一种生物基制备活性炭的高效炭化装置

1.本发明涉及活性炭生产技术领域，具体为一种生物基制备活性炭的高效炭化装置。


背景技术：

2.中国植物秸秆资源丰富，每年产生大量玉米秸秆、稻草秸秆和小麦秸秆。目前秸秆主要用于发电、直接还田、发酵制备沼气、农村农户燃料等，利用价值很低，特别是每年的夏季和秋季，农作物收获后，秸秆未能得到及时处理，任意堆放或野外燃烧，对环境污染严重，虽然各地政府加大了管理力度，但一直未能从根本上解决问题。为提高秸秆的利用价值，从根本上杜绝秸秆燃烧对环境的污染，开发秸秆高温炭化制备活性炭技术是一条有效的途径，秸秆炭化是将秸秆经烘干或晒干、粉碎，然后在制炭设备中，经干燥、干馏、冷却等工序，将松散的秸秆制成木炭的过程，由于干馏是秸秆炭化的核心工艺，所以也有人用秸秆干馏代指秸秆炭化，干馏的结果是生成各种气体、蒸汽以及固体残渣。
3.目前，对使用生物基制备活性炭时需要用到炭化装置，但是现有的炭化装置在制备活性炭时存在装料和卸料缓慢而导致炭化效率低的问题，并且在炭化的过程中由于物料不能被充分的粉碎以及炭化过程物料受热不均匀，从而导致制备的活性炭质量和效果差的问题，因此需要一种生物基制备活性炭的高效炭化装置。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，解决了装料和卸料缓慢而导致炭化效率低、物料不能被充分的粉碎以及炭化过程物料受热不均匀的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，包括电机、输气风机和吸气风机，所述电机的驱动端固定连接在变速箱的输入端，所述变速箱的输出端贯穿支撑板并固定连接有转动轴，所述转动轴的上侧外径上固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的左右两侧均啮合连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的中心通孔内均固定连接有粉碎轴，所述粉碎轴远离第二锥齿轮的一端分别贯穿预处理箱的一侧并转动连接在预处理箱的另一侧内壁上，所述粉碎轴位于预处理箱内部的外径上均固定连接有若干个粉碎刀片，所述转动轴的一端贯穿炭化箱的上侧，所述转动轴位于炭化箱内的外径上固定连接有螺旋叶片和安装框架，所述安装框架的左右两侧均固定连接有多个搅拌杆，所述搅拌杆的两端均固定连接有搅拌叶，所述输气风机的输出端固定连接有三通管，所述三通管的左右两端分别固定连接有第一输气管和第二输气管，所述第一输气管的一端固定连接在加热器的输入端，所述加热器的输出端贯穿炭化箱的左侧，所述第二输气管的一端固定连接在制冷器的输入端，所述制冷器的输出端贯穿炭化箱的右侧，所
述吸气风机的输入端固定连接有排气管，所述吸气风机的输出端固定连接有输送管，所述输送管的一端固定连接在储水箱的后侧，所述储水箱的内部从下往上依次设置有活性炭层、碱性物质净化层和酸性物质净化层。
8.优选的，所述储水箱的前侧固定连接有液压缸，所述液压缸的输出端贯穿炭化箱的后侧并固定连接有挤压板，所述挤压板的左右两侧分别滑动连接在炭化箱的左右两侧内壁上。
9.优选的，所述预处理箱的底部均固定连接有输料管，所述输料管的出料端分别固定连接在炭化箱的左右两侧顶端，所述炭化箱的前侧底端设置有密封门。
10.优选的，所述电机和变速箱的底部均固定连接在支撑板的顶部，所述支撑板的左右两侧分别固定连接在预处理箱的相对一侧，所述预处理箱的顶部均设置有密封盖。
11.优选的，所述输气风机的后侧固定连接在炭化箱的前侧，所述制冷器的左侧固定连接在炭化箱的右侧，所述加热器的右侧固定连接在炭化箱的左侧，所述炭化箱的内部位于安装框架下方固定连接有电动百叶阀。
12.优选的，所述炭化箱的顶部左右两侧均设置有温度传感器，所述电机、电动百叶阀、温度传感器、输气风机、加热器、制冷器和吸气风机均与远程控制终端通过无线信号相连。
13.优选的，所述排气管的一端固定连接在炭化箱的顶部，所述吸气风机的前侧固定连接在炭化箱的后侧，所述储水箱的顶部中心处固定连接有出气管。
