一种田菁生物炭制备方法及装置

本发明涉及生物炭的，尤其是涉及一种田菁生物炭制备方法及装置。

背景技术：

1、田菁为一年生豆科草本植物，羽状复叶，高度可达2.0～3.5m，根系发达，具有2种不同的结瘤方式且固氮能力强、生物量大，是优质的夏季绿肥，在东北、华北、华东、华南、华中和西北地区广泛种植。

2、目前通常将田菁刈割及翻压还田，但是仍然有大量田菁被废弃，进而造成生物资源的浪费。近年来，随着热解技术逐步在我国推行，使得废弃生物质回收利用和能源再生得以实现。然而，在通过生物质热解技术获得可再生能源和化学品的同时，也产生了大批量的副产品——生物炭。目前，生物炭被广泛应用在农业上，比如被用来土壤改良和土壤修复。此外，由于生物炭具有一定的分配作用和表面吸附作用，生物炭也逐渐被用作吸附剂。

3、发明人将废弃的田菁制备成生物炭，不仅使废弃的生物质回收利用，而且制备得到的田菁生物炭能重新应用于农业，改良和修复土壤。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种田菁生物炭制备方法及装置，不仅使废弃的生物质回收利用，而且制备得到的田菁生物炭能重新应用于农业，改良和修复土壤。

2、本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种田菁生物炭制备方法，包括以下步骤：

4、s1，将废弃田菁进行预处理；

5、s2，将经过预处理的田菁进行蒸汽处理，干燥后得到生物炭前驱体；

6、s3，将生物炭前驱体送入生物炭制备装置进行碳化处理，得到生物炭。

7、优选的，所述步骤s1中，将田菁浸泡于质量分数为20~30%的盐酸溶液中，浸泡时间为2~3h。

8、优选的，所述步骤s2中对田菁进行蒸汽处理时，压力为0.1~0.2mpa。

9、一种田菁生物炭制备装置，包括：裂解炉和连接箱；裂解炉的进料端连通有进料斗，所述连接箱设置于裂解炉出料端的一侧，所述连接箱的内部开设有储液腔，所述储液腔的内部填充有冷却水；辅助机构，所述辅助机构包括出料机构和冷却机构；其中，所述出料机构包括固定连接于储液腔内部的连接壳，所述连接壳的一端开口与外界连通，所述连接壳的内部设置有转轴，所述转轴的表面固定连接有螺旋输送叶板，所述转轴的一端依次贯穿连接壳和连接箱并设置有电机；所述冷却机构设置于连接箱的表面，且冷却机构用于对生物炭的冷却散热。

10、优选的，所述出料机构还包括设置于连接箱顶部的导料壳，所述导料壳的下端贯穿连接箱并与连接壳相连通，且裂解炉的出料端与导料壳相连通，所述导料壳的内壁转动连接有数量为两个且相互配合的破碎辊。

11、优选的，两个所述破碎辊的另一端均贯穿出导料壳并固定连接有相互啮合的齿轮，其中一个所述破碎辊的一端贯穿出导料壳并设置有传动组件，所述传动组件的另一端设置于转轴的表面。

12、优选的，所述连接壳的表面开设有均匀分布的滤孔。

13、优选的，所述冷却机构包括设置于连接箱一侧的泵体，所述泵体的进液端与连接箱相连通，所述泵体的出液端连通有导液管。

14、优选的，所述冷却机构还包括设置于进料斗内部的换热管，所述换热管呈蛇形线分布，且换热管的一端贯穿出进料斗并与导液管的另一端相连通，所述换热管的另一端贯穿进料斗并连通有导回管。

