本发明专利技术公开了一种移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置，为解决现有秸秆碳化工艺存在的原料收集运输成本高、设备占用场地大、能源利用效率低、气体排放污染环境等问题，其包括可移动底盘、螺旋输送系统、热解碳化系统和气体净化系统；秸秆由螺旋输送器输送至碳化炉内，在物料轴向推力作用下进入高温区热解碳化，生物炭经过水循环冷却后由出料口收集，生物气通过气体净化系统除杂除碳后用作加热能源，实现秸秆热解碳化过程的自加热和零碳排放；通过保持整个自热碳化装置的厌氧状态，提高秸秆生物炭的产率。可移动式田间秸秆连续碳化处理装置，能够大大节约秸秆收集运输成本，减少秸秆储存占用场地，使秸秆综合利用获得更大的经济和环境双重效益。大的经济和环境双重效益。大的经济和环境双重效益。
【技术实现步骤摘要】
移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置
[0001]本专利技术属于秸秆资源化利用
，特别涉及一种移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置。
技术介绍
[0002]玉米秸秆是我国丰富的农业残留物之一，而玉米收获后，大部分秸秆被留在地里焚烧，造成了严重的资源浪费和环境污染。玉米秸秆生物炭材料因其较大的比表面积、良好的孔隙度、出色的吸附能力和出色的燃烧性能，在环境、农业、能源等方面有着广泛的应用前景，被称为“黑色黄金”。但是，现有的秸秆碳化设备通常体积较大，运输成本高，且秸秆碳化时，对能量的利用率很低。此外，在秸秆热解碳化过程中产生的硫化物、颗粒物等有害物质容易造成环境污染，热解气中含有的甲烷、氢气、一氧化碳等可燃气体不经利用直接排出也会造成资源的浪费。
[0003]针对现有秸秆碳化工艺存在的原料收集运输成本高、设备占用场地大、能源利用效率低、气体排放污染环境等问题，设计了移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置，能够大大节约秸秆收集和运输成本，减少秸秆储存占用的场地，捕集可燃气体，制取洁净生物燃气，实现秸秆热解碳化过程的自加热，且能够捕集二氧化碳，有效实现秸秆生物质的资源化，同时解决了秸秆焚烧造成的环境污染问题，符合“碳中和”的理念。实现热解碳化过程的零排放。对突破秸秆碳化中技术瓶颈具有重要参考意义。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为了解决现有秸秆碳化工艺存在的原料收集运输成本高、设备占用场地大、能源利用效率低、气体排放污染环境等问题，而提供一种移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置。
[0005]一种移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置，其特征在于，包括可移动底盘、螺旋输送系统、热解碳化系统和气体净化系统；所述螺旋输送系统、热解碳化系统和气体净化系统固定在可移动底盘的上部；所述的可移动底盘包括机架、行走系统、三点悬挂和热解碳化系统支撑架；所述的机架为可移动底盘的基座，行走系统设置在机架下部，支撑机架，三点悬挂设置在机架前端，热解碳化系统支撑架设置在机架上部，支撑热解碳化系统；所述的机架为平板结构件；所述的热解碳化系统支撑架包括支撑架基体、支撑架加强肋、支撑架安装孔和支撑架凹板；所述的热解碳化系统支撑架为铸造件，支撑架基体上有数个支撑架安装孔，通过螺栓将热解碳化系统支撑架固定在机架上，支撑架凹板为圆弧形，圆弧半径与热解碳化系统内胆半径相同。
[0006]所述的螺旋输送系统包括进料电机、进料电机减速器、减速器输出杆、绞龙和进料
系统；所述的进料电机与进料电机减速器连接，进料电机减速器输出轴连接减速器输出杆，减速器输出杆上焊接绞龙，绞龙的侧面为进料系统；所述的绞龙通过线切割一体加工。
