一种一体化农村有机固废快速热解装置的制作方法

1.本发明涉及热解装置技术领域，特别是涉及一种一体化农村有机固废快速热解装置。


背景技术：

2.我国农林生物质资源丰富，总量达22亿余吨。其中，农作物秸秆资源量约11亿余吨，农作物初加工剩余物1亿余吨，林业生物质废弃物资源量10亿余吨，可能源化利用潜力超过5亿余吨；与此同时，农村枯枝树叶、秸秆等生物质产量大，能源利用潜力大，国家高度重视农村清洁能源利用和建设。目前，农村生物质燃烧和清洁利用装置缺少，且部分装置存在热值低、尾气直排、能源利用低、使用不方便等问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种一体化农村有机固废快速热解装置，以解决上述现有技术存在的问题，将燃烧与热解相结合，采用双灶台的形式，可以实现农村生物质热量多种形式、全天候热解，实现农村生物质燃烧和热解的清洁利用。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种一体化农村有机固废快速热解装置，包括
5.进料模块，生物质原料经进料口进入所述进料模块中；以及
6.燃烧模块，所述燃烧模块包括燃烧室，所述进料模块的末端与所述燃烧室相连，所述燃烧室的顶部设置有灶台，所述燃烧室与灶台之间可打开或关闭；以及
7.换热室，所述燃烧室内燃烧产生的尾气进入所述换热室内与换热室内壁上设置的冷却水管路热交换；以及
8.尾气净化模块，所述尾气净化模块包括净化室，所述换热室的末端与所述净化室相连，换热冷却后的尾气进入所述净化室净化；以及
9.储气模块，所述储气模块包括储气罐，所述净化室的出气口与所述储气罐相连，经净化后的剩余尾气进入所述储气罐中储存；以及
10.燃气灶，所述储气罐的出气口与所述燃气灶的进气口相连并为所述燃气灶供气；
11.一体化农村有机固废快速热解装置的使用包括两种模式，
12.一种是，白天需要热量时：
13.生物质原料从进料口放入所述进料模块，放入完毕后关闭进料口；生物质原料经破碎挤压后进入所述燃烧室经灶台点火后燃烧，直接将锅具放至于所述灶台上加热；燃烧产生的烟气进入所述换热室，与冷水换热后降温并进入所述净化室，经吸附净化后的烟气进入储气罐储存；所述换热室处冷水换热后温度上升，用于家庭用热水；
14.另一种是，当夜晚不需要热量时或者生物质过量，直接燃烧用不完：
15.关闭进料口和灶台，此时装置处于密闭状态，生物质原料经破碎挤压后输送入燃烧室，在缺氧条件下热解产生可燃气体；热解产生的热解气进入所述换热室并与冷水换热
后降温，降温后的热解气进入所述净化室经吸附净化后进入储气罐储存；所述换热室处冷水换热后温度上升，用于家庭用热水；需要热量做饭时或生物质燃料不足时，可直接打开燃气灶将所述储气罐内的热解气燃烧用于做饭。
16.优选地，所述进料模块包括顺次设置的破碎机、弹簧挤压机构和螺旋进料器，所述破碎机用于对生物质原料进行粉碎，粉碎后的生物质原料落入所述弹簧挤压机构中，所述弹簧挤压机构对粉碎后的生物质原料进行压实；经压实后的生物质原料被所述螺旋进料器输送至所述燃烧室中。
17.优选地，所述燃烧室的下方开设有排渣口。
18.优选地，所述换热室的内壁设置有换热水管，所述换热水管的上方与冷却水进口相连，换热水管呈螺旋形分布；所述换热水管的末端排出的热水用作生活用水。
19.优选地，所述净化室的气体走向为从上至下。
20.优选地，所述净化室内从上至下分多层顺次排列有吸附剂，所述吸附剂包括活性炭和分子筛。
21.优选地，所述储气罐上设置压力阀，所述储气罐内压力过大时所述压力阀打开并进行自动排气。
22.本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
23.本发明中的一体化农村有机固废快速热解装置，包括进料模块、燃烧(热解)模块、换热室、尾气净化模块、储气模块以及燃气灶。进料模块与燃烧模块相连，生物质经破碎后进入燃烧模块燃烧发热，用于家庭做饭和取暖。燃烧模块与换热室相连，经燃烧后的尾气进入换热室，与冷却水换热。冷却水经尾气热量加热交换后温度上升，可用于家庭热水。尾气净化模块与换热室相连，换热冷却后的尾气进入净化室净化。储气模块与净化模块相连，经净化后的剩余尾气进入储气罐储存。储气罐上方与燃气灶相连，可以将储存的热解气直接用于燃烧做饭。本发明装置将燃烧与热解相结合，采用双灶台的形式，可以实现农村生物质热量多种形式、全天候热解，实现农村生物质燃烧和热解的清洁利用。
