生物炭制造设备的制作方法

本实用新型属于炭化设备，具体涉及一种用于制备生物炭的设备。

背景技术：

生物炭基本组成元素有碳(C)、氢(H)、氮(N)、氧(O)等，并以含碳(C)量高为重要特征，其中大多数碳(C)以高度扭曲的芳香环不规则叠层堆积的形式存在。生物炭元素组成与原料本身元素组成紧密相关，比如，猪粪生物炭和污泥生物炭含有丰富的N、P、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)等养分元素，与秸秆生物炭相比，藻类生物炭碳含量较低，氮含量较高，钠(Na)、K、Ca、Mg等矿质元素含量也较高。一般来说，相同制备条件下，植物源生物炭灰分含量和产率都低于动物源生物炭，这是因为植物生物质原料中灰分含量低，而植物中含有较多的纤维素和半纤维素容易被热解。另外，生物炭特性也受热解温度影响，随着热解温度提高，生物炭碳和灰分含量增加。生物炭具有疏松多孔的结构，具有较大的比表面积；生物炭还具有芳香族化合物的结构特性，其表面含有含氧、含氮、含硫等多种官能团，具备良好的吸附能。研究发现生物炭内部碳结构组成形式与材料本身的碳特征和制备过程中炭化条件及炭化过程紧密相关。生物炭富含碳素，呈碱性，高度芳香化，具有高比表面积，具有多孔性等。生物炭所具有的特殊性质，使其在农业和环境等领域拥有巨大的应用。

无烟碳（机制碳）是用树枝、锯木（刨花）、粮食壳、植物秸秆等原料经过粉碎、烘干挤压、高温炭化、烧制而成的取代天然原木炭的人工炭。

传统的无烟碳、生物炭制备过程中，大部分工序都需要配合人工搬运、转移、或者监控，并且由于原料的粗细问题、受热烘干的均匀度问题、湿度的影响、成型条件的控制问题，导致产品质量不稳定。

技术实现要素：

本实用新型主要针对现有生物炭制备存在的自动化程度不高、制备条件控制不当而导致的产品质量不稳定的问题，发明了一种生物炭制造设备，从上料、筛选、烘干、分离、成型、出料形成完整的自动化生产线，节省劳动力；该制备系统中的筛选机构、烘干机构、分离机构分别对原料进行粗细度、干湿度的控制，有利于提高产品质量。

本实用新型的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种生物炭制造设备，依次包括上料机构、筛选机构、烘干机构、分离机构、成型机构、出料输送机构，其特征在于，所述上料机构包括传送带、驱动传送带运行的动力机构。

所述筛选机构包括漏斗状的集料座、集料座内设置有圆柱桶状的筛网组件、用于驱动筛网组件自转的动力机构。

所述集料座的上半部呈长方体状的腔体，由两端的端板、两侧的侧板、最上方的顶板围绕连接构成，两侧的侧板的下边缘均向下且向内倾斜延伸形成集料侧板，两端的端板的下边缘均向下且向内倾斜延伸形成集料端板，则两块集料侧板的下边缘、两块集料端板的下边缘之间形成集料座下料口。

所述筛网组件的两端边缘为圆形的支撑环，两支撑环之间且沿着支撑环设置一圈圆柱形的筛网，筛网的一端覆盖一张从动的端部筛网，该从动的端部筛网固定连接于支撑环；筛网的另一端覆盖一张静止的端部筛网，该静止的端部筛网设置有用于进料的开口；所述静止的端部筛网的边缘固定连接一圈静态圆环，该静态圆环的朝着支撑环的面设置有一圈内凹的滚珠嵌槽，该滚珠嵌槽外侧还设置有一圈内凹的T型卡槽，同时，在支撑环的朝着静态圆环的面也设置有一圈内凹的滚珠嵌槽，该滚珠嵌槽的外侧还设置有若干外凸的T型卡头，T型卡头沿着圆周均匀排列，并且T型卡头能够嵌入所述的T型卡槽中，在支撑环的滚珠嵌槽和静态圆环的滚珠嵌槽所述形成的环形腔体中设置若干滚珠，则支撑环和静态圆环之间形成相对于滑动连接。

位于从动的端部筛网一端的支撑环，其中心有一轴承板，轴承板与支撑环之间连接至少两根杆件，轴承板上有一轴套，轴套内表面设置有内凹的限位键槽，有一转轴的一端设置有凸起的键，转轴的该端连接于轴套，并且键嵌入限位键槽中，转轴的另一端穿过集料座的端板并且与设置在端板外侧的电机的输出轴相连接；所述静态圆环的外侧边缘与集料座的两侧板之间连接杆件。

