CN208395073U - 一种用于秸秆废弃物高效转化的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，包括秸秆处理设备及烟气回收设备，能够快速、高效地将已降解的物料熟化，将降解周期长的物料炭化成肥，转化制取的炭基有机、无机复合(混)肥有助于改良我们国家地力贡献率仅为52％的土壤、2/3中低产耕地。有助于土壤有机含量30克/每公斤，有机肥百分之百替代化肥而保持高产，收获有机蔬菜、水果、油料、粮食等农产品。产业化、商品化地将70％的农作物秸秆炭基肥化处理，必将达到提高空气质量、杜绝产生秸秆还田致霾气体(ZMQT)、有利于人群健康。

Description

一种用于秸秆废弃物高效转化的设备

技术领域

本实用新型涉及废弃物转化设备，具体为一种用于秸秆废弃物高效转化的设备。

背景技术

当我国是一个农业大国，每年都将再生9亿吨左右的农作物秸秆，在世界能源日益枯竭的情况下，这些农作物秸秆是我国宝贵的再生资源，然而农作物秸秆不加以能源化、资源化、无害化、减量化、等综合开发、升值性利用，一经成为农业废弃物或以不当方式妥善处理进入环境，就将造成环境污染和生态恶化。每焚烧1吨农作物秸秆，将产生pm2.5入肺颗粒物1吨、二氧化硫52kg、二氧化碳92.4kg、一氧化碳15.5kg、还有挥发性有机化合物、氮的氧化物、氨气等有毒有害物质。

农作物秸秆粉碎直接还田将产生秸秆还田致霾气体(ZMQT)。秸秆还田致霾气体(ZMQT)排放强烈期在每年的10月份到来年的元月上旬约100天左右。期内日均排放0.5千克/平方米，排放最高值每日可达1千克/平方米。按我国3亿亩(0.2亿公顷)农作物秸秆粉碎直接还田面积计，在100天的时间里，共可排放致霾气体(ZMQT)100亿吨。

农作物秸秆粉碎直接还田：(ZMQT)排放具有温和隐蔽性、长期持续性、危害次生性，增加土壤有机质的合理性，从农作物秸秆粉碎直接还田开始，一直持续到秸秆全部分解完毕，在东北、华北区域大约需要六个月以上，分解快速期即排放强烈期始于九月底十月初，终于来年元月上中旬约100天。秸秆还田致霾气体(ZMQT)不是风刮进来的(既不是输入性的)，更像是得到了什么号令(合适的致霾条件)一样，腾地变脸，立即霾销几千平方公里大地。

如果停止农作物秸秆粉碎直接还田，那么就需要将农作秸秆大部分收集起来，特别是秋季大宗农作物秸秆需要做到尽量多的收集起来，制成各种有机肥还田，如制成牛羊饲料过腹还田、秸秆和人畜粪便混合发酵沼渣、沼液还田，秸秆干馏制成活性炭还田，秸秆制成黄腐酸还田，秸秆制成包覆种子的被模还田，秸秆制成粘胶纤维生产可降解的农用地膜还田。但必须说明的是秸秆未经处理不是有机肥，我国几千年来提高地力的传统技术是人畜粪便堆沤腐熟(发酵)还田、秸秆与人畜粪便混合堆沤还田、秸秆草木灰还田等。

农作物秸秆在砍割晾晒的情况下，青鲜秸秆中的植物细胞失水破裂，细胞中的糖分流出、暴露于空气中，很快被氧化成为二氧化碳散逸于大气中。

农作物秸秆处理综合国际成熟模式、结合我国国情，可以确认：农作物秸秆综合处理须将70％的农作物秸秆肥化处理，回溃土地，使农作物秸秆在转化使用后贡献土地、环境友好、良性循环。然而农作物秸秆与牲畜粪便的转化都需要发酵、腐熟以及必要的无害化处理等，产业化转化周期长、处理过程复杂、占地多、投资大、成本高等，尚无规模化产业模式。