24.解决当前农村生物质热解效率低、热值低、热量利用低、尾气排放不达标、使用不方便等问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例中一体化农村有机固废快速热解装置的整体结构示意图；
27.图2为一体化农村有机固废快速热解装置的俯视图(尺寸为其中一种可以实现的实施例的尺寸)；
28.图3为一体化农村有机固废快速热解装置的侧视图(尺寸为其中一种可以实现的实施例的尺寸)；
29.图4为进料模块的结构组成图；
30.其中，1、进料模块，2、螺旋进料器，3、支架，4、燃烧室，5、灶台，6、12、破碎机，13、弹
簧挤压机构。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明的目的是提供一种一体化农村有机固废快速热解装置，解决当前农村生物质热解效率低、热值低、热量利用低、尾气排放不达标、使用不方便等问题，将燃烧与热解相结合，采用双灶台的形式，可以实现农村生物质热量多种形式、全天候热解，实现农村生物质燃烧和热解的清洁利用。
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
34.如图1-图4所示，本发明提供一种农村家庭用小型化生物质热解装置，主要包括进料模块1、燃烧模块(热解模块)、换热室8、尾气净化模块、储气模块以及双燃气灶等。进料模块1包含螺旋进料器2、破碎机12和弹簧挤压机构13，进料模块1与燃烧模块相连，生物质经破碎后进入燃烧模块燃烧发热，用于家庭做饭和取暖。燃烧模块与换热室8相连，经燃烧后的尾气进入换热室8，与冷却水换热。冷却水经尾气热量加热交换后温度上升，可用于家庭热水。尾气净化模块与换热室8相连，换热冷却后的尾气进入净化室9净化。储气模块与净化模块相连，经净化后的剩余尾气进入储气罐10储存。当燃烧室4不需要热量做饭或者生物质过量时，燃烧室4封闭，生物质进入燃烧室4热解，产生的热解气经换热室8换热、净化模块净化后进入储气罐10储存。储气罐10上方与燃气灶11相连，可以将储存的热解气直接用于燃烧做饭。
35.在其中一个实施例中，破碎机12与弹簧挤压机构13(现有技术中已经相对成熟，此处不再过多赘述)相连接，生物质从进料口进入后，经破碎机12破碎进入弹簧挤压机构13，挤压成型后调入螺旋进料器2，实现对农村生物质的自动进料，挤压后的生物质燃密度大、料热值更高，解决了农村生物质热值低的问题。
36.此外，进料模块1与燃烧模块相连，可以利用燃烧余热对生物质进行烘干。生物质进入进料模块1经破碎、挤压后调入螺旋进料器2，螺旋进料器2一直是处于满负荷状态。当需要进料时，螺旋进料器2启动，将部分物料送入燃烧室4燃烧和热解，产生热量。此时螺旋进料器2继续接收新鲜物料，燃烧产生的余热可以用于烘干新鲜补充的物料。
37.在其中一个实施例中，燃烧模块同时也是热解模块，通过上方开口密闭实现燃烧和热解功能切换。下方排渣口6，经热解后的生物质变成生物炭，可以用于农村生物肥。换热室8采用套管式，上方与冷却水进口7相连，进水管呈螺旋形分布，增加换热时间。净化室9采用从上到下多层排列，填充活性炭、分子筛等吸附剂。储气罐10上设置压力阀，压力过大打开阀门自动排空。
38.本发明的一体化农村有机固废快速热解装置的特点如下：
39.1、进料模块1中设置螺旋进料、破碎和挤压，实现生物质的自动进料，增加热值。
40.2、根据家庭取暖和做饭需求，提供两种模式
41.(1)当生物质收集回来刚好需要取暖和做饭时，直接将生物质燃烧用于家庭取暖和做饭；
42.(2)当生物质过量，或者不需要取暖做饭时，将生物质热解产生热解气储藏。当需要用热量时或者生物质不足时，可以将储存罐10的热解气燃烧，用于取暖和做饭。
43.3、不管哪种模式，尾气经净化后均可达标排放，尾气热量与自来水冷却水换热，实现了热量的利用，热水可用于家庭应用。
44.4、一体化装置，将进料模块1、燃烧模块(热解模块)、换热室8、尾气净化模块、储气模块以及双燃气灶都设置在支架3上，进行一体化设置、管理和使用。
45.一体化农村有机固废快速热解装置的完整工作流程：
46.白天需要热量时：
47.1、生物质从装置最上端进料口放入，进入进料模块1，进料口关闭。生物质经破碎挤压后进入螺旋进料器2，输送入燃烧室4，经灶台5点火后燃烧，可以直接将锅具放至于灶台5上加热。
48.2、燃烧产生的烟气进入换热室8，与冷水换热后降温，进入净化室9经吸附净化后进入储气罐10储存。冷水换热后温度上升，可用于家庭用热水。
49.当夜晚不需要热量时或者生物质过量，直接燃烧用不完：