所述集料座下料口的下方至烘干机构之间设置第一传送机构，包括传送料槽、位于传送料槽内的传送绞龙，驱动传送绞龙旋转的电机。

所述烘干机构包括燃烧炉和烘干筒，燃烧炉位于烘干筒的进料端；所述烘干筒包括外部的圆柱形的筒体，筒体的两个端面均设置端盖，且两端盖的中心均设置有一通孔，两个端盖的通孔之间设置物料输送通道，物料输送通道靠近燃烧炉的一端为进料端、远离燃烧炉的一端为出料端，该物料输送通道内设置输送绞龙。

所述筒体的内部，物料输送通道的外侧壁至筒体的内侧壁之间由内至外依次设置有第一层隔离壁、第二层隔离壁，则物料输送通道的外侧壁与筒体的内侧壁之间的空间由内至外被分隔成第一热通道、第二热通道、第三热通道。

所述第二层隔离壁的靠近进料端的端部与筒体的端盖之间保留间距，并在该端部设置第二层端盖，第二层端盖垂直环套连接于物料输送通道的外侧壁，则第二层隔离壁、第二层端盖，与筒体内侧面、筒体的端盖之间构成第三热通道。

所述第一层隔离壁的靠近进料端的端部垂直连接于筒体的端盖，第一层隔离壁的靠近出料端的端部与第二层端盖之间形成间距，则第一层隔离壁、筒体的端盖，与第二层隔离壁之间构成第二热通道，则物料输送通道的外侧壁、第二端盖，与第一层隔离壁之间构成第一热通道。

在物料输送通道的进料端且筒体的外侧设置漏斗状的集料器，集料器下端的下料口与物料输送通道连通，并且，在两者的连通处设置输送绞龙，输送绞龙从物料输送通道的进料端延伸至出料端。

所述燃烧炉，其热气出口与筒体内的第一热通道之间连接热风管道，热风管道的一端穿过筒体的靠近进料端的端盖后与第一热通道连通。

在物料输送通道的出料端且筒体的外侧设置一段外部输送管，该外部输送管包括位于内层的物料输送管、位于外层的热气集合输送管，则物料输送管与物料输送通道连通，热气集合输送管与第三热通道连通；所述外部输送管从烘干筒连接至分离机构，并且，外部输送管的靠近分离机构的一端设置负压引风机。

所述分离机构，包括第一分离器、第二分离器、连通第一分离器和第二分离器的分离器连通管；第一分离器包括上部的螺旋通风道和圆柱形腔体、下部的锥形的集料腔体，其中，螺旋通风道呈弧形弯曲且紧贴圆柱形腔体的靠近上端的外侧壁，螺旋通风道的外端与所述外部输送管连通，并在螺旋通风道的外端设置风机，螺旋通风道的内端与圆柱形腔体连通，并且，螺旋通风道的宽度从外端至内端逐渐减小；所述集料腔体的下端设置下料口，在该下料口的下方设置第二传送机构，包括传送料槽、位于传送料槽内的传送绞龙，驱动传送绞龙旋转的电机；第二传送机构连接至成型机构；所述第二分离器包括上部的圆柱形腔体、下部的锥形集料腔体，并且，所述分离器连通管的一端连接于第一分离器的圆柱形腔体的顶面，另一端连接于第二分离器的圆柱形腔体的顶面。

所述成型机构包括若干并排的成型机、位于成型机上方的输送平台。

作为优选，所述上料机构，包括支撑架，支撑架上设置有若干间隔并排的滚筒，所述传送带环绕连接在支撑架和滚筒上，在支撑架的两端、传送带的内侧设置有传动轮，传动轮与传送带的内表面抵触，同时，在支撑架的两端还设置有电机，电机的输出轴与传动轮的中心轴连接；所述传送带从靠近地面的低处倾斜向上延伸至所述筛网组件中端部筛网的用于进料的开口位置。

作为优选，所述烘干筒，其筒体的靠近两端的外侧壁分别环绕固定一圈轴承套，同时，在两个轴承套的正对的下方设置有弧形的内凹的轨道，则轴承套对应嵌入轨道中；在轨道的两端设置有两个并排的驱动轮，两个驱动轮位于轴承套的两侧，且驱动轮能够与筒体的外侧壁抵触，两个驱动轮由轴承支撑，且两个驱动轮的中心转轴与电机的传动轴连接。

