一种能源自给式有机残体循环利用的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种能源自给式有机残体循环利用的方法和装置，所述有机残体循环利用方法通过将农业残体中的生物质燃料进行气化处理，并使用气化产生的可燃性气体进行发电，实现了整个处理过程的能源自给，减少了对外界能源的依赖，扩大了使用范围；所述有机残体循环利用装置，能够实现能源自给式处理农业残体的整个过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业残体处理
，具体涉及一种能源自给式有机残体循环利用的方法和装置。
技术介绍
我国幅员辽阔，人口众多，常年农业种植面积18亿亩以上，近20多年来，城市与农村经济社会快速发展、城镇化不断推进、农村劳动力转移、能源消费结构改善、各类替代原料的快速应用，每年产生的农业残体数以亿吨计，大多数没有得到有效处理。植物秸秆、蔬菜残体、烟叶残体、动物粪便、园林残体、水果残体、水体废弃物(水葫芦、蓝藻)等废弃物处理比较随意，各类作物秸杆常常被随意堆放，长期无人清理，部分被焚烧秸秆产生污水浓烟，对生活用水、大气、土壤造成污染，使生活环境质量下降，居住环境卫生条件恶化；如秸秆焚烧对雾霾的贡献率平均达11％-20％以上。随着污染事故增多和环境恶化，社会对食品、水、空气、及土地安全等危机越来越重视。由于过度追求短期利益，种植户把粮食、蔬果等增产过分地寄托在化肥农药施用的增加上，但肥料利用率却只有25％-35％左右，大量化肥中的氮、磷、钾流失与蒸发浪费，并造成土壤板结肥力下降，土壤有机质极度匮乏，土壤酸化、盐碱化，个别地区重金属严重超标，极大影响了农产品安全和农业可持续发展，水体富营氧化加重，生态危机来临。目前市场针对解决农业残体的设备也很多，但功率都比较的大，对于偏远的农村来说，对于电力是一个很大的压力，不适宜大规模推广。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种能源自给式有机残体循环利用的方法和装置，所述有机残体循环利用方法通过将农业残体中的生物质燃料进行气化处理，并使用气化产生的可燃性气体进行发电，实现了整个处理过程的能源自给，减少了对外界能源的依赖，扩大了使用范围；所述有机残体循环利用装置，能够实现能源自给式处理农业残体的这个过程。本专利技术所采用的技术方案为：一种能源自给式有机残体循环利用方法，包括以下步骤：A、将一部分农业残体中的生物质燃料进行气化处理，得到可燃性气体；将所述可燃性气体通入内燃机发电机组中进行发电；所产生的电力用于满足整个设备的运行；B、将剩余部分的农业残体进行灭菌和发酵处理，得到生物有机肥或是发酵饲料。所述有机残体循环利用方法，实现了整个处理过程的能源自给，解决了偏远农村使用现有设备时，由于功率过大，对农村电网造成的压力过大的问题。所述生物质燃料，是指农业残体中的秸秆、锯末、甘蔗渣或稻糠等热值较高的部分。为保证可燃性气体的发电效率，在气化处理的过程中，通过调节气化处理的参数，得到含有氢气、一氧化碳、甲烷和多碳烃(CnHm)的可燃性气体。为保证所述内燃机发电机组能够长期可靠的运行，优选的技术方案是，在步骤A中，生物质燃料的气化处理在气化炉中进行，气化炉的出口温度为350-650℃；将可燃性气体进行冷却和净化处理后通入内燃机发电机组中进行发电，经冷却和净化处理后，可燃性气体的温度低于40℃，焦油和灰尘的含量均小于50mg/Nm3；其中，冷却处理在降温装置中进行。经过净化和冷却处理之后，可燃性气体具有良好的燃烧性能和清洁度，能够保证内燃机发电机组长期可靠的运行。为进一步提供能源的利用效率，优选的技术方案是，从降温装置中收集余热，并将收集到的余热用于农业残体灭菌和发酵处理中的加热过程。本专利技术公开的有机残体循环利用方法，产品为生物有机肥或是发酵饲料，当发酵产物为生物有机肥时，先在剩余部分的农业残体中加入步骤A中经过气化处理后剩余的农业残体，共同加温至80-100℃进行灭菌处理后，再进行发酵处理；其中，经过气化处理后剩余的农业残体主要成分为生物炭，经过与农业残体共同发酵处理后，能够得到性能较好的炭基肥料。当发酵产物为发酵饲料时，将农业残体进行灭菌、搅拌和烘干后，再经过发酵制成发酵饲料。当然，当步骤A中产生的电力能够满足有机残体循环利用装置的运行的同时还有富余，也可以同时外界其他设备供电。当然，为外界其他设备供电时电路铺设和开关控制均属于本领域通用知识，本领域技术人员能够轻易得到，在此就不在赘述。本专利技术还公开了一种实现所述有机残体循环利用方法的有机残体循环利用装置，包括以下部件：气化炉、净化装置，降温装置、内燃机发电机组和搅拌罐；所述气化炉、净化装置、降温装置和内燃机发电机组之间依次通过输送管道相连接；所述降温装置和搅拌罐通过换热管道相连接；所述内燃机发电机组与所述气化炉、净化装置、降温装置和搅拌罐电连接。