一种轴流式秸秆炭化装置的制作方法

本实用新型涉及秸秆加工技术领域，具体涉及一种秸秆碳化装置。

背景技术：

农作物秸秆存在利用率低、且焚烧导致污染环境等问题，当前为了保护环境，国家要求秸秆禁止野外燃烧，且农作物秸秆是很重要的一种资源，众多专家、学者进行了多方面的研究，秸秆碳化是一种有效的方法，碳化后的秸秆可以作为土壤改良剂，碳基复合肥，水稻育苗基质等。

中国专利号201720110089.6一种秸秆碳化装置，包括碳化炉和秸秆推进装置，秸秆推进装置的出料口与碳化炉的进料口连接，秸秆推进装置包括相互连接的推进仓和压缩仓，压缩仓与碳化炉的进料口连接，推进仓上设有秸秆进料口，推进仓内设有螺旋推进器，螺旋推进器的一端与电机一连接，另一端指向秸秆推进装置的出料口；压缩仓的内壁呈锥形，压缩仓的内壁上设有挤压秸秆的螺纹，所述压缩仓上设有透气孔，该专利提高了秸秆的碳化率。

但是该专利中的装置结构比较复杂，需要将秸秆粉碎后再进行碳化，如果秸秆含水量高，导致秸秆不易粉碎，秸秆炭化时间过长，造成费时、费力且生产成本过高，所以亟需一种碳化时间短、不需要粉碎就能碳化的装置。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决目前需要将秸秆粉碎后再进行碳化，如果秸秆含水量高，导致秸秆不易粉碎，秸秆炭化时间过长，造成费时、费力且生产成本过高的问题，进而提供一种轴流式秸秆炭化装置。

本实用新型的技术方案是：一种轴流式秸秆炭化装置，它包括炭化炉，炭化炉包括进料口I、减速电机I、空心轴和筒体，进料口I设置在筒体一端上半部的侧壁上，空心轴设置在筒体的中轴线上并贯穿筒体，减速电机I安装在空心轴靠近进料口I的一端，减速电机I驱动空心轴转动，所述炭化炉还包括碳料出口端、烟气口、导流板、短齿、长齿、烟囱、烟气过滤器和斜导向板；碳料出口端设置在筒体另一端的下半部的侧壁上，筒体包括内筒和外筒，内筒上的侧壁的内表面设置有Q个斜导向板，Q大于等于10个，外筒侧壁上设置有烟气口，烟气口两端的内筒和外筒呈封闭状态，烟气口处对应的内筒沿圆周方向设置有小孔，所述烟气口包括烟气口I、烟气口II和烟气口III，烟气口I、烟气口II和烟气口III沿碳料出口端到进料口I依次设置，烟气口II的下端与烟气口III的下端通过烟道I连通，烟气口III的上端设置有烟囱，烟囱上端设置有烟气过滤器，从进料口I向碳料出口端在空心轴上依次螺旋设置有M个导流板、N个短齿和P个长齿，M大于等于3个，N大于等于16个，P大于等于28个；

所述碳化装置还包括燃烧炉，燃烧炉设置在碳料出口端一侧的筒体上半部的侧壁上，燃烧炉包括炉体、进料口II、点火门、烟道II、烟道III、炉条、阻隔网和出烟灰口，燃烧炉的一端设置有进料口II，烟道II的下端面固定连接于烟气口I，烟道II的另一端固定连接于炉体的一端且连接处设置有阻隔网，炉体内设置有炉条，炉体的另一端与烟道III的一端固定连接且连接处设置有阻隔网，烟道III的另一端与烟气口II的上端固定连接，烟道II的侧壁和烟道III的上侧壁分别设置有一个风机，出烟灰口设置在炉体的下端；

所述碳化装置还包括搅拌系统，搅拌系统连接于空心轴的另一端且与炭化炉同轴设置，搅拌系统包括两个搅拌轴、链轮、链条和短齿，每个搅拌轴穿过筒体靠近碳料出口端的一端，链轮包括主链轮和两个辅链轮，主链轮套装在空心轴的另一端，每个辅链轮套装在一个搅拌轴位于炭化炉外侧的一端，主链轮与两个辅链轮通过链条连接，每个搅拌轴上螺旋设置有3～5个短齿；