[0007]所述的螺旋输送系统的进料系统包括进料系统气缸、进料系统气缸推杆、气动密封插板和进料斗；所述的进料系统气缸固定在机架上，其一侧带有进料系统气缸推杆，进料系统气缸推杆上固定了气动密封插板，气动密封插板与进料斗为间隙配合；所述的气动密封插板外框带有弧度，中间镶有1~2mm的薄铁，气动密封插板弧度与进料斗弧度相同；所述的进料斗为上宽下窄结构；进料斗纵向宽度一致，横向一侧为圆弧状，圆弧半径与气动密封插板一致，横向另一侧为斜平面。
[0008]所述的热解碳化系统包括热解碳化系统内胆、热解碳化区、冷却降温区和储碳区；所述的热解碳化系统内胆为长筒结构件，热解碳化区和冷却降温区套装在热解碳化系统内胆上；所述的热解碳化系统内胆厚度为5~8mm；所述的热解碳化区上带有燃气加热组件和烟气出口，烟气出口与引风机组件阀连接；所述的冷却降温区为双圆环状密封件，上下带有冷却水入口和冷却水出口阀；所述的储碳区是热解碳化系统内胆的尾端，底部带有出碳阀；所述的气体净化系统包括气体净化系统支架、二氧化碳吸收系统、生物气干燥系统、引风机组件、烟气输送系统、无尘生物气输送管和燃气收集系统；所述的气体净化系统支架为基体，固定二氧化碳吸收系统和生物气干燥系统，引风机组件通过引风机连接到烟气输送系统，烟气输送系统另一侧接入无尘生物气输送管下端口，无尘生物气输送管上端口接入生物气干燥系统的上端口，生物气干燥系统的下端口连接燃气收集系统；所述的气体净化系统支架为气体净化系统的支撑架，将气体净化系统固定在可移动底盘上；所述的气体净化系统支架包括气体净化系统支架基体、气体净化系统支架支撑脚和水汽净化反应罐箍；气体净化系统支架基体为气体净化系统支架的基体，厚度为2~4mm；所述的气体净化系统支架支撑脚焊接在机架上；所述的水汽净化反应罐箍为数个箍状弧形薄板件，厚度为1~2mm，材料为65Mn。
[0009]所述的二氧化碳吸收系统为上下开有小口的反应罐，下部开口连接烟气输送系统，上部开口连接无尘生物气输送管；二氧化碳吸收系统内部储存氢氧化钙溶液；所述的生物气干燥系统上端口接入无尘生物气输送管，下端口接入燃气收集系统，生物气干燥系统内部储存无水氯化钙、硅胶作为干燥剂，吸收尾气中的水蒸气；所述的引风机组件包括引风机组件阀，引风机和通气管，引风机组件阀接入烟气
出口；所述的烟气输送系统、无尘生物气输送管和燃气收集系统材料相同，为圆管件，材料为不锈钢。；所述的燃气收集系统上带有燃气收集系统阀。
[0010]所述的三点悬挂通过螺栓固定在机架的前端。
[0011]所述的进料电机功率为3kW。
[0012]所述的减速器输出杆减速比为25~30。
[0013]所述的进料系统气缸推杆为不锈钢材质，直径为10~20mm。
[0014]所述的燃气加热组件为凹板型圆弧件，包括燃气加热板、散热杆和燃气入口；所述的燃气加热板厚度为5~10mm，圆弧半径大于热解碳化系统内胆的半径；所述的散热杆焊接在燃气加热板上，两个散热杆间距相同，燃气入口位于燃气加热板的中心位置，燃气入口与燃气收集系统阀连接。
[0015]可移动底盘为螺旋输送系统、热解碳化系统和气体净化系统的固定架，可移动底盘上的三点悬挂接入拖拉机的后悬挂，能够在拖拉机的带动下在田间移动。
[0016]秸秆由热解碳化系统上的进料系统送入，通过绞龙送入热解碳化系统内胆，继续推至热解碳化区，燃气通过燃气加热组件上的燃气入口送入，在燃气加热组件加热下，秸秆在热解碳化区区碳化，碳化后的秸秆通过绞龙推至冷却降温区进行冷却，冷却水从冷却水入口进入，从冷却水出口阀流出。冷却后的碳化秸秆通过绞龙推至储碳区，打开出碳阀可以收集碳化后的秸秆生物炭。
[0017]带有烟尘和可燃气体的尾气通过烟气出口进入到引风机组件阀，引风机组件上的引风机提供动力，将烟尘送至烟气输送系统，进入二氧化碳吸收系统中，在二氧化碳吸收系统中吸收二氧化碳、焦油和烟尘，可燃气体和水蒸气排到无尘生物气输送管，再进入生物气干燥系统，在生物气干燥系统中吸收水蒸气，最后将干燥的可燃气体送到燃气收集系统，通过燃气收集系统阀接入燃气入口，为燃气加热组件提供热源，实现秸秆热解碳化过程的自加热。