因此，提供一种秸秆与牲畜粪便等热解热能、热能热解，快速、高效转化炭基有机、无机复合肥或混合肥料设备或工艺技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，克服现有技术不足，公开了一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，利用热解产生热能，热能再进行热解的能量循环节能技术，将秸秆与牲畜粪便等发酵、降解周期长的组分，在热解、炭化区，缺氧燃烧、热解、炭化，产生热能。在热解、干燥区，a利用热解产生的热能，干燥、热解物料，满足物料进入热解、炭化区的燃烧、热解、炭化前序干度要求。b利用热解产生的热能快速、高效的干燥、热解、熟化有机、无机组分。c利用热解产生的热能与热解产生醋液的杀虫、除臭、抗菌作用，彻底杀灭有害病菌、虫卵、草籽等有害质。利用热解秸秆与牲畜粪便所产生的汽化物质，通过回收系统可获取醋液以及碳氧化合物与氰化合物等可燃气体。回收的稀醋液可直接做为农田、蔬菜、果树的驱虫液剂使用。回收的浓醋液可进一步深加工生产叶面肥、除臭剂、除虫与抗菌剂。可燃气体引回热解、炭化区作为缺氧燃烧的助燃剂，可以提高燃烧、热解、炭化，产生热能的效率，使能量循环、不需补充与添加燃料。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，包括秸秆处理设备及烟气回收设备，所述秸秆处理设备包括收集皮带输送机，所述提升皮带输送机与混合螺旋输送机连接，所述混合螺旋输送机、双轴螺旋桨叶混合机、回料螺旋输送机及回料皮带输送机依次相连，所述回料螺旋输送机与销鼓计量器相连，所述销鼓计量器排烟筒的封闭螺旋喂料器相连，所述排烟筒与热能热解干化滚筒相连，所述热能热解干化滚筒通过过料筒与待燃热解干化熟化滚筒相连，所述待燃热解干化熟化滚筒通过筛分筒与集料斗相连，所述集料斗与提料机相连，所述提料机与双轴螺旋桨叶混合机相连，所述双轴螺旋桨叶混合机与皮带输送机相连，所述排烟筒与烟气回收设备相连。

优选的，所述烟气回收设备包括离心分离塔，所述离心分离塔与第一换热器连通，所述第一换热器旁设有引风机及气泵，所述离心分离塔包括壁筒及设于壁筒下端的内液筒，所述壁筒上端设有第二换热器，所述第二换热器通过管道与第一换热器连通，所述第二换热器上方的烟囱通过管道与流化炉连通，所述流化炉由上而下设有除雾器、喷淋室、流化床室、除烟室、可燃气室及密封平衡水室，所述可燃气室通过管道与第二热换器连通。

优选的，所述过料筒设有飞锤式抛料机。

优选的，所述密封平衡水室通过管道与储水槽连通，所述储水槽通过水泵、管道与喷淋室、第二换热器上方的烟囱连通。

优选的，所述流化床室内填充有流化床填料。

优选的，所述设于储水槽及水泵之间的水管与填充中和净化剂的容器连通。

本实用新型的有益效果为：

1、炭基有机、无机复合(混)肥是一种新的肥料品种，N(氮)P(磷)K(钾)总含量>5％，有机质>45％，炭机质>35％，富含钙、镁、硫、硅、铁、铜、锌、硼、硒等农作物生长所需微量元素，是可以取代化肥的肥料。

2、炭基有机、无机复合(混)肥富含大量的碳元素，碳元素具有大于自身3-4倍吸附力，有碳元素的参与则土壤疏松、富含氧气、深层土释放水分、土壤湿润透气，可以解决土壤板结。碳元素具有农作物的＂过滤器＂性，有碳元素的参与能迅速吸附土壤中常年使用化肥、农药残留的重金属等有害物质。碳元素对冬季作物具有保暖抗寒，可以保障农作物根系冬季安全。

3、炭基有机、无机复合(混)肥富含大量的碳元素还含有醋液等除臭、杀虫、抗菌剂。施用炭基有机、无机复合(混)肥，碳元素迅速包裹土壤中的虫卵与病菌，切断虫卵与病菌营养供给链，在与醋液的除臭、杀虫、抗菌共同作用下达到缓解，消灭病虫害的目的。