进一步的，所述烟气口I为2/3圆环状，烟气口II和烟气口III为整体环状；

进一步的，所述烟道I的左端设置有冷却管，冷却管穿过碳料出口端的内部且在内部分为多个分支管，分支管设置在碳料出口端的内部两侧壁上，穿出碳料出口端合并为一根冷却管，冷却管的入口端设置有风机；

进一步的，所述碳料出口端设置有螺旋轴，螺旋轴的一端连接有减速电机II，在碳料出口端的外侧设置有水管，在碳料出口端的底部设置有碳料出口；

进一步的，所述外筒靠近碳料出口端的上部侧壁上设置有进水口，外筒靠近碳料出口端的下部侧壁上设置有出水口；

进一步的，所述进料口II下端设置有螺旋轴且连接于炉体上；

进一步的，所述炉条下端设置有螺旋轴；

进一步的，所述炭化炉中的M个导流板，M的取值范围为3～5个；

进一步的，所述炭化炉中的N个短齿，N的取值范围为16～20个，所述炭化炉中的P个长齿，P的取值范围为28～35个；

进一步的，所述炭化炉中的Q个斜导向板，Q的取值范围为10～15个。

本实用新型的原理是：

在实际操作中，首先将干燥粉碎秸秆投入进料口II，经螺旋轴进入燃烧炉的炉体，同时将秸秆加到进料口I中，启动减速电机I，秸秆在进料口I中被导流板向里推送，再由短齿、长齿带动，顺着安装在内筒上的斜导向板将秸秆推送到烟气口II所对着的内筒处(干燥区)停止，打开点火门，将装好干燥粉碎秸秆的燃烧炉点燃，启动烟道III的上端的风机，将燃烧炉的高温热烟气经烟道III，通过烟气口II的上端送入炭化炉的内筒与外筒之间，只有少量的高温热烟气通过内筒上的小孔进入到内筒里面，高温热烟气再经烟气口II的下端送出，经烟道I流出，再经烟气口III的下端再次进入炭化炉的内筒与外筒之间，对预热区的秸秆进行预热，再经烟气口III的上端进入烟囱，最后经烟气过滤器进行处理，回收焦油，木醋液，一氧化碳，甲烷，等可燃烧气体。在干燥区对秸秆进行碳化处理，秸秆碳化产生的烟气通过烟气口I进入烟道II，再进入燃烧炉，然后同燃烧炉产生的高温热烟气的走向一起排出，秸秆碳化3分钟后启动减数电机I将秸秆推到碳化炉的最里面，此时秸秆已经碳化为秸秆碳，启动烟道II侧面的风机，将炭化炉内的烟气经过烟气口I抽出，混入燃烧炉的高温热烟气一同排出，10分钟后启动冷却管的左端的风机，启动减速电机II及螺旋轴导出秸秆炭，进料口I不断加秸秆形成连续生产。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种轴流式秸秆炭化装置，本装置中在炭化炉的筒体上设置有烟气口I、烟气口II和烟气口III，其中烟气口I为2/3圆环状，再配合风机，避免烟气向下走，烟气口II和烟气口III为整体环状，来实现高温热烟气从烟气口II的上端进入，经过炭化炉的内筒与外筒之间，通过高温将秸秆碳化，在内筒上设置有小孔，有助于再经烟气口II流出，再进入烟气口III的下端再次进入炭化炉的内筒与外筒之间，此处的高温热烟气对秸秆进入干燥区之前有预热作用，高温热烟气再烟气口III的上端流出，形成完整的高温热烟气的通道，来实现秸秆的碳化，烟气进入烟囱，最后经烟气过滤器进行处理，回收焦油，木醋液，一氧化碳，甲烷，等可燃烧气体，收集后的一氧化碳、甲烷等可燃气体可以再返回燃烧炉进行燃烧，也可以作为气体燃料另作他用；

