一種移動式秸稈生物炭的制備裝置及方法
【技術領域】
[0001]本專利屬于固體廢棄物資源化利用技術領域，具體涉及一種移動式秸桿生物炭的制備裝置及方法。
【背景技術】
[0002]生物炭是在低氧環境下，通過高溫裂解將林木、秸桿、竹木等有機固體廢棄物碳化后形成的高碳物質。生物炭富含微孔，可以提升土壤碳含量，有效保存水分和礦質營養，有利于聚集有益微生物，提高土壤肥力和農業生產率，減少對碳密集肥料的需求。大量研宄表明，土壤施用生物炭能有效促進植物系統發育，提高農產品的產量和品質，農業利用前景廣闊。同時，生物炭幾乎是純碳，性質穩定，埋到地下后可以幾百至上千年不會消失，農田施用生物炭等于把碳封存進土壤，有助于減緩全球變暖。
[0003]制備生物炭是其資源化利用的前提，現有制備生物炭的裝置較多，但這些裝置構造復雜、體積大，需要通過電力或者燃油等能源提供熱量來實現生物炭的制備，并且需要將原材料收集到指定場所進行生產。水稻、小麥、玉米等秸桿數量大、分布廣，收集運輸成本高，因此，研發一種不受能源等條件限制，在田間地頭就能將秸桿轉化成生物炭的制備裝置就顯得非常重要。
[0004]目前，缺乏一種溫度分布均勻的移動式秸桿生物炭的制備裝置及方法。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是提供了一種溫度分布均勻的移動式秸桿生物炭的制備裝置及方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明通過如下技術方案實現:本發明提供了一種移動式秸桿生物炭的制備裝置，所述移動式秸桿生物炭的制備裝置包括通氣管、上蓋和爐體；所述爐體兩側設置有爐體手柄；爐體包括筒體、內柱體和支撐面，所述內柱體設置在爐體中部，所述內柱體上均勻垂直分布有熱量孔；
[0007]所述內柱體與支撐面相連接，支撐面與內柱體的接觸面上設置有柵格；支撐面與筒體相分離；
[0008]所述上蓋上設置有主出氣孔道和副出氣孔道，所述主出氣孔道設置于上蓋的中部，所述主出氣孔道的上部與通氣管相連接，所述主出氣孔道的下部與內柱體相連接；
[0009]所述通氣管的側壁的中部設置有手柄，所述上蓋上均勻分布有副出氣孔道；所述支撐面的底部設置有支撐柱，與支撐面和爐底相分離；爐體下方設置有爐門。
[0010]進一步地，所述爐體包括燃燒倉、原料倉和通氣倉，
[0011]所述內柱體內部設置有燃燒倉，所述原料倉由內柱體至筒體之間的空腔組成；所述通氣倉由支撐面和爐底之間的空腔組成。
[0012]進一步地，所述上蓋上設置有第一密封蓋；所述主出氣孔道上設置有第二密封蓋；所述副出氣孔道上設置有第三密封蓋；所述上蓋的直徑為5cm ;
[0013]所述主出氣孔道的直徑為30cm，所述主出氣孔道為一個，所述主出氣孔道的兩端與上蓋的距離均為5cm ；
[0014]所述副出氣孔道為四個；所述副出氣孔道均勻分布在上蓋的上部，所述副出氣孔道與上蓋的距離為5cm。
[0015]更進一步地，所述內柱體的高為120cm，直徑為30cm，所述內柱體至筒體的距離為30cm ；
[0016]所述支撐柱為四個，所述支撐柱的高為20cm，所述柵格間距離3cm ;所述內柱體
(6)的高為120cm，直徑30cm ；
[0017]所述熱量孔為四排；熱量孔的直徑為5cm，熱量孔的間距為8cm ;
[0018]所述爐體兩側與上蓋的距離為15cm ;所述爐體手柄為兩個，所述爐體手柄的長為15cm，高為 1cm ；
[0019]所述通氣管的高為100cm，所述通氣管的兩端分別設置有第一開口和第二開口，所述第一開口為15cm，所述第一開口為30cm ;所述通氣管中部設置有一個手柄(2);
[0020]爐體下方設置有爐門，所述爐門距離爐底為2cm，所述爐門的高為10cm，寬為15cm0
