一种利用高温热脱附余热制备秸秆生物炭的装置的制作方法

本实用新型涉及生物炭制备技术领域，具体为一种利用高温热脱附余热制备秸秆生物炭的装置。

背景技术：

目前，土壤的有机污染物主要使用热脱附技术进行修复。热脱附技术作为一种物理修复方法具有污染物处理范围宽、处理速率高、修复周期短、成本低、设备可移动、修复后土壤可再利用等优点，对于许多含有数种不同沸点有机污染物时可一次达到整治目标，一般有机污染物的脱附率可以达到90％以上。特别是对于多氯联苯这类含氯有机物，非氧化燃烧的处理方式可以显著减少二噁英的生成，避免二次污染，然而，热脱附滚筒在高于287℃的温度下，土壤中的天然有机物质可被分解破坏，385～485℃下腐殖质会产生热分解产物(如：烷类、酚类和多环芳香烃化合物)，这样土壤有机质会大量损失，造成被修复土壤肥力水平下降受损，土壤的可持续性利用性更差，另一方面，经过高温热脱附技术修复后土壤余温温度仍然很高，需要进入冷却系统进行降温，最后进入出料系统完成修复过程。修复工程一般工程量很大，造成大量余热资源不能有效利用而被浪费掉。

本实用新型主要是实现以农业废弃物秸秆为原材料，利用高温热脱附技术修复后土壤余热，在生物炭炭化窑内合成秸秆生物炭，达到以废治废的目的。合成的生物炭一方面可以添加到修复后的土壤中去补充土壤有机质含量，改善土壤特性，提高土壤肥力水平，解决土壤原有肥力水平损失的问题，促进土壤的自我修复和生态功能的快速恢复。另一方面，利用余热合成的秸秆生物炭也可以单独作为生物炭肥料单独出售，同时可以实现农业废弃物秸秆的资源化利用，为此我们提供一种利用高温热脱附余热制备秸秆生物炭的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利用高温热脱附余热制备秸秆生物炭的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：一种利用高温热脱附余热制备秸秆生物炭的装置，包括生物炭炭化窑、传送架、掺料装置与氮气源装置，所述生物炭炭化窑的外表面焊接设有固定架，所述生物炭炭化窑的内腔中设有内筒体，所述内筒体的两端与固定架的端部固定连接，所述固定架的一侧与掺料装置相连接，所述掺料装置包括密封掺料斗、拌料架、下料架与旋转电机，所述下料架的一侧与固定架的一侧固定连接，所述下料架的上表面与拌料架垂直连接，下料架的一端与内筒体的一端相连通设置，所述拌料架的上端与密封掺料斗的下端焊接设置，所述密封掺料斗的上表面中部连通设有秸秆添加罐，所述固定架的一侧垂直设有垫板，所述旋转电机固定安装在垫板的上表面，所述旋转电机的上端转动设有中心轴，中心轴贯穿下料架并延伸至拌料架的下端，所述中心轴的上端垂直设有研磨辊，研磨辊转动设置在拌料架的内部，所述传送架的一端位于密封掺料斗的一侧，所述传送架的上端焊接设有密封输料管，所述密封输料管的一端与固定架远离掺料装置的一端相连通设置，且密封输料管的一端延伸至生物炭炭化窑的内部，所述传送架的表面可拆卸设有保温板，所述生物炭炭化窑的一端设有出料管，出料管的一端设有冷却罐，所述冷却罐的内部设有导料架，导料架位于出料管一端的正下方，所述氮气源装置位于生物炭炭化窑靠近冷却罐的一端，氮气源装置的一端设有导气管，导气管的一端与下料架的一侧相连接设置。

优选的，所述传送架的下表面焊接设有支撑架，所述支撑架的一端与固定架的一侧垂直焊接设置。

优选的，所述保温板包括第一保温板与第二保温板，所述第一保温板的一侧开设有连接卡腔，所述第二保温板的一端活动卡设在连接卡腔的表面。

优选的，所述第一保温板与第二保温板的内壁对称垂直设有限位块，所述传送架的外侧对称开设有限位槽，所述限位块滑动设置在限位槽的内部。

优选的，所述下料架的下端开设有轴槽，所述中心轴的一端贯穿轴槽设置，且中心轴与轴槽相接触部分设有轴承。

优选的，所述研磨辊为螺旋状金属棒结构，该研磨辊的外圈与拌料架的内壁相切。

优选的，所述冷却罐的内部开设有冷却槽与出料槽，出料槽位于冷却罐的下端且与冷却槽的下端相连通设置，所述导料架位于冷却槽的正中部，所述导料架的外表面对称设有支撑板，支撑板的一端与冷却槽的表面相连接。