[0018]本专利技术的螺旋输送系统工作原理如下：螺旋输送系统动力由进料电机提供，进料电机的输出轴接入进料电机减速器，进料电机减速器减速后带本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置，其特征在于，包括可移动底盘（A）、螺旋输送系统（B）、热解碳化系统（C）和气体净化系统（D）；所述螺旋输送系统（B）、热解碳化系统（C）和气体净化系统（D）固定在可移动底盘（A）的上部；所述的可移动底盘（A）包括机架（1）、行走系统（2）、三点悬挂（3）和热解碳化系统支撑架（4）；所述的机架（1）为可移动底盘（A）的基座，行走系统（2）设置在机架（1）下部，支撑机架（1），三点悬挂（3）设置在机架（1）前端，热解碳化系统支撑架（4）设置在机架（1）上部，支撑热解碳化系统（C）；所述的机架（1）为平板结构件；所述的热解碳化系统支撑架（4）包括支撑架基体（5）、支撑架加强肋（6）、支撑架安装孔（7）和支撑架凹板（8）；所述的热解碳化系统支撑架（4）为铸造件，支撑架基体（5）上有数个支撑架安装孔（7），通过螺栓将热解碳化系统支撑架（4）固定在机架（1）上，支撑架凹板（8）为圆弧形，圆弧半径与热解碳化系统内胆（18）半径相同。2.根据权利要求1所述的一种移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置，其特征在于：所述的螺旋输送系统（B）包括进料电机（9）、进料电机减速器（10）、减速器输出杆（11）、绞龙（12）和进料系统（13）；所述的进料电机（9）与进料电机减速器（10）连接，进料电机减速器（10）输出轴连接减速器输出杆（11），减速器输出杆（11）上焊接绞龙（12），绞龙（12）的侧面为进料系统（13）；所述的绞龙（12）通过线切割一体加工。3.根据权利要求1所述的一种移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置，其特征在于：所述的螺旋输送系统（B）的进料系统（13）包括进料系统气缸（14）、进料系统气缸推杆（15）、气动密封插板（16）和进料斗（17）；所述的进料系统气缸（14）固定在机架（1）上，其一侧带有进料系统气缸推杆（15），进料系统气缸推杆（15）上固定了气动密封插板（16），气动密封插板（16）与进料斗（17）为间隙配合；所述的气动密封插板（16）外框带有弧度，中间镶有1~2mm的薄铁，气动密封插板（16）弧度与进料斗（17）弧度相同；所述的进料斗（17）为上宽下窄结构；进料斗（17）纵向宽度一致，横向一侧为圆弧状，圆弧半径与气动密封插板（16）一致，横向另一侧为斜平面。4.根据权利要求1所述的一种移动式田间小型秸秆连续自热碳化装置，其特征在于：所述的热解碳化系统（C）包括热解碳化系统内胆（18）、热解碳化区（19）、冷却降温区（20）和储碳区（21）；所述的热解碳化系统内胆（18）为长筒结构件，热解碳化区（19）和冷却降温区（20）套装在热解碳化系统内胆（18）上；所述的热解碳化系统内胆（18）厚度为5~8mm；所述的热解碳化区（19）上带有燃气加热组件（22）和烟气出口（23），烟气出口（23）与引
风机组件阀（40）连接；所述的冷却降温区（20）为双圆环状密封件，上下带有冷却水入口（24）和冷却水出口阀（25）；所述的储碳区（21）是热解碳化系统内胆（18）的尾端，底部带有出碳阀（26）。5.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李大伟，刘玉萍，赵娉婷，刘大欣，王刚，吴宝广，付晶晶，杨健，王步青，周子杰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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