[0021]進一步地，所述移動式秸桿生物炭的制備裝置的材質為不銹鋼或鐵，所述爐體手柄、上蓋和爐體外壁上均包覆有隔熱材料。
[0022]本發明所述的移動式秸桿生物炭的制備裝置制備秸桿生物炭的方法，包括如下步驟:
[0023](I)原料無需干燥和粉碎直接放入并充滿原料倉；
[0024](2)將干燥的林木等燃燒物放入燃燒倉，大塊林木占整個原料的80%以上；
[0025](3)蓋上上蓋，四個副出氣孔道蓋上第三密封蓋，打開主出氣孔道和爐門，將原料上加入易燃物質，進行點火；
[0026](4)點火后在主出氣孔道上按上通氣管，使空氣流通，加快燃燒物點燃；
[0027](5)4-8分鐘后，燃燒物充分點燃，卸下通氣管，蓋上主出氣孔道的第二密封蓋，打開副出氣孔道的第三密封蓋，爐內煙氣從副出氣孔道排出，同時燃燒物產生的熱量通過熱量孔均勻地傳導至原料倉；
[0028](6)8-12分鐘后，煙氣由濃黃色轉清煙時，原料倉中的原料部分碳化，同時水分已經基本蒸發，爐體上升至碳化溫度；立即蓋上副出氣孔道上的第三密封蓋，同時關閉爐門至3-5毫米空隙；靜置1-2小時，依靠燃燒倉中的燃燒物燃燒釋放的熱量和秸桿碳化過程中釋放的熱量碳化原料；
[0029](7)生物炭制備完成。爐體溫度冷卻至常溫后，開爐取炭，或者打開上蓋，向制備好的生物炭上淋澆自來水降溫后取炭。
[0030]進一步地，在步驟(I)中，所述原料為水稻秸桿或小麥秸桿或玉米秸桿。
[0031]進一步地，在步驟(7)中，重復步驟(2)至步驟￠)，重復次數為0-4次。
[0032]更進一步地，在步驟(2)中，所述大塊林木的體積為不小于I立方分米。
[0033]進一步地，在步驟(3)中，所述易燃物質為5-10毫升酒精。
[0034]有益效果:本發明具備移動性，溫度分布均勻，成本低的特點。能夠擺脫使用電力和燃油的束縛，在田間地頭生產生物炭。選擇熱值相對較高的林木、竹木廢棄物為碳化秸桿熱量來源的材料，煤炭等其他可燃性物質也可以用來作為碳化秸桿熱量來源的材料。
[0035](I)爐內溫度的均勻分布。爐內溫度及時、均勻的分布于爐膛是生產優質生物炭的重要技術環節。本發明通過設計主出氣孔道、副出氣孔道和熱量孔等方式，調節爐內熱量的快速、均勻分布于整個爐膛。
[0036](2)爐內氧氣的調控。本發明提出的技術方法是主要通過燃燒林木等廢棄物為秸桿碳化提供熱量，因此需要提供氧氣作為助燃氣。但是秸桿需要在相對厭氧的條件下才能完成碳化過程，因此合理調控爐內氧氣濃度是制備秸桿生物炭的關鍵技術。本發明通過爐內分設燃燒倉、原料倉、通氣倉，以及生物炭制備過程中控制進氣口、主出氣孔道和副出氣孔道等措施調控爐內氧氣，實現燃料充分燃燒釋放熱量的同時營造相對無氧環境，制備秸桿生物炭。
[0037](3)通過本發明和方法，能夠將水稻、小麥和玉米等秸桿制備成生物炭，產率分別為 22.5%,23.4%和 21.8%。
【附圖說明】
[0038]圖1是本發明的結構示意圖；
[0039]其中:1通氣管；2手柄；3副出氣孔道；4上蓋；5主出氣孔道；6內柱體；7爐體手柄；8筒體；9支撐面；10柵格；11爐底；12熱量孔；13爐門；14支撐柱；15通氣倉；16燃燒倉；17原料倉。
【具體實施方式】
[0040]下面結合具體實施例來進一步描述本發明，本發明的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本發明的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發明的保護范圍內。
[0041 ] 本發明提供了一種移動式秸桿生物炭的制備裝置，所述移動式秸桿生物炭的制備裝置包括通氣管1、上蓋4和爐體；所述爐體兩側設置有爐體手柄7 ;爐體包括筒體8、內柱體6和支