一种可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于农业废弃物可再生循环利用以及生物固碳技术领域，涉及一种可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统及方法。主要包括可移动承载平台，置于可移动承载平台上通过管路连接的碳化装置、气液分离烟气净化装置、风机以及与其配套的供电和辅助供热装置。本发明专利技术的有益效果：农业废弃物秸秆和废塑料地膜采用本发明专利技术的集成连续处理系统，利用废塑料低温就可气化的原理就地将秸秆和废地膜按照7：3混合，处理成秸秆碳、木醋液、木焦油和可燃气体，可燃气体再作为热源自身回用。本发明专利技术对我国西北地区的农业废弃物处理是一个行之有效的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
一种可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统及方法


[0001]本专利技术属于农业废弃物可再生循环利用以及生物固碳
，涉及一种可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统及方法。

技术介绍

[0002]长期以来国内农业领域塑料薄膜经过30多年的积累，现在已逐步演变成触目惊心农业废弃物
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塑料地膜。它给我国特别是西部地区农业造成种种危害。
[0003]1、破坏土壤结构：残膜在农田里需要200年~400年才能分解，多年的残膜没有回收，与土壤混杂在一起，在耕地表层30厘米土壤中形成不透气、不返墒的板结层，制约土壤的再生产能力，对土壤物理性质、土壤化学反应，特别是土壤团粒结构的破坏，使土壤生产力下降，农作物产量减少，对自然环境和农民收入都造成了严重影响。
[0004]2、不利于农作物正常生长发育：残留在土壤中的塑料薄膜不利于土壤中水分的运动和土壤气体的交换，由于塑料地膜残片的阻隔，土壤水分运动受阻，孔隙度、通透性降低，不利于土壤空气的循环及交换，会使土壤中二氧化碳含量过高，不利于作物正常生长发育，残膜会造成种子发芽困难，根系生产受阻，种子播在残膜上导致烂种烂芽，烂芽率达到5.17%。以新疆棉花为例，近年来覆膜虽然平均让棉花增产16%，而覆膜20年的棉田残膜使棉花减产12%，增产部分几乎被残膜危害和地膜成本相抵消。
[0005]据我国新疆自治区农业厅初步统计，新疆农作物覆膜面积占农作物总播面积的70%以上，年使用地膜总量达18.5万吨，但全区农田废旧地膜回收利用率还不到10%，调查结果显示，当地农田平均每亩残留地膜量已经达到16.88公斤，年使用地膜总量达18.5万吨。而在新疆地区的一些乡镇，地膜残留量甚至达到40多公斤，按每年每亩铺膜4公斤计算，相当于给农田铺了10层地膜，当土壤中残膜量达到每亩3.5公斤后，棉花会减产最高可达22%。
[0006]经过30多年的“累积”，曾经被称为农业发展“助推器”的农用地膜已经带来了新忧患，过去是拨开土地找地膜，现在是拨开地膜找土地。目前虽然有陈学庚院士团队和很多民间团体和个人设计了各种有农田残留地膜回收机械，但和秸秆一样堆放在地头无人问津。
