一种农作物废弃物碳化系统的制作方法

本实用新型涉及碳化设备技术领域，具体涉及一种农作物废弃物碳化系统。

背景技术：

在农业生产或农产品加工过程中，会产生大量的农作物废弃物，如棉花、农作物秸秆、花生壳、杏仁壳、稻壳等。对于这些农作物废弃物，传统的处理方式主要是采用焚烧的方式进行处理，这样的处理方式不仅污染大气，而且不能形成有效的能源回收，造成资源浪费。据调查，目前我国农作物废弃物的利用率约为33％，其中大部分未经处理，而经过技术处理后利用的不到3％。

碳化工艺作为一种新型的处理工艺，对农作物废弃物进行碳化处理，能够回收木炭、焦油、木醋汁和可燃气体，实现能源的回收利用。然而，现有的碳化装置多为现场就地筑窑炭烧，这种处理方式一方面人力劳动强度大，并且不易掌握碳化过程，另一方面不利于回收可用能源，容易造成环境污染；也有现有技术将农作物废弃物放置在密闭的炉体中并用加热装置直接加热炉体来实现碳化过程，但该方式仍然存在热量散失严重、碳化不彻底、能耗大的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种农作物废弃物碳化系统，用于对农作物废弃物进行碳化处理，并对产生的烟气进行回收处理，解决现有技术热量散失严重，碳化不彻底以及烟气冷凝回收效果不理想的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种农作物废弃物碳化系统，包括碳化装置和烟气冷凝回收装置，所述碳化装置包括顶部开口的外壳、设置在外壳内且顶部开口的碳化炉体、以及分别将外壳和炭化炉体的顶部开口盖合的碳化炉盖；所述外壳内底部和内壁上均设置有保温砖层；所述保温砖层与碳化炉体之间设置有加热空间，所述加热空间内设置有对炭化炉体进行加热的电加热器；所述碳化炉盖上设置有连通与碳化炉体内部连通的出气管；所述烟气冷凝回收装置与出气管连通。

进一步地，所述烟气冷凝回收装置包括冷凝水循环机构和烟气冷凝机构；所述冷凝水循环机构包括倾斜设置的循环水箱，循环水箱下端设置有冷凝水出口，上端设置有冷凝水进口；所述烟气冷凝机构设置在循环水箱内部。

进一步地，所述烟气冷凝机构包括导气管、螺旋绕管、导液总管和多根导液分管；所述导气管一端与出气管连通，另一端延伸至循环水箱内部下端并与螺旋绕管一端连通；所述螺旋绕管另一端延伸出循环水箱外部；所述导液分管一端分别连接在每一圈螺旋绕管的下端，另一端与导液总管汇集连通；所述导液总管末端从循环水箱下端延伸出。

进一步地，所述电加热器包括主加热器和多个辅助加热器，主加热器设置在碳化炉体正下方的保温砖层上，多个辅助加热器均匀分布设置在保温砖层内壁上。

进一步地，所述外壳顶部两端相对设置有第一凸出部和第二凸出部；所述碳化炉盖与第一凸出部水平转动连接。

进一步地，所述外壳内部设置有第一冷却水循环空间，第一凸出部和第二凸出部内部均设置有与第一冷却水循环空间连通的第二冷却水循环空间；所述第一凸出部上设置有进水口，第二凸出部上设置有出水口。

进一步地，所述碳化炉盖包括第一钢板层、第二钢板层以及设置在第一钢板层和第二钢板层之间的隔热层。

进一步地，所述第一钢板层顶部设置有拉手。

进一步地，所述外壳内底部的保温砖层上至少间隔设置有两个支撑体，所述碳化炉体底部设置在支撑体顶部。

进一步地，所述保温砖层内壁上设置有电绝缘层。

本方案所述农作物废弃物碳化系统其工作原理为：碳化装置对农作物废弃物进行碳化处理后，产生的烟气通过导气管进入螺旋绕管，烟气别循环水箱中的冷凝水冷却，冷凝液从导液分管中流出螺旋绕管，并汇集到导液总管而实现冷凝液回收，不被冷凝的可燃气体则从螺旋绕管末端排除后回收利用。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本方案所述的农作物废弃物碳化系统，碳化装置的设置了新型的碳化炉体结构，在加热过程中热量散失少，加热效率高，碳化效果彻底。

2.本方案所述的农作物废弃物碳化系统，烟气冷凝回收装置设置了新型的结构，大幅延长了烟气在循环水箱中的接触面积和停留时间，冷凝液回收效果理想。

3.本方案所述的农作物废弃物碳化系统，冷凝水循环机构同时实现对碳化装置的循环供水，简化了设备的结构。

4.本方案所述的农作物废弃物碳化系统，分别从碳化装置和烟气冷凝回收装置进行改进，使得农作物废弃物的碳化效果和烟气的回收效果得到理想的保证，其结构简单，操作方便，很好的解决了解决现有技术热量散失严重，碳化不彻底以及烟气冷凝回收效果不理想的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型所述农作物废弃物碳化装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述碳化炉盖的结构示意图；

图3是本实用新型实所述烟气冷凝回收装置的结构示意图；

图4是本实用新型所述农作物废弃物碳化系统的结构示意图。

图中标记为：1-外壳，2-碳化炉体，3-碳化炉盖，4-保温砖层，5-加热空间，6-出气管，7-主加热器，8-辅助加热器，9-电绝缘层，10-第一冷却水循环空间，11-第二冷却水循环空间，12-出水口，13-进水口，14-第一凸出部，15-第二凸出部，16-拉手，17-支架，18-循环水箱，19-冷凝水出口，20-冷凝水进口，21-延伸部，22-蓄水池，23-输水泵，24-导气管，25-螺旋绕管，26-导液分管，27-导液总管，28-冷凝液收集箱，31-第二钢板层，32-硬质石墨毡层，33-硅酸铝纤维层，34-第一钢板层，35-连接部，36-锁紧部。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

