一种连续秸秆生物炭制备炉及气体检测控制系统

本发明涉及秸秆热解学，尤其涉及一种连续秸秆生物炭制备炉及气体检测控制系统。

背景技术：

1、农作物秸秆是主要的生物质能源，作为典型的废弃物，其资源化再利用一直受到广泛关注。随着生物质热解炭化技术的发展，国内在环保行业大力发展的过程中，生物质热解炭化装备也得到的很好的发展。

2、在现有技术中，重力竖流连续炭化设备，其结构简单主要由重力运输物料，运行成本低但是存在物料易受热不均匀，产热量低，灰分大并且效率低，污染较大和缺少与其相适应的燃烧设备等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种连续秸秆生物炭制备炉及气体检测控制系统，解决了现有的重力式炭化设备，物料易受热不均匀，产热量低，灰分大并且效率低，污染较大和缺少与其相适应的燃烧设备的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种连续秸秆生物炭制备炉，包括坐落于基础平台上的机座，以及用于将碳化组件安装在机座上的支撑组件，还包括用于驱动碳化组件匀速转动的驱动组件，所述碳化组件呈倾斜状态设置，且碳化组件上设有出料部的一端与水平线之间的夹角为3°；

3、所述碳化组件包括与驱动组件的驱动源传动连接的外筒，所述外筒通过支撑组件安装于基座上，所述外筒内部的中轴线上通过若干支柱固定安装有内筒，在外筒内部和内筒以及若干支柱之间形成多个圆拱形并用于碳化秸秆的分解室，以及在内筒内部形成用于充入燃料燃烧的燃烧室。

4、进一步地，所述连续秸秆生物炭制备炉还包括设置在碳化组件一侧的烘干设备，所述烘干设备通过管道与外筒连通，并用于将秸秆热解剩余可燃气导出进行外部烘干，所述碳化组件右侧的进料部位置处设置有用于向分解室内连续输送圆捆型秸秆的输送机，以及设置在碳化组件右端内的气体检测仪。

5、进一步地，所述碳化组件出料部的一侧设置有用于过滤并循环热解过程中产生的烟气、以及冷却高温生成的生物炭的过滤冷却组件，在烘干设备的一侧还设置有用于显示连续秸秆生物炭制备炉在热解碳化过程中各项数据的显示设备。

6、进一步地，所述支撑组件包括通过多个垫板套设在外筒上的轮带，所述机座上固定安装有支撑座，所述支撑座上安装有多个托轮，且轮带与托轮之间活动设置。

7、进一步地，所述驱动组件包括固定套设于外筒上的传动齿轮，以及与传动齿轮啮合传动的驱动齿轮，所述驱动齿轮通过轴接入减速器的输出端，所述减速器的输入端传动连接有固定在机座上的减速电机。

8、进一步地，所述过滤冷却组件包括设置在碳化组件出料部一侧的水箱，所述水箱通过管道作用于出料部内高温生成的生物炭进行冷却。

9、进一步地，所述碳化组件的左端设置有用于过滤分解室内部秸秆热解炭化产生的可燃气体的过滤器，所述过滤器的另一端与外筒通过管道连通，在碳化组件的左端通过管道设置有真空泵，所述碳化组件和过滤器之间的管道上安装有压力传感器和温度传感器。

10、该技术方案还提供了一种用于上述连续秸秆生物炭制备炉的气体检测控制系统，该系统用于控制连续秸秆生物炭制备炉上的气体检测仪，包括接收端和发送端，接收端默认状态为接收状态；

11、当接收到发送端控制信号后，接收端首先对该信号进行识别；

12、当接收到动作指令后，接收端首先不执行信号输出，而是配置为发送模式，将接收到的信号再发送出去，作为反馈信号，此时发送端状态为接收模式；

13、当发送端接收到反馈信号后，发送端再次发送动作指令同时显示工作状态，此时接收端接收到信号后方能执行信号输出。

14、借由上述技术方案，本发明提供了一种连续秸秆生物炭制备炉及气体检测控制系统，至少具备以下有益效果：

15、1、本发明可以在综合利用农业废弃物、保护环境、促进可持续发展方面发挥着重要作用，可以将原本无用的霉变秸秆资源化利用，实现废物的减量化、资源化和无害化处理。

16、2、本发明采用可再生、低污染、燃烧效率高的秸秆燃料，秸秆燃料挥发分高、灰少、水分少、易燃，排烟不完全燃烧热损失小，燃烧效率高达95％以上。同样条件下，比燃煤炉热效率提高7％以上，节约能源10％左右。

17、3、本发明通过碳化组件的回转大大提高了秸秆炭化的效率，通过齿轮传动且齿轮两侧装有轮带和托轮的装置，提高了回转速度。

18、4、本发明采用输送机运输的送料方式，将成捆的秸秆放置于传送带上，通过传动装置驱动传送带运行，托辗和支撑架保证传送带的平稳运行，使秸秆在传送带上被传输到目标位置从而实现秸秆燃烧炉炉筒的自动加料，免除人工上料离秸秆添加口过近带来的安全隐患同时也节约人力且提高了上料的效率。

19、5、本发明将内部秸秆热解炭化产生的可燃气体通过过滤器与内筒相连，持续为外筒提供热源，达到气体的循环利用，避免造成大气污染，实现可持续发展。

20、6、本发明通过在出料部添加水箱，冷却高温生成的生物炭，防止直接接触大气导致挥发造成损失。

21、7、本发明将制备炉与外部烘干设备相连，将热解产生的剩余气体导出进行外部干烘，具有节能、环保的优点，实现能源的再利用。

22、8、本发明具备实时气体浓度在显示设备首页的信息中可以看到不同分组的气体浓度折线图当前实时气体浓度，通过实时气体浓度可以监控设备的运行状态和所处稳定性，可以实时监控当前所有分组设备的实时气体浓度和进行气体浓度观测。