内筒里有秸秆料，高温热烟气不好进入，秸秆需要炭化，所以通过烟气口进入的高温热烟气主要通过内筒和外筒之间流动，给碳化炉加热，而在内筒上设置有孔是让热量更好的进入炭化炉内，却不会影响整体高温热烟气的走向；

本装置中设置了三个风机，能够控制高温热烟气的走向，实现秸秆的碳化以及预热工作；

本装置中的导流板、短齿和长齿在空心轴上依次螺旋设置，导流板、短齿、长齿和斜导向板使得秸秆向干燥区推进，省去了秸秆粉碎的步骤，而且也避免了当秸秆含水高不易粉碎的问题，本装置不受秸秆干湿的限制，仅在燃烧炉需要少量的干燥的粉碎秸秆；

本装置中的搅拌系统设置在炭化炉的出秸秆碳的一侧，搅拌系统的带有短齿的搅拌轴不断搅动秸秆碳，有助于把秸秆炭的热量，烟气尽快排出；

本装置为轴流式秸秆炭化装置，特点是秸秆不用粉碎，直接碳化，轴流推进秸秆进料快，生产效率高，碳化成品价格低。

附图说明

图1是本实用新型的主视示意图；

图2是本实用新型图1中的局部放大示意图；

图3是本实用新型中高温热烟气再燃烧炉内的走向示意图；

图4是本实用新型图1中的a-a的剖视(放大)示意图；

图5是本实用新型图1中的b-b的剖视(放大)示意图；

图6是本实用新型图1中的c-c的剖视(放大)示意图；

图7是本实用新型中斜导向板的局部放大示意图；

图8是本实用新型中长齿的局部放大示意图；

图9是本实用新型中短齿的局部放大示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-9说明本实施方式，本实施方式所述一种轴流式秸秆炭化装置，它包括炭化炉，炭化炉包括进料口I1、减速电机I2、空心轴3和筒体4，进料口I1设置在筒体4的一端上半部的侧壁上，空心轴3设置在筒体4的中轴线上并贯穿筒体4，减速电机I2安装在空心轴3靠近进料口I1的一端，减速电机I驱动空心轴3转动，所述炭化炉还包括碳料出口端18、烟气口、导流板5、短齿6、长齿7、烟囱16、烟气过滤器17和斜导向板8；碳料出口端18设置在筒体4的另一端的下半部的侧壁上，筒体4包括内筒10和外筒11，内筒10的上侧壁的内表面设置有Q个斜导向板8，Q大于等于10个，外筒11侧壁上设置有烟气口，烟气口两端的内筒10和外筒11呈封闭状态，烟气口处对应的内筒10沿圆周方向设置有小孔，所述烟气口包括烟气口I12、烟气口II13和烟气口III14，烟气口I12、烟气口II13和烟气口III14沿碳料出口端18到进料口I1依次设置，烟气口II13的下端与烟气口III14的下端通过烟道I15连通，烟气口III14的上端设置有烟囱16，烟囱16上端设置有烟气过滤器17，从进料口I1向碳料出口端18在空心轴3上依次螺旋设置有M个导流板5、N个短齿6和P个长齿7，M大于等于3个，N大于等于16个，P大于等于28个；

所述碳化装置还包括燃烧炉，燃烧炉设置在碳料出口端18一侧的筒体4上半部的侧壁上，燃烧炉包括炉体19、进料口II20、点火门21、烟道II22、烟道III23、炉条24、阻隔网25和出烟灰口26，燃烧炉的一端设置有进料口II20，烟道II22的下端面固定连接于烟气口I12，烟道II22的另一端固定连接于炉体19的一端且连接处设置有阻隔网25，炉体19内设置有炉条24，炉体19的另一端与烟道III23的一端固定连接且连接处设置有阻隔网25，烟道III23的另一端与烟气口II13的上端固定连接，烟道II22的侧壁和烟道III23的上侧壁分别设置有一个风机35，出烟灰口26设置在炉体19的下端；

