一种分布式农林废弃物利用系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了分布式农林废弃物利用系统，包括：生物质成型燃料加工设备、燃料堆放室、自动加料设备、生物质燃料燃烧器和灰渣处理设备，生物质原料进入生物质成型燃料加工设备进行收割、粉碎、热压成型成生物质成型燃料，进入燃料堆放室堆放，当需要使用时通过自动加料设备将堆放的生物质成型燃料提供到生物质燃料燃烧器中燃烧，生物质燃料燃烧器中生物质成型燃料燃烧后的灰渣进入灰渣处理设备。还公开了分布式农林废弃物利用方法。本发明专利技术的优点在于：能够实现农林废弃物全量化高效利用，通过农作物收割后或林业加工废弃物收集后就地加工，制成生物质成型燃料供给食堂或者农户，能有效减少农林废弃物的运输成本及储存安全性问题。

A distributed agricultural and forestry waste utilization system and method

The invention discloses a distributed agricultural and forestry waste utilization system, including biomass molding fuel processing equipment, fuel storage room, automatic feeding equipment, biomass fuel burner and ash treatment equipment, biomass raw material into biomass molding fuel processing equipment for harvesting, crushing, hot pressing and forming biomass molding Fuel, into the fuel storage room, when needed, the biomass briquette fuel is supplied to the biomass fuel burner by the automatic feeding equipment, and the slag after biomass fuel combustion in the biomass fuel burner enters the ash treatment equipment. A method for utilizing distributed agricultural and forestry wastes is also disclosed. The advantages of the invention are as follows: the full quantized and efficient utilization of agricultural and forestry wastes can be realized through the harvest of crops after harvesting or after the collection of forestry processing wastes in place, which can be made into biomass briquette fuel to supply canteens or farmers, which can effectively reduce the transportation cost and storage safety of agricultural and forestry wastes.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式农林废弃物利用系统及方法
本专利技术涉及生物质能源综合利用
，更具体涉及一种分布式农林废弃物利用系统及方法。
技术介绍
生物质能源是一种分布范围广泛、总量丰富且可再生、低污染的能源，随着科学技术不断进步和农村经济快速发展，包括农作物秸秆在内的各种农林废弃物的高效处理及资源化已成为制约农业可持续发展的难题。以农作物秸秆为例，中国是世界秸秆大国，秸秆总产量居世界第一，秸秆是我国陆地植被中年生长量最好的生物质资源，据相关资料显示，2008年我国秸秆可收集利用总量为65102.19万吨，其中，直接还田占14.13％，饲用量占27.13％外，其余58.74％部分没有得到良好利用，废弃和焚烧量达10922万吨，占总量16.78％。近年来随着农业机械化普及、农村劳动力成本提高和农村燃料结构改善，我国大部分农村地区农作物秸秆出现了地区性、季节性、结构性过剩，由于秸秆相对过剩的问题越来越突出，随意丢弃和露天焚烧秸秆的现象加剧。