CN116478730A - 一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物质再生能源技术领域，公开了一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，包括底板，底板上固接有壳体，壳体内依次设有送料机构、碎料机构与气化机构，碎料机构包括碎料室，碎料室上设有进料口和出料口，送料机构用于将切断后的秸秆输送到进料口，碎料室上设有用于开合出料口的门组件，碎料室内转动连接有第一转轴，第一转轴上固接有用于粉碎秸秆的切刀；气化机构包括气化室，气化室通过出料口与碎料室连通，气化室上设有喷火组件和搅拌组件，气化室内设有滑动连接在气化室内的过筛组件，气化室上设有第一进气口和第一排气口。本发明用以解决上述背景技术中现有秸秆处理方法因秸秆气化不充分而造成秸秆利用率低的问题。

Description

一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置

技术领域

本发明涉及生物质再生能源技术领域，具体涉及了一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置。

背景技术

我国是一个农业大国，我国农村生物质能蕴藏丰富，农产品收获后的各类秸秆品种繁多，特别是我国北方地区农田广阔，秸秆产生量较大。

传统的处理方式是直接将秸秆焚烧，过程中产生的烟尘对环境造成了极大的污染。为了保护环境，现有的处理方式是将秸秆放到炉里进行气化，但由于秸秆气化时出现堆积，受热不均匀，导致气化不充分，造成秸秆利用率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，以解决上述背景技术中现有秸秆处理方法因秸秆气化不充分而造成秸秆利用率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，包括底板，底板上固接有壳体，壳体内依次设有送料机构、碎料机构与气化机构，碎料机构包括碎料室，碎料室上设有进料口和出料口，送料机构用于将切断后的秸秆输送到进料口，碎料室上设有用于开合出料口的门组件，碎料室内转动连接有第一转轴，第一转轴上固接有用于粉碎秸秆的切刀；气化机构包括气化室，气化室通过出料口与碎料室连通，气化室上设有喷火组件和搅拌组件，气化室内设有滑动连接在气化室内的过筛组件，气化室上设有第一进气口和第一排气口。

本发明的原理：底板与壳体作为整个装置的支撑骨架，同时还便于移动、安装装置。通过送料机构分批次地将切断后的秸秆输送到进料口，秸秆进入粉碎室，通过第一转轴转动带动切刀对秸秆进行粉碎，使其后续能够更充分地进行气化。通过门组件定期开合出料口，待碎料室内秸秆粉碎后经出料口进入到气化室，通过喷火组件对秸秆进行加热，使其气化，过程中通过搅拌组件对秸秆进行搅拌，使其受热均匀，充分气化，避免因堆积而造成气化不充分；气化过程中，通过过筛组件往复滑动对其上的秸秆、生物炭进行筛选，充分气化后生成的生物炭能够通过过筛组件，而未气化或者未完全气化秸秆尺寸较大，则无法通过过筛组件，需继续进行气化，直至气化完成形成生物炭；气化过程中通过第一进气口补入空气以便秸秆充分气化，气化产生的烟气则通过第一排气口排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、通过底板与壳体形成整体作为支撑骨架，能够更好地对装置进行安装和移动，使本装置可在多地使用，有利于扩大装置的使用范围。

2、通过碎料室，利用切刀对切断后的秸秆进行粉碎，使后续气化能够更加充分、快捷，缩短秸秆气化的时间，提高秸秆气化的效率和利用率。通过门组件对出料口进行定期的开合，即定期将粉碎后的秸秆放入到气化室进行分批次气化，与一直往气化室内加料相比，这样有利于秸秆气化充分，有效地提高秸秆的气化效率和利用率，也便于生物炭的收集。

3、通过过筛组件对物料进行承载，同时对物料进行过滤筛选，使生产的符合规定的生物炭颗粒通过，未气化、未完全气化或者尺寸不合规的物料继续留在气化室进行气化，使生产的生物炭质量得以保证；而且，过筛组件滑动的过程中，还能够带动其上的秸秆运动，达到防止秸秆堆积的效果，从而提高秸秆气化的效率和利用率。此外，通过搅拌组件进行搅拌，促进秸秆的运动，使秸秆能够受热均匀，充分气化，避免堆积，有效地提高秸秆的气化效率和利用率，提高生物炭的生产效率。

