[實用新型]基于微波和高壓蒸汽的秸稈預處理設備

有效

• 申請號: 201520247864.3
• 申請日: 2015-04-21
• 公開（公告）號: CN204661718U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 高衛華
• 申請（專利權）人: 天紫環保投資控股有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/107
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 田陽

技術領域

本實用新型屬于秸稈產沼氣設備技術領域，特別涉及一種基于微波和高壓蒸汽的秸稈預處理設備。

背景技術

我國是一個農業大國，農作物播種面積居世界第一位，據統計，目前我國每年秸稈產量大約有7億噸。在過去農作物秸稈多被作為燃料使用，但隨著我國人民生活水平的不斷提高，以及農村經濟的發展和能源供應的改善，近些年來，農民對秸稈的燃燒利用也逐漸減少，剩余農作物秸稈的數量越來越大，據估計每年已達到4億噸左右。大量剩余秸稈的隨地堆棄和任意焚燒，造成了大氣污染、土壤礦化、火災事故、堵塞交通等大量的社會、經濟和生態問題；與此同時，秸稈作為一種可再生能源，蘊含著巨大的生物質能量，它的資源化利用，對節約能源、改善生態環境、實現社會的可持續發展，有著重大意義。

秸稈產沼氣是將水稻、玉米、花生等農作物秸稈作為原料，秸稈經過預處理后，加入沼氣池或者沼氣罐中進行厭氧發酵來生產沼氣和有機肥料。

秸稈原料的預處理環節至關重要，其關系到原料分解效率及發酵產氣率。傳統的預處理環節包括對秸稈進行粉碎以及添加菌劑做堆漚等。但是秸稈的細胞非常堅實，細胞壁結構高度木質化，其中的木質素構成細胞壁的15％-30％，且這些木質素中含有生物化學性質十分穩定的各種復雜結合形式，難于被一般的微生物分解。因此，在秸稈發酵過程中，木質纖維素水解過程緩慢、水解程度低，從而影響隨后的酸化和氣化過程。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于微波和高壓蒸汽的秸稈預處理設備，其采用高壓蒸汽和微波照射相結合的方法使秸稈中的堅實木質纖維素軟化，從而使秸稈原料在發酵產沼氣過程中有效提高秸稈原料的分解效率及發酵產氣率。

本實用新型采用以下技術方案來實現：

一種基于微波和高壓蒸汽的秸稈預處理設備，包括蒸汽發生器、高壓預處理罐、秸稈粉碎機。所述高壓預處理罐設置有蒸汽入口、進料口、出料口、蒸汽出口、減壓閥、微波饋口、防爆口，以及攪拌裝置；所述蒸汽出口設置在高壓預處理罐頂端，所述減壓閥設置在蒸汽出口處，通過減壓閥使高壓預處理罐內保持在固定壓力；所述蒸汽入口設置在高壓預處理罐底端的側壁上；所述進料口設置在高壓預處理罐頂端的側壁上；所述出料口設置在高壓預處理罐底端；所述微波饋口與微波發生器相連，微波發生器產生微波并通過微波饋口向高壓預處理罐內發射微波促進秸稈中的堅實木質纖維素軟化；所述蒸汽發生器內部設置有加熱電阻絲；蒸汽發生器通過高壓蒸汽管道與高壓預處理罐的蒸汽入口相連通，在蒸汽發生器和蒸汽入口相連通的高壓蒸汽管道上設置有閥門；所述秸稈粉碎機通過傳送帶與高壓預處理罐的進料口相連，秸稈粉碎機將秸稈粉碎后通過傳送帶將粉碎后的秸稈傳送到高壓預處理罐內。

在上述技術方案中，所述防爆口設置在高壓預處理罐的底端，其作用是防止因高壓預處理罐內的壓力過大而產生爆炸，當壓力過大時防爆口爆開以避免高壓預處理罐整體發生爆炸。

在上述技術方案中，所述攪拌裝置由電機和攪拌器組成，通過攪拌裝置的攪拌作用可以使秸稈充分與微波和蒸汽作用。

在上述技術方案中，所述高壓預處理罐還設置有溫度傳感器和壓力傳感器，用于實時監測高壓預處理罐內的溫度和壓力，當檢測的溫度或者壓力過高時關閉蒸汽發生器。

本實用新型結構簡單，自動化程度高，其采用高壓蒸汽的方法使秸稈中的堅實木質纖維素軟化，從而使秸稈原料在發酵產沼氣過程中有效提高秸稈原料的分解效率及發酵產氣率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖中：1為高壓預處理罐、2為蒸汽發生器、2-1為加熱電阻絲、3為秸稈粉碎機、4為傳送帶、5為閥門、1-1為蒸汽出口、1-2為減壓閥、1-3為進料口、1-4為蒸汽入口、1-5為溫度傳感器、1-6為壓力傳感器、1-7為微波饋口、1-8為出料口、1-9為電機、1-10為攪拌器、1-11為防爆口。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本實用新型的技術方案。

如附圖1所示，本實用新型所涉及的一種基于微波和高壓蒸汽的秸稈預處理設備，包括蒸汽發生器、高壓預處理罐、秸稈粉碎機。