优选的，所述传送架的一侧设有热脱附装置，所述热脱附装置的下端焊接设有出料管，该出料管的下端与传送架的上端相连接设置。

优选的，所述生物炭炭化窑的内腔夹层中嵌入设有保温罩，该保温罩为cas铝镁质保温结构，所述内筒体远离掺料装置的一端表面连通设有出气管，出气管的一端贯穿固定架并延伸至其外端设置，所述出气管的表面固定设有控制阀。

本实用新型的有益效果：

1、整个装置利用热脱附修复后的土壤余温以及添加的秸秆合成生物炭生物炭，使得土壤的特性大大提高；

2、第二保温板的一端卡设在第一保温板的连接卡腔上，使得相邻的第一保温板与第二保温板之间的连接更加紧密，最大限度减少热量的损失，提高生物炭制备的环境条件；

3、秸秆经过密封掺料斗进入至拌料架的内部，并通过研磨辊进行搅拌，使得秸秆在进入至内筒体之前更加粉碎，此外防止秸秆在长时间放置后结团导致其对生物炭的炭化过程起到影响；

4、本实用新型通过在土壤中添加秸秆，达到了改善土壤结构；改良酸性土壤；保水、保肥、增肥；吸附重金属；提高作物产量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型保温板结构示意图；

图3是本实用新型掺料装置截面示意图；

图4是本实用新型结构正面示意图；

图5是本实用新型生物炭炭化窑剖面结构示意图；

图6是本实用新型冷却罐结构剖视示意图。

图中：1生物炭炭化窑、11固定架、12垫板、13保温罩、14出气管、141控制阀、15内筒体、2传送架、21限位槽、22密封输料管、3保温板、31第一保温板、311连接卡腔、312限位块、32第二保温板、4支撑架、5秸秆添加罐、6掺料装置、61密封掺料斗、62拌料架、63下料架、7旋转电机、71中心轴、72研磨辊、8热脱附装置、81出料管、9氮气源装置、91导气管、10冷却罐、101冷却槽、102导料架、1021支撑板、103出料槽。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种利用高温热脱附余热制备秸秆生物炭的装置，包括生物炭炭化窑1、传送架2与掺料装置6，生物炭炭化窑1的外表面焊接设有固定架11，生物炭炭化窑1的内腔中设有内筒体15，内筒体15的两端与固定架11的端部固定连接，固定架11的一侧与掺料装置6相连接，掺料装置6包括密封掺料斗61、拌料架62、下料架63与旋转电机7，下料架63的一侧与固定架11的一侧固定连接，下料架63的上表面与拌料架62垂直连接，下料架63的一端与内筒体15的一端相连通设置，拌料架62的上端与密封掺料斗61的下端焊接设置，密封掺料斗61的上表面中部连通设有秸秆添加罐5，固定架11的一侧垂直设有垫板12，旋转电机7固定安装在垫板12的上表面，旋转电机7的上端转动设有中心轴71，中心轴71贯穿下料架63并延伸至拌料架62的下端，中心轴71的上端垂直设有研磨辊72，研磨辊72转动设置在拌料架62的内部，传送架2的一端位于密封掺料斗61的一侧，传送架2的上端焊接设有密封输料管22，密封输料管22的一端与固定架11远离掺料装置6的一端相连通设置，且密封输料管22的一端延伸至生物炭炭化窑1的内部，传送架2的表面可拆卸设有保温板3，生物炭炭化窑1的一端设有出料管，出料管的一端设有冷却罐10，冷却罐10的内部设有导料架102，导料架102位于出料管一端的正下方，氮气源装置9位于生物炭炭化窑1靠近冷却罐10的一端，氮气源装置9的一端设有导气管91，导气管91的一端与生物炭炭化窑1的一端相连接设置；利用传送架2将土壤运输至生物炭炭化窑1的内部，同时秸秆可从秸秆添加罐5的内部运输至密封掺料斗61的内部并在研磨辊72的搅动下，充分进行研磨打散并经过下料架63运输至内筒体15的内部，因此整个装置利用热脱附修复后的土壤余温以及可添加的秸秆合成生物炭，使得土壤的特性大大提高，此外利用氮气源装置9给内筒体15的内部进行充气从而将其每部的氧气去除，防止氧气与秸秆发生反应；氮气源装置9可为氮气储气罐或者氮气发生器。