作为优选，所述成型机包括漏斗状的集料通道、位于集料通道下方的螺旋推杆和成型套筒，以及提供高温条件的高温加热装置；所述输送平台包括一道长条的储料槽，储料槽的底板上间隔设置若干下料孔，每一下料孔的下方有一成型机，并且，下料孔与集料通道的上端之间连接一段下料通道，储料槽内设置有两根并排且推动方向相反的推送绞龙。

作为优选，所述出料输送机构位于成型机的前方，包括支撑架，支撑架的上方和下方均设置有若干间隔并排的滚筒，支撑架和滚筒上环绕连接一圈传送带，在支撑架的两端、传送带的内侧设置有传动轮，传动轮与传送带的内表面抵触，同时，在支撑架的两端还设置有电机，电机的输出轴与传动轮的中心轴连接。

作为优选，所述第二分离器的圆柱形腔体，其上部的腔体侧壁设置有排气口，排气口处连接向上延伸的排气管，排气管的外端连接至燃烧炉。

作为优选，所述第二分离器的集料腔体的下端设置下料口，在该下料口的下方设置第三传送机构，包括传送料槽、位于传送料槽内的传送绞龙，驱动传送绞龙旋转的电机。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型的制造设备，从上料、筛选、烘干、分离、成型、出料形成完整的自动化生产线，节省劳动力。

本实用新型的筛选机构，对原料的粗细度进行控制，同时对原料中的杂质进行过滤；烘干机构，采用三回式烘干筒，充分利用热源，使原料得到充分且均匀的烘干；分离机构，经过二次分离，比较彻底的排出水汽，保证原料最适宜的干湿度；从而有利于生产出品质优、质量稳定的产品；本实用新型的自动成型机，采用螺旋推杆配合空心的挤压套筒，形成相应的产品形状，根据实际需求，可通过更换不同形状的推杆和套筒形成不同形状的产品；本实用新型的各个机构之间采用自动机械输送，免除人员参与，省时省力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的筛网的剖视图；

图3是本实用新型的筛网的侧视图；

图4是本实用新型的支撑环与静态圆环的连接结构示意图；

图5是本实用新型的烘干筒的内部结构示意图；

图6是本实用新型的第一分离器的主视图；

图7是本实用新型的第一分离器的仰视图；

图8是本实用新型的成型机的剖视图；

图9是本实用新型的输送平台的俯视图；

图10是本实用新型的第一传送机构局部剖视图。

图中标号为：1、上料机构；2、筛选机构；3、烘干机构；4、分离机构；5、成型机构；6、出料输送机构；7、筛网组件；8、第一传送机构；9、第二传送机构；11、传送带；12、滚筒；13、传动轮；21、集料座；23、集料座下料口；31、筒体；32、燃烧炉；33、物料输送通道；34、输送绞龙；35、集料器；36、热风管道；37、外部输送管道；38、热气集合输送管；39、负压引风机；311、第一层隔离壁；312、第二层隔离壁；313、第三热通道；314、第二热通道；315、第一热通道；316、第二层端盖；41、第一分离器；42、第二分离器；43、螺旋通风道；44、圆柱形腔体；45、集料腔体；46、分离器连通管；47、排气管；51、成型机；52、集料通道；53、螺旋推杆；54、成型套筒；56、推送绞龙；57、储料槽；71、支撑环；72、筛网；73、静态圆环；74、滚珠嵌槽；75、滚珠；81、传送料槽；82、传送绞龙；83、电机；84、轴承套；85、轨道；86、驱动轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种生物炭制造设备，按照制备工序的先后依次由上料机构1、筛选机构2、烘干机构3、分离机构4、成型机构5、出料输送机构6构成。

所述上料机构有一道长条的支撑架，支撑架上方间隔并排安装多个滚筒12，支撑架和滚筒12上环绕连接一圈传送带11，在支撑架的两端、传送带11的内侧安装有传动轮13，传动轮13与传送带11的内表面抵触，同时，在支撑架的两端还安装有电机，电机的输出轴与传动轮13的中心轴连接；所述传送带11从靠近地面的低处倾斜向上延伸至筛选机构2。

所述筛选机构2有一个漏斗状的集料座21，集料座21内安装圆柱桶状的筛网组件7，筛网组件7由电机驱动能够进行自转，电机安装在集料座21的外侧。

所述集料座21的上半部呈长方体状的腔体，由两端的端板、两侧的侧板、最上方的顶板围绕连接构成，两侧的侧板的下边缘均向下且向内倾斜延伸形成集料侧板，两端的端板的下边缘均向下且向内倾斜延伸形成集料端板，则两块集料侧板的下边缘、两块集料端板的下边缘之间形成集料座下料口23。