4、炭基有机、无机复合(混)肥的疏松土壤功能、高吸附力功能、＂过滤器＂功能、消灭病虫害功能、可取代化肥功率等，使农作物的多须、壮秧，具有抗旱、抗涝、抗倒伏、抗病虫害、抗重茬，恢复土壤生态环境及农作物的绿色、有机、丰产。

5、秸秆废弃物与牲畜粪便等热解热能、热能热解，快速、高效转化炭基有机、无机复合 (混)肥工艺技术项目可以结合农村经济条件相对较差，垃圾的收集、运输到城市成本较高，规划建于村镇。可以结合牲畜养殖场，创产优质秸秆饲料化，秸秆废料与牲畜粪便快速、高效转化炭基有机、无机复合(混)肥。可以结合城市餐厨垃圾与城市污水处理，用沼渣或生物污泥与废弃秸秆快速、高效转化炭基有机、无机复合(混)肥。这种年产几万吨或几十万吨级的快速、高效转化炭基有机、无机复合(混)肥项目可以使偏远乡村、牲畜养殖场、垃圾或污水处理场的污染质就地处置、就地消化。一方面能够大大降低转运费用、一方面可以将公益性设施转化为企业性运转模式、重要的是可以有效防止垃圾下河或随意焚烧填埋，污染乡村环境。改善了乡村环境才是建设环境友好型社会最终目标。

6、秸秆废弃物与牲畜粪便等热解热能、热能热解，快速、高效转化炭基有机、无机复合 (混)肥工艺技术能够快速、高效地将已降解的物料熟化，将降解周期长的物料炭化成肥，转化制取的炭基有机、无机复合(混)肥有助于改良我们国家地力贡献率仅为52％的土壤、2/3中低产耕地。有助于土壤有机含量30克/每公斤，百分之百替代化肥而保持高产，收获有机蔬菜、水果、油料、粮食等农产品。产业化、商品化地将70％的农作物秸秆炭基肥化处理，必将达到提高空气质量、杜绝产生秸秆还田致霾气体(ZMQT)、有利于人群健康。

7、秸秆废弃物与牲畜粪便等热解热能、热能热解，快速、高效转化炭基有机、无机复合 (混)肥工艺技术项目清洁、环保，产品转化周期短、肥效高，占地少、投资少，生产产品成本低，原料供应有保障，适合规模化生产。是将农作物秸秆肥化处理，回溃土地，使农作物秸秆在转化使用后贡献土地、环境友好、良性循环的项目。推动资源利用高效化，农业投入减量化，废弃物利用资源化，生产过程清洁化，促进农业提质增效和可持续发展。能够积极推动资源节约型，环境友好型和生态保育型农业发展，提升农产品质量安全水平，标准化生产水平和农业可持续发展水平。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的烟气回收设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图2所示的一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，包括秸秆处理设备及烟气回收设备，所述秸秆处理设备包括收集皮带输送机1，所述提升皮带输送机2与混合螺旋输送机3连接，所述混合螺旋输送机3、双轴螺旋桨叶混合机4、回料螺旋输送机5及回料皮带输送机8依次相连，所述回料螺旋输送机5与销鼓计量器9相连，所述销鼓计量器9与排烟筒7的封闭螺旋喂料器10相连，所述排烟筒7与热能热解干化滚筒21相连，所述热能热解干化滚筒21通过过料筒20与待燃热解干化熟化滚筒19相连，所述待燃热解干化熟化滚筒19 通过筛分筒11与集料斗14相连，所述集料斗14与提料机15相连，所述提料机15与双轴螺旋桨叶混合机31相连，过料筒20设有飞锤式抛料机18，所述双轴螺旋桨叶混合机31与皮带输送机16相连，所述排烟筒7与烟气回收设备相连。

