CN203874659U - 一种秸秆燃烧烟气的处理装置 - Google Patents

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喻景权
宋刘霞
梁嘉扬
王玉
刘超超
周艳虹
师恺
夏晓剑
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Abstract

本实用新型公开了一种秸秆燃烧烟气的处理装置，包括：用于燃烧秸秆的燃烧炉；用于盛放处理液的反应池；连通燃烧炉和反应池的烟气通道，烟气通道伸入处理液中，烟气通道内安装有负压风机；用于收集反应后烟气的排放管道，排放管道内安装有二次燃烧器。在二次燃烧器的上游，所述排放管道内还安装有CO浓度检测器，CO浓度检测器和二次燃烧器均与控制器相连。利用负压风机将秸秆燃烧烟气通入处理液中，Karrikins化合物被收集起来，NO、NO2、SO2等与处理液反应，获得的反应液用于作物灌根，促进植物生长；对一级处理气进行二次燃烧，获得主要成分是CO2的二级处理气，直接排入温室中，提高CO2浓度，促进植物光合作用效率。

Description

一种秸秆燃烧烟气的处理装置
技术领域
本实用新型涉及秸秆燃烧烟气处理技术领域，具体涉及一种秸秆燃烧烟气的处理装置。
背景技术
近年来，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。据有关统计，我国作为农业大国，每年可生成7亿多吨各类农作物秸秆，成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。在此情况下，完全由农民来处理，就出现了大量焚烧的现象。
发达国家有很多农作物秸秆的综合利用方法，如北美以耕种玉米、小麦为主，每年产生大量的秸秆；在加拿大的农业区，当玉米成熟时，人们就用玉米收割机一边收割一边把玉米秆切碎，切碎的玉米秆作为肥料返到田里。在美国，有24个农业州，每年能收集大约4500万吨秸秆，被用作饲料，或者用来盖房，将整捆的秸秆高强度挤压后填充新房的墙壁；此外，美国还积极推动再生能源事业，把秸秆作为新兴的替代燃料特别是生物燃料，从中提取乙醇进行开发利用，使秸秆综合回收利用有了新发展。
但这些方法在国内还难以施行。首先我们的农业生产还未进入机械化时代，基本都是依靠人力完成，收割的同时切割大量的秸秆，无疑是需要大量劳动力的；政府对秸秆利用的投资力度还不够，难以开展再生能源事业。寻找适合我国国情的解决方法是当务之急。
公开号为CN101306290A的中国专利文献公开了一种户用秸秆气雾化处理装置，该装置由燃气发生器、雾化处理器、脱硫干燥器和燃具组成，燃气发生器通过第一燃气管路与雾化处理器连接，雾化处理器连接第二燃气管路，第二燃气管路连接脱硫干燥器，脱硫干燥器通过第三燃气管路连接燃具。通过燃气发生器取得生物质气（即秸秆燃烧烟气），再对生物质气进行雾化处理，使生物质气中的可燃气体与焦油、灰份、水份分离，再使气体通过脱硫干燥器，获得洁净的秸秆燃气。
秸秆燃气中含有一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体，但秸秆燃烧烟气中的主要成分是二氧化碳，上述装置对如何有效利用CO2没有提出解决之道。
实用新型内容
本实用新型提供了一种秸秆燃烧烟气的处理装置，利用该装置能对秸秆燃烧烟气进行有效处理和应用。
一种秸秆燃烧烟气的处理装置，包括：
用于燃烧秸秆的燃烧炉；
用于盛放处理液的反应池；
连通燃烧炉和反应池的烟气通道，烟气通道伸入处理液中，烟气通道内安装有负压风机；
用于收集反应后烟气的排放管道，排放管道内安装有二次燃烧器。
利用负压风机将燃烧炉燃烧秸秆产生的秸秆燃烧烟气经烟气通道强行引入装有处理液的密闭反应池中，所述处理液为含有H2O2和NaHCO3的水溶液，秸秆燃烧烟气通入该处理液后，其中含有的Karrikins化合物即溶于处理液中，其中含有的NO、NO2、SO2等对植物生长和人体有害的气体则与H2O2或NaHCO3反应，生成NaNO3和Na2SO4。
反应后的烟气（一级处理气）中主要含有CO和CO2，排放管道内的二次燃烧器用于燃烧CO，由此获得主要成分为CO2的二级处理气。将二级处理气直接排入温室中，提高温室内CO2的浓度，促进植物生长。
作为优选，在二次燃烧器的上游，所述排放管道内还安装有CO浓度检测器，CO浓度检测器和二次燃烧器均与控制器相连。CO浓度检测器先检测一级处理气中CO的含量，控制器用于接收CO浓度检测器的输出信号；当CO浓度大于100ppm时，控制器才开启二次燃烧器，燃烧CO，在保证燃烧效率的同时节约能源。
反应后获得的反应液可取用进行作物灌根，其中的Karrikins化合物能够刺激种子发芽并促进植物生长，NaNO3、Na2SO4中的硝酸根离子和硫酸根离子作为肥料，同样能起到促进植物生长的作用。
作为优选，所述烟气通道伸入反应池的底部。如此可延长秸秆燃烧烟气在处理液中的停留时间，以确保Karrikins化合物充分溶于处理液中，NO、NO2、SO2与H2O2或NaHCO3充分反应。
基于与上述同样目的，作为优选，反应池中处理液的深度为10～50cm。作为进一步优选，反应池中处理液的深度为20～30cm。
作为优选，所述反应池内安装有若干带孔的不锈钢板，所有不锈钢板沿竖直方向均匀分布。带孔的不锈钢板同样能延长秸秆燃烧烟气在处理液中的停留时间。
作为进一步优选，所述不锈钢板为1～3块。
本实用新型中，所述燃烧炉带有进料口，进料口上安装有防护盖。进料口用于向燃烧炉中投入秸秆，秸秆可选用干燥的玉米、棉花和麦类秸秆或木屑等，也可用这些生物质加工制成的秸秆煤。