[0007]另外一个农业废弃物
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秸秆。我国农作物秸秆每年高达10.4亿吨，秸秆露地焚烧一度十分普遍，本世纪初以来我国政府一直实行严厉的秸秆禁烧管控，现在大面积焚烧现象得到控制。秸秆还田作为能够解决当前秸秆资源利用的一种主要方式，同时也被认为是一种重要的固碳措施，但由于我国西北地区气候干燥以及冬季漫长，土壤层潜（新疆地区平均为30～40cm）秸秆还田这一方式存在影响耕作、加重土传病害等负面作用。
[0008]全球变暖已是不争的事实，如何采取有效措施以减少温室气体排放是应对气候变暖的关键。目前，各国都在积极探寻有效的固碳减排途径，国际学术界也越来越重视农业生态系统的固碳作用。中国《国家中长期科学和技术发展纲要（2006—2020 年）》中将生物固碳技术列为环境领域的优先发展主题之一。
[0009]目前国内除了有以秸秆为燃料的发电厂外，还有很多的固定式秸秆处理技术，虽然国家给予秸秆综合利用的补贴，但为收效甚微，从2000年兴起的以秸秆为原料的干制气
制炭企业近年来纷纷倒闭。
[0010]实现秸秆技术能够实际运行究其原因有两个问题需要解决。
[0011]第一、是设计思路的问题：我们知道自古以来就有一句谚语叫“十里不运草”，由于秸秆之间的桥架作用，特别是棉花杆、果树枝、大豆杆以及玉米杆等，堆积密度低，所以运输半径超出一定距离后，运输成本大于它的经济价值，这就是利用固定式秸秆处理技术纷纷失败或惨淡经营的原因。
[0012]现有的秸秆处理技术都是以收集、运输、集中堆放为前提的，这在初始的思路上就出现了错误，农业废弃物由于它的物理特性就是要能够就地处理，当将农业废弃物进行收集、运输、集中堆放，那它就有了成本就有了价值，这样无论固定式秸秆处理技术再成熟，再科学，从起点的设计原则上就犯了错，这就是固定集中处理秸秆的技术在我国西北地区基本上就失去了推广的意义的根本原因。
[0013]第二、采用的技术方式问题：目前有希望实现秸秆在田间地头炭化的技术，只有内螺旋输送的卧式“流化床”工艺。内螺旋式输送秸秆炭化装置能耗低，理论上自身所产可燃气体可满足裂解需要，但目前国内各高校和研究院所的成功基本上只停留在试验室之中，国内现在还没有一套装置能够通过中式阶段，实践中传统的满面叶片绞龙结构不能输送秸秆是其症结所在。
[0014]满面叶片绞龙结构不能输送秸秆的三种依次递增现象：初始入料输送阶段，由于秸秆的特性造成秸秆之间的桥架现象让满面螺旋叶片的法相推力的径向分量以及秸秆与叶片之间产生的摩擦力共同带动着秸秆在筒体内进行了绕轴转动，哪怕将秸秆不计成本的将秆径比（秆径比：秸秆的直径和长度的比）破碎到最小；中间阶段，随着物料的不断进入，秸秆在绕轴转动的过程中两螺旋叶片之间秸秆的法向推力造成秸秆之间的挤压从而又产生了径向胀力，径向胀力随着物料的增加而增加，这样秸秆与内筒壁之间的摩擦力越来越大；最后阶段，满面螺旋叶片边沿所产生的连续的螺旋线与内筒体之间的间隙全部被秸秆枝条塞满，无论装置扭矩有多大其三种原因相叠加最终造成绞龙转速越来越慢直至抱死。