如图2、3、4所示，所述筛网组件7的两端边缘为圆形的支撑环71，两支撑环71之间且沿着支撑环71环绕连接一圈圆柱形的筛网72，为了增加筛网72的稳固性，在两个支撑环71之间还连接轴向的加强杆。

所述筛网72的一端覆盖一张从动的端部筛网，该从动的端部筛网通过紧固件可拆卸紧固连接于支撑环71；筛网72的另一端覆盖一张静止的端部筛网，该静止的端部筛网有一个用于进料的开口；在静止的端部筛网的边缘通过紧固件可拆卸紧固连接一圈静态圆环73，该静态圆环73的朝着支撑环71的面有一圈内凹的滚珠嵌槽74，该滚珠嵌槽74外侧还有一圈内凹的T型卡槽，同时，在支撑环71的朝着静态圆环73的面也有一圈内凹的滚珠嵌槽74，该滚珠嵌槽74的外侧还有至少三个外凸的T型卡头，T型卡头沿着圆周均匀排列，并且T型卡头能够嵌入所述的T型卡槽中，在支撑环71的滚珠嵌槽74和静态圆环73的滚珠嵌槽74所述形成的环形腔体中放置几十颗滚珠75，则支撑环71和静态圆环73之间形成相对于滑动连接。

位于从动的端部筛网一端的支撑环71，其中心有一轴承板，轴承板与支撑环71之间连接至少两根杆件，轴承板上有一轴套，轴套内表面设置有内凹的限位键槽，有一转轴的一端有一个凸起的键，转轴的该端连接于轴套，并且键嵌入限位键槽中，转轴的另一端穿过集料座21的端板并且与固定安装在该端板外侧的电机的输出轴相连接。

所述静态圆环73的外侧边缘与集料座21的两侧板之间连接杆件，为了便于拆卸，杆件与侧板的采用螺栓螺母开拆卸紧固连接。

所述集料座下料口23的下方至烘干机构之间连接第一传送机构8，如图10所示，第一传动机构8具体由传送料槽81和传送料槽81内的传送绞龙82构成，传送绞龙82由安装在传送料槽82一端的电机83驱动。

所述烘干机构2主要由燃烧炉32和烘干筒构成，燃烧炉32位于烘干筒的进料端；所述烘干筒的外层是圆柱形的筒体31，筒体31的两个端面均安装端盖，且两端盖的中心均有一通孔，两个端盖的通孔之间安装一道物料输送通道33，物料输送通道33靠近燃烧炉32的一端为进料端、远离燃烧炉32的一端为出料端，在物料输送通道33内安装输送绞龙34。

如图5所示，所述筒体31的内部，物料输送通道33的外侧壁至筒体31的内侧壁之间由内至外依次连接第一层隔离壁311、第二层隔离壁312，则物料输送通道33的外侧壁与筒体31的内侧壁之间的空间由内至外被分隔成第一热通道315、第二热通道314、第三热通道313。

所述第二层隔离壁312的靠近进料端的端部与筒体31的端盖之间保留间距，并在该端部连接第二层端盖316，第二层端盖316垂直环套固定于物料输送通道33的外侧壁，则第二层隔离壁312、第二层端盖316，与筒体31内侧面、筒体31的端盖之间构成第三热通道313。

所述第一层隔离壁311的靠近进料端的端部垂直连接于筒体31的端盖，第一层隔离壁311的靠近出料端的端部与第二层端盖316之间形成间距，则第一层隔离壁311、筒体31的端盖，与第二层隔离壁312之间构成第二热通道314，则物料输送通道33的外侧壁、第二端盖316，与第一层隔离壁311之间构成第一热通道315。

所述烘干筒，其筒体31的靠近两端的外侧壁分别环绕固定一圈轴承套84，同时，在两个轴承套84的正对的下方设置有弧形的内凹的轨道85，则轴承套84对应嵌入轨道85中；在轨道85的两端安装两个并排的驱动轮86，两个驱动轮86位于轴承套84的两侧，且驱动轮86能够与筒体31的外侧壁抵触，两个驱动轮86由轴承支撑，且两个驱动轮86的中心转轴与电机的传动轴连接。

在物料输送通道33的进料端且筒体31的外侧有一漏斗状的集料器35，所述第一传送机构8的上端连接至集料器35的上端，将物料送进集料器35，集料器35下端的下料口与物料输送通道33连通，并且，在两者的连通处开始安装输送绞龙34，输送绞龙34从物料输送通道33的进料端延伸至出料端。

