[發(fā)明專利]一種稻麥?zhǔn)崭钆c秸稈炭化還田一體化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210135912.0
• 申請(qǐng)日: 2012-05-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102640617A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳偉祥;潘逸凡;周旻旻;董達(dá);鄧輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): A01D43/00
• 分類號(hào): A01D43/00;C10B53/02;C10B49/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種稻麥?zhǔn)崭钆c秸稈炭化還田一體化裝置。

背景技術(shù)

以農(nóng)林廢棄物為原料制備生物質(zhì)炭是生物質(zhì)能清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù)研究熱點(diǎn)之一，具有廣闊的發(fā)展空間。

目前，我國(guó)各類作物秸稈的總年產(chǎn)量可達(dá)7億噸，但其利用率極低，約1億噸秸稈在田間直接焚燒，造成了嚴(yán)重的大氣污染和資源浪費(fèi)。另一方面，稻田生態(tài)系統(tǒng)是溫室氣體的主要排放源，因此其排放控制研究一直是國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。盡管近年來(lái)的一系列研究專注于減少稻田溫室氣體的排放，其排放量依然巨大。

為清潔利用豐富的秸稈資源，國(guó)家大力推廣秸稈還田技術(shù)。秸稈直接還田在一定程度上能夠有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，達(dá)到保水保肥目的，但同時(shí)也存在光合有機(jī)碳降解礦化迅速，土壤有機(jī)質(zhì)含量提升有限，碳氮比失調(diào)，土壤生產(chǎn)力改善不明顯以及溫室氣體甲烷排放量猛增等一系列問(wèn)題。秸稈生物質(zhì)炭是由植物秸稈生物質(zhì)在完全或部分缺氧的情況下經(jīng)300℃-600℃熱解產(chǎn)生的一類高度芳香化難熔性物質(zhì)。近年來(lái)，諸多試驗(yàn)已證實(shí)生物質(zhì)炭能夠調(diào)節(jié)土壤pH，增強(qiáng)土壤保水性能，提高土壤的鹽基飽和度、孔隙度和通氣性，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成；另一方面，由于生物質(zhì)炭特殊的孔隙結(jié)構(gòu)使其具有巨大的比表面積和極高的表面負(fù)電荷及電荷密度，因而對(duì)土壤中以可交換態(tài)形式存在的養(yǎng)分物質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附能力，能夠有效防止土壤養(yǎng)分淋失，保肥保墑。整體改善土壤水、肥、氣、熱多方面的理化性質(zhì)。此外，雖然目前生物質(zhì)炭對(duì)植物生長(zhǎng)的影響還沒(méi)有定論，但已有研究證明生物質(zhì)炭的施入能夠顯著提高玉米、水稻等糧食作物的產(chǎn)量。因此，秸稈生物質(zhì)炭轉(zhuǎn)化和應(yīng)用作為一種農(nóng)業(yè)增匯減排技術(shù)途徑已得到各方面的認(rèn)可。

目前生物質(zhì)炭化技術(shù)業(yè)已成熟，現(xiàn)有技術(shù)可提供快速熱解不同品質(zhì)的生物質(zhì)炭，但炭化裝置均為固定設(shè)施，從收集原料到產(chǎn)品還田所造成的運(yùn)輸費(fèi)用大大增加了制炭成本，進(jìn)而造成了目前秸稈炭化還田無(wú)法廣泛普及的情況。同時(shí)具備的現(xiàn)有技術(shù)還包括秸稈還田一體化收割機(jī)，但介于上述秸稈還田存在的種種弊端，急需一種新型設(shè)備來(lái)替代。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種收割稻麥的同時(shí)收集秸稈并炭化還田一體化裝置，能夠?qū)⑹崭罘蛛x的秸稈快速炭化還田，并將高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)凈化、過(guò)濾后變成清潔的可燃?xì)怏w，可燃?xì)怏w燃燒熱量與高溫?zé)煔庥酂峁┙o新鮮秸稈烘干，尾氣排放符合環(huán)保要求。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為：

