CN213951089U - 一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，不锈钢反应器内可装秸秆等农业废物，通过太阳能集热板的集热和凸透镜的聚焦加热对其内废物进行加热，使其热解为生物炭，并对产生的气体和生物油等进行收集，在减少农业废弃物的同时也对其进行了有效的利用，由太阳能板给蓄电池充电再由蓄电池驱使太阳能集热板自动追踪，太阳追踪机构可以使太阳能集热板随太阳转动，从而保证集热的充分性，减速机可以保证装置转动缓慢，同样有利于整体装置的运行，本装置可以有效地处理农业废物，在减少污染物排放的同时，提高对农业废弃物的资源化利用。

Description

一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置

技术领域

本实用新型涉及固体废物资源化处置技术领域，具体涉及到一个主体为集热的太阳灶、凸透镜和不锈钢桶，可以自动跟踪太阳光，集热使桶内生物质废物(如秸秆)发生热解从而制备生物炭的装置。

背景技术

中国是一个农业大国,农作物秸秆资源拥有量居世界首位。有研究表明农作物秸秆燃烧对大气排放的气态污染物、颗粒物污染物贡献最多。通过将农业生物质废物在无氧或者缺氧条件下热处理可有效减少大气污染物的排放，热解得到的生物炭可应用于土壤改良、土壤修复、水污染处理、作物增产、碳固定等领域。然而，热解过程需要外加能源提供热量，这增加了处理成本并限制其在农村推广应用。为缓解秸秆燃烧造成较严重环境污染的问题，并降低秸秆处理成本实现其资源化利用，本实用新型设计了完全利用太阳能将秸秆转化为生物炭的装置，该装置不仅可以减少秸秆燃烧以实现减排，而且由于装置能源全部来源于太阳能，因此同时还达到了节能的目的。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，解决了现在由于热解农业生物质废物需要外加能源导致成本过高限制发展的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，包括基座，所述基座底端设置有支架，所述基座上方设置有太阳能集热板，所述太阳能集热板呈旋转抛物面设置，所述太阳能集热板通过太阳追踪机构安装于基座上，所述太阳能集热板侧上方设置有用于容纳生物质的反应器，所述反应器与太阳能集热板的焦点重合，所述反应器后侧设置有支撑杆一，所述支撑杆一底端端部向下贯穿太阳能集热板并与基座连接，所述太阳能集热板对应支撑杆一开设有通槽，所述太阳能集热板上方设置有辅助加热机构，所述辅助加热机构包括与太阳能集热板同轴设置的固定环，所述固定环侧壁等距设置有多根固定杆，所述固定杆远离固定环的一端与太阳能集热板的边沿连接，所述固定环内卡设有凸透镜，所述凸透镜的焦点与反应器重合，所述固定环上还设置有感光器。

优选的，所述太阳追踪机构包括设置于太阳能集热板与基座之间的转盘，所述转盘通过平面轴承转动设置于基座上，所述转盘上对应太阳能集热板的轴线设置有转动杆，所述转动杆与太阳能集热板的轴线垂直，所述转动杆上套设有至少两个与太阳能集热板底端固定的连接块，所述转动杆前后两端均通过支撑杆二与转盘连接，所述转动杆后端贯穿对应一侧的支撑杆二设置有驱动机构，所述基座内开设有空腔，所述空腔内设置有电机，所述电机通过减速机连接有向上设置的转轴，所述转轴顶端向上贯穿空腔内顶面与转盘底面连接。

优选的，所述驱动机构为马达，所述马达的输出轴通过联轴器与转动杆后端端部连接。

优选的，所述反应器呈圆柱形设置，且所述反应器由不锈钢构成。

优选的，所述反应器包括罐体和罐盖，所述罐体与罐盖通过螺纹连接，所述罐盖顶面呈向上突出设置的弧面，所述罐体下部侧壁开设有出料口，所述出料口设置有阀门，所述罐盖底部向内凹陷呈曲面设置，所述罐体和罐盖的外壁均涂有吸热涂层。

优选的，所述太阳能集热板表面覆盖有一层光滑的金属反射面，所述太阳能集热板为正轴聚焦。

优选的，所述基座下方设置有太阳能电池，所述太阳能电池通过折叠架与基座底面连接，所述空腔内设置有蓄电池，所述电机、太阳能电池和马达均电性连接蓄电池。

优选的，所述感光器由三块光敏电阻和T字型挡光板组成。

优选的，所述反应器与地面呈60度夹角设置。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置。具备以下益效果：