14.工作原理：首先将制备活性炭的生物基植物秸秆投入到两个预处理箱内，启动电机，电机通过变速箱带动转动轴进行转动，转动轴通过第一锥齿轮和第二锥齿轮的相互配合带动粉碎轴进行转动，粉碎轴带动粉碎刀片对进入预处理箱内的物料进行粉碎，一方面两个预处理箱同时对物料进行粉碎，有利于提升粉碎效率，另一方面物料粉碎后便于后续的炭化作业，提高炭化效率和效果，粉碎后的物料通过输料管进入炭化箱内，启动输气风机，输气风机通过三通管、第一输气管和加热器等结构的配合向炭化箱的内部上方输入热量，热量进入炭化箱内可以对进入的物料进行炭化作业，在炭化的过程中，通过转动轴带动螺旋叶片和安装框架进行转动，安装框架带动搅拌杆和搅拌叶对进入的物料进行搅拌，同时配合螺旋叶片将物料向上翻动，使得物料能够被均匀的加热，保证了物料在炭化过程中受热的均匀性，有利于提升活性炭制备的质量以及制备效率，启动吸气风机，吸气风机通过排气管和输送管将炭化产生的废气输入到储水箱内的水液中，水液既可以实现对废气的降温冷却功能，又可以吸收废气中含有的粉尘颗粒等物质，通过活性炭层、碱性物质净化层和酸性物质净化层的配合可以实现对废气的净化功能，避免排出的气体中含有大量有害物质而造成环境污染的问题，提高了炭化装置的环保性能，炭化后的物质通过打开电动百叶阀即可排入到炭化箱的内部下方，输气风机通过三通管、第一输气管和加热器等结构的配合可以向炭化箱的内部下方输入冷气，使得炭化后的物料在下落的过程中实现冷却降温的功能，然后通过液压缸带动挤压板对物料炭化后的物料进行挤压，使得物料被挤压成块，从而可以降低物料的体积，便于后续的转运，有利于提升工作效率。
15.(三)有益效果
16.本发明提供了一种生物基制备活性炭的高效炭化装置。具备以下有益效果：
17.1、本发明通过电机通过变速箱带动转动轴进行转动，转动轴通过第一锥齿轮和第
二锥齿轮的相互配合带动粉碎轴进行转动，粉碎轴带动粉碎刀片对进入预处理箱内的物料进行粉碎，一方面两个预处理箱同时对物料进行粉碎，有利于提升粉碎效率，另一方面物料粉碎后便于后续的炭化作业，提高炭化效率和效果，同时转动轴带动螺旋叶片和安装框架进行转动，安装框架带动搅拌杆和搅拌叶对进入的物料进行搅拌，同时配合螺旋叶片将物料向上翻动，使得物料能够被均匀的加热，保证了物料在炭化过程中受热的均匀性，有利于提升活性炭制备的质量以及制备效率。
18.2、本发明通过吸气风机、排气管和输送管将炭化产生的废气输入到储水箱内的水液中，水液既可以实现对废气的降温冷却功能，又可以吸收废气中含有的粉尘颗粒等物质，通过活性炭层、碱性物质净化层和酸性物质净化层的配合可以实现对废气的净化功能，避免排出的气体中含有大量有害物质而造成环境污染的问题，提高了炭化装置的环保性能，通过液压缸带动挤压板对物料炭化后的物料进行挤压，使得物料被挤压成块，从而可以降低物料的体积，便于后续的转运，有利于提升工作效率。
附图说明
19.图1为本发明的立体图；
20.图2为本发明的正视剖面图；
21.图3为图2中的a处放大图；
22.图4为本发明的后视图；
23.图5为本发明的炭化箱剖面图；
24.图6为本发明的风机连接示意图；
25.图7为本发明的水箱右视剖面图。
26.其中，1、炭化箱；2、密封门；3、输料管；4、预处理箱；5、支撑板；6、电机；7、变速箱；8、转动轴；9、第一锥齿轮；10、第二锥齿轮；11、粉碎轴；12、粉碎刀片；13、螺旋叶片；14、安装框架；15、搅拌杆；16、搅拌叶；17、电动百叶阀；18、温度传感器；19、输气风机；20、三通管；21、第一输气管；22、加热器；23、第二输气管；24、制冷器；25、排气管；26、吸气风机；27、输送管；28、储水箱；29、出气管；30、活性炭层；31、碱性物质净化层；32、酸性物质净化层；33、液压缸；34、挤压板。
具体实施方式
27.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。
28.实施例：