焚烧秸秆的危害主要表现在三个方面：首先，环境危害，焚烧秸秆将直接导致空气中悬浮颗粒数量增加，焚烧产生的滚滚浓烟中含有大量的CO、CO2、SO2等有毒气体，会对人体健康产生不良影响；其次，社会危害，秸秆焚烧，极易引燃周围的易燃物，引发火灾，同时焚烧秸秆使交通事故发生率也大幅度增加；最后，焚烧秸秆对农田生态系统造成危害，会降低土壤肥力，致使耕地贫瘠化，影响后茬作物生长，降低作物产量，每次秸秆焚烧，综合考虑秸秆和土壤有机质损失所含有机碳在内，将使农田损失有机碳3500～4000kg/hm2，同时排放二氧化碳11～13吨左右；焚烧秸秆会蒸发土壤水分，破坏耕地墒情；同时会烧死大量的土壤微生物，破坏农田生物群落，减少生物多样性，致使农田板结化；同时焚烧秸秆可能使某些病虫害更严重。因此加强秸秆综合利用，提高秸秆综合利用率是解决秸秆焚烧现象严重的根本办法。现阶段秸秆的常见利用形式包括五种：肥料化、饲料化、基料化、能源化和原料化，其中肥料化和饲料化的利用形式占据主要地位，肥料化主要是为实现土壤生产力维持与持续提高，可直接采用秸秆还田的形式对农田进行施肥，据资料显示秸秆还田量范围控制在3～7.5t/hm2时，具有一定的增产效果，过量则会导致黄苗、死苗、减产等现象；饲料化主要用于牲畜喂养；秸秆的能源化利用一直是国内外研究学者的研究热点，但仍然没有解决秸秆全量化、合理化运用的问题，现阶段的能源化利用的主要形式包括：直燃发电、气化、制作颗粒燃料等方式，然而直燃发电所需技术设备需进口、成本较高，气化发电则由于其气化燃气热值低、焦油含量高等原因限制了秸秆气化的应用，同时直燃发电、气化、制作颗粒燃料等能源化利用方式均存在一个问题，需要集中收集农作物秸秆，存在运输成本较高、不便储存的问题。农作物秸秆具有生产时间的季节性和生产区域的分散性，特别是对于我国农村分布不集中导致农作物秸秆分布较广且分散的特点，导致秸秆收集、运输、储存比较困难，且农民收集利用秸秆的经济性差，因此导致秸秆焚烧和丢弃的现象严重。农作物秸秆拥有普遍的用处和非常重要的经济价值，1吨生物质颗粒燃料所产生的热量相当于0.8吨煤；相比于使用煤炭等用于农村地区冬季取暖易发生CO中毒等潜在危险，燃烧生物质燃料清洁安全，其取自自然状态的生物制秸秆，不含有易裂变、爆炸等化学物质，故不会发生中毒，爆炸，泄露等事故。但是。其有效利用一直是急需关注的重大问题。此外，近年来我国在生物质燃料燃烧器方面研究较多，但在生物质固体成型燃料燃烧器方面的研究较少，同时，市场上现有的生物质固体成型燃料燃烧器主要以燃烧木质颗粒为主，不适合于燃烧秸秆类生物质颗粒燃料，秸秆类生物质颗粒燃料中的灰分高、熔点低、碱金属含量较高，燃烧过程中易出现结渣、碱金属及氯腐蚀、设备内积灰严重等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种用于集体食堂和冬季采暖的分布式农林废弃物利用系统及方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一方面，提供一种分布式农林废弃物利用系统，包括：生物质成型燃料加工设备、燃料堆放室、自动加料设备、生物质燃料燃烧器和灰渣处理设备，其中：生物质成型燃料加工设备是集收割、粉碎、热压成型为一体的燃料加工设备，燃料堆放室选自废弃房屋或庭院，自动加料设备根据需求对生物质燃料燃烧器自动加料，灰渣处理设备收集生物质燃料燃烧器燃烧后的灰渣制成钾肥；生物质原料进入生物质成型燃料加工设备进行收割、粉碎、热压成型成生物质成型燃料，所述生物质成型燃料进入燃料堆放室堆放，当需要使用时通过自动加料设备将堆放的生物质成型燃料提供到生物质燃料燃烧器中燃烧，生物质燃料燃烧器中生物质成型燃料燃烧后的灰渣进入灰渣处理设备；生物质原料为选自农作物秸秆、稻壳、花生壳和林业加工废弃物中的一种或多种。优选地，生物质燃料燃烧器为土灶和/或壁炉，自动加料设备对土灶或壁炉自动加料，更优选地，自动加料设备根据火候需求对土灶自动加料或根据室内温度需求对壁炉自动加料。优选地，土灶包括进料调速电机、土灶进料口、螺旋进料器、土灶燃烧室、燃料预热管、旋转炉排、土灶点火口、格网、调速电机继电器、土灶积灰室、土灶进风口和土灶保温层；旋转炉排的上部设有土灶燃烧室，下部设有土灶积灰室；土灶燃烧室外围设有土灶保温层，侧壁下端设有土灶点火口，土灶燃烧室外壁与土灶保温层内壁之间向下螺旋分布有燃料预热管，燃料预热管的入口贯穿土灶保温层与螺旋进料器的一端连接，螺旋进料器的另一端连接进料调速电机和土灶进料口，燃料预热管的出口贯穿土灶燃烧室向旋转炉排延伸，旋转炉排上设有格网；土灶积灰室外围设有风道，风道侧壁下端设有土灶进风口，风道侧壁上土灶进风口上部设有调速电机继电器。优选地，土灶进料口的上部为漏斗状开口，下部与螺旋进料器连通。优选地，壁炉包括壁炉进料口、炉排、壁炉保温层、壁炉进风口、壁炉积灰室、采暖散热器和壁炉燃烧室；壁炉燃烧室的外围设有壁炉保温层，侧壁设有至少一个壁炉进料口，壁炉燃烧室内部每个壁炉进料口以下均设有炉排，壁炉燃烧室的顶部通过管道与采暖散热器连接，底部设有壁炉积灰室，壁炉积灰室的外侧壁设有壁炉进风口。