够将存储筒1内部分团聚物进行粉碎，避免团聚物的产生。

另外，一种环保生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.原料选取：选用竹屑、木屑、杉树皮、橙树枯以及其他生物废料，其中竹屑占总原料比15～20％，对废料进行初步筛选，去除杂物；

S2.混合筛选：将所有原料经混合粉碎处理，然后送至悬挂式振动分级筛选机进行筛选分级，保留2～7mm大小颗粒；

S3.烘干分离：筛选后的材料进入滚筒式烘干机；

S4.粉末防团聚存储：烘干后的粉末收集到存储筒1内， 并通过内部的扰动组件4和流动组件7相互配合，对粉末进行搅拌流动；

S5.高压成型：通过脱水烘干的颗粒，输入高压成型机制成宽度5cm方型棒状；

S6.进窑炭化：将制成棒状的半成品由叉车推进轨道机械窑，闭窑6～10h后，上下开风口4～15cm排水汽3天左右；

S7.炼火出窑：炼火1～3天，待炭全红，由卷扬机拉出生物炭，利用细沙全覆盖封闭24h，自然冷却得成品生物炭。

需要说明的是：本方案设计的存储桶1及内部的扰动组件4和流动组件7相互作用，为步骤S4中的粉末存储，在生物炭制备过程中，由于成型周期长，因此存储是必不可少的，也使得存储为生产生物炭过程中的一部分。

实施例2

请参阅图3和图4，本实施方式对于实施例1进一步说明，图示中的碾碎件16包括固定在斜板3底部的筛板一21，筛板一21外端与存储筒1底部内壁相贴合，且斜板3底部转动安装有连接轴22，连接轴22外侧固定有与筛板一21外侧相贴合的碾轮23，且连接轴22外端通过万向节连接有锥形齿轮二24，锥形齿轮二24与锥形齿轮一6相啮合，斜板3和L型架9顶部之间固定有筛板二25，且筛板二25外端安装有筛选件26；

需要说明的是：通过斜板3沿着转动杆2转动时，能够带动连接轴22也随着转动，并使得外端万向节连接的锥形齿轮二24沿着锥形齿轮一6进行转动，从而控制连接轴22转动，使得碾轮23与筛板一21相贴合转动，使得存储筒1底部存在的聚合物能够进行粉碎碾压，并通过筛板一21排出。

其中，请参阅图5，图示中的筛选件26包括与筛板二25相贴合的筛板三27，筛板三27上等距固定有多个与筛板二25相插接的连接杆28，且连接杆28外侧固定有限位环29，连接杆28外侧套有与限位环29相抵的挤压弹簧30，筛板三27外侧等距固定有多个凸起31，且移动座11外侧固定有与凸起31位置相适配的对接块32，筛板三27与存储筒1内部相贴合；

需要说明的是：通过移动座11的上下移动，使得对接块32依次对多个凸起31进行接触推出，从而使得筛板三27能够向外移动，从而起到一个抖动效果，将推送的生物炭粉末进行抖动，避免团聚的产生。

值得注意的是：筛板一21、筛板二25和筛板三27上的筛孔均略大于生物炭粉末的粒径，能够满足对生物炭粉末的筛选排出。

同时，请参阅图5，图示中的多个弹性绳12均滑动贯穿筛板二25，且筛板二25外侧与扰动轮13相贴合；

需要时说明的是：弹性绳12滑动贯穿筛板二25，使得扰动轮13上下移动时，能够带动弹性绳12的抖动，不影响弹性绳12对生物炭粉末的扰动效果，同时，设计的扰动轮13与筛板二25外侧贴合移动，能够将附着在筛板二25外侧的团聚物进行碾碎。

本方案中，斜板3底板的筛板一21与存储筒1底部内壁贴合，筛板三27与存储筒1内壁贴合，因为存储筒1内壁处附件的生物炭粉末很容易因为低温出现团聚现象，通过筛板一21和筛板三27配合碾碎件16及筛选件26的作用，能够有效的对最容易产生聚合物的地方进行碾碎处理，从而能够高效粉碎团聚物。

实施例3

请参阅图6和图7，本实施方式对于其它实施例进一步说明，图示中的转动杆2外侧固定有连接板39，且连接板39底部固定有与筛网板19相贴合的刮板40。

需要说明的是：通过随着转动杆2转动的连接板39在筛网板19上转动，从而能够带动刮板40对筛网板19表面进行转动，能够将挤出的生物炭粉末进行刮动，提高生物炭粉末的流动效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种环保生物炭的加工设备，包括：

