一种基于太阳能加热的预处理液循环式秸秆预处理设备

1.本实用新型涉及秸秆预处理技术领域，尤其是一种基于太阳能加热的预处理液循环式秸秆预处理设备。


背景技术：

2.在能源危机越来越严重与对环境保护日益重视的今天，秸秆的厌氧发酵在农作物废物处理与能源生产方面承担着越来越重要的角色。为解决秸秆结构致密复杂难以水解的问题，已经采用了多种方式对秸秆进行预处理以破坏秸秆的致密结构加速厌氧发酵初期秸秆的水解。
3.专利cn216919201u描述了一种生物质秸秆厌氧发酵前预处理装置，涉及秸秆加工技术领域，包括切料单元、喷液单元、氧化单元、传送单元和粉碎单元，达到对秸秆从切段到氧化再到粉碎的全面预处理，利用双氧水溶液对秸秆进行氧化预处理缩短发酵时间，有较好的效果。专利cn216404367u描述了一种基于生物菌剂的秸秆沼气高效预处理装置，通过配制合适的乳酸菌菌剂对秸秆进行喷淋预处理，决了现有技术中秸秆沼气化转化效率低的问题，且结构简单，便于操作。专利cn212688043u描述了一种烟草秸秆沼气发酵预处理装置，包括框式搅拌机、管道粉碎器、转子泵和负压除臭机构，对烟草秸秆和其他厌氧发酵原料充分混合粉碎，促进后续烟草秸秆厌氧发酵制备沼气。
4.现有常见的物理，化学等预处理存在能耗大，对环境造成二次污染等问题。同时预处理得到的预处理液需要进行后续处理才能排向环境，加大了成本投入。预处理液中的主要成分为秸秆水解产生的有机酸等成分，可视为化学试剂，循环用于秸秆的预处理。因此，开发设计一种低能耗、低成本、无污染的高效秸秆预处理设备，结合太阳能加热技术对秸秆进行预处理，对秸秆的高效利用与环境保护具有重要意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，以太阳能为预处理的能量来源，既能达到对秸秆的有效预处理，也循环利用了预处理液，解决了对预处理液进行后续处理导致成本投入增加的问题。提供了一种基于太阳能加热的预处理液循环式秸秆预处理设备。
6.本实用新型的技术原理：
7.一种基于太阳能加热的预处理液循环式秸秆预处理设备， 将秸秆与预处理液加入物料箱，经搅拌充分混合后，活塞向下移动将物料压入太阳能加热管。预处理后，物料从太阳能加热管右端流出，经换热器冷却后固液分离，固体秸秆用于后续厌氧发酵使用，预处理液回流进行循环利用。
8.本实用新型的技术方案：
9.一种基于太阳能加热的预处理液循环式秸秆预处理设备，包括物料箱与第一电机，所述物料箱顶部固定连接有第一电机，所述第一电机的主轴末端固定连接有螺纹轴，所
述螺纹轴末端转动连接四杆支撑架，所述四杆支撑架末端固定连接运动活塞，所述运动活塞与物料箱紧密滑动链接。所述物料箱中上部设有气压平衡开口，所述气压平衡开口内部设有与物料箱转动连接的开合门。所述物料箱底部固定连接有底部支撑架，所述底部支撑架上固定连接第二电机，所述第二电机的主轴末端固定连接有斜面搅拌器，所述斜面搅拌器与物料箱转动连接。所述物料箱侧面底部设有物料出口，所述物料出口经计量阀固定连接第一传输管，所述第一传输管右端固定连接太阳能加热管，所述太阳能加热管下部设有用于聚光的太阳能集热槽。所述太阳能加热管右端经电磁阀与第二传输管固定连接，所述第二传输管末端固定连接有换热器，所述换热器末端设有锥形过滤网，所述锥形过滤网下部设有预处理液收集箱，所述预处理液收集箱底部开口与水泵入口固定连接，所述水泵出口连接回流管，所述回流管经三通阀分成两路管道，一端末尾与太阳能加热管左端固定连接，一端末尾与伸缩软管固定连接，所述伸缩软管末端与运动活塞固定连接。
10.进一步地，所述运动活塞在气压平衡开口上部上下运动。
11.进一步地，所述开合门与物料箱销连接，可自由转动。
12.进一步地，所述运动活塞上开有通孔，所述伸缩软管末端经通孔与物料箱内腔连通。
13.本实用新型所具有的有益效果：
14.本实用新型提供的一种基于太阳能加热的预处理液循环式秸秆预处理设备具有以下优点：（1）利用聚光太阳能加热系统极大降低了秸秆预处理的能耗；（2）利用预处理液进行预处理避免了化学药剂的使用，消除了对环境造成二次污染的安全隐患；（3）避免了预处理液的后续处理，降低了成本投入；（4）提高后续厌氧发酵的速率，增加厌氧发酵的产气效率，提高能源产量。