一種稻麥?zhǔn)崭钆c秸稈炭化還田一體化裝置，包括稻麥?zhǔn)崭蠲摿Ｅc秸稈切割裝置、秸稈炭化及煙氣凈化裝置；所述的稻麥?zhǔn)崭蠲摿Ｅc秸稈切割裝置由收割臺(tái)、送料管、谷粒倉(cāng)組成，秸稈炭化及煙氣凈化裝置由回轉(zhuǎn)烘干爐、氣體凈化室、輸氣管、煙囪、進(jìn)料管、引風(fēng)機(jī)和炭化室組成。

回轉(zhuǎn)烘干爐的一側(cè)與送料管連接，回轉(zhuǎn)烘干爐的另一側(cè)與進(jìn)料管連接，所述的進(jìn)料管叉分成兩個(gè)支路進(jìn)入炭化室，計(jì)時(shí)開(kāi)關(guān)與擋板共同控制烘干秸稈運(yùn)輸?shù)闹罚刮锪祥g隔輸送至兩個(gè)炭化室。

回轉(zhuǎn)烘干爐內(nèi)部有三片中空扇葉，回轉(zhuǎn)烘干爐遠(yuǎn)離送料管的一端與輸氣管相連，回轉(zhuǎn)烘干爐內(nèi)的中空扇葉可通高溫?zé)釟?，同時(shí)回轉(zhuǎn)用以加熱烘干秸稈，回轉(zhuǎn)烘干爐靠近送料管的一端與煙囪相連。

炭化室分為內(nèi)外兩層，內(nèi)部為燃燒室，將秸稈直接燃燒，外圈為炭化區(qū)域；在炭化室設(shè)置有多根進(jìn)風(fēng)管，進(jìn)風(fēng)管的一端與外界連通，進(jìn)風(fēng)管的另一端通入炭化區(qū)域，每根進(jìn)風(fēng)管上布有噴風(fēng)口；在炭化室還設(shè)置有一根燃燒室引風(fēng)管，燃燒室引風(fēng)管一端與外界連通，燃燒室引風(fēng)管的另一端通入燃燒室。

燃燒室的正下方設(shè)置渦旋風(fēng)扇，炭化室的底部裝有多根下料管，每根下料管末端為鋒利凹槽型刀口，在收割機(jī)運(yùn)行過(guò)程中能夠在地表耕出槽溝，使生物質(zhì)炭均勻施入槽溝內(nèi)，多根下料管構(gòu)成還田裝置。

在炭化室壁上設(shè)有點(diǎn)火通風(fēng)口，點(diǎn)火通風(fēng)口可由插板關(guān)閉；炭化室內(nèi)的高溫?zé)釟馔ㄟ^(guò)引風(fēng)機(jī)抽入氣體凈化室，氣體凈化室包括金屬擋板、金屬過(guò)濾器、活性碳層、防爆引風(fēng)機(jī)、排風(fēng)管、燃燒室和焦油收集池；氣體凈化室通過(guò)輸氣管與回轉(zhuǎn)烘干爐相連。

本發(fā)明的有益效果：

1.采用本裝置制炭效率高，可以同時(shí)完成稻麥?zhǔn)崭钆c秸稈的炭化還田，節(jié)約運(yùn)輸成本。

2.達(dá)到熱能循環(huán)，炭化室、秸稈炭化及煙氣凈化裝置充分利用自身熱能，基本不需外加能源。

3.設(shè)置煙氣凈化系統(tǒng)，將高溫可燃?xì)怏w通過(guò)凈化、過(guò)濾后變成潔凈的可燃?xì)猓矚馀欧胚m合環(huán)保要求。

4.減輕稻田溫室氣體排放的環(huán)境負(fù)擔(dān)，合理利用農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物資源，環(huán)境效益顯著。

附圖說(shuō)明

圖1a是本發(fā)明的一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；