进一步，所述过筛组件包括滑动连接在气化室内的筛板，筛板上设有若干供生物炭通过的筛孔，筛板与气化室之间连接有第一弹性件；壳体上设有活塞缸，活塞缸内滑动连接有活塞，活塞上固接有活塞杆，活塞杆与筛板固接，活塞缸上设有第二进气口和第二排气口，第二排气口与第一进气口之间连通有导气管，导气管上设有向第一进气口单向导通的第一单向阀，第二进气口上设有第二单向阀。

粉碎后的秸秆进入气化室进行气化，会落在筛板上，过程中筛板受到秸秆和第一弹性件的作用力滑动，一是可带动其上秸秆运动，使秸秆受热均匀，充分气化，二是对生物炭进行过筛，使符合规格的生物炭通过筛孔，无需再气化，过程中秸秆不断气化成生物炭，生物炭通过筛孔过筛，使筛板受到的作用力不断发生变化，从而使筛板的运动不断变化，达到避免秸秆堆积和过筛的效果，提高了秸秆的气化效率和利用率。筛板往复滑动的过程中将通过活塞杆带动活塞往复滑动，使活塞缸内的压力不断变化，当活塞缸内的压力变小时，外界空气经第二进气口进入活塞缸，当活塞缸内压力变大时，其内空气经第二排气口、导气管、第一进气口进入到气化室内，为气化室不断提供空气，使秸秆充分气化，提高生物炭的生产效率，同时通过筛板的运动实现联动，提高装置的自动化过程，从而有效地提高工作效率。

进一步，所述搅拌组件包括转动连接在气化室上的第二转轴，第二转轴上固接有搅拌叶，第二转轴上固定套接有凸轮，凸轮用于与活塞杆抵接。

通过第二转轴转动带动搅拌叶和凸轮转动，搅拌叶对秸秆进行搅拌，避免秸秆堆积，使秸秆受热均匀，充分气化，提高秸秆气化的效率和利用率；凸轮转动将推动活塞杆滑动，活塞杆滑动将反过来带动筛板滑动，在凸轮与第一弹性件的作用下实现筛板的往复滑动，从而进一步保障且增大了筛板的运动，促进了生物炭的过筛和秸秆的运动，使秸秆能够快速气化，从而提高了秸秆气化的效率和利用率。

进一步，所述气化室第一排气口处设有滤网，碎料室上设有第一夹层，活塞缸上设有第二夹层，第一排气口分别与第一夹层、第二夹层连通，第一夹层、第二夹层上分别开有第三排气口、第四排气口。

气化过程中产生的烟气经第一排气口时，通过滤网进行过滤，将其中混杂的固体颗粒过滤在气化室内，达到一定程度上的烟气排放前处理，有效地降低对环境的污染；经第一排气口排出气化室的烟气将分别进入到第一夹层和第二夹层，然后分别从第三排气口、第四排气口排出，由于烟气含有一定热量，能够对碎料室和活塞缸内进行加热，对碎料室内的秸秆进行干燥，使其进入气化室后能够更快地气化，从而提高秸秆气化的效率，同时对活塞缸内的空气进行加热，使空气进入气化室后既能够达到供氧促进气化的效果，又能够保证气化室内的温度，如此设置，能够对烟气的余热进行充分利用，降低能耗。

进一步，所述门组件包括挡板，挡板铰接在碎料室上，挡板与碎料室之间连接有扭簧，挡板一端固接有传动绳，传动绳一端绕接在第一转轴上，初始时挡板将出料口封闭且传动绳为松弛状态，通过第一转轴往复转动实现传动绳绷紧或者松弛。

第一转轴转动的过程中将带动传动绳绕接其上，随着第一转轴转动圈数增加，传动绳逐渐绷紧，绷紧时将拉动挡板，挡板将绕铰接处转动，使扭簧发生形变，挡板转离出料口的过程中，碎料室内的秸秆经出料口进入到气化室气化，过程中挡板倾斜起到导料的作用，随后第一转轴反向转动，传动绳逐渐松弛，扭簧恢复形变并带动挡板反向转动复位封闭出料口，通过第一转轴转动实现门组件的自动开合，无需手动操作，提高了装置的自动化，从而提高了工作的效率，同时实现分批次加料，使得每次加入气化室的秸秆能够充分气化，避免加入过多造成秸秆堆积。

