本申請(qǐng)涉及生物質(zhì)類(lèi)固體廢棄物熱解裝置，特別是涉及一種籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置。
背景技術(shù)：
在生物質(zhì)利用多元化的今天，熱解氣化仍然是目前應(yīng)用比較成熟的、對(duì)產(chǎn)業(yè)政策依賴(lài)較少的利用技術(shù)之一，在我國(guó)也得到了廣泛的示范及產(chǎn)業(yè)推廣，特別是氣、炭、液聯(lián)產(chǎn)的方式，對(duì)于改善我國(guó)農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)、合理利用秸稈、緩解因秸稈焚燒造成的空氣污染等均具有重要意義。在生物質(zhì)熱解氣化的過(guò)程中，除了產(chǎn)生可供農(nóng)村居民使用的清潔燃?xì)庖酝?，還會(huì)產(chǎn)生生物質(zhì)碳、焦油和木醋液等副產(chǎn)品，其中木醋液是一種赤褐色水溶性混合物溶液，其中含有機(jī)酸、醇、醛、酮、酯、苯、酚等多種有機(jī)化合物，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、土壤修復(fù)、醫(yī)藥保健等領(lǐng)域。而生物質(zhì)碳用于土壤改良，可以改善土壤環(huán)境、提高作物產(chǎn)量。使用木醋液與木炭制備的土壤改良劑具有穩(wěn)定的化學(xué)和生物性能，在碳減排、土壤修復(fù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境修復(fù)等方面，均具有很高的價(jià)值。
我國(guó)目前在木醋液與木炭生產(chǎn)與應(yīng)用方面也取得了一系列的進(jìn)展，專(zhuān)利號(hào)為CN201010287261.8的專(zhuān)利公布了一種生物質(zhì)炭、氣、油與木醋液聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及聯(lián)產(chǎn)方法，通過(guò)水冷裝置氣液分離出來(lái)的混合液中的木醋液和木焦油進(jìn)行分離的液態(tài)分離。專(zhuān)利號(hào)為CN201610000572.9的專(zhuān)利公布了將生物質(zhì)制棒后熱解制備水煤氣、焦油和木醋液的過(guò)程。專(zhuān)利號(hào)為CN201610023824.X的專(zhuān)利介紹了由秸稈制粒、熱解、吸附及減壓蒸餾制備精致木醋液的方法，該方法制備的木醋液經(jīng)臭氧或紫外光照處理，除去了木醋液中木焦油及大部分苯酚等有害物質(zhì)。專(zhuān)利號(hào)為CN201410121926.6的專(zhuān)利公布了由大豆秸稈、蓖麻桿及棉花秸稈在560℃-600℃下熱解制備木醋液及木醋液水溶肥的工藝。專(zhuān)利CN201610078638.6中將木材、果殼等原料置放在密閉碳化爐內(nèi)，煙氣冷卻后回收木醋液，木材原料碳化后得到木炭。專(zhuān)利CN201510150488.0介紹了使用在木醋液生產(chǎn)過(guò)程中利用爐溫余熱蒸餾精制的辦法。專(zhuān)利CN201310464142.9介紹了一種生物質(zhì)無(wú)氧碳化生產(chǎn)木醋液與木炭的裝置。
其他相關(guān)生物質(zhì)氣化專(zhuān)利還有：CN201110067027.9(一種農(nóng)作物秸稈制取木炭活性炭可燃?xì)馍镉偷闹谱鬓k法)，CN200910300363.6(一種廢棄生植物高效清潔環(huán)保循環(huán)綜合利用方法及系統(tǒng))，CN201410815600.3(一種高效率的生物質(zhì)熱解及提純工藝)，CN201510813888.5(一種生物炭基生態(tài)肥的生產(chǎn)方法)，CN20130595264.1(一種木醋液精制設(shè)備)，CN201610078636.7(一種利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)木醋液的裝置)，CN201310464142.9(環(huán)保型生物質(zhì)棄物無(wú)氧碳化生產(chǎn)木醋液木炭的密閉設(shè)備)，CN201210297471.4(一種鹽堿土壤改良劑)等。
雖然在生物質(zhì)熱解制備木炭及木醋液方面已經(jīng)開(kāi)展了大量研究，但靜置分離木醋液是其重要的分離手段，而所得木醋液與木炭二次混合過(guò)程，造成了部分有機(jī)成分的損失，也易造成二次污染。因此，有必要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效、集成化程度高的生物質(zhì)基土壤改良劑制備設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