15、优选的，所述导回管的表面连通有均匀分布的喷头，其中一个喷头延伸至导料壳的内部且位于破碎辊的上方，其余所述喷头延伸至连接箱的内部且位于连接壳的上方。

16、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

17、1.不仅使废弃的生物质回收利用，而且制备得到的田菁生物炭能重新应用于农业，改良和修复土壤；

18、2.生物炭制备时，在出料机构的作用下，制备好的生物炭从裂解炉内导出后通过破碎辊对其进行破碎，便于后续的冷却降温，同时破碎后的产品能够通过螺旋输送叶板输送导出，输送过程中利用滤孔进行筛料，使其符合预设规格的生物炭颗粒排出，便于后续的使用，利用传动组件提高了设备的同步性，操作简便，降低了使用成本；

19、3.生物炭制备时，冷却结构能够对破碎后的生物炭颗粒进行冷却降温，较传统结块进行降温的方式，破碎后的生物炭颗粒冷却降温效果更佳，且能够在冷却结构的作用下将吸收的热量作用于原料的预热工作，利于后续的制备，节约了成本。

技术特征：

1.一种田菁生物炭制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的田菁生物炭制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，将田菁浸泡于质量分数为20~30%的盐酸溶液中，浸泡时间为2~3h。

3.根据权利要求1所述的田菁生物炭制备方法，其特征在于，所述步骤s2中对田菁进行蒸汽处理时，压力为0.1~0.2mpa。

4.如权利要求1-3所述的一种田菁生物炭制备装置，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的田菁生物炭制备装置，其特征在于，所述出料机构（31）还包括设置于连接箱（2）顶部的导料壳（3108），所述导料壳（3108）的下端贯穿连接箱（2）并与连接壳（3101）相连通，且裂解炉（1）的出料端与导料壳（3108）相连通，所述导料壳（3108）的内壁转动连接有数量为两个且相互配合的破碎辊（3105）。

6.根据权利要求5所述的田菁生物炭制备装置，其特征在于，两个所述破碎辊（3105）的另一端均贯穿出导料壳（3108）并固定连接有相互啮合的齿轮（3104），其中一个所述破碎辊（3105）的一端贯穿出导料壳（3108）并设置有传动组件（3106），所述传动组件（3106）的另一端设置于转轴（3102）的表面。

7.根据权利要求6所述的田菁生物炭制备装置，其特征在于，所述连接壳（3101）的表面开设有均匀分布的滤孔。

8.根据权利要求5所述的田菁生物炭制备装置，其特征在于，所述冷却机构（32）包括设置于连接箱（2）一侧的泵体（3201），所述泵体（3201）的进液端与连接箱（2）相连通，所述泵体（3201）的出液端连通有导液管（3202）。

9.根据权利要求8所述的田菁生物炭制备装置，其特征在于，所述冷却机构（32）还包括设置于进料斗（101）内部的换热管（3203），所述换热管（3203）呈蛇形线分布，且换热管（3203）的一端贯穿出进料斗（101）并与导液管（3202）的另一端相连通，所述换热管（3203）的另一端贯穿进料斗（101）并连通有导回管（3204）。

10.根据权利要求9所述的田菁生物炭制备装置，其特征在于，所述导回管（3204）的表面连通有均匀分布的喷头（3205），其中一个喷头（3205）延伸至导料壳（3108）的内部且位于破碎辊（3105）的上方，其余所述喷头（3205）延伸至连接箱（2）的内部且位于连接壳（3101）的上方。

技术总结本发明涉及一种田菁生物炭制备方法及装置，涉及生物炭的技术领域，其包括以下步骤：S1，将废弃田菁进行预处理；S2，将经过预处理的田菁进行蒸汽处理，干燥后得到生物炭前驱体；S3，将生物炭前驱体送入生物炭制备装置进行碳化处理。得到生物炭本发明不仅使废弃的生物质回收利用，而且制备得到的田菁生物炭能重新应用于农业，改良和修复土壤。技术研发人员：伍少福,斯林林,石其伟,曹凯,张贤,王建红,徐静受保护的技术使用者：浙江省农业科学院技术研发日：技术公布日：2024/6/5