进一步，所述第一转轴上固定套接有第一传动轮，第二转轴上固定套接有第二传动轮，第一传动轮与第二传动轮之间连接有传动带。

通过第一转轴转动带动第一传动轮转动，第一传动轮通过传动带带动第二传动轮转动，从而带动第二转轴转动，实现联动，无需多个动力源和控制源，简化结构，实现装置的自动化。

进一步，所述壳体上设有水槽，水槽与第三排气口、第四排气口之间均连通有导烟管，导烟管上设有向水槽单向导通的第三单向阀。

从第三排气口、第四排气口排出的烟气经导烟管进入到水槽中，经水处理后再排出，降低对环境的污染。

附图说明

图1为本发明实施例一的主视局部剖面结构示意图（图中箭头表示气流方向）；

图2为本发明实施例二的主视局部剖面结构示意图（图中箭头表示气流方向）。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：底板1、壳体2、传送带3、传送辊4、碎料室5、进料口6、出料口7、导料筒8、第一转轴9、切刀10、挡板11、传动绳12、气化室13、喷火枪14、第二转轴15、搅拌叶16、第一传动轮17、第二传动轮18、传动带19、第二电机20、第一进气口21、第一排气口22、滤网23、筛板24、筛孔25、第一弹性件26、活塞缸27、活塞28、活塞杆29、第二进气口30、第二排气口31、凸轮32。

实施例一基本如附图1所示：

一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，包括底板1，底板1上焊接有壳体2，底板1与壳体2上均固接有拉环，以便于移动装置。壳体2内依次设有送料机构、碎料机构与气化机构，送料机构包括传送带3和传送辊4，传送带3绕接在传送辊4上，通过传送辊4转动带动传送带3移动，实现送料，壳体2上固接有用于驱动传送辊4转动的第一电机，传送带3包括水平设置部分和倾斜设置部分，可将切断的秸秆从低处输送带高处。

碎料机构包括碎料室5，碎料室5上设有进料口6和出料口7，进料口6处设有倒梯形的导料筒8，以便能够更好地将秸秆送入碎料室5内，送料机构用于将切断后的秸秆输送到进料口6，即传送带3的末端位于进料口6上方。碎料室5内转动连接有第一转轴9，第一转轴9上固接有用于粉碎秸秆的切刀10。碎料室5上设有用于开合出料口7的门组件，门组件包括挡板11，挡板11铰接在碎料室5上，挡板11与碎料室5之间连接有扭簧，挡板11右端固接有传动绳12，传动绳12上端端绕接在第一转轴9上，初始时挡板11将出料口7封闭且传动绳12为松弛状态，通过第一转轴9往复转动实现传动绳12绷紧或者松弛。传动绳12采用钢绳，并在气化室的绳孔部分做好密封性，避免热量大量泄露。

气化机构包括气化室13，气化室13通过出料口7与碎料室5连通，气化室13上设有喷火组件和搅拌组件，喷火组件包括设置在气化室13侧壁上的喷火枪14，搅拌组件包括转动连接在气化室13上的第二转轴15，第二转轴15上固接有搅拌叶16，第一转轴9上固定套接有第一传动轮17，第二转轴15上固定套接有第二传动轮18，第一传动轮17与第二传动轮18之间连接有传动带19，壳体2上固接有用于驱动第一转轴9往复转动的第二电机20。气化室13内设有滑动连接在气化室13内的过筛组件，气化室13上设有第一进气口21和第一排气口22，第一进气口21位于过筛组件上方且靠近过筛组件，气化室13第一排气口22处固接有滤网23，碎料室5上设有第一夹层，活塞缸27上设有第二夹层，第一排气口22分别与第一夹层、第二夹层连通，第一夹层、第二夹层上分别开有第三排气口、第四排气口，壳体2上固接有水槽，水槽与第三排气口、第四排气口之间均连通有导烟管，导烟管上安装有向水槽单向导通的第三单向阀。过筛组件包括滑动连接在气化室13内的筛板24，筛板24上设有若干供生物炭通过的筛孔25，筛板24与气化室13之间连接有第一弹性件26，本实施例中，第一弹性件26为弹簧；壳体2上固接有活塞缸27，活塞缸27内滑动连接有活塞28，活塞28上固接有活塞杆29，活塞杆29与筛板24固接，活塞缸27上设有第二进气口30和第二排气口31，第二排气口31与第一进气口21之间连通有导气管，导气管上安装有向第一进气口21单向导通的第一单向阀，第二进气口30上安装有第二单向阀。