本实用新型根据太阳的位置来调节反应器和太阳能集热板的方向和角度，并通过利用太阳能上下双重聚焦来对反应器进行加热，大大提高了太阳能的利用率，从而无需外加能源对反应器内的农业生物质废物进行热解，达到节能减排的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的感光器的结构示意图。

图中，1、凸透镜；2、感光器；3、罐盖；4、固定杆；5、太阳能集热板； 6、转动杆；7、转盘；8、基座；9、减速机；10、支架；11、电机；12、支撑杆一、13、罐体；14、太阳能电池、15支撑杆二、16光敏电阻、17T字型挡光板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型实施例提供一种技术方案：一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，包括基座8，所述基座8底端设置有支架10，所述基座8上方设置有太阳能集热板5，所述太阳能集热板5呈旋转抛物面设置，所述太阳能集热板5通过太阳能追踪机构安装于基座8上，所述太阳能集热板5侧上方设置有用于容纳生物质的反应器，反应器与水平面呈60度角，当太阳能集热板5转动至太阳能集热板5的旋转轴(即轴线)与反应器的中轴线重合时，此时反应器底面与太阳能集热板5的焦点重合、凸透镜1平行于反应器顶面且凸透镜1的焦点与反应器顶面重合，所述反应器后侧设置有支撑杆一12，所述支撑杆一12底端端部向下贯穿太阳能集热板5并与基座8连接，所述太阳能集热板5对应支撑杆一12开设有通槽，该通槽为避免太阳能集热板5转动时与支撑杆一12发生干涉，所述太阳能集热板5上方设置有辅助加热机构，用以弥补太阳能集热板5发热存在的不足，大尺寸的凸透镜可以使焦点附近温度高达500℃，能够极大的增加反应器,表面温度，缩短处理时间，为了防止凸透镜1对太阳能集热板5的聚光产生遮挡，凸透镜1大小与反应器的直径大小相近，所述辅助加热机构包括与太阳能集热板5同轴设置的固定环，所述固定环侧壁等距设置有多根固定杆4，固定杆4为细金属杆，所述固定杆4远离固定环的一端与太阳能集热板5的边沿连接，所述固定环内卡设有凸透镜1，所述凸透镜1的焦点与反应器顶面重合，所述固定环上还设置有感光器2，设置在固定环边缘的感光器2用来控制转动杆6以及转盘7 来使整体跟随太阳转动。

本实施例中，所述太阳能追踪机构包括设置于太阳能集热板5与基座8 之间的转盘7，所述转盘7通过平面轴承转动设置于基座8上，所述转盘7上对应太阳能集热板5的轴线设置有转动杆6，所述转动杆6与太阳能集热板5 的轴线垂直，所述转动杆6上套设有至少两个与太阳能集热板5底端固定的连接块，所述转动杆6前后两端均通过支撑杆二15与转盘7连接，所述转动杆6后端贯穿对应一侧的支撑杆二15设置有驱动机构，所述基座8内开设有空腔，所述空腔内设置有电机11，所述电机11通过减速机9连接有向上设置的转轴，所述转轴顶端向上贯穿空腔内顶面与转盘7底面连接，通过电机11 驱动转盘7带动反应器和太阳能集热板5绕转盘7的中心轴线进行转动。

本实施例中，所述驱动机构为马达，所述马达的输出轴通过联轴器与转动杆6后端端部连接，马达用来控制转动杆6带动太阳能集热板5绕转动杆6 的轴线转动。

本实施例中，所述反应器呈圆柱形设置，且所述反应器由不锈钢构成。

本实施例中，所述反应器包括罐体13和罐盖3，罐盖3与罐体13的直径一致，所述罐体13与罐盖3通过螺纹连接，所述罐盖3顶面呈向上突出设置的弧面，弧面设置能够使得凸透镜1的焦点在运动过程中更多地落在罐盖3 上，所述罐体13下部侧壁开设有出料口，所述出料口设置有阀门，所述罐盖 3底部向内凹陷呈曲面设置，该曲面为沿着太阳能集热板5焦点运动轨迹的曲面，所述罐体13和罐盖3的外壁均涂有吸热涂层。

