一种稻杆常压炭化系统和稻杆常压炭化方法与流程

本发明涉及生物质原料炭化，尤其涉及一种稻杆常压炭化系统和稻杆常压炭化方法。

背景技术：

1、近年来，农作物秸秆等生物质的肥料化利用受到了各方的关注，其中将农作物秸秆炭化后形成的生物质炭应用于复合肥料的生产中，具有显著的土壤改良和作物增产效果，此外，农作物秸秆炭化形成生物质炭，还有助于减少二氧化碳等温室气体的排放，对于发展低碳农业和土壤固碳具有良好的促进作用。

2、例如，公开号为：“cn213202919u”的专利申请，公开了一种生物质颗粒生产用炭化设备，包括底板，底板的上表面固定连接有运输箱，运输箱的内底壁固定连接有伺服电机，伺服电机的输出端固定连接有螺旋运输杆，运输箱的顶部固定连接有炭化箱，炭化箱的一侧固定连接有搅拌电机，搅拌电机的输出端固定连接有搅拌杆，搅拌杆的表面固定连接有搅拌叶。该专利技术通过粉碎辊和筛板的设置，解决了生物质颗粒大小不一，大颗粒生物质颗粒碳化不完全的问题，保证了生物质颗粒的炭化率，然而，经过试验研究发现，影响炭化工艺的主要因素有：原材料含水率、炭化温度、炭化速度、炭化压力和原材料粒径，其中，现有的批量生产过程中，炭化工艺一般在常压下进行，因此，各种原材料的炭化过程基本保持相同的炭化压力，而原材料粒径对炭化工艺过程影响很大，原材料粒径较小时，原材料的比表面积较大，其分散性和流动性就越好，炭化速度较快，炭化质量较高，但是，在大批量生产中，如若局部的原材料粒径过小，则会使局部原材料产生过度炭化，也会影响炭化质量。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种稻杆常压炭化系统和稻杆常压炭化方法。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供一种稻杆常压炭化系统，包括炭化炉和筛分装置，所述筛分装置包括进料管、第一出料管、第二出料管和第三出料管，所述第一出料管与所述进料管连通，所述第二出料管的一端与所述第一出料管连通，并且所述第一出料管与第二出料管的连接处设有第一筛板，所述第二出料管的另一端与所述炭化炉连通，所述第三出料管与所述第二出料管连通，并且所述第三出料管与第二出料管的连接处设有第二筛板，所述第一筛板的表面设有若干个第一筛孔，所述第二筛板的表面设有若干个第二筛孔，所述第一筛孔的孔径大于第二筛孔的孔径。

4、所述第一出料管、第二出料管上还安装有电机，电机输出轴与轮盘通过平键连接，轮盘还与连杆的一端铰接，连杆的另一端与支承座铰接，支承座分别与所述第一筛板、第二筛板固连。

5、所述第一筛板的左右两侧、第二筛板的左右两侧分别与滑块固连，滑块与导轨套合，导轨分别固连于第一出料管、第二出料管的内壁上。

6、所述导轨的长度方向分别与所述第一出料管的长度方向、第二出料管的长度方向一致。

7、所述第一筛孔的孔径与第二筛孔的孔径之比不大于2。

8、所述第一出料管的末端、第三出料管的末端还分别与集料管连通，集料管的末端伸入焚烧塔以内，焚烧塔的顶部设有排烟管，所述炭化炉封装于炉箱内，排烟管的末端与炉箱连通。

9、所述集料管内还安装有螺杆输送机。

10、此外，本发明还提供了一种稻杆常压炭化方法，其特征在于：包括以下步骤：

11、步骤一：将稻杆进行粉碎处理；

12、步骤二：使稻杆在200℃的恒温条件下烘干，将其含水率降低至20％以下；

13、步骤三：使用如前所述的稻杆常压炭化系统，将粉碎后的稻杆投入所述进料管，并使其经由所述第二出料管送入所述炭化炉内进行炭化处理，并根据下式控制炭化时间和炭化温度：

14、

15、其中，t为稻杆炭化时间，单位为小时；d1为所述第一筛孔的孔径，d2为所述第二筛孔的孔径，单位均为mm；t为所述炭化炉内的炭化温度，单位为℃；k为质量分布系数，取k＝80；