具体实施时，将切断后的秸秆放到传送带3上，启动第一电机，第一电机驱动传送辊4转动，传送辊4带动传送带3将秸秆输送到进料口6，第一电机间歇性地启动，使得送料机构分批次地将秸秆输送到碎料室5。启动第二电机20，秸秆经进料口6进入到碎料室5中，第二电机20驱动第一转轴9正向转动，第一转轴9带动切刀10对秸秆进行粉碎，使其后续能够更充分地进行气化。第一转轴9转动的过程中将带动传动绳12绕接其上，随着第一转轴9转动圈数增加，传动绳12逐渐绷直，当传动绳12绷紧时将拉动挡板11，挡板11将绕铰接处转动，使扭簧发生形变，挡板11转离出料口7的过程中，碎料室5内的秸秆经出料口7进入到气化室13，过程中挡板11倾斜起到导料的作用。当碎料室5内的秸秆进入气化室13后，第一电机驱动第一转轴9反向转动，传动绳12将逐渐松弛，扭簧恢复形变并带动挡板11反向转动复位封闭出料口7，通过第一转轴9转动实现门组件的自动开合，无需手动操作，提高了装置的自动化，从而提高了工作的效率，同时实现分批次加料，使得每次加入气化室13的秸秆能够充分气化，避免加入过多造成秸秆堆积。

秸秆进入气化室13后，通过喷火枪14对其喷火，使其气化，过程中部分秸秆和气化后的生物炭逐渐落到筛板24上。筛板24受到秸秆和第一弹性件26的作用力后将上下往复滑动，一是可带动其上秸秆运动，使秸秆受热均匀，充分气化，二是对生物炭进行过筛，使符合规格的生物炭通过筛孔25，无需再气化，过程中秸秆不断气化成生物炭，生物炭通过筛孔25过筛，使筛板24受到的作用力不断发生变化，从而使筛板24的运动不断变化，达到避免秸秆堆积和过筛的效果，提高了秸秆的气化效率和利用率。筛板24往复滑动的过程中将通过活塞杆29带动活塞28往复滑动，使活塞缸27内的压力不断变化，当活塞缸27内的压力变小时，外界空气经第二进气口30进入活塞缸27，当活塞缸27内压力变大时，其内空气经第二排气口31、导气管、第一进气口21进入到气化室13内，为气化室13不断提供空气，使秸秆充分气化，提高生物炭的生产效率，同时空气进入气化室13后，可将秸秆吹起，增加秸秆的运动，有效地促进其气化。并且，第一进气口21倾斜向下设置，即对准筛板24设置，这样可更好的使得秸秆被吹起，同时还可以吹起堵塞在滤孔上的杂质，减少滤板24堵塞。此外，通过筛板24的运动实现联动，提高装置的自动化过程，从而有效地提高工作效率。过程中，第一转轴9将带动第一传动轮17转动，第一传动轮17通过传动带19带动第二传动轮18转动，从而带动第二转轴15转动，第二转轴15将带动搅拌叶16，搅拌叶16对秸秆进行搅拌，避免秸秆堆积，使秸秆受热均匀，充分气化，提高秸秆气化的效率和利用率。

