一种柱塞挤压法制备生物炭的装置的制作方法

本实用新型属于炭化装置技术领域，更具体地，涉及一种柱塞挤压法制备生物炭的装置。

背景技术：

我国作为一个农业大国，每年都会产生大量的秸秆、稻草等农林废弃物。目前，这种农林废弃物并没有得到有效利用，大部分堆积在田间地头占据土地资源，或者直接焚烧，对大气环境造成破坏。另一方面，在污水净化、人畜粪便处理等领域需要大量高吸附性能的生物炭，秸秆、稻草等农林废弃物是一种很好的生物炭材料来源。

目前，制备生物炭的炭化装置主要依靠燃烧器对物料进行加热干燥。这种加热方式使得物料受热不均，影响生产效率，且燃烧过程中产生的废气会对大气环境造成污染。

技术实现要素：

本实用新型针对现有制备生物炭的炭化装置存在的技术不足，提供一种柱塞挤压法制备生物炭的装置。该炭化装置具备结构简单，受热均匀和环保节能的优点，解决了生物炭制备效率低，污染环境的问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种柱塞挤压法制备生物炭的装置，所述装置用于制备高吸附性能的生物炭，所述装置呈“T”字型，所述装置包括炭化筒和料筒，所述“T”字型的横向部分为炭化筒，所述“T”字型的竖向部分为料筒，所述料筒和炭化筒相互连通；

所述料筒上设有料斗，所述料斗用于将物料送入料筒中；所述料筒内还设有活塞一，所述活塞一上连接有伸缩缸一，所述伸缩缸一带动活塞一沿料筒内壁做往复滑动；

所述炭化筒内设有活塞二，所述活塞二上连接有伸缩缸二，所述伸缩缸二用于带动活塞二沿炭化筒内壁做往复滑动；所述炭化筒外壁上还设置有加热器，用于加热活塞一推送至炭化筒中的物料；所述炭化筒远离伸缩缸二的一端还活动连接有密封阀门，所述密封阀门上连接有驱动装置，用于控制密封阀门的开合。

进一步地，所述加热器安装于炭化筒外壁上靠近密封阀门的一端。

进一步地，所述加热器为电阻丝加热、红外加热或电磁加热中任意一种。

进一步地，所述驱动装置包括齿轮一、齿轮二和驱动电机，所述密封阀门在驱动装置带动下自由转动；

所述齿轮一连接于密封阀门上，所述齿轮一与齿轮二相互啮合；

所述齿轮二与驱动电机共轴，所述驱动电机用于带动齿轮二转动。

进一步地，所述伸缩缸一和伸缩缸二为气压缸或液压缸中任意一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在炭化筒外部设置加热器，在炭化筒内部设置带有伸缩缸的活塞，不但可以对炭化筒内的纤维物料进行挤压，还利用加热器对其中的植物纤维物料进行加热，无需设置燃烧室，加热均匀快速，提高炭化装置生产能力，对环境无不良影响。

本实用新型在料筒上设置有料斗，并且料筒和炭化筒相互连通，料斗可以源源不断的将纤维物料送入料筒中，实现连续化生产，可大规模工业化应用。

本实用新型具有结构简单、运行稳定、使用寿命长和减少成本等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中柱塞挤压法制备生物炭的装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中柱塞挤压法制备生物炭的装置的部分结构示意图；

其中，1为料筒，11为活塞一，12为伸缩缸一，2为炭化筒，21为活塞二，22为伸缩缸二，3为料斗，4为加热器，5为密封阀门，6为驱动装置，61齿轮一，62为齿轮二，63为驱动电机。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本实用新型的保护范围。

除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

如图1~2所示，本实施例提供一种柱塞挤压法制备生物炭的装置，所述装置可用于制备高吸附性能的生物炭，本实施例提供的装置用于将植物纤维加工成高吸附性能的生物炭材料，所述装置呈“T”字型，所述装置包括料筒1和炭化筒2，料筒1和炭化筒2相互连通。

“T”字型的竖向部分为料筒1，料筒上还设有料斗3，料斗用于将物料送入料筒中；料筒内还设有活塞一11，活塞一11上连接有伸缩缸一12，伸缩缸一12用于带动活塞一11沿料筒内壁做往复滑动；伸缩缸一可以为气压缸或液压缸中任意一种，本实施例优选为压力更大的液压缸。

“T”字型的横向部分为炭化筒2，炭化筒2内设有活塞二21，活塞二21上连接有伸缩缸二22，伸缩缸二22用于带动活塞二21沿炭化筒内壁做往复滑动；伸缩缸二也可以为气压缸或液压缸中任意一种，本实施例优选为压力更大的液压缸。

炭化筒外壁上还设置有加热器4，用于加热活塞一11推送至炭化筒中的植物纤维；加热器安装于炭化筒外壁上靠近密封阀门的一端，加热器可以为电阻丝加热、红外加热或电磁加热中任意一种，本实施例中优选为电阻丝加热。

炭化筒远离伸缩缸二的一端还活动连接有密封阀门5，密封阀门上连接有驱动装置6，用于控制密封阀门的开合；驱动装置包括齿轮一61、齿轮二62和驱动电机63；旋转轴固定连接于炭化筒外壁，密封阀门在驱动装置带动下绕旋转轴自由转动，齿轮一连接于密封阀门上，齿轮一与齿轮二相互啮合，齿轮二与驱动电机共轴，驱动电机用于带动齿轮二转动。

本实施例中驱动装置带动密封阀门的开合原理：驱动电机启动后，带动齿轮二转动，齿轮二通过啮合带动齿轮一转动，齿轮一带动密封阀门转动，从而实现密封阀门的开关。

本实施例提供的装置用于将植物纤维原料加工成生物炭材料，其工作过程如下：首先将密封阀门关闭，然后将混合好的植物纤维等物料从料斗输送至料筒中，然后伸缩缸一启动带动活塞一沿料筒内壁滑动，将植物纤维物料从料筒推进炭化筒中，同时启动伸缩缸二带动活塞二沿炭化筒内壁滑动将植物纤维物料推向炭化筒设置有加热器的一端，并保持压力在2~20 MPa，启动加热器，保持温度在200~500℃，0.5~2 h后，伸缩缸二卸载压力，启动驱动电机，打开密封阀门，伸缩缸二启动，将炭化后的纤维挤出，即得到高吸附性能生物炭。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。