技术实现思路

[0015]本专利技术的目的是针对上述农业废弃物秸秆及废塑料地膜处理问题，而提出的一种可以在田间连续处理并实现可再生循环利用以及生物固碳可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统及方法。
[0016]本专利技术的主要技术方案：可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统，其特征在于它包括可移动承载平台，置于可移动承载平台上通过管路连接的碳化装置、气液分离烟气净化装置、风机以及与其配套的供电和辅助供热装置；所述碳化装置包括卧式裂解气化炉和燃烧器；所述卧式裂解气化炉包括外筒体和内筒体，内筒体通过支撑板和两端盲板悬浮于外筒体内，内筒体与外筒体偏心设置；所述内筒体的前部上方设有进料口，尾部下方设有出料口，沿物料前进方向依次为常压区域、正压区域和负压区域；所述内筒体内设置绞龙，绞龙的绞龙叶片为同径非等轴距结构：常压区域内绞龙叶片之间的轴距由大渐小，绞龙
叶片边沿锯齿的开口弧度和深度由小渐大；正压区域内绞龙叶片之间的轴距为最大值，绞龙叶片边沿锯齿的开口弧度和深度为最大值；负压区域段内绞龙叶片之间轴距由大渐小，绞龙叶片为满叶片结构；所述燃烧器置于卧式裂解气化炉中部下方的燃烧区段，包括配气管路和若干弧形火排，若干弧形火排伸入外筒体与内筒体之间，燃烧区段的外筒体配有燃烧仓门，燃烧仓门及周边设有若干气孔，燃烧区段长度与正压区域长度相对应；所述燃烧器连接辅助供热装置，通过阀门与烟气净化罐连接的试燃装置切换燃烧器的热源；所述卧式裂解气化炉尾部的内外筒体夹层中通过隔板设有蒸汽发生器，蒸汽发生器通过疏水阀与卧式裂解气化炉上部的水箱连接，蒸汽发生器的蒸汽出口连接蒸汽喷头，蒸汽喷头置于出料口上方；所述气液分离烟气净化装置包括与卧式裂解气化炉可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统，其特征在于它包括可移动承载平台，置于可移动承载平台上通过管路连接的碳化装置、气液分离烟气净化装置、风机以及与其配套的供电和辅助供热装置；所述碳化装置包括卧式裂解气化炉和燃烧器；所述卧式裂解气化炉包括外筒体和内筒体，内筒体通过支撑板和两端盲板悬浮于外筒体内，内筒体与外筒体偏心设置；所述内筒体的前部上方设有进料口，尾部下方设有出料口，沿物料前进方向依次为常压区域、正压区域和负压区域；所述内筒体内设置绞龙，绞龙的绞龙叶片为同径非等轴距结构：常压区域内绞龙叶片之间的轴距由大渐小，绞龙叶片边沿锯齿的开口弧度和深度由小渐大；正压区域内绞龙叶片之间的轴距为最大值，绞龙叶片边沿锯齿的开口弧度和深度为最大值；负压区域段内绞龙叶片之间轴距由大渐小，绞龙叶片为满叶片结构；所述燃烧器置于卧式裂解气化炉中部下方的燃烧区段，包括配气管路和若干弧形火排，若干弧形火排伸入外筒体与内筒体之间，燃烧区段的外筒体配有燃烧仓门，燃烧仓门及周边设有若干气孔，燃烧区段长度与正压区域长度相对应；所述燃烧器连接辅助供热装置，通过阀门与烟气净化罐连接的试燃装置切换燃烧器的热源；所述卧式裂解气化炉尾部的内外筒体夹层中通过隔板设有蒸汽发生器，蒸汽发生器通过疏水阀与卧式裂解气化炉上部的水箱连接，蒸汽发生器的蒸汽出口连接蒸汽喷头，蒸汽喷头置于出料口上方；所述气液分离烟气净化装置包括与卧式裂解气化炉可燃气体出口连接的冷却排管和烟气净化罐；所述烟气净化罐的气体出口通过风机连接燃烧器；所述卧式裂解气化炉设有余热导管，余热导管的一端与卧式裂解气化炉尾部内外筒体间的夹层连通，另外一端与卧式裂解气化炉前部的内筒体腔体连通。2.根据权利要求1所述的可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统，其特征在于所述外筒体外设有保温层，内筒体的长度和直径比为1：8；所述常压区域、正压区域和负压区域各占内筒体长度的1/3。3.根据权利要求1所述的可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统，其特征在于所述常压区域，绞龙叶片之间的轴距依次递减，最后轴距为起始轴距的1/2，绞龙叶片边沿锯齿的开口弧度和深度依次增大，最后的开口弧度和深度为绞龙叶片半径的1/2。4.根据权利要求1或3所述的可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统，其特征在于所述绞龙叶片的边缘轮廓均为锐角。5.根据权利要求1所述的可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统，其特征在于所述辅助供热装置为液化石油气罐。6.根据权利要求1所述的可移动式秸秆及废塑料地膜集成连续处理系统，其特征在于所述燃烧仓门为单开或双开；所述气孔均匀分布，气孔数量与燃烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继强，
申请(专利权)人：刘继强，
类型：发明
国别省市：