【發(fā)明目的】本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置，具有集成化程度高、設(shè)備緊湊、占地小等優(yōu)點(diǎn)，為制備生物質(zhì)基土壤改良劑產(chǎn)品、合理利用秸稈避免田間焚燒等提供了新思路。
【本發(fā)明的構(gòu)思】針對(duì)目前生物質(zhì)熱解制備木炭及木醋液過(guò)程中已造成二次污染等問(wèn)題，本發(fā)明將生物質(zhì)熱解生產(chǎn)與炭基產(chǎn)品合成過(guò)程相耦合，并采用籃式推拉進(jìn)料方式，增加了操作便捷性。通過(guò)控制熱解溫度與熱解氣停留時(shí)間，可以制備出成分不同的土壤改良劑。
【本發(fā)明技術(shù)方案】
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明實(shí)施方式一種籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置，該裝置主體為熱解倉(cāng)與吸附倉(cāng)，熱解倉(cāng)通過(guò)外加燃料油或熱解氣燃燒供熱，吸附倉(cāng)利用余熱保溫，不外加熱源；兩倉(cāng)均使用方形快開(kāi)盲板開(kāi)關(guān)，內(nèi)置軌道，方便方形提籃推拉；兩倉(cāng)間留有通氣孔，供熱解氣由熱解倉(cāng)進(jìn)入吸附倉(cāng)；兩倉(cāng)之間有隔熱層，以保證熱解效果。
上述籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置中，熱解倉(cāng)位于裝置底端，其下端開(kāi)有兩孔，分別是燃料油與熱解氣進(jìn)口，通過(guò)泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)入熱解倉(cāng)燃燒加熱。設(shè)備啟動(dòng)時(shí)由燃料油提供熱源，后續(xù)由熱解氣提供能量；熱解所得粗燃?xì)膺M(jìn)入吸附倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行吸附凈化，控制一定停留時(shí)間后，燃?xì)饣亓鬟M(jìn)入熱解倉(cāng)；熱解倉(cāng)頂部設(shè)有排空管道，燃燒氣體凈化后排空，爐底部開(kāi)有灰分清理口。
上述籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置中，吸附倉(cāng)位于裝置上端，其頂端開(kāi)有一孔，熱解燃?xì)膺M(jìn)入吸附倉(cāng)停留后，經(jīng)此空回流至熱解倉(cāng)燃燒供熱。吸附材料就地選用熱解所得木炭，吸附完畢，將吸附倉(cāng)中吸附籃抽出，所得產(chǎn)品即為生物質(zhì)基土壤改良劑。
上述籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置中，通過(guò)控制熱解倉(cāng)燃料油進(jìn)料調(diào)節(jié)閥門(mén)大小，燃料氣流速來(lái)控制溫度，進(jìn)而控制進(jìn)入吸附倉(cāng)中粗熱解氣成分，從而達(dá)到改變生物質(zhì)基土壤改良劑組分含量的目的。
上述籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置中，為了增加產(chǎn)品中有機(jī)酸等的含量，可采用不更換吸附倉(cāng)木炭、增加熱解倉(cāng)更換循環(huán)加熱的方式。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施方式提供的集內(nèi)籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置集成化、功能化程度高，方便實(shí)用。
本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：
1.使用熱解所得燃?xì)鈱?duì)生物質(zhì)類(lèi)廢棄物進(jìn)行熱解，通過(guò)燃?xì)饣亓髋c回用，減少二次污染，并減少外源能量攝入；
2.籃式物料放置，便于裝卸；
3.可燃?xì)饣赜茫\(yùn)營(yíng)成本低，杜絕二次污染；
4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)合緊湊，設(shè)備造價(jià)低；
5.可適用于多種固體廢棄物的處理，設(shè)備適用性強(qiáng)。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置示意圖；