23、9、本发明能够生成气体浓度折线图，并在首页的信息中可以看到不同分组的气体浓度折线图，气体浓度折线图展示气体浓度时间走势，包括最高气体浓度、最低气体浓度、平均气体浓度，使用气体浓度折线图更直观显示一段时间内分组设备的变化幅度与整体稳定性。

24、10、本发明可通过设置当实时气体浓度超过设定阈值时，进行气体浓度异常提醒，实时监控不同分组气体浓度的变化情况，当气体浓度超过设定的实时气体浓度阈值时，发出报警信息让工作人员可对相应的分组进行实时的调整，确保所有分组的设备正常运行。

25、11、本发明包含发送端和接收端无线通信控制程序设计、发送端按键检测识别程序、发送端液晶显示控制程序。无线通信控制程序包括spi通信程序、芯片寄存器读写、芯片的配置和模式选择和信号发送及接收端反馈信号的接收。按键检测识别根据按键时长判断为长按键或短按键为单片机提供不同的输入信号。发送端液晶显示控制程序根据接收到的接收端反馈信号显示检测仪的实时工作状态。

技术特征：

1.一种连续秸秆生物炭制备炉，包括坐落于基础平台上的机座(1)，以及用于将碳化组件(3)安装在机座(1)上的支撑组件(2)，还包括用于驱动碳化组件(3)匀速转动的驱动组件(4)，其特征在于，所述碳化组件(3)呈倾斜状态设置，且碳化组件(3)上设有出料部(7)的一端与水平线之间的夹角为3°；

2.根据权利要求1所述的连续秸秆生物炭制备炉，其特征在于，所述连续秸秆生物炭制备炉还包括设置在碳化组件(3)一侧的烘干设备(5)，所述烘干设备(5)通过管道与外筒(31)连通，并用于将秸秆热解剩余可燃气导出进行外部烘干，所述碳化组件(3)右侧的进料部位置处设置有用于向分解室(34)内连续输送圆捆型秸秆的输送机(6)，以及设置在碳化组件(3)右端内的气体检测仪(8)。

3.根据权利要求1所述的连续秸秆生物炭制备炉，其特征在于，所述碳化组件(3)出料部(7)的一侧设置有用于过滤并循环热解过程中产生的烟气、以及冷却高温生成的生物炭的过滤冷却组件(9)，在烘干设备(5)的一侧还设置有用于显示连续秸秆生物炭制备炉在热解碳化过程中各项数据的显示设备(10)。

4.根据权利要求1所述的连续秸秆生物炭制备炉，其特征在于，所述支撑组件(2)包括通过多个垫板(22)套设在外筒(31)上的轮带(21)，所述机座(1)上固定安装有支撑座(23)，所述支撑座(23)上安装有多个托轮(24)，且轮带(21)与托轮(24)之间活动设置。

5.根据权利要求1所述的连续秸秆生物炭制备炉，其特征在于，所述驱动组件(4)包括固定套设于外筒(31)上的传动齿轮(41)，以及与传动齿轮(41)啮合传动的驱动齿轮(43)，所述驱动齿轮(43)通过轴接入减速器(42)的输出端，所述减速器(42)的输入端传动连接有固定在机座(1)上的减速电机(44)。

6.根据权利要求1所述的连续秸秆生物炭制备炉，其特征在于，所述过滤冷却组件(9)包括设置在碳化组件(3)出料部(7)一侧的水箱(91)，所述水箱(91)通过管道作用于出料部(7)内高温生成的生物炭进行冷却。

7.根据权利要求1所述的连续秸秆生物炭制备炉，其特征在于，所述碳化组件(3)的左端设置有用于过滤分解室(34)内部秸秆热解炭化产生的可燃气体的过滤器(92)，所述过滤器(92)的另一端与外筒(31)通过管道连通，在碳化组件(3)的左端通过管道设置有真空泵(93)，所述碳化组件(3)和过滤器(92)之间的管道上安装有压力传感器(94)和温度传感器(95)。

8.一种用于上述权利要求1-7任一项所述的连续秸秆生物炭制备炉的气体检测控制系统，其特征在于，该系统用于控制连续秸秆生物炭制备炉上的气体检测仪，包括接收端和发送端，接收端默认状态为接收状态；

技术总结本发明涉及秸秆热解学技术领域，解决了现有的重力式炭化设备，物料易受热不均匀，产热量低，灰分大并且效率低，污染较大和缺少与其相适应的燃烧设备的技术问题，尤其涉及一种连续秸秆生物炭制备炉，包括坐落于基础平台上的机座，以及用于将碳化组件安装在机座上的支撑组件，还包括用于驱动碳化组件匀速转动的驱动组件，所述碳化组件呈倾斜状态设置，且碳化组件上设有出料部的一端与水平线之间的夹角为3°。本发明可以在综合利用农业废弃物、保护环境、促进可持续发展方面发挥着重要作用，可以将原本无用的霉变秸秆资源化利用，实现废物的减量化、资源化和无害化处理。技术研发人员：张春燕,戴杨,张刚,何思雨,刘睿哲,刘付军,方梅,乔印虎,张紫仪,许怡萍受保护的技术使用者：安徽科技学院技术研发日：技术公布日：2024/3/12