本申請涉及生物質(zhì)類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、對產(chǎn)業(yè)政策依賴較少的利用技術(shù)之一，在我國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，對于改善我國農(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)熱解氣化的過程中，除了產(chǎn)生可供農(nóng)村居民使用的清潔燃氣以外，還會產(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，其中含有機酸、醇、醛、酮、酯、苯、酚等多種有機化合物，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，均具有很高的價值。
我國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展，專利號為CN201010287261.8的專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，通過水冷裝置氣液分離出來的混合液中的木醋液和木焦油進行分離的液態(tài)分離。專利號為CN201610000572.9的專利公布了將生物質(zhì)制棒后熱解制備水煤氣、焦油和木醋液的過程。專利號為CN201610023824.X的專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)。專利號為CN201410121926.6的專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。專利CN201510150488.0介紹了使用在木醋液生產(chǎn)過程中利用爐溫余熱蒸餾精制的辦法。專利CN201310464142.9介紹了一種生物質(zhì)無氧碳化生產(chǎn)木醋液與木炭的裝置。
其他相關(guān)生物質(zhì)氣化專利還有：CN201110067027.9(一種農(nóng)作物秸稈制取木炭活性炭可燃氣生物油的制作辦法)，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程，造成了部分有機成分的損失，也易造成二次污染。因此，有必要進一步開發(fā)經(jīng)濟高效、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)實現(xiàn)要素：
【發(fā)明目的】本發(fā)明的目的是設(shè)計一種籃式生物質(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，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】針對目前生物質(zhì)熱解制備木炭及木醋液過程中已造成二次污染等問題，本發(fā)明將生物質(zhì)熱解生產(chǎn)與炭基產(chǎn)品合成過程相耦合，并采用籃式推拉進料方式，增加了操作便捷性。通過控制熱解溫度與熱解氣停留時間，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)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
本發(fā)明實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與吸附倉，熱解倉通過外加燃料油或熱解氣燃燒供熱，吸附倉利用余熱保溫，不外加熱源；兩倉均使用方形快開盲板開關(guān)，內(nèi)置軌道，方便方形提籃推拉；兩倉間留有通氣孔，供熱解氣由熱解倉進入吸附倉；兩倉之間有隔熱層，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，熱解倉位于裝置底端，其下端開有兩孔，分別是燃料油與熱解氣進口，通過泵與風(fēng)機進入熱解倉燃燒加熱。設(shè)備啟動時由燃料油提供熱源，后續(xù)由熱解氣提供能量；熱解所得粗燃氣進入吸附倉內(nèi)進行吸附凈化，控制一定停留時間后，燃氣回流進入熱解倉；熱解倉頂部設(shè)有排空管道，燃燒氣體凈化后排空，爐底部開有灰分清理口。
上述籃式生物質(zhì)基土壤改良劑制備裝置中，吸附倉位于裝置上端，其頂端開有一孔，熱解燃氣進入吸附倉停留后，經(jīng)此空回流至熱解倉燃燒供熱。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，通過控制熱解倉燃料油進料調(diào)節(jié)閥門大小，燃料氣流速來控制溫度，進而控制進入吸附倉中粗熱解氣成分，從而達到改變生物質(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)品中有機酸等的含量，可采用不更換吸附倉木炭、增加熱解倉更換循環(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，方便實用。
本發(fā)明具有以下特點和優(yōu)勢：
1.使用熱解所得燃氣對生物質(zhì)類廢棄物進行熱解，通過燃氣回流與回用，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.可燃氣回用，運營成本低，杜絕二次污染；
4.結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合緊湊，設(shè)備造價低；
5.可適用于多種固體廢棄物的處理，設(shè)備適用性強。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)號對應(yīng)的部件為：A-吸附倉俯視圖；B-兩倉銜接處剖面圖；C-熱解倉俯視圖；D-設(shè)備剖面圖；E-燃料油；F-凈化塔。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
單次處理5kg稻殼制備稻殼基土壤改良劑
首先檢查整個裝置的氣密性。
其次稱取一定質(zhì)量的稻殼，并測量粒徑(0.3-0.45mm為例)，裝填至熱解倉內(nèi)，關(guān)好倉門；稱量2kg稻殼木炭裝填至吸附倉中；設(shè)定熱解爐溫度為400℃，打開燃料油閥門，對熱解倉進行加熱；加熱10分鐘后打開爐內(nèi)燃氣回流閥，以燃氣為熱源對熱解爐進行加熱；關(guān)閉燃料油閥門。反應(yīng)結(jié)束后，待加熱倉冷卻至室溫，打開艙門，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，取出吸附倉產(chǎn)品，混合均勻后自然風(fēng)干，進行表征，結(jié)果如下：pH(水/炭比5：1)為5.8，有機碳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個單位，并可提高土壤有機質(zhì)及全鹽含量。
實施例2
單次處理5kg玉米秸稈制備玉米秸稈基土壤改良劑
首先檢查整個裝置的氣密性。
其次稱取5kg的玉米秸稈，并測量粒徑(0.2mm以下為例)，裝填至熱解倉內(nèi)，關(guān)好倉門；稱量2kg玉米秸稈木炭裝填至吸附倉中；設(shè)定熱解爐溫度為500℃，打開燃料油閥門，對熱解倉進行加熱；加熱10分鐘后打開爐內(nèi)燃氣回流閥，以燃氣為熱源對熱解爐進行加熱；關(guān)閉燃料油閥門。反應(yīng)結(jié)束后，待加熱倉冷卻至室溫，打開艙門，取出熱解所得玉米秸稈木炭，與吸附倉產(chǎn)品，將后者混合均勻后自然風(fēng)干，進行表征，結(jié)果如下：pH(水/炭比5：1)為7.6，有機碳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
首先檢查整個裝置的氣密性。
其次稱取5kg木屑，裝填至熱解倉內(nèi)，關(guān)好倉門；稱量2kg玉米秸稈木炭裝填至吸附倉中；設(shè)定熱解爐溫度為600℃，打開燃料油閥門，對熱解倉進行加熱；加熱10分鐘后打開爐內(nèi)燃氣回流閥，以燃氣為熱源對熱解爐進行加熱；關(guān)閉燃料油閥門。反應(yīng)結(jié)束后，待加熱倉冷卻至室溫，打開艙門，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，取出吸附倉產(chǎn)品，混合均勻后自然風(fēng)干，進行表征，結(jié)果如下：pH(水/炭比5：1)為6.1，有機碳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)明實施例的生物質(zhì)基土壤改良劑設(shè)備安裝方便、操作簡單，可以根據(jù)生產(chǎn)實際進行工藝調(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)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，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)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。