一种以燃烧农林废弃物为热源批量化生产生物炭的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业废弃物资源化利用技术领域，特别地涉及一种以燃烧农林废弃物为热源批量化生产生物炭的装置及其方法。
【背景技术】
[0002]我国是农业大国，每年会产生大量的农林废弃物生物质。有些农户直接在田间将农林废弃物如水稻秸杆等焚烧，这不仅浪费了生物质能，还会造成大气环境的污染。我国也是畜禽养殖大国，每年的猪粪产生量巨大，若不妥善处理、处置，会造成有机肥资源的浪费同时也会引起生态环境的破坏。近年来，随着热解技术的发展，将猪粪生物质转化为猪粪生物质炭技术已经得到了广泛的应用，废弃生物质回收和能源有效利用得以实现。猪粪生物炭本身含有大量的营养物质和巨大的比表面积，能为农作物生长提供养分并可以作为吸附剂吸附环境中的重金属和有机污染物等有害物质，近年来在农学和环境学中具有广泛的应用。制备猪粪生物炭的装置很多，但有些设备构造复杂，操作不易且价格昂贵。工业化干馏技术制备生物炭虽然发展迅猛，但是在制备过程中，需要额外消耗工业电能和化学能，造成了资源的浪费。如何充分利用生物能源生态环保地批量化生产生物质炭，使农业废弃物变废为宝，提高其环境附加值，这是目前人们亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，并提供一种以燃烧农林废弃物为热源批量化生产生物炭的装置，具体技术方案如下:
[0004]—种以燃烧农林废弃物为热源批量化生产生物炭的装置，装置本体中设有底部密封的填料仓，填料仓周围环绕有若干个供热仓，填料仓上部罩有控压排气罩，隔空盖设置于装置本体顶部，隔空盖上开有通孔，且通孔上设有中空的通气罩。供热仓中的燃料源源不断地为填料仓提供热量，使其中的待处理生物质在高温下不断炭化。填料仓顶部的控压排气罩可以保持填料仓中长期处于密闭缺氧状态，为生物质炭的形成创造有利环境。而开有通孔的隔空盖能够降低供热仓中燃料的燃烧速率，使农林废弃物保持在炭火状态，不会产生较大的明火火焰，在满足供热温度的情况下，延长燃烧时间。而中空的通气罩放置于通孔上方时，能形成抽吸效应，加快燃料的燃烧速率，可根据需要控制其放置时间。
[0005]作为优选，所述的通气罩呈倒锥台形，且靠近所述的通孔处直径最大。该结构的通气罩抽吸效率较佳。
[0006]作为优选，所述的填料仓和供热仓横截面均呈正多边形，若干个供热仓的侧面顺次相连形成一个中心具有空腔的环形结构，而填料仓设置于该空腔中。
[0007]作为优选，所述的填料仓、供热仓及所述的空腔的横截面均呈正六边形，填料仓的6个面分别与6个供热仓的侧面相连。该结构能够最大限度地利用供热仓中散发出的热量，且填料仓的6个面受热较为均匀。
[0008]作为优选，所述的控压排气罩为一边铰接于填料仓顶部且具有一定质量的金属片，金属片在受到拉力或填料仓内部具有一定压力时被掀起从而释放压力，其余时间能保持填料仓内密闭。在热解过程中，填料仓中的猪粪的过程中产生的烟气会增加填料仓的压力，顶开控压排气罩进行排气;待压力降至控压排气罩铁片的重力时，铁片会自动合上，由此在实现填料仓内保持缺氧状态的同时，保证了其安全性。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种利用所述装置以燃烧农林废弃物为热源批量化生产猪粪生物炭的方法，具体步骤为:向填料仓中添加已风干的猪粪生物质，用木槌夯实，排出填料仓中的空气，填充高度控制在距离填料仓顶部10?15厘米处;盖上控压排气罩，使填料仓内部保持密闭；向供热仓中添加包括水稻秸杆、毛竹、林木在内的农林废弃物作为燃料，引燃，待燃烧稳定后，盖上隔空盖;在隔空盖的通孔上方放置通气罩;待热解时间达到预设时间后，填料仓中即形成猪粪生物炭。
[0010]作为该方法的优选，所述的若干个供热仓中根据所需的热解温度，选择部分或全部添加燃料，但以填料仓为中心对称的两个供热仓的添加状态保持一致。对称的两面状态一致时，能保证填料仓内生物质的整体受热均匀。
[0011]本发明的有益效果是:该发明构思新颖，设计合理，使用方便，巧妙利用了农林废弃物作为热源生产猪粪生物炭，特别适合农户实际生产过程中制备生物炭，具有较强的实用性。
【附图说明】
[0012]图1为一种以燃烧农林废弃物为热源批量化生产生物炭的装置结构示意图；
[0013]图2为本发明的填料仓结构示意图；
[0014]图3为本发明的装置本体俯视图。
[0015]图中:第一供热仓1、第二供热仓2、第三供热仓3、第四供热仓4、第五供热仓5、第六供热仓6、填料仓7、隔空盖8、通气罩9、控压排气罩10和供热仓11。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对发明作进一步说明，但并不因此将发明限定在以下具体方式之中。
[0017]如图1所示，一种以燃烧农林废弃物为热源批量化生产生物炭的装置，装置本体中设有底部密封的填料仓7，填料仓7周围环绕有若干个供热仓11(分别为第一供热仓1、第二供热仓2、第三供热仓3、第四供热仓4、第五供热仓5和第六供热仓6)，填料仓7上部罩有用于控制填料仓7内部压力的控压排气罩10，隔空盖8设置于装置本体顶部，隔空盖8上开有通孔，且通孔上设有中空的倒锥台形的通气罩9。通气罩直径由上到下逐渐增大。
[0018]填料仓7、供热仓11均呈直筒型设置于装置本体内，且若干个供热仓11的侧面顺次相连形成一个中心具有空腔的环形结构，而填料仓7则刚好设置于该空腔中。本实施方式中填料仓7、供热仓11及所述的空腔的横截面均呈正六边形，且填料仓7的6个面分别与6个供热仓11的侧面相连。但事实上，填料仓7和供热仓11横截面也可采用其他正多边形，最好具有双数条边。供热仓11数量做好为双数个，便于均匀调节炭化温度。
[0019]供热仓的六个供热容器单元均为铁质直棱柱，柱高80?100厘米，其横截面为正六边形