优选的，烟气回收设备包括离心分离塔，所述离心分离塔与第一换热器23连通，所述第一换热器23旁设有引风机22及气泵30，所述离心分离塔包括壁筒25及设于壁筒25下端的内液筒24，所述壁筒25上端设有第二换热器25，所述第二换热器25通过管道与第一换热器 23连通，所述第二换热器25上方的烟囱通过管道与流化炉连通，所述流化炉由上而下设有除雾器26、喷淋室、流化床室27、除烟室、可燃气室28及密封平衡水室29，所述可燃气室28通过管道与第二热换器25连通。所述密封平衡水室29通过管道与储水槽连通，所述储水槽通过水泵、管道与喷淋室、第二换热器25上方的烟囱连通。所述流化床室内填充有流化床填料，所述设于储水槽及水泵之间的水管与填充中和净化剂的容器连通。

实施例：

引风机抽吸引出烟汽：

通过排烟筒由引风机抽吸引出烟汽，将烟汽送入烟汽副产品回收与烟汽净化系统。

可燃气体逆流两级换热、提温、干燥：

通过气泵抽取中和净化塔中的可燃气体、经由离心分离塔出口旋风换热器与入口低低温换热器两级提温、干燥、换热后，由气泵将提温、干燥后的可燃气体泵入炉堂助燃，大部分收集、深度处理出售。溢流回收有机液入分离塔外液筒单元。

离心分离塔获取有机液：

引风机抽吸引出烟汽后，烟汽经入口低低温换热后以旋切方式排入离心分离塔离心分离区，因空间增大而速度减缓，因低低温换热烟汽温度下降，因旋风换热与平衡补水喷淋离心分离塔空间温度降低，因下旋等共同作用，使得旋切进分离区的烟汽形成比重较大的露珠被抛向外壁或降落而进入分离塔外液筒(以醋液为主的富含焦油的浓有机液筒)。完成离心分离后的烟汽下旋通过导流筒、上升筒，经旋风换热器、上升汽筒时，受到至上而下的平衡补水喷淋的洗涤作用，将因平衡补水喷淋中所含有中和剂(酸碱平衡中合反应药剂)的洗涤中和反应，使得中和反应产物被喷淋水携带、包裹而落入分离塔内液筒(富含肥料组分的稀肥料液筒)，分离塔内液筒的稀肥料液将由稀醋液泵泵至成肥双抽螺旋桨叶混合机。

中和净化塔获取可燃气体、净化烟汽：

经过离心分离塔处理后的烟汽，因温度降低、分离与洗涤等处理后，水蒸气与可溶解性有机质大幅度减少，但还有大量惰性可燃气体、有机挥发性气体与低温饱和湿气，回收惰性可燃气体与重有机挥发性气体可用于链条炉助燃或深度处理出售，回收有机挥发性气体可以提升肥料的有机组分与净化空气、杜绝空气污染。经过离心分离塔处理后的烟汽依然以旋切方式冲入中和净化塔离心分离区，在离心旋切作用下轻、惰分离，比重大的惰性气沿塔壁沉降集聚于塔内气室下部，至下而上的是重有机挥发性气体、有机挥发性气体、低温高温气体，低温高温气体与有机挥发性气体将经过导流筒、上升筒，扩散筒、稳定室而通过流化床湿球填料层，流化床中的湿球填料即轻质小球在上升气流的作用下被流化，喷淋中和剂液在填料球表面形成液膜，当有机挥发性气体穿过流化填料层时，气体在填料前改变方向绕过小球，而一些惯性较大的则保持原来的运动方向与小球发生正面碰撞，被小球表面上的液膜吸附或包裹并发生中和反应。而绕过小球的会与小球侧面或下一个小球的正面或侧面发生碰撞并同小球表面上的液膜接触被吸附或包裹并发生中和反应。有机挥发性气体随气流通过流化床时不断地与做不规则流化运动的小球相互碰撞接触被小球上的液膜吸附或包裹并发生中和反应。当高湿的浮球承载不了过多的液膜水后，完成中和反应后的产物则被水滴吸附或包裹脱离浮球下落到塔底，由塔底水封管溢出到塔外循环水池。净化后的汽体再由除雾器除湿后以无污染气体状态排空。