29.如图1-7所示，本发明实施例提供一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，包括电机6、输气风机19和吸气风机26，电机6的驱动端固定连接在变速箱7的输入端，变速箱7的输出端贯穿支撑板5并固定连接有转动轴8，转动轴8的上侧外径上固定连接有第一锥齿轮9，第一锥齿轮9的左右两侧均啮合连接有第二锥齿轮10，第二锥齿轮10的中心通孔内均固定连接有粉碎轴11，粉碎轴11远离第二锥齿轮10的一端分别贯穿预处理箱4的一侧并转动连
接在预处理箱4的另一侧内壁上，粉碎轴11位于预处理箱4内部的外径上均固定连接有若干个粉碎刀片12，将制备活性炭的生物基(植物秸秆)投入到两个预处理箱4内，启动电机6，电机6通过变速箱7带动转动轴8进行转动，转动轴8通过第一锥齿轮9和第二锥齿轮10的相互配合带动粉碎轴11进行转动，粉碎轴11带动粉碎刀片12对进入预处理箱4内的物料进行粉碎，一方面两个预处理箱4同时对物料进行粉碎，有利于提升粉碎效率，另一方面物料粉碎后便于后续的炭化作业，提高炭化效率和效果，转动轴8的一端贯穿炭化箱1的上侧，转动轴8位于炭化箱1内的外径上固定连接有螺旋叶片13和安装框架14，安装框架14的左右两侧均固定连接有多个搅拌杆15，搅拌杆15的两端均固定连接有搅拌叶16，在炭化的过程中，通过转动轴8带动螺旋叶片13和安装框架14进行转动，安装框架14带动搅拌杆15和搅拌叶16对进入的物料进行搅拌，同时配合螺旋叶片13将物料向上翻动，使得物料能够被均匀的加热，保证了物料在炭化过程中受热的均匀性，有利于提升活性炭制备的质量以及制备效率，输气风机19的输出端固定连接有三通管20，三通管20的左右两端分别固定连接有第一输气管21和第二输气管23，第一输气管21的一端固定连接在加热器22的输入端，加热器22的输出端贯穿炭化箱1的左侧，粉碎后的物料通过输料管3进入炭化箱1内，启动输气风机19，输气风机19通过三通管20、第一输气管21和加热器22等结构的配合向炭化箱1的内部上方输入热量，热量进入炭化箱1内可以对进入的物料进行炭化作业，第二输气管23的一端固定连接在制冷器24的输入端，制冷器24的输出端贯穿炭化箱1的右侧，输气风机19通过三通管20、第一输气管21和加热器22等结构的配合可以向炭化箱1的内部下方输入冷气，使得炭化后的物料在下落的过程中实现冷却降温的功能，吸气风机26的输入端固定连接有排气管25，吸气风机26的输出端固定连接有输送管27，输送管27的一端固定连接在储水箱28的后侧，储水箱28的内部从下往上依次设置有活性炭层30、碱性物质净化层31和酸性物质净化层32，启动吸气风机26，吸气风机26通过排气管25和输送管27将炭化产生的废气输入到储水箱28内的水液中，水液既可以实现对废气的降温冷却功能，又可以吸收废气中含有的粉尘颗粒等物质，通过活性炭层30、碱性物质净化层31和酸性物质净化层32的配合可以实现对废气的净化功能，避免排出的气体中含有大量有害物质而造成环境污染的问题，提高了炭化装置的环保性能。
30.储水箱28的前侧固定连接有液压缸33，液压缸33的输出端贯穿炭化箱1的后侧并固定连接有挤压板34，挤压板34的左右两侧分别滑动连接在炭化箱1的左右两侧内壁上，炭化后的物质通过打开电动百叶阀17即可排入到炭化箱1的内部下方，然后通过液压缸33带动挤压板34对物料炭化后的物料进行挤压，使得物料被挤压成块，从而可以降低物料的体积，便于后续的转运，有利于提升工作效率。
31.预处理箱4的底部均固定连接有输料管3，输料管3的出料端分别固定连接在炭化箱1的左右两侧顶端，炭化箱1的前侧底端设置有密封门2，通过控制密封门2的打开和关闭便于取出炭化后的物料。
32.电机6和变速箱7的底部均固定连接在支撑板5的顶部，支撑板5的左右两侧分别固定连接在预处理箱4的相对一侧，预处理箱4的顶部均设置有密封盖，通过支撑板5起到了安装支撑电机6和变速箱7的功能，通过密封盖便于对预处理箱4进行密封，避免物料被崩出的问题。
33.输气风机19的后侧固定连接在炭化箱1的前侧，制冷器24的左侧固定连接在炭化
箱1的右侧，加热器22的右侧固定连接在炭化箱1的左侧，炭化箱1的内部位于安装框架14下方固定连接有电动百叶阀17，通过输气风机19便于输入气体，通过制冷器24便于对气体进行加热，然后对炭化后的物料进行冷却降温，通过加热器22对气体进行加热，加热后的气体可以对粉碎后的物料进行炭化作业。