所述碳化装置还包括搅拌系统，搅拌系统连接于空心轴3的另一端且与炭化炉同轴设置，搅拌系统包括两个搅拌轴27、链轮、链条28和短齿6，每个搅拌轴穿过筒体4靠近碳料出口端18的一端，链轮包括主链轮29和两个辅链轮30，主链轮29套装在空心轴的另一端，每个辅链轮30套装在一个搅拌轴27位于炭化炉外侧的一端，主链轮29与两个辅链轮30通过链条28连接，每个搅拌轴27上螺旋设置有3～5个短齿6；

在本实施方式中，本装置的炭化炉分为加料区(A)、预热区(B)和干燥区(C)，在加料区(A)投入秸秆，经预热区(B)预热，再经干燥区(C)进行碳化处理，最后通过碳料出口端18将秸秆碳排出；

炭化炉的筒体上设置有烟气口I12、烟气口II13和烟气口III14，再配合风机，烟气口I12是用来排出秸秆碳化产生的烟气，烟气进入烟道II22，经过阻隔网25进入燃烧炉，与燃烧炉的高温热烟气一起，经阻隔网25进入烟道III23，在烟道III23上端的风机的作用下，高温热烟气通过烟气口II13的上端进入炭化炉的内筒10与外筒11之间，在高温热烟气的作用下，在低氧环境下，秸秆经高温碳化，高温热烟气经烟道III23进入烟气口II13的上端，经过烟气口III13的内腔，进入烟气口III13的下端，再次进入炭化炉的内筒10与外筒11之间，此处的高温热烟气对秸秆进入干燥区之前有碳化作用，高温热烟气再经烟气口III14的上端流出，形成完整的高温热烟气的通道，来实现秸秆的碳化，而经烟气口III14的上端流出的烟气进入烟囱16，最后经烟气过滤器17进行处理，回收焦油，木醋液，一氧化碳，甲烷，等可燃烧气体；炭化炉的内筒10里有秸秆料，高温热烟气不好进入，秸秆需要炭化，所以通过烟气口进入的高温热烟气主要通过内筒10和外筒11之间流动，给碳化炉加热，而在内筒10上设置有孔是让热量更好的进入炭化炉内，却不会影响整体高温热烟气的走向；

本装置中的导流板5、短齿6、长齿7和斜导向板8使得秸秆向干燥区推进，省去了秸秆粉碎的步骤，而且也避免了当秸秆含水高不易粉碎的问题，本装置不受秸秆干湿的限制，仅在燃烧炉需要少量的干燥的粉碎秸秆；

本装置中的搅拌系统设置在炭化炉的出秸秆碳的一侧，搅拌系统的带有短齿的搅拌轴不断搅动秸秆碳，有助于把秸秆炭的热量，烟气尽快排出。

具体实施方式二：结合图1、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式所述烟气口I12为2/3圆环状，烟气口II13和烟气口III14为整体环状；其它结构与连接关系与具体实施方式一相同；

在本实施方式中，其中烟气口I为2/3圆环状，再配合风机，避免烟气向下走，烟气口II和烟气口III为整体环状，来实现高温热烟气从烟气口II的上端进入，经过炭化炉的筒体，再经烟气口II流出，再进入烟气口III的下端再次进入炭化炉的筒体，此处的高温热烟气对秸秆进入干燥区之前有预热作用，高温热烟气再由烟气口III的上端流出，形成完整的高温热烟气的通道。

具体实施方式三：结合图1-9说明本实施方式，本实施方式所述烟道I15的左端设置有冷却管31，冷却管31穿过碳料出口端18的内部且在内部分为多个分支管，分支管设置在碳料出口端18的内部两侧壁上，穿出碳料出口端18合并为一根冷却管31，冷却管31的入口端设置有风机35；其它结构与连接关系与具体实施方式一或二相同；

在本实施方式中，在碳料出口端18外部的冷却管31为一根总管，在碳料出口端18内部的冷却管31由多跟分支管组成，且分支管分别排布在碳料出口端18的内壁两侧，启动风机将冷风吹入冷却管31中，目的是将秸秆碳进行冷却降温后排出。

具体实施方式四：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式所述碳料出口端18设置有螺旋轴36，螺旋轴36的一端连接减速电机II37，碳料出口端18的外侧设置有水管32，碳料出口端18的底部设置有碳料出口9；其它结构与连接关系与具体实施方式一至三之一相同；