进一步地，传送架2的下表面焊接设有支撑架4，支撑架4的一端与固定架11的一侧垂直焊接设置；支撑架4的两端分别与传送架2和固定架11相连接，使得传送架2在输送土壤时更加稳定。

进一步地，保温板3包括第一保温板31与第二保温板32，第一保温板31的一侧开设有连接卡腔311，第二保温板32的一端活动卡设在连接卡腔311的表面；第一保温板31设置在传送架2的下端，其后此次铺设第二保温板32直至传送架2的上端，第二保温板32的一端卡设在第一保温板31的连接卡腔311上，使得相邻的第一保温板31与第二保温板32之间的连接更加紧密，最大限度减少热量的损失，提高生物炭制备的环境条件。

进一步地，第一保温板31与第二保温板32的内壁对称垂直设有限位块312，传送架2的外侧对称开设有限位槽21，限位块312滑动设置在限位槽21的内部；第一保温板31与第二保温板32的内侧通过对称设置的限位块312滑动卡设在传送架2的表面，方便拆卸清洗。

进一步地，下料架63的下端开设有轴槽，中心轴71的一端贯穿轴槽设置，且中心轴71与轴槽相接触部分设有轴承；减少摩擦，提高转动时的稳定性。

进一步地，研磨辊72为螺旋状金属棒结构，该研磨辊72的外圈与拌料架62的内壁相切；秸秆经过密封掺料斗61进入至拌料架62的内部，并通过研磨辊72进行搅拌，使得秸秆在进入至内筒体15之前更加粉碎，此外防止秸秆在长时间放置后结团导致其对生物炭的炭化过程起到影响。

进一步地，冷却罐10的内部开设有冷却槽101与出料槽103，出料槽103位于冷却罐10的下端且与冷却槽101的下端相连通设置，导料架102位于冷却槽101的正中部，导料架102的外表面对称设有支撑板1021，支撑板1021的一端与冷却槽101的表面相连接；冷却罐10的内部装有水，土壤从生物炭炭化窑内部出来时经过出料管最终进入至冷却罐10的内部，土壤经导料架102分散开并沿着冷却槽101缓慢下降，达到冷却降温的目的，并最终从出料槽103的内部出来。

进一步地，传送架2的一侧设有热脱附装置8，热脱附装置8的下端焊接设有出料管81，出料管81的下端与传送架2的上端相连接设置；出料管81与传送架2相连接部分均为密封处理，保证在运输时尽可能地减少空气的影响。

进一步地，生物炭炭化窑1的内腔夹层中嵌入设有保温罩13，该保温罩13为cas铝镁质保温结构，内筒体15远离掺料装置6的一端表面固定设有出气管14，出气管14的一端贯穿固定架11并延伸至其外端设置，出气管14的表面固定设有控制阀141；保证土壤在进入至生物炭炭化窑1的内部时，其温度基本保持不变，保证土壤能利用其余温将秸秆最终转环成生物炭，此外利用氮气源装置9将内筒体内部的空气排除并从出气管14中排出，尽可能提供无氧环境。

本实用新型的工作原理：利用传送架2将土壤运输至生物炭炭化窑1的内部，同时秸秆可从秸秆添加罐5的内部运输至密封掺料斗61的内部并在研磨辊72的搅动下，充分进行研磨打散并经过下料架63运输至内筒体15的内部，因此整个装置利用热脱附修复后的土壤余温以及添加的秸秆合成生物炭，使得土壤的特性大大提高，此外利用氮气源装置9给内筒体15的内部进行充气从而将其每部的氧气去除，防止氧气与秸秆发生反应，第一保温板31设置在传送架2的下端，其后此次铺设第二保温板32直至传送架2的上端，第二保温板32的一端卡设在第一保温板31的连接卡腔311上，使得相邻的第一保温板31与第二保温板32之间的连接更加紧密，最大限度减少热量的损失，提高生物炭制备的环境条件。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。