所述燃烧炉32，其热气出口与筒体31内的第一热通道315之间由热风管道36连通，热风管道36的一端穿过筒体31的靠近进料端的端盖后与第一热通道36连通。

在物料输送通道33的出料端且筒体31的外侧连接一段外部输送管37，该外部输送管37由内层的物料输送管和外层的热气集合输送管38内外套接构成，并且，内层的物料输送管与物料输送通道33连通，外层的热气集合输送管38与第三热通道313连通；所述外部输送管37从烘干筒连接至分离机构4，并且，外部输送管37的靠近分离机构4的一端安装负压引风机39。

所述分离机构4，由第一分离器41、第二分离器42、分离器连通管46构成；如图6、7所示，第一分离器41的上部是螺旋通风道43和圆柱形腔体44、下部是锥形的集料腔体45；其中，螺旋通风道43呈弧形弯曲且紧贴圆柱形腔体44的靠近上端的外侧壁，螺旋通风道43的外端与所述外部输送管37连通，并在螺旋通风道43的外端安装风机，该风机由上述的负压引风机39代替；螺旋通风道43的内端与圆柱形腔体45连通，并且，螺旋通风道43的宽度从外端至内端逐渐减小。

所述集料腔体45的下端有一下料口，在该下料口的下方安装第二传送机构9，具体的，第二传送机构9，由传送料槽和传送料槽内的传送绞龙构成，传送料槽的一端安装电机，电机驱动传送绞龙旋转；第二传送机构9的另一端连接至成型机构5。

所述第二分离器42的上部是圆柱形腔体44、下部时锥形的集料腔体45，并且，所述分离器连通管46的一端连接于第一分离器41的圆柱形腔体44的顶面，另一端连接于第二分离器42的圆柱形腔体44的顶面；第二分离器42的圆柱形腔体，其上部的腔体侧壁有排气口，排气口处连接向上延伸的排气管47，排气管47的外端连接至燃烧炉，对热空气进行重复利用。

所述成型机构5多台并排的成型机51，在成型机的上方有一水平的输送平台53；成型机的上部是漏斗状的集料通道52，在集料通道52下方有一根水平的螺旋推杆53和一段成型套筒54，成型机的内部还有提供高温条件的高温加热装置，如图8所示。

所述输送平台83主要由储料槽57和推送绞龙56构成，储料槽57的底板上间隔设置多个下料孔，每一下料孔的正下方有一成型机，并且，下料孔与集料通道52的上端之间连接一段下料通道55，如图9所示，储料槽57内安装由两根并排且推动方向相反的推送绞龙56。

所述出料输送机构6位于成型机的前方，主要由支撑架、滚筒12、传送带11构成，其中，支撑架的上方和下方均安装了多个间隔并排的滚筒12，传送带11环绕连接于支撑架和滚筒12，在支撑架的两端、传送带11的内侧安装有传动轮13，传动轮13与传送带11的内表面抵触，同时，在支撑架的两端还安装有电机，电机的输出轴与传动轮13的中心轴连接。

生物炭的制备工序：1）由上料机构将物料送至筛选机构的筛网内，筛网自转，对物料中的大颗粒或杂质进行过滤；2）过滤后的物料从集料座下料口下落到第一传送机构的传送料槽内，并由传送绞龙推送至烘干机构；3）物料从烘干机构的集料器，经过下料口，通过输送绞龙推送至物料输送通道中，并沿着物料输送通道继续被推送至出料端，同时，燃烧炉的热空气通过热风管道进入筒体内的第一热通道，在负压引风机的作用下，热空气从第一热通道进入第二热通道，再进入第三热通道；4）在烘干筒的出料端，物料被推出后进入物料输送管，同时，热空气也汇集到热气集合输送管中，随着负压吸引作用，物料和热空气一同进入分离机构；5）在第一分离器的螺旋通风道的作用下，物料和热空气进入腔体后产生螺旋效果，此时，物料向下沉，而热空气和水汽向上运动并且从分离器通道进入第二分离器，同时，也有少部分的物料混合着热空气和水汽一起进入第二分离器；6）在第二分离器中，物料向下沉，热空气和水汽向上运动从排气管排出；7）分离后的物料从第一分离器的集料腔体下端落到第二传送机构的传送料槽内，被传送绞龙推送至成型机构中的输送平台上；8）在输送平台的储料槽中，物料在两道绞龙的作用下往复推移，从下料孔落到成型机的集料通道中；9）在成型机的内部，物料被高温、推送、挤压成型；10）成型后的产品掉落在出料输送结构的传送带上。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。