50.1、关闭进料口和灶台5，此时装置处于密闭状态，生物质经破碎挤压后进入螺旋进料器2，输送入燃烧室4，在缺氧条件下热解产生co、甲烷等可燃气体。
51.2、热解产生的热解气进入换热室8，与冷水换热后降温，进入净化室9经吸附净化后进入储气罐10储存。冷水换热后温度上升，可用于家庭用热水。
52.3、第二天白天需要热量做饭时，或者生物质燃料不够时，可以直接打开燃气灶11，将储气罐10里面的热解气燃烧用于做饭。
53.燃烧和热解视具体情况可以切换，不仅限于白天和第二天，当生物质足够多时，可以一直采用热解储气，将生物质转换成热解气储存起来。
54.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
55.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种一体化农村有机固废快速热解装置，其特征在于：包括进料模块，生物质原料经进料口进入所述进料模块中；以及燃烧模块，所述燃烧模块包括燃烧室，所述进料模块的末端与所述燃烧室相连，所述燃烧室的顶部设置有灶台，所述燃烧室与灶台之间可打开或关闭；以及换热室，所述燃烧室内燃烧产生的尾气进入所述换热室内与换热室内壁上设置的冷却水管路热交换；以及尾气净化模块，所述尾气净化模块包括净化室，所述换热室的末端与所述净化室相连，换热冷却后的尾气进入所述净化室净化；以及储气模块，所述储气模块包括储气罐，所述净化室的出气口与所述储气罐相连，经净化后的剩余尾气进入所述储气罐中储存；以及燃气灶，所述储气罐的出气口与所述燃气灶的进气口相连并为所述燃气灶供气；燃烧模块根据需要可调整为燃烧状态或热解状态，燃烧状态时：生物质原料从进料口放入所述进料模块，放入完毕后关闭进料口；生物质原料经破碎挤压后进入所述燃烧室经灶台点火后燃烧，直接将锅具放至于所述灶台上加热；燃烧产生的烟气进入所述换热室，与冷水换热后降温并进入所述净化室，经吸附净化后的烟气进入储气罐储存；所述换热室处冷水换热后温度上升，用于家庭用热水；热解状态时：关闭进料口和灶台，此时装置处于密闭状态，生物质原料经破碎挤压后输送入燃烧室，在缺氧条件下热解产生可燃气体；热解产生的热解气进入所述换热室并与冷水换热后降温，降温后的热解气进入所述净化室经吸附净化后进入储气罐储存；所述换热室处冷水换热后温度上升，用于家庭用热水；需要热量做饭时或生物质燃料不足时，可直接打开燃气灶将所述储气罐内的热解气燃烧用于做饭。2.根据权利要求1所述的一体化农村有机固废快速热解装置，其特征在于：所述进料模块包括顺次设置的破碎机、弹簧挤压机构和螺旋进料器，所述破碎机用于对生物质原料进行粉碎，粉碎后的生物质原料落入所述弹簧挤压机构中，所述弹簧挤压机构对粉碎后的生物质原料进行压实；经压实后的生物质原料被所述螺旋进料器输送至所述燃烧室中。3.根据权利要求1所述的一体化农村有机固废快速热解装置，其特征在于：所述燃烧室的下方开设有排渣口。4.根据权利要求1所述的一体化农村有机固废快速热解装置，其特征在于：所述换热室的内壁设置有换热水管，所述换热水管的上方与冷却水进口相连，换热水管呈螺旋形分布；所述换热水管的末端排出的热水用作生活用水。5.根据权利要求1所述的一体化农村有机固废快速热解装置，其特征在于：所述净化室的气体走向为从上至下。6.根据权利要求5所述的一体化农村有机固废快速热解装置，其特征在于：所述净化室内从上至下分多层顺次排列有吸附剂，所述吸附剂包括活性炭和分子筛。7.根据权利要求1所述的一体化农村有机固废快速热解装置，其特征在于：所述储气罐上设置压力阀，所述储气罐内压力过大时所述压力阀打开并进行自动排气。

技术总结
本发明公开一种一体化农村有机固废快速热解装置，包括进料模块、燃烧模块、换热室、尾气净化模块、储气模块以及燃气灶。燃烧模块为燃烧状态时，进料模块与燃烧模块相连，生物质经破碎后进入燃烧模块燃烧发热，用于家庭做饭和取暖；燃烧模块与换热室相连，经燃烧后的尾气进入换热室，与冷却水换热；尾气净化模块与换热室相连，换热冷却后的尾气进入净化室净化；储气模块与净化模块相连，经净化后的剩余尾气进入储气罐储存。燃烧模块为热解状态时，生物质热解产生的热解气经上述换热、净化模块后进入储气罐进行储气。本发明装置将燃烧与热解相结合，可以实现农村生物质热量多种形式、全天候热解，实现农村生物质燃烧和热解的清洁利用。利用。利用。


技术研发人员：李东阳 杨天学 席北斗 黄诗博 龚天成 黄楠楠 张婷 李文譞
受保护的技术使用者：中国环境科学研究院
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/10/6