在使用时，将一部分农业残体在气化炉中进行气化处理，得到的可燃性气体经过净化和冷却后通入所述内燃机发电机组进行发电，所产生的电力用于满足整个设备的运行，以保证整个处理流程的正常进行；而所述降温装置中的余热能够被搅拌罐中进行的发酵过程利用，提高了能源的利用率，极大的减小了能源的浪费。所述有机残体循环利用装置，通过将气化炉、内燃机发电机组和搅拌罐的一体化设计，解决了偏远农村地区电网压力过大的问题，提供了能源的利用效率。为方便对所述搅拌罐的进行加热，优选的技术方案是，所述搅拌罐的内部设有风道，所述风道与所述换热管道相连通。所述风道用于流通高温气体，以起到对搅拌罐进行加热的目的，所述风道既可以均匀的盘设在所述搅拌罐外壁上，也可以根据实际需要设置在所述搅拌罐的上部、下部或其他部位，在此就不在赘述。为更为安全、持续的使用内燃机发电机组产生的电力，优选的技术方案是，所述有机残体循环利用装置还包括增压器和/或稳压器，所述内燃机发电机组通过增压器和/或稳压器与所述气化炉、净化装置、降温装置和搅拌罐电连接。经过增压器和/或稳压器处理后，能够得到稳定持续的、且符合设备需要的电压和电流。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术公开了一种能源自给式有机残体循环利用方法，通过将农业残体中的生物质燃料进行气化处理，并使用气化产生的可燃性气体进行发电，实现了整个处理过程的能源自给，减少了对外界能源的依赖，扩大了使用范围。2、本专利技术还公开了一种有机残体循环利用装置，用于实现所述有机残体循环利用方法，通过将气化炉、内燃机发电机组和搅拌罐的一体化设计，解决了偏远农村地区电网压力过大的问题，提供了能源的利用效率。附图说明图1为本专利技术中实施例的结构示意图；图中：1、气化炉；2、净化装置；3、降温装置；4、内燃机发电机组；5、搅拌罐；6、输送管道；7、换热管道；8、增压器。具体实施方式下面结合实施例，更具体地说明本专利技术的内容。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范围。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1一种能源自给式有机残体循环利用方法，包括以下步骤：A、将一部分农业残体中的生物质燃料在气化炉1中进行气化处理，得到可燃性气体，所述可燃性气体包括氢气、一氧化碳、甲烷和多碳烃；所述可燃性气体的温度为350℃，将可燃性气体进行冷却和净化处理后通入内燃机发电机组4中进行发电，经冷却和净化处理后，可燃性气体的温度低于40℃，焦油和灰尘的含量均小于50mg/Nm3；冷却处理在降温装置3中进行；将所述可燃性气体通入内燃机发电机组4中进行发电；所产生的电力用于满足整个设备的运行；B、从降温装置3中收集余热，并将收集到的余热用于农本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源自给式有机残体循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将一部分农业残体中的生物质燃料进行气化处理，得到可燃性气体；将所述可燃性气体通入内燃机发电机组(4)中进行发电；B、将剩余部分的农业残体进行灭菌和发酵处理，得到生物有机肥或是发酵饲料。

【技术特征摘要】
1.一种能源自给式有机残体循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将一部分农业残体中的生物质燃料进行气化处理，得到可燃性气体；将所述可燃性气体通入内燃机发电机组(4)中进行发电；B、将剩余部分的农业残体进行灭菌和发酵处理，得到生物有机肥或是发酵饲料。2.根据权利要求1所述的有机残体循环利用方法，其特征在于，在步骤A中，所述可燃性气体包括氢气、一氧化碳、甲烷和多碳烃。3.根据权利要求1所述的有机残体循环利用方法，其特征在于，在步骤A中，生物质燃料的气化处理在气化炉(1)中进行，气化炉(1)的出口温度为350-650℃；将可燃性气体进行冷却和净化处理后通入内燃机发电机组(4)中进行发电，经冷却和净化处理后，可燃性气体的温度低于40℃，焦油和灰尘的含量均小于50mg/Nm3；其中，冷却处理在降温装置(3)中进行。4.根据权利要求3所述的有机残体循环利用方法，其特征在于，从降温装置(3)中收集余热，并将收集到的余热用于农业残体灭菌和发酵处理中的加热过程。5.根据权利要求1所述的有机残体循环利用方法，其特征在于，在步骤B中，当发酵产物为生物有机肥时，先在剩余部分的农业残体中加入步骤A中经过气化处理后剩余的农业残体，共同加温至80-100℃进行灭菌处理后，再进行发酵处理。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗赞兴，曹淑良，雷志刚，罗瑶，
申请(专利权)人：湖南碧海农业机械科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43