一种秸秆碳化设备和秸秆碳化还田装置

本发明涉及环保设备，具体来说是一种秸秆碳化设备和秸秆碳化还田装置。

背景技术：

1、鉴于化石燃料资源濒临枯竭和化石燃料燃烧过程中二氧化碳的过量排放，可再生能源物质的利用逐渐受到了广泛关注，尤其对于秸秆的利用。秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。秸秆碳基质是一种高效的生物肥料，秸秆可进行粉碎还田处理，传统秸秆还田后，病虫害严重，土壤松软，秸秆在微生物腐蚀过程中，因繁殖需要而争夺土壤氮肥，导致一段时间内土壤地力下降等等不利影响，对农业发展、农业增产起到负面影响。

2、就秸秆的利用来讲，生物炭是有机物原料在完全或部分缺氧环境下产生的一种有机物质，其特性是含碳量丰富、性质稳定；在自然条件下，生物炭呈碱性，可用来改善酸性土壤，生物炭的体积小，比表面积大，吸附能力强，可用来提高土壤通气性，改善土壤持水能力，使农作物更好生长。因此采用秸秆制备生物炭并将其进行还田利用是目前研究的热点。

3、采用秸秆制备生物炭，需要将清洗后的秸秆依次进行粉碎、压制、烘干、热解操作，现有技术中需要将清洗后的秸秆收集，然后集中粉碎后运输到加工厂中，于加工厂内，分别采用不同的器械对秸秆依次进行压制、烘干、热解的操作，继而获得生物炭，不仅操作不便，而且增加了农户和加工厂的成本，限制了生物炭的制备。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种秸秆碳化设备和秸秆碳化还田装置，本发明的秸秆碳化设备能够实现压制、烘干、热解的操作，且能够在田间对秸秆进行处理，处理后获得的生物炭在秸秆碳化还田装置的带动下，实现直接于田间铺设，解决了现有技术存在的缺陷。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种秸秆碳化设备，包括炉体和隔样网板，所述隔样网板将所述炉体由上至下分隔为反应腔和收集腔，所述反应腔内、所述隔样网板上设置有炭化室，所述炭化室上开设有若干通孔；

4、所述炭化室内竖直设置有螺旋提升板，所述螺旋提升板上固接有驱动机构；

5、所述炭化室内、位于所述螺旋提升板的两侧分别设置有挤压腔体，挤压腔体用于存储燃料，所述挤压腔体上设置有若干稳焰体，所述反应腔内设置有调行机构，所述调行机构带动所述挤压腔体相对滑行；

6、所述隔样网板上开设有开口，所述开口上设置有驱动加热器。

7、优选的，所述驱动机构为旋转电机，所述旋转电机带动所述螺旋提升板旋转，所述旋转电机上还连接有击锤机构，所述击锤机构用于带动所述隔样网板振动。

8、优选的，所述击锤机构包括连杆、力臂转向件和凸轮，所述连杆固接于所述力臂转向件与所述旋转电机输出轴之间，所述凸轮固接于所述力臂转向件上。

9、优选的，所述力臂转向件包括：

10、主动锥齿轮，其固接于所述连杆的自由端上；

11、从动锥齿轮，其与所述主动锥齿轮啮合，所述主动锥齿轮和所述从动锥齿轮共同转动设置于角形架上，所述角形架与所述炉体内壁连接；

12、转轴，其固接于所述从动锥齿轮与所述凸轮之间，所述凸轮与所述隔样网板抵接。

13、优选的，所述旋转电机的输出轴上还套设并固接有主动轮，所述主动轮上啮合有从动轮，所述从动轮转动连接于所述炉体上，且所述从动轮与所述螺旋提升板固接。

14、优选的，所述调行机构包括：

15、由横杆和纵杆固接组成的l形杆，所述横杆贯穿所述炭化室，并与所述挤压腔体固接；

16、调行件，所述纵杆固接于所述调行件与所述横杆之间。

17、优选的，所述调行件包括：

18、正反电机，其安装于所述炉体上；

19、轴杆，其一端与所述正反电机输出轴固接，另一端与所述炉体内壁转动连接；

20、呈镜像对称设置的螺旋板，其设置于所述轴杆上；

21、两个滑行台，其套设并分别螺接于所述螺旋板上，且每个所述滑行台分别与所述炉体内壁滑动连接，所述滑行台与所述纵杆固接。

22、优选的，所述炉体上还通过管体贯通连接有热解气存储罐，所述管体上设置有除尘器，所述除尘器上连接有吸尘泵。

23、优选的，所述炉体上、位于所述炭化室的上方开设有进料口，所述进料口上设置可拆卸连接有密封盖。

24、本发明还保护了一种秸秆碳化还田装置，包括上述秸秆碳化设备，还包括若干排料管，若干所述排料管均与所述收集腔贯通连接，且所述排料管上设置有若干排料孔。

25、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

26、1、本发明采用隔样网板将炉体由上至下分隔为反应腔和收集腔，于反应腔的炭化室内进行秸秆的炭化操作，继而获得生物炭；本发明的炭化室上开设有若干通孔，在进行热解燃烧时，经由通孔将炭化室及炉体内的气体抽出，继而为炉体内创造了低氧或无氧的环境，使得秸秆燃烧并获得生物炭。