存储筒（1），所述存储筒（1）底部设有出料口，顶端开设有进料口；

其特征在于，还包括：

转动安装于所述存储筒（1）顶盖内的转动杆（2），所述转动杆（2）底端外侧固定有斜板（3），且所述斜板（3）上安装有用于所述存储筒（1）内生物炭粉末扰动的扰动组件（4），所述存储筒（1）顶部通过电机架固定有驱动电机（5），且所述驱动电机（5）输出端通过联轴器与所述转动杆（2）顶部固定，所述转动杆（2）底部转动安装有锥形齿轮一（6），且所述锥形齿轮一（6）底部通过连接架与所述存储筒（1）内部固定；

安装于所述转动杆（2）外侧的流动组件（7），所述流动组件（7）用于所述存储筒（1）内生物炭粉末的上下流通；

所述扰动组件（4）包括转动安装与斜板（3）外端的往复丝杆（8），所述斜板（3）外侧固定有L型架（9），且所述L型架（9）一端与所述往复丝杆（8）顶部转动对接，所述L型架（9）和所述斜板（3）之间固定有滑杆（10），且所述往复丝杆（8）外侧螺纹套接有与所述滑杆（10）相套接的移动座（11），所述滑杆（10）和所述L型架（9）之间固定有多个弹性绳（12），且所述移动座（11）外侧转动安装有与所述弹性绳（12）相接触的扰动轮（13），所述往复丝杆（8）两端均固定有联动齿轮（14），且所述存储筒（1）两端内侧均固定有与所述联动齿轮（14）相啮合的齿环（15），所述斜板（3）上安装有碾碎件（16）；

所述流动组件（7）包括套在所述转动杆（2）外侧的流动筒（17），所述流动筒（17）顶部通过连接架与所述存储筒（1）顶部内壁固定，所述转动杆（2）外侧固定有与所述流动筒（17）内部相贴合的螺旋叶（18），且所述流动筒（17）顶部固定有筛网板（19），所述转动杆（2）顶部安装有挤压件（20）；

所述碾碎件（16）包括固定在所述斜板（3）底部的筛板一（21），所述筛板一（21）外端与所述存储筒（1）底部内壁相贴合，且所述斜板（3）底部转动安装有连接轴（22），所述连接轴（22）外侧固定有与所述筛板一（21）外侧相贴合的碾轮（23），且所述连接轴（22）外端通过万向节连接有锥形齿轮二（24），所述锥形齿轮二（24）与所述锥形齿轮一（6）相啮合，所述斜板（3）和所述L型架（9）顶部之间固定有筛板二（25），且所述筛板二（25）外端安装有筛选件（26）；

所述筛选件（26）包括与所述筛板二（25）相贴合的筛板三（27），所述筛板三（27）上等距固定有多个与所述筛板二（25）相插接的连接杆（28），且所述连接杆（28）外侧固定有限位环（29），所述连接杆（28）外侧套有与所述限位环（29）相抵的挤压弹簧（30），所述筛板三（27）外侧等距固定有多个凸起（31），且所述移动座（11）外侧固定有与所述凸起（31）位置相适配的对接块（32），所述筛板三（27）与所述存储筒（1）内部相贴合；

所述挤压件（20）包括固定在所述流动筒（17）顶部的对接台（33），所述对接台（33）滑动套在所述转动杆（2）外侧，且所述转动杆（2）外侧开有限位槽（34），所述转动杆（2）外侧滑动套有与所述限位槽（34）相插接的移动台（35），所述移动台（35）外侧转动安装有两个挤压辊（36），且所述转动杆（2）外侧套有用于推送所述移动台（35）下移的推送弹簧（37），所述对接台（33）和所述移动台（35）相邻侧固定有相互交错的对接球（38）；

多个所述弹性绳（12）均滑动贯穿所述筛板二（25），且所述筛板二（25）外侧与所述扰动轮（13）相贴合；

所述转动杆（2）外侧固定有连接板（39），且所述连接板（39）底部固定有与所述筛网板（19）相贴合的刮板（40）。

2.根据权利要求1所述的一种环保生物炭的加工设备，其特征在于：所述存储筒（1）外侧开有观察口（41），且所述观察口（41）处为透明材质制成。