16、步骤四：从所述炭化炉内收集获得稻杆炭。

17、步骤三中，所述第一筛孔的孔径为40mm，所述第二筛孔的孔径为20mm，所述炭化炉内的炭化温度为700℃至900℃。

18、步骤一与步骤二的实施顺序可调换。

19、本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，首先通过第一筛板对原材料进行筛分，使粒径小于第一筛孔孔径的原材料再经过第二筛板进行筛分，从而使原材料粒径大小趋于均匀的合理范围内，当对原材料进行炭化时，由于原材料质量在炭化炉内均匀分布，使原材料各处均匀炭化，有利于提高炭化速度，提高炭化质量；此外，在对稻杆进行炭化的过程中，根据原材料的平均粒径选择合适的炭化时间和炭化温度，从而使原材料各处均匀炭化，进一步保证了炭化质量。

技术特征：

1.一种稻杆常压炭化系统，其特征在于：包括炭化炉(1)和筛分装置(2)，所述筛分装置(2)包括进料管(3)、第一出料管(4)、第二出料管(5)和第三出料管(6)，所述第一出料管(4)与所述进料管(3)连通，所述第二出料管(5)的一端与所述第一出料管(4)连通，并且所述第一出料管(4)与第二出料管(5)的连接处设有第一筛板(7)，所述第二出料管(5)的另一端与所述炭化炉(1)连通，所述第三出料管(6)与所述第二出料管(5)连通，并且所述第三出料管(6)与第二出料管(5)的连接处设有第二筛板(8)，所述第一筛板(7)的表面设有若干个第一筛孔，所述第二筛板(8)的表面设有若干个第二筛孔，所述第一筛孔的孔径大于第二筛孔的孔径。

2.如权利要求1所述的一种稻杆常压炭化系统，其特征在于：所述第一出料管(4)、第二出料管(5)上还安装有电机(9)，电机(9)输出轴与轮盘(10)通过平键连接，轮盘(10)还与连杆(11)的一端铰接，连杆(11)的另一端与支承座(12)铰接，支承座(12)分别与所述第一筛板(7)、第二筛板(8)固连。

3.如权利要求3所述的一种稻杆常压炭化系统，其特征在于：所述第一筛板(7)的左右两侧、第二筛板(8)的左右两侧分别与滑块(13)固连，滑块(13)与导轨(14)套合，导轨(14)分别固连于第一出料管(4)、第二出料管(5)的内壁上。

4.如权利要求3所述的一种稻杆常压炭化系统，其特征在于：所述导轨(14)的长度方向分别与所述第一出料管(4)的长度方向、第二出料管(5)的长度方向一致。

5.如权利要求1所述的一种稻杆常压炭化系统，其特征在于：所述第一筛孔的孔径与第二筛孔的孔径之比不大于2。

6.如权利要求1所述的一种稻杆常压炭化系统，其特征在于：所述第一出料管(4)的末端、第三出料管(6)的末端还分别与集料管(15)连通，集料管(15)的末端伸入焚烧塔(16)以内，焚烧塔(16)的顶部设有排烟管(17)，所述炭化炉(1)封装于炉箱(18)内，排烟管(17)的末端与炉箱(18)连通。

7.如权利要求6所述的一种稻杆常压炭化系统，其特征在于：所述集料管(15)内还安装有螺杆输送机(19)。

8.一种稻杆常压炭化方法，其特征在于：包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的一种稻杆常压炭化方法，其特征在于：步骤三中，所述第一筛孔的孔径为40mm，所述第二筛孔的孔径为20mm，所述炭化炉(1)内的炭化温度为700℃至900℃。

10.如权利要求8所述的一种稻杆常压炭化方法，其特征在于：步骤一与步骤二的实施顺序可调换。

技术总结本发明提供一种稻杆常压炭化系统和稻杆常压炭化方法，稻杆常压炭化系统包括炭化炉和筛分装置，筛分装置包括进料管、第一出料管、第二出料管和第三出料管，第一出料管与第二出料管的连接处设有第一筛板，第二出料管与炭化炉连通，第三出料管与第二出料管的连接处设有第二筛板。稻杆常压炭化方法包括以下步骤：将稻杆粉碎处理、烘干稻杆、使用前述稻杆常压炭化系统，并根据适当的比例选取炭化时间和炭化温度，对粉碎后的稻杆进行炭化的步骤；采用本发明的技术方案，通过对原材料进行两次筛分，筛选出符合工艺需求的具有合理粒径大小的原材料，并使原材料粒径分布均匀，使原材料各处均匀炭化，提高了炭化质量。技术研发人员：闫志强,邓茹月,唐会会,宫彦龙,李佳丽,张大双,徐海峰,朱速松受保护的技术使用者：贵州省水稻研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/9