中和液剂添加与综合净化水循环：

秸秆废弃物与牲畜粪便元素组成H--6％左右、C--50％左右、S--0.2％以下、N--1％以下(豆秸5.85％)、P--2％左右、K₂O--10％-25％，所以在低温、缺氧、不完全燃烧状况下，所排大气污染质低。在物料低温、缺氧、不完全燃烧到烟汽通过排烟排出，烟汽经历了由高温、干料的接触到低温、湿料的接触，进入烟汽(气)副产品回收与烟汽(气)净化系统的烟汽主要是以醋液为主的酸性有机挥发气水混合汽与惰性气体。经过降温减湿，分离收集醋液，分离收集惰性气体，水滴吸附或包裹酸碱中和反应，水洗与除雾等净化烟汽的处理过程，所以最终排出的气体是优于国家排放标准的洁净气体。中和液剂添加与综合净化水循环首先是配制碱性中和药剂，分析出离心分离塔烟汽中酸性物质的含量，按1：1.2的比例在线投加到循环喷淋泵前，经泵混合后分别送离心分离塔平衡补水喷淋、送中和净化塔中和净化喷淋、送循环冷却筛降温循环，送离心分离塔的目的是平衡稀醋液量、兼顾离心分离塔降温，送中和净化塔的目的是水洗与中和反应去除酸性有机挥发汽水混合汽，送循环冷却筛降温循环的目的是为了加强水洗、降温、干燥功能。

本实用新型装置能够快速、高效地将已降解的物料熟化，将降解周期长的物料炭化成肥，转化制取的炭基有机、无机复合(混)肥有助于改良我们国家地力贡献率仅为52％的土壤、2/3 中低产耕地。有助于土壤有机含量30克/每公斤，有机肥百分之百替代化肥而保持高产，收获有机蔬菜、水果、油料、粮食等农产品。产业化、商品化地将70％的农作物秸秆炭基肥化处理，必将达到提高空气质量、杜绝产生秸秆还田致霾气体(ZMQT)、有利于人群健康。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，其特征在于，包括秸秆处理设备及烟气回收设备，所述秸秆处理设备包括收集皮带输送机，所述收集皮带输送机与提升皮带输送机相连，所述提升皮带输送机与混合螺旋输送机连接，所述混合螺旋输送机、双轴螺旋桨叶混合机、回料螺旋输送机及回料皮带输送机依次相连，所述回料螺旋输送机与销鼓计量器相连，所述销鼓计量器排烟筒的封闭螺旋喂料器相连，所述排烟筒与热能热解干化滚筒相连，所述热能热解干化滚筒通过过料筒与待燃热解干化熟化滚筒相连，所述待燃热解干化熟化滚筒通过筛分筒与集料斗相连，所述集料斗与提料机相连，所述提料机与双轴螺旋桨叶混合机相连，所述双轴螺旋桨叶混合机与皮带输送机相连，所述排烟筒与烟气回收设备相连。

2.根据权利要求1所述一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，其特征在于，所述烟气回收设备包括离心分离塔，所述离心分离塔与第一换热器连通，所述第一换热器旁设有引风机及气泵，所述离心分离塔包括壁筒及设于壁筒下端的内液筒，所述壁筒上端设有第二换热器，所述第二换热器通过管道与第一换热器连通，所述第二换热器上方的烟囱通过管道与流化炉连通，所述流化炉由上而下设有除雾器、喷淋室、流化床室、除烟室、可燃气室及密封平衡水室，所述可燃气室通过管道与第二热换器连通。

3.根据权利要求1所述的一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，其特征在于，所述过料筒设有飞锤式抛料机。

4.根据权利要求2所述的一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，其特征在于，所述密封平衡水室通过管道与储水槽连通，所述储水槽通过水泵、管道与喷淋室、第二换热器上方的烟囱连通。

5.根据权利要求2所述的一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，其特征在于，所述流化床室内填充有流化床填料。

6.根据权利要求4所述的一种用于秸秆废弃物高效转化的设备，其特征在于，所述设于储水槽及水泵之间的水管与填充中和净化剂的容器连通。