优选地，壁炉燃烧室外壁与壁炉保温层内壁之间设有肋片，肋片可以起到引流的作用，引导空气均匀地从壁炉燃烧室周围分布的二次进风口进入壁炉燃烧室以提供充分燃烧所需空气量；炉排上设有壁炉点火口，壁炉燃烧室周围设有二次进风口。另一方面，还提供上述分布式农林废弃物利用系统的使用方法，包括以下步骤：收割农作物后获得粮食和农作物秸秆，将粮食交给农户，将农作物秸秆粉碎、热压成型为生物质成型燃料，或将稻壳、花生壳和林业加工废弃物中的一种或多种直接粉碎、热压成型为生物质成型燃料，就近储存生物质成型燃料，通过自动加料设备将储存的生物质成型燃料就近供生物质燃料燃烧器，通过灰渣处理设备收集生物质燃料燃烧器中生物质成型燃料燃烧后的灰渣制成钾肥。优选地，生物质燃料燃烧器为土灶和/或壁炉，所述自动加料设备对土灶或壁炉自动加料。优选地，生物质成型燃料从土灶进料口进入螺旋进料器，进料调速电机控制螺旋进料器的进料速度，进入螺旋进料器的生物质成型燃料通过燃料预热管进行预热，能一定程度提高燃料燃烧效率，预热后的生物质成型燃料进入旋转炉排，同时，在调速电机继电器的调控下空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式农林废弃物利用系统，其特征在于，所述系统包括：生物质成型燃料加工设备(2)、燃料堆放室(3)、自动加料设备(4)、生物质燃料燃烧器和灰渣处理设备(7)，其中：所述生物质成型燃料加工设备(2)是集收割、粉碎、热压成型为一体的燃料加工设备，所述燃料堆放室(3)选自废弃房屋或庭院，所述自动加料设备(4)根据需求对生物质燃料燃烧器自动加料，所述灰渣处理设备(7)收集生物质燃料燃烧器燃烧后的灰渣制成钾肥；生物质原料(1)进入生物质成型燃料加工设备(2)进行收割、粉碎、热压成型成生物质成型燃料，所述生物质成型燃料进入燃料堆放室(3)堆放，当需要使用时通过自动加料设备(4)将堆放的生物质成型燃料提供到生物质燃料燃烧器中燃烧，生物质燃料燃烧器中生物质成型燃料燃烧后的灰渣进入灰渣处理设备(7)；所述生物质原料(1)为选自农作物秸秆、稻壳、花生壳和林业加工废弃物中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种分布式农林废弃物利用系统，其特征在于，所述系统包括：生物质成型燃料加工设备(2)、燃料堆放室(3)、自动加料设备(4)、生物质燃料燃烧器和灰渣处理设备(7)，其中：所述生物质成型燃料加工设备(2)是集收割、粉碎、热压成型为一体的燃料加工设备，所述燃料堆放室(3)选自废弃房屋或庭院，所述自动加料设备(4)根据需求对生物质燃料燃烧器自动加料，所述灰渣处理设备(7)收集生物质燃料燃烧器燃烧后的灰渣制成钾肥；生物质原料(1)进入生物质成型燃料加工设备(2)进行收割、粉碎、热压成型成生物质成型燃料，所述生物质成型燃料进入燃料堆放室(3)堆放，当需要使用时通过自动加料设备(4)将堆放的生物质成型燃料提供到生物质燃料燃烧器中燃烧，生物质燃料燃烧器中生物质成型燃料燃烧后的灰渣进入灰渣处理设备(7)；所述生物质原料(1)为选自农作物秸秆、稻壳、花生壳和林业加工废弃物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的分布式农林废弃物利用系统，其特征在于，所述生物质燃料燃烧器为土灶(5)和/或壁炉(6)，所述自动加料设备(4)对土灶(5)或壁炉(6)自动加料。3.根据权利要求2所述的分布式农林废弃物利用系统，其特征在于，所述土灶(5)包括进料调速电机(17)、土灶进料口(18)、螺旋进料器(19)、土灶燃烧室(20)、燃料预热管(21)、旋转炉排(22)、土灶点火口(23)、格网(24)、调速电机继电器(25)、土灶积灰室(26)、土灶进风口(27)和土灶保温层(28)；旋转炉排(22)的上部设有土灶燃烧室(20)，下部设有土灶积灰室(26)；土灶燃烧室(20)外围设有土灶保温层(28)，侧壁下端设有土灶点火口(23)，土灶燃烧室(20)外壁与土灶保温层(28)内壁之间向下螺旋分布有燃料预热管(21)，燃料预热管(21)的入口贯穿土灶保温层(28)与螺旋进料器(19)的一端连接，螺旋进料器(19)的另一端连接进料调速电机(17)和土灶进料口(18)，燃料预热管(21)的出口贯穿土灶燃烧室(20)向旋转炉排(22)延伸，旋转炉排(22)上设有格网(24)；土灶积灰室(26)外围设有风道，风道侧壁下端设有土灶进风口(27)，风道侧壁上土灶进风口(27)上部设有调速电机继电器(25)。4.根据权利要求3所述的分布式农林废弃物利用系统，其特征在于，所述土灶进料口(18)的上部为漏斗状开口，下部与螺旋进料器(19)连通。5.根据权利要求2所述的分布式农林...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文志，李念思，孙永明，张扬，岳野，
申请(专利权)人：合肥能源研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34