圖中各標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的部件為：A-吸附倉(cāng)俯視圖；B-兩倉(cāng)銜接處剖面圖；C-熱解倉(cāng)俯視圖；D-設(shè)備剖面圖；E-燃料油；F-凈化塔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
單次處理5kg稻殼制備稻殼基土壤改良劑
首先檢查整個(gè)裝置的氣密性。
其次稱(chēng)取一定質(zhì)量的稻殼，并測(cè)量粒徑(0.3-0.45mm為例)，裝填至熱解倉(cāng)內(nèi)，關(guān)好倉(cāng)門(mén)；稱(chēng)量2kg稻殼木炭裝填至吸附倉(cāng)中；設(shè)定熱解爐溫度為400℃，打開(kāi)燃料油閥門(mén)，對(duì)熱解倉(cāng)進(jìn)行加熱；加熱10分鐘后打開(kāi)爐內(nèi)燃?xì)饣亓鏖y，以燃?xì)鉃闊嵩磳?duì)熱解爐進(jìn)行加熱；關(guān)閉燃料油閥門(mén)。反應(yīng)結(jié)束后，待加熱倉(cāng)冷卻至室溫，打開(kāi)艙門(mén)，取出熱解所得稻殼木炭，更換另一批次5kg稻殼后重復(fù)以上操作。操作3批次后，取出吸附倉(cāng)產(chǎn)品，混合均勻后自然風(fēng)干，進(jìn)行表征，結(jié)果如下：pH(水/炭比5：1)為5.8，有機(jī)碳386.4g˙kg-1，全氮14.54g˙kg-1，速效磷351.4mg˙kg-1，全鉀455.1g˙kg-1。該種土壤改良劑用于鹽堿地改良，可使土壤pH值降低0.2-0.67個(gè)單位，并可提高土壤有機(jī)質(zhì)及全鹽含量。
實(shí)施例2
單次處理5kg玉米秸稈制備玉米秸稈基土壤改良劑
首先檢查整個(gè)裝置的氣密性。
其次稱(chēng)取5kg的玉米秸稈，并測(cè)量粒徑(0.2mm以下為例)，裝填至熱解倉(cāng)內(nèi)，關(guān)好倉(cāng)門(mén)；稱(chēng)量2kg玉米秸稈木炭裝填至吸附倉(cāng)中；設(shè)定熱解爐溫度為500℃，打開(kāi)燃料油閥門(mén)，對(duì)熱解倉(cāng)進(jìn)行加熱；加熱10分鐘后打開(kāi)爐內(nèi)燃?xì)饣亓鏖y，以燃?xì)鉃闊嵩磳?duì)熱解爐進(jìn)行加熱；關(guān)閉燃料油閥門(mén)。反應(yīng)結(jié)束后，待加熱倉(cāng)冷卻至室溫，打開(kāi)艙門(mén)，取出熱解所得玉米秸稈木炭，與吸附倉(cāng)產(chǎn)品，將后者混合均勻后自然風(fēng)干，進(jìn)行表征，結(jié)果如下：pH(水/炭比5：1)為7.6，有機(jī)碳406.4g˙kg-1，全氮12.12g˙kg-1，速效磷298.1mg˙kg-1，全鉀341.1g˙kg-1。該種土壤改良劑用于沙地土壤鹽堿地改良，可顯著提高土壤水溶性碳氧、可溶酚以及無(wú)極氮的含量，用于甘薯培植，干物質(zhì)收獲量提高15-23％，產(chǎn)量可提高16％。
實(shí)施例3
單次處理5kg木屑制備木屑基土壤改良劑
首先檢查整個(gè)裝置的氣密性。
其次稱(chēng)取5kg木屑，裝填至熱解倉(cāng)內(nèi)，關(guān)好倉(cāng)門(mén)；稱(chēng)量2kg玉米秸稈木炭裝填至吸附倉(cāng)中；設(shè)定熱解爐溫度為600℃，打開(kāi)燃料油閥門(mén)，對(duì)熱解倉(cāng)進(jìn)行加熱；加熱10分鐘后打開(kāi)爐內(nèi)燃?xì)饣亓鏖y，以燃?xì)鉃闊嵩磳?duì)熱解爐進(jìn)行加熱；關(guān)閉燃料油閥門(mén)。反應(yīng)結(jié)束后，待加熱倉(cāng)冷卻至室溫，打開(kāi)艙門(mén)，取出熱解所得木屑木炭，更換另一批次5kg木屑后重復(fù)以上操作。操作2批次后，取出吸附倉(cāng)產(chǎn)品，混合均勻后自然風(fēng)干，進(jìn)行表征，結(jié)果如下：pH(水/炭比5：1)為6.1，有機(jī)碳395.1g˙kg-1，全氮13.45g˙kg-1，速效磷314.5mg˙kg-1，全鉀364.4g˙kg-1。該種土壤改良劑用于粉砂土壤改良，可降低土壤容重14.3％，保水率提高16.8％。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的生物質(zhì)基土壤改良劑設(shè)備安裝方便、操作簡(jiǎn)單，可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行工藝調(diào)節(jié)，所得的產(chǎn)品可適用于各種土壤環(huán)境。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。