本实施例中，反应器高为600～700mm，反应器的直径为500～600mm，壁厚约为10mm～15mm。

本实施例中，所述太阳能集热板5表面覆盖有一层光滑的金属反射面，通过对太阳发出的平行光进行反射聚焦，从而实现太阳热量的聚集，所述太阳能集热板5为正轴聚焦，即反应器的轴线与太阳能集热板5的轴线(旋转轴)重合。

本实施例中，太阳能集热板5的焦距为0.65m，焦斑直径为0.1m，底面圆半径为0.79m，高度为0.24m。处理秸秆的反应器的底部需要位于离太阳能集热板5顶点0.6m处，即太阳能集热板5的焦斑处，此处温度可达800℃～ 1000℃。

本实施例中，所述基座8下方设置有太阳能电池14，所述太阳能电池14 通过折叠架与基座8底面连接，可以在使用时伸出来接收阳光，所述空腔内设置有蓄电池，所述电机11、太阳能电池14和马达均电性连接蓄电池。

本实施例中，所述感光器2由三块光敏电阻16和T字型挡光板17组成，当不同位置的光敏电阻16接收的太阳光光强有差异时，通过电路控制电机11 将转盘7或太阳能集热板5转向光强较强的方向，以实现自动跟踪太阳。

本实施例中，所述反应器的轴线延长线与地面形成的夹角呈60度夹角设置。

本实用新型的工作原理为：将成捆秸秆置于罐体13内，旋紧罐盖3，在阳光充足的环境下通过太阳能电池14转化的电能启动电机11驱使太阳能集热板5和转盘7转动，通过凸透镜1和太阳集热板5的聚光进行加热，等待反应完成后旋开罐盖3，取出固体生物炭并打开罐体13下方出料口上的阀门来收集液体产物。

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实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，包括基座，所述基座底端设置有支架，所述基座上方设置有太阳能集热板，所述太阳能集热板呈旋转抛物面设置，所述太阳能集热板通过太阳追踪机构安装于基座上，所述太阳能集热板侧上方设置有用于容纳生物质的反应器，所述反应器与太阳能集热板的焦点重合，所述反应器后侧设置有支撑杆一，所述支撑杆一底端端部向下贯穿太阳能集热板并与基座连接，所述太阳能集热板对应支撑杆一开设有通槽，所述太阳能集热板上方设置有辅助加热机构，所述辅助加热机构包括与太阳能集热板同轴设置的固定环，所述固定环侧壁等距设置有多根固定杆，所述固定杆远离固定环的一端与太阳能集热板的边沿连接，所述固定环内卡设有凸透镜，所述凸透镜的焦点与反应器重合，所述固定环上还设置有感光器。

2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，所述太阳追踪机构包括设置于太阳能集热板与基座之间的转盘，所述转盘通过平面轴承转动设置于基座上，所述转盘上对应太阳能集热板的轴线设置有转动杆，所述转动杆与太阳能集热板的轴线垂直，所述转动杆上套设有至少两个与太阳能集热板底端固定的连接块，所述转动杆前后两端均通过支撑杆二与转盘连接，所述转动杆后端贯穿对应一侧的支撑杆二设置有驱动机构，所述基座内开设有空腔，所述空腔内设置有电机，所述电机通过减速机连接有向上设置的转轴，所述转轴顶端向上贯穿空腔内顶面与转盘底面连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，所述驱动机构为马达，所述马达的输出轴通过联轴器与转动杆后端端部连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，所述反应器呈圆柱形设置，且所述反应器由不锈钢构成。

5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，所述反应器包括罐体和罐盖，所述罐体与罐盖通过螺纹连接，所述罐盖顶面呈向上突出设置的弧面，所述罐体下部侧壁开设有出料口，所述出料口设置有阀门，所述罐盖底部向内凹陷呈曲面设置，所述罐体和罐盖的外壁均涂有吸热涂层。

6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，所述太阳能集热板表面覆盖有一层光滑的金属反射面，所述太阳能集热板为正轴聚焦。

7.根据权利要求3所述的一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，所述基座下方设置有太阳能电池，所述太阳能电池通过折叠架与基座底面连接，所述空腔内设置有蓄电池，所述电机、太阳能电池和马达均电性连接蓄电池。

8.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，所述感光器由三块光敏电阻和T字型挡光板组成。

9.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的农业生物质废物热解装置，其特征在于，所述反应器与地面呈60度夹角设置。

Images