实施例1

请参照图1～4所示，一种农作物废弃物碳化系统，包括烟气冷凝回收装置和实施例1所述的碳化装置。

所述农作物废弃物碳化装置，包括顶部开口的外壳1、分别设置在外壳1内部的保温砖层4、电加热器以及顶部开口的碳化炉体2、盖在碳化炉体2顶部开口上的碳化炉盖3。

所述外壳1内部设置有第一冷却水循环空间10；外壳1顶部两端相对设置有第一凸出部14和第二凸出部15；第一凸出部14和第二凸出部15内部均设置有与第一冷却水循环空间10连通的第二冷却水循环空间11，所述第一凸出部14上设置有进水口13，第二凸出部15上设置有出水口12。

所述保温砖层4紧贴设置在外壳1的底部和内壁上；所述保温砖层4内底部至少间隔设置有两个支撑体；所述支撑体的材质为与保温砖层4相同的保温砖。

所述支撑体优选为三个，间隔呈环状设置。所述碳化炉体2设置在支撑体上；碳化炉体2顶部边缘设置有水平延伸至保温砖层4顶部的延伸部21；所述延伸部21顶端表面与外壳1顶端平齐。

所述碳化炉体2与保温砖层4之间设置有有加热空间5。所述电加热器设置在加热空间5内。具体地讲，所述电加热器包括主加热器7和多个辅助加热器8；主加热器7设置在碳化炉体2正下方的保温砖层4上，多个辅助加热器8均匀分布设置在保温砖层4内壁上。

所述保温砖层4内壁上设置有电绝缘层9，目的是防止发生触电事故，同时起到隔热的作用，因此具有耐高温、绝缘和绝热性能的材料均可用作电绝缘层9的材料。在本实施例中，所述电绝缘层9使用的材质是岩棉板。

所述碳化炉盖3设置在碳化炉体2顶部开口上。所述碳化炉盖3包括第一钢板层34、第二钢板层31以及设置在第一钢板层34和第二钢板层31之间的隔热层。所述隔热层包括硅酸铝纤维层33和硬质石墨毡层32，所述硅酸铝纤维层33设置在硬质石墨毡层32上方。需要说明的是，隔热层可以为单层的硅酸铝纤维层33，也可为酸铝纤维层和硬质石墨毡层32组成的双层结构。

所述第一钢板层34的顶部两端相对设置有连接部35和锁紧部36；所述连接部35通过圆柱销可转动设置在第一凸出部14上；所述锁紧部36通过螺栓连接在第二凸出部15上。

所述碳化炉盖3上设置有与碳化炉体2内部连通的出气管6。

为了便于打开碳化炉盖3，所述第一钢板层34顶部靠近锁紧部36一端设置有拉手16。

本方案所述的农作物废弃物碳化装置的工作原理为：使用时，拧开锁紧部36上的螺栓，用手拉住拉手16，向左或者向右将碳化炉盖3从碳化炉体2顶部开口上挪开，便于投料或取料；将农作物废弃物放入碳化炉体2内后，再次盖合碳化炉盖3，打开主加热器7和多个辅助加热器8的电源，对碳化炉体2进行辐射加热，碳化炉体2将热量传递给农作物废弃物，农作物废弃物在无氧环境下被高温碳化，碳化生成的木炭留在碳化炉体2内，烟气通过出气管6排出，待后续处理；同时解热空间内的热量被保温砖层4隔绝，减少热量散失；但保温砖层4仍然会有部分热量传出，传出的热量被外壳1内部的循环冷却水进一步回收，不会对工作环境升温并防止工作人员被意外烫伤。

所述烟气冷凝回收装置包括冷凝水循环机构和烟气冷凝机构。

所述冷凝水循环机构包括支架17、循环水箱18、蓄水池22和输水泵23。所述循环水箱18倾斜设置在支架17上，循环水箱18下端设置有冷凝水出口19，上端设置有冷凝水进口20。所述输水泵23的进水管与蓄水池22连通、出水管分别与循环水箱18上端的冷凝水进口20和第一凸出部14上的进水口13连通。所述第二凸出部15上的出水口12和循环水箱18下端的冷凝水出口19通过管道与蓄水池22连通，实现冷凝水的循环流通。

所述烟气冷凝机构包括导气管24、螺旋绕管25和导液管。

所述导气管24一端与碳化炉盖3上的出气管6连通；导气管24另一端延伸至循环水箱18内部下端，并与螺旋绕管25一端连通；所述螺旋绕管25另一端延伸出循环水箱18外部，并与一余气收集罐连通，用于收集不冷凝的可燃气体。

所述导液管包括导液总管27和多根导液分管26。所述导液分管26一端分别连接在每一圈螺旋绕管25的下端，导液分管26的另一端与导液总管27汇集连通；所述导液总管27末端延伸出循环水箱18并与一冷凝液收集箱28连通。

本方案所述农作物废弃物碳化系统，其工作原理为：碳化装置对农作物废弃物进行碳化处理后，产生的烟气通过导气管24进入螺旋绕管25，烟气别循环水箱18中的冷凝水冷却，冷凝液从导液分管26中流出螺旋绕管25，并汇集到导液总管27，收集到冷凝液收集箱28中，不被冷凝的可燃气体从螺旋绕管25末端排除后收集到余气收集罐中，实现回收利用。冷凝水循环机构同时实现对碳化装置的循环供水，简化了设备的结构。

以上为本方案的主要特征及其有益效果，本行业的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本方案的原理，在不脱离本方案精神和范围的前提下，本方案还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本方案要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒介简介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。