[发明专利]一种收割机装载式双翼型秸秆就地炭化还田装置与方法

说明书

本发明公开了一种收割机装载式双翼型秸秆就地炭化还田装置与方法，该装置包括进料系统、热解炭化反应系统、循环供热系统和产物收集系统。该方法包括将收割机就地收割的秸秆直接加入料斗，在塑型连接通道中自由下落，分别落入收割机两侧的热解炭化炉中，由供热室中的高温烟气提供热量，进行热解炭化，并在热解炭化炉尾部实现炭、油、气高温分离，得到的生物炭粉碎后直接还田，热解气部分通过冷凝收集高品质生物油，另一部分进入燃烧室燃烧，实现循环利用。热解气与不冷凝气体混合燃烧产生的高温烟气压入供热室，为后续热解反应供热。本发明装置结构紧凑，轻质小型，易于装卸，且加热充分，处理效率高，可装载于收割机实现就地处理秸秆。

技术领域

本发明属于秸秆炭化设备技术领域，具体涉及一种收割机装载式双翼型秸秆就地炭化还田装置与方法。

背景技术

农作物秸秆成为我国农村面源污染的新源头，秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。作为农业废弃物秸秆的处理问题已引起广泛关注，实现秸秆资源化利用对于促进农民增收、环境保护、资源节约以及农业经济可持续发展意义重大，是实现农业可持续发展、绿色发展和循环发展的必然要求。

对于秸秆的处理，传统方式主要有直接焚烧和秸秆还田。其中，直接焚烧秸秆会带来严重的环境污染问题。秸秆还田影响作物生长，上季病虫害得不到有效解决，甚至导致破坏土壤肥力，重金属富集等问题。发展新的秸秆综合开发利用技术迫在眉睫，建立在农林废弃资源循环利用基础上的秸秆炭化还田技术，通过生物炭还田实现土壤改良与固碳减排，从而获得经济、社会和生态效益，是一条符合国情的绿色农业发展之路。

秸秆炭化成的生物炭，理化性质稳定，抗生物分解能力强，具有“碳封存”功能，可还田改土，吸附减少Cd、Pb、Cu等重金属离子富集，降低污染物生物有效性。生物炭微观孔道结构丰富，比表面积大，表面官能团丰富，返还土壤既可降低土壤容重，促进土壤聚体微团形成，改善土壤结构和水、肥、气、热的状况，又可提供场所促进微生物群落繁衍。同时，生物炭可加强土壤离子交换、提高化肥利用率和消减养分淋溶损失等作用。此外生物炭含有植物生长所必需的大量元素和中微量元素，为作物生长提供补充，从而减少化学肥料的投入。总之，与传统的秸秆处理方式相比，秸秆炭化后作为土壤改良剂返还土壤，可有效改善土壤理化性质、土壤微生态环境，修复污染土壤，提高土壤生产能力，提升作物产量及品质，同时不产生二次污染，取之于农，用之于农，可实现农业可持续发展、绿色发展、循环发展。

目前秸秆炭化还田技术已得到一定的发展，但秸秆炭化的设备、工艺仍存在许多不足。目前主要的秸秆炭化设备主要有回转窑、固定床等，这些装置普遍结构复杂，为不可移动的固定装置，需要集中处理，难以实现就地炭化还田。而一些秸秆湿度较高，且分散不集中，保存、运输和再还田均存在困难。此外传统炭化装置往往还存在着无法连续生产、无法实现无氧加热、无法控制温度和废气无法有效处理污染环境等问题。因此，研发一种轻质小型、移动式、可就地实现秸秆炭化还田的设备尤为重要。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种收割机装载式双翼型秸秆就地炭化还田装置与方法，该装置可装载于收割机，结构紧凑，轻质小型，易于装卸，处理效率高，解决现有秸秆炭化设备存在的无法实现秸秆就地炭化还田、炭化效率不高，处理缓慢、无法连续运行、废气污染环境等问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种收割机装载式双翼型秸秆就地炭化还田装置，包括料系统、热解炭化反应系统、循环供热系统和产物收集系统。所述的进料系统包括：依次连接的料斗、塑型连接通道；

所述的热解炭化系统是弯刀形，包括中空的热解炭化炉、焊接在所述热解炭化炉外壁的换热肋片、伸入所述热解炭化炉中的破碎拨料器和包围在所述热解炭化炉外壁的供热室，以及尾气出口、高温烟气进口、热解气出口和热解物料出料口；其中，所述的供热室上部与尾气出口相连，下部连接高温烟气进口；所述热解炭化炉上端连接塑型连接通道、下端与生物炭出料口及热解气出口相连；