进料口同时也是出灰口和进风口，便于将燃烧产生的炉渣清理出来，炉渣的主要成分为草木灰，是一种天然钾肥，可以还田。
所述防护盖具有三个工作位，即关闭、半开、全开，根据燃烧炉内是否燃烧充分即CO浓度是否过高而将防护盖调整至相应的工作位。防护盖的常规工作状态为半开，为燃烧炉内通气供氧；若CO浓度长时间超过预设值，则表明燃烧不充分，此时将防护盖全开；燃烧结束后关闭防护盖。
本实用新型中，所述反应池的顶部安装有进液管，反应池的底部安装有出液管，进液管和出液管均带有阀门。进液管用于向反应池中导入处理液，出液管便于导出反应液；阀门可确保使用过程中反应池的相对密封状态，防止一氧化碳外泄。
使用时，将本实用新型的处理装置置于温室大棚的中央位置，向燃烧炉中投入秸秆，向反应池中导入处理液；点燃秸秆后，将防护盖调整至半开状态，开启负压风机；当CO浓度检测器检测到CO浓度大于100ppm时，二次燃烧器自动开启，若CO浓度长时间超过预设值，可手动将防护盖调整至全开状态；最后将从处理气输出管道输出的二级处理气通入种植作物的温室中。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
（1）本实用新型利用负压风机将秸秆燃烧烟气通入处理液中，秸秆燃烧烟气中的Karrikins化合物被收集起来，其中的NO、NO2、SO2等气体则与处理液反应，由此获得的反应液可用于作物灌根，促进植物生长；
（2）本实用新型还利用二次燃烧器对一级处理气中的CO进行二次燃烧使之转化为CO2，如此获得的二级处理气的主要成分是CO2，可直接排入温室中，提高温室内CO2浓度，促进植物光合作用效率。由此实现对秸秆燃烧烟气的有效利用。
附图说明
图1为本实用新型一种秸秆燃烧烟气的处理装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例一种秸秆燃烧烟气的处理装置，包括用于燃烧秸秆的燃烧炉1和用于盛放处理液的反应池2；燃烧炉1的侧壁带有进料口11，进料口11同时也是进风口和出灰口。
进料口11上铰接有防护盖（图中省略），本实施例中，防护盖具有三个工作位，即关闭、半开、全开，根据燃烧炉1内是否燃烧充分即CO浓度是否过高而将防护盖调整至相应的工作位。防护盖的常规工作状态为半开，为燃烧炉1内通气供氧；若CO浓度长时间超过预设值，则表明燃烧不充分，此时将防护盖全开；燃烧结束后关闭防护盖。
燃烧炉1的顶部带有烟气通道12，烟气通道12的另一端伸入反应池2内形成插底管13，烟气通道12内安装有负压风机14，负压风机14用于驱动秸秆燃烧烟气沿烟气通道12通入反应池2的处理液中。
反应池2的顶部安装有进液管21，反应池2的底部安装有出液管22，进液管21和出液管22均带有阀门。进液管21用于向反应池2中导入处理液，出液管22便于导出反应液；阀门可确保使用过程中反应池2处于密封状态。
反应池2内安装有带孔的不锈钢板23，不锈钢板23分为在竖直方向均匀分布的1～3块（本实施例为2块）。带孔的不锈钢板23能够延长秸秆燃烧烟气在处理液中的停留时间，使气体中有害物质得到充分反应。
处理液为含有H2O2和NaHCO3的水溶液，反应池2中处理液的深度为20cm，从处理液逸出的一级处理气集中在反应池2的上层空间；反应池2还带有用于收集一级处理气的排放管道24，排放管道24内安装有CO浓度检测器（图中省略）和二次燃烧器（图中省略），CO浓度检测器和二次燃烧器均与控制器（图中省略）相连；一级处理气进入排放管道24后，CO浓度检测器检测一级处理气中CO的含量，当CO浓度大于100ppm时，控制器接收CO浓度检测器的信号并开启二次燃烧器，燃烧CO，由此获得主要成分为CO2的二级处理气，二级处理气直接排入种植作物的温室中。燃烧完成后，将反应池2中的反应液从出液管22导出，用于作物灌根，燃烧炉1中的炉灰也可清理出来，直接还田。

Claims (9)

1.一种秸秆燃烧烟气的处理装置，其特征在于，包括：
用于燃烧秸秆的燃烧炉；
用于盛放处理液的反应池；
连通燃烧炉和反应池的烟气通道，烟气通道伸入处理液中，烟气通道内安装有负压风机；
用于收集反应后烟气的排放管道，排放管道内安装有二次燃烧器。
2.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，在二次燃烧器的上游，所述排放管道内还安装有CO浓度检测器，CO浓度检测器和二次燃烧器均与控制器相连。
3.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述烟气通道伸入反应池的底部。
4.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，反应池中处理液的深度为10～50cm。
5.如权利要求4所述的处理装置，其特征在于，反应池中处理液的深度为20～30cm。
6.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述反应池内安装有若干带孔的不锈钢板，所有不锈钢板沿竖直方向均匀分布。
7.如权利要求6所述的处理装置，其特征在于，所述不锈钢板为1～3块。
8.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述燃烧炉带有进料口，进料口上安装有防护盖。
9.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述反应池的顶部安装有进液管，反应池的底部安装有出液管，进液管和出液管均带有阀门。
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