在本实施方式中，水管32内通入冷水，将秸秆碳进一步降温，秸秆碳通过螺旋轴36旋转到碳料出口9送出。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述外筒11靠近碳料出口端18的上部侧壁上设置有进水口33，外筒11靠近碳料出口端18的下部侧壁上设置有出水口34；其它结构与连接关系与具体实施方式一至四之一相同；

在本实施方式中，水在内筒10和外筒11之间流动，且水流在烟气口I12左侧的筒体4内流动，目的是配合搅拌系统对秸秆碳在搅动过程中进一步降温。

具体实施方式六：结合图1、图4和图5说明本实施方式，本实施方式所述进料口II20下端设置有螺旋轴36且连接于炉体19上；其它结构与连接关系与具体实施方式一至五之一相同；

在本实施方式中，干秸秆燃烧后的秸秆碳灰通过螺旋轴36旋转到出烟灰口26送出。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述炉条24下端设置有螺旋轴36，出碳灰口26设置在螺旋轴36的下端；其它结构与连接关系与具体实施方式一至六之一相同

在本实施方式中，在燃烧炉中燃烧完的秸秆碳灰通过螺旋轴36旋转到出碳灰口26送出。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述炭化炉中的M个导流板5，M的取值范围为3～5个；其它结构与连接关系与具体实施方式一至七之一相同；

在本实施方式中，秸秆从加料区(A)投入，经预热区(B)预热，再经干燥区(C)进行碳化处理，导流板5能够使得秸秆顺利导入。

具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述所述炭化炉中的N个短齿6，N的取值范围为16～20个，所述炭化炉中的P个长齿7，P的取值范围为28～35个；其它结构与连接关系与具体实施方式一至八之一相同；

在本实施方式中，短齿6和长齿7能够继续推动秸秆向干燥区(C)推进，短齿和长齿都包括齿本体和弧面齿座，弧面齿座用于连接空心轴3。

具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述炭化炉中的Q个斜导向板8，Q的取值范围为10～15个；其它结构与连接关系与具体实施方式一至九之一相同；

在本实施方式中，斜导向板8设置在内筒的上端内表面，主要设置在预热区(B)和干燥区(C)内筒的上端内表面，辅助导流板5、短齿6和长齿7，将秸秆向前推进。

工作过程：

在实际操作中，首先将干燥粉碎秸秆投入进料口II20，经螺旋轴36进入燃烧炉的炉体19，同时将秸秆加到进料口I1中，启动减速电机I2，秸秆在进料口I1中被导流板5向里推送，再由短齿6、长齿7带动，顺着安装在内筒上的斜导向板8将秸秆推送到烟气口II13所对着的内筒10处(干燥区C)停止，打开点火门21，将装好干燥粉碎秸秆的燃烧炉点燃，启动烟道III23的上端的风机，将燃烧炉的高温热烟气经烟道III23，通过烟气口II13的上端送入炭化炉的内筒10与外筒11之间，只有少量的高温热烟气通过内筒10上的小孔进入到内筒10里面，高温热烟气再经烟气口II13的下端送出，经烟道I15流出，再经烟气口III14的下端再次进入炭化炉的内筒10与外筒11之间对预热区(B)的秸秆进行预热，再经烟气口III14的上端进入烟囱16，最后经烟气过滤器17进行处理，回收焦油，木醋液，一氧化碳，甲烷，等可燃烧气体。在干燥区(C)对秸秆进行碳化处理，秸秆碳化产生的烟气通过烟气口I12进入烟道II22，再进入燃烧炉，然后同燃烧炉产生的高温热烟气的走向一起排出，秸秆碳化3分钟后启动减数电机I2将秸秆推到碳化炉的最里面，此时秸秆已经碳化为秸秆碳，启动烟道II22侧面的风机，将炭化炉内的烟气经过烟气口I12抽出，混入燃烧炉的高温热烟气一同排出，10分钟后启动冷却管31的左端的风机，启动减速电机II37及螺旋轴36导出秸秆炭，进料口I1不断加秸秆形成连续生产。