27、2、本发明设置有挤压腔体，两个挤压腔体在调行机构的带动下发生相对位移，继而将炭化室内的秸秆进行压实；同时，挤压腔体用于存储燃料，此时经由驱动加热器将挤压腔体内的燃料引燃后，通过稳焰体向秸秆提供持续稳定的热源，继而使得秸秆稳定热解，且由于挤压腔体紧贴秸秆，加快了燃烧速率。

28、3、本发明设置有螺旋提升板和驱动机构，驱动机构带动螺旋提升板旋转，使得炉体下部的秸秆向上运动，上部的秸秆在重力作用下向下运动，充分进行热量的传递，此时即便在挤压腔体的限位作用下，也能够实现所有秸秆的充分燃烧。

29、4、为了实现生物炭的分离，本发明的旋转电机上还连接有击锤机构，击锤机构用于带动隔样网板振动，此时在旋转电机和击锤机构带动下，便于颗粒状的生物炭进入至收集腔内。

30、5、本发明的炉体上还连接有除尘器、吸尘泵和热解气存储罐，在吸尘泵的作用下将灰分进行抽吸，并将灰分于除尘器内进行降尘处理，降尘后剩余的热解气于热解气存储罐进行存储，存储的热解气被二次利用时，采用其高温的特征，对潮湿的秸秆进行烘干处理。

31、6、本发明还公开了秸秆碳化还田装置，经由秸秆碳化设备获得的生物炭于排料管内流动，并经由排料孔排出，直接将生物炭回填于田间。

技术特征：

1.一种秸秆碳化设备，其特征在于，包括炉体(1)和隔样网板(2)，所述隔样网板(2)将所述炉体(1)由上至下分隔为反应腔(3)和收集腔(4)，所述反应腔(3)内、所述隔样网板(2)上设置有炭化室(5)，所述炭化室(5)上开设有若干通孔；

2.根据权利要求1所述的一种秸秆碳化设备，其特征在于，所述驱动机构为旋转电机(8)，所述旋转电机(8)带动所述螺旋提升板(6)旋转，所述旋转电机(8)上还连接有击锤机构，所述击锤机构用于带动所述隔样网板(2)振动。

3.根据权利要求2所述的一种秸秆碳化设备，其特征在于，所述击锤机构包括连杆(9)、力臂转向件和凸轮(10)，所述连杆(9)固接于所述力臂转向件与所述旋转电机(8)输出轴之间，所述凸轮(10)固接于所述力臂转向件上。

4.根据权利要求3所述的一种秸秆碳化设备，其特征在于，所述力臂转向件包括：

5.根据权利要求2所述的一种秸秆碳化设备，其特征在于，所述旋转电机(8)的输出轴上还套设并固接有主动轮(16)，所述主动轮(16)上啮合有从动轮(17)，所述从动轮(17)转动连接于所述炉体(1)上，且所述从动轮(17)与所述螺旋提升板(6)固接。

6.根据权利要求1所述的一种秸秆碳化设备，其特征在于，所述调行机构包括：

7.根据权利要求6所述的一种秸秆碳化设备，其特征在于，所述调行件包括：

8.根据权利要求1所述的一种秸秆碳化设备，其特征在于，所述炉体(1)上还通过管体贯通连接有热解气存储罐(24)，所述管体上设置有除尘器(25)，所述除尘器(25)上连接有吸尘泵(26)。

9.根据权利要求1所述的一种秸秆碳化设备，其特征在于，所述炉体(1)上、位于所述炭化室(5)的上方开设有进料口(27)，所述进料口(27)上设置可拆卸连接有密封盖。

10.一种秸秆碳化还田装置，包括权利要求1-9任一项所述的秸秆碳化设备，其特征在于，还包括若干排料管(28)，若干所述排料管(28)均与所述收集腔(4)贯通连接，且所述排料管(28)上设置有若干排料孔。

技术总结
本发明涉及环保设备技术领域，具体来说是一种秸秆碳化设备和秸秆碳化还田装置，包括炉体和隔样网板，隔样网板将炉体由上至下分隔为反应腔和收集腔，反应腔内、隔样网板上设置有炭化室，炭化室上开设有若干通孔；炭化室内竖直设置有螺旋提升板，螺旋提升板上固接有驱动机构；炭化室内、位于螺旋提升板的两侧分别设置有挤压腔体，挤压腔体上设置有若干稳焰体，反应腔内设置有调行机构；隔样网板上开设有开口，开口上设置有驱动加热器。本发明的秸秆碳化设备能够实现压制、烘干、热解的操作，且能够在田间对秸秆进行处理，处理后获得的生物炭在秸秆碳化还田装置的带动下，实现直接于田间铺设，解决了现有技术存在的缺陷。

技术研发人员：杨雪辰,何朋,李禄军
受保护的技术使用者：中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15