气化过程中，产生的烟气经第一排气口22时，通过滤网23进行过滤，将其中混杂的固体颗粒过滤在气化室13内，达到一定程度上的烟气排放前处理，有效地降低对环境的污染。经第一排气口22排出气化室13的烟气将分别进入到第一夹层和第二夹层，由于烟气含有一定热量，能够对碎料室5和活塞缸27内进行加热，对碎料室5内的秸秆进行干燥，使其进入气化室13后能够更快地气化，从而提高秸秆气化的效率，同时对活塞缸27内的空气进行加热，使空气进入气化室13后既能够达到供氧促进气化的效果，又能够保证气化室13内的温度，如此设置，能够对烟气的余热进行充分利用，降低能耗。然后，烟气将分别从第三排气口、第四排气口排出，最后经导烟管进入到水槽中，经水处理后再排出，降低对环境的污染。

实施例二基本如附图2所示：

本实施例与实施例一的区别在于：第二转轴15上固定套接有凸轮32，凸轮32用于与活塞杆29抵接。筛板24与活塞杆29之间通过连杆固接，气化室13与连杆密封接触的部分为隔热弹性材质，以便筛板24滑动。

具体实施时，第二转轴15转动时将带动凸轮32转动，凸轮32转动将推动活塞杆29滑动，活塞杆29滑动将反过来带动筛板24滑动，在凸轮32与第一弹性件26的作用下实现筛板24的往复滑动，从而进一步保障且增大了筛板24的运动，促进了生物炭的过筛和秸秆的运动，使秸秆能够快速气化，从而提高了秸秆气化的效率和利用率。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于：将第一进气口21设置在滤板24的下方，这样第二排气口31的出来的气体就会从下到上经过滤板24，无论是对滤板24上秸秆的搅动还是对滤孔的防堵塞效果都会更好。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，其特征在于：包括底板，底板上固接有壳体，壳体内依次设有送料机构、碎料机构与气化机构，碎料机构包括碎料室，碎料室上设有进料口和出料口，送料机构用于将切断后的秸秆输送到进料口，碎料室上设有用于开合出料口的门组件，碎料室内转动连接有第一转轴，第一转轴上固接有用于粉碎秸秆的切刀；气化机构包括气化室，气化室通过出料口与碎料室连通，气化室上设有喷火组件和搅拌组件，气化室内设有滑动连接在气化室内的过筛组件，气化室上设有第一进气口和第一排气口。

2.根据权利要求1所述的一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，其特征在于：所述过筛组件包括滑动连接在气化室内的筛板，筛板上设有若干供生物炭通过的筛孔，筛板与气化室之间连接有第一弹性件；壳体上设有活塞缸，活塞缸内滑动连接有活塞，活塞上固接有活塞杆，活塞杆与筛板固接，活塞缸上设有第二进气口和第二排气口，第二排气口与第一进气口之间连通有导气管，导气管上设有向第一进气口单向导通的第一单向阀，第二进气口上设有第二单向阀。

3.根据权利要求2所述的一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，其特征在于：所述搅拌组件包括转动连接在气化室上的第二转轴，第二转轴上固接有搅拌叶，第二转轴上固定套接有凸轮，凸轮用于与活塞杆抵接。

4.根据权利要求3所述的一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，其特征在于：所述气化室第一排气口处设有滤网，碎料室上设有第一夹层，活塞缸上设有第二夹层，第一排气口分别与第一夹层、第二夹层连通，第一夹层、第二夹层上分别开有第三排气口、第四排气口。

5.根据权利要求4所述的一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，其特征在于：所述门组件包括挡板，挡板铰接在碎料室上，挡板与碎料室之间连接有扭簧，挡板一端固接有传动绳，传动绳一端绕接在第一转轴上，初始时挡板将出料口封闭且传动绳为松弛状态，通过第一转轴往复转动实现传动绳绷紧或者松弛。

6.根据权利要求5所述的一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，其特征在于：所述第一转轴上固定套接有第一传动轮，第二转轴上固定套接有第二传动轮，第一传动轮与第二传动轮之间连接有传动带。

7.根据权利要求6所述的一种利用秸秆生产生物炭的撬装式装置，其特征在于：所述壳体上设有水槽，水槽与第三排气口、第四排气口之间均连通有导烟管，导烟管上设有向水槽单向导通的第三单向阀。