附图说明
15.图1为一种基于太阳能加热的预处理液循环式秸秆预处理设备示意图。
16.图中：1.物料箱；2.第一电机；3.螺纹轴；4.四杆支撑架；5.伸缩软管；6.运动活塞；7.开合门；8.三通阀；9.电磁阀；10.第二传输管；11.换热器；12.锥形过滤网；13.预处理液收集箱；14.水泵；15.回流管；16.太阳能加热管；17.太阳能集热槽；18.第一传输管；19.计量阀；20.斜面搅拌器；21.第二电机；22.底部支撑架。
具体实施方式
17.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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
18.请参阅图1，本实用新型提供了一种基于太阳能加热的预处理液循环式秸秆预处理设备。包括物料箱1与第一电机2，物料箱1顶部固定连接有第一电机2，第一电机2的主轴末端固定连接有螺纹轴3，螺纹轴3与四杆支撑架4通过螺纹连接，四杆支撑架4末端固定连
接运动活塞6，运动活塞6与物料箱1紧密滑动链接。物料箱1中上部设有气压平衡开口，气压平衡开口处设有与物料箱1转动连接的开合门7。物料箱1底部固定连接有底部支撑架22，底部支撑架22上固定连接第二电机21，第二电机21的主轴末端固定连接有斜面搅拌器20，斜面搅拌器20与物料箱1转动连接。物料箱1侧面底部设有物料出口，物料出口经计量阀19固定连接第一传输管18，第一传输管18右端固定连接太阳能加热管16，太阳能加热管16下部设有用于聚光的太阳能集热槽17。太阳能加热管16右端经电磁阀9与第二传输管10固定连接，第二传输管10末端固定连接有换热器11，换热器11末端设有锥形过滤网12，锥形过滤网12下部设有预处理液收集箱13，预处理液收集箱13底部开口与水泵14入口固定连接，水泵14出口连接回流管15，回流管15经三通阀8分成两路管道，一端末尾与太阳能加热管16左端固定连接，一端末尾与伸缩软管5固定连接，伸缩软管5末端与运动活塞6固定连接。
19.作为本实用新型的一个实施例，上述运动活塞在气压平衡开口上部上下往复运动，避免运动活塞向下运动超过气压平衡开口，有利于物料箱内外的气压平衡，使物料良好地进入太阳能加热管。
20.作为本实用新型的一个实施例，上述开合门与物料箱销连接，可自由转动。
21.作为本实用新型的一个实施例，上述运动活塞上开有通孔，伸缩软管末端经通孔与物料箱内腔连通，利于预处理液回流进入物料箱循环使用。
22.本实用新型的具体使用过程如下：
23.未处理秸秆与预处理液加入物料箱1，第二电机21启动带动斜面搅拌器20转动，使物料充分混合。第一电机2启动带动螺纹轴3转动，螺纹轴3与四杆支撑架4螺纹连接，致使四杆支撑架4带动运动活塞6共同向下运动。物料箱1腔体内部压强增大，使开合门7紧闭，保持计量阀19开启，物料被挤压通过第一传输管18进入太阳能加热管16。当流量达到设定值，计量阀19关闭，关闭第一电机2与第二电机21，物料停止进入太阳能加热管16，反转第一电机2，使运动活塞6上升复位，此时物料箱1内腔压强降低使开合门打开，外部空气进入物料箱1内腔使气压平衡。太阳能集热槽17收集太阳能对太阳能加热管16内部物料进行加热预处理，预处理结束后，打开电磁阀9，物料经第二传输管10流向换热器11，经换热器11冷却降温之后在锥形过滤网12处对物料进行固液分离。分离出的固体秸秆用于后续使用，预处理液由预处理液收集箱13收集。将三通阀8调节至ac流向，打开水泵14，预处理液经回流管15从太阳能加热管16左端流入太阳能加热管16，并将可能剩余的固体秸秆从太阳能加热管16中带出。将三通阀调节至ab流向，预处理液经回流管15、伸缩软管5回流至物料箱1内腔，循环使用。
24.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。