34.炭化箱1的顶部左右两侧均设置有温度传感器18，电机6、电动百叶阀17、温度传感器18、输气风机19、加热器22、制冷器24和吸气风机26均与远程控制终端通过无线信号相连，温度传感器18可以对炭化的温度进行实时监测，从而便于工作人员根据实际情况进行调整。
35.排气管25的一端固定连接在炭化箱1的顶部，吸气风机26的前侧固定连接在炭化箱1的后侧，储水箱28的顶部中心处固定连接有出气管29，通过排气管25便于排出炭化产生的废气，吸气风机26便于将废气输入到储水箱28内进行净化作业，通过出气管29便于排出净化后无污染的气体。
36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，包括电机(6)、输气风机(19)和吸气风机(26)，其特征在于：所述电机(6)的驱动端固定连接在变速箱(7)的输入端，所述变速箱(7)的输出端贯穿支撑板(5)并固定连接有转动轴(8)，所述转动轴(8)的上侧外径上固定连接有第一锥齿轮(9)，所述第一锥齿轮(9)的左右两侧均啮合连接有第二锥齿轮(10)，所述第二锥齿轮(10)的中心通孔内均固定连接有粉碎轴(11)，所述粉碎轴(11)远离第二锥齿轮(10)的一端分别贯穿预处理箱(4)的一侧并转动连接在预处理箱(4)的另一侧内壁上，所述粉碎轴(11)位于预处理箱(4)内部的外径上均固定连接有若干个粉碎刀片(12)，所述转动轴(8)的一端贯穿炭化箱(1)的上侧，所述转动轴(8)位于炭化箱(1)内的外径上固定连接有螺旋叶片(13)和安装框架(14)，所述安装框架(14)的左右两侧均固定连接有多个搅拌杆(15)，所述搅拌杆(15)的两端均固定连接有搅拌叶(16)，所述输气风机(19)的输出端固定连接有三通管(20)，所述三通管(20)的左右两端分别固定连接有第一输气管(21)和第二输气管(23)，所述第一输气管(21)的一端固定连接在加热器(22)的输入端，所述加热器(22)的输出端贯穿炭化箱(1)的左侧，所述第二输气管(23)的一端固定连接在制冷器(24)的输入端，所述制冷器(24)的输出端贯穿炭化箱(1)的右侧，所述吸气风机(26)的输入端固定连接有排气管(25)，所述吸气风机(26)的输出端固定连接有输送管(27)，所述输送管(27)的一端固定连接在储水箱(28)的后侧，所述储水箱(28)的内部从下往上依次设置有活性炭层(30)、碱性物质净化层(31)和酸性物质净化层(32)。2.根据权利要求1所述的一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，其特征在于：所述储水箱(28)的前侧固定连接有液压缸(33)，所述液压缸(33)的输出端贯穿炭化箱(1)的后侧并固定连接有挤压板(34)，所述挤压板(34)的左右两侧分别滑动连接在炭化箱(1)的左右两侧内壁上。3.根据权利要求1所述的一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，其特征在于：所述预处理箱(4)的底部均固定连接有输料管(3)，所述输料管(3)的出料端分别固定连接在炭化箱(1)的左右两侧顶端，所述炭化箱(1)的前侧底端设置有密封门(2)。4.根据权利要求1所述的一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，其特征在于：所述电机(6)和变速箱(7)的底部均固定连接在支撑板(5)的顶部，所述支撑板(5)的左右两侧分别固定连接在预处理箱(4)的相对一侧，所述预处理箱(4)的顶部均设置有密封盖。5.根据权利要求1所述的一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，其特征在于：所述输气风机(19)的后侧固定连接在炭化箱(1)的前侧，所述制冷器(24)的左侧固定连接在炭化箱(1)的右侧，所述加热器(22)的右侧固定连接在炭化箱(1)的左侧，所述炭化箱(1)的内部位于安装框架(14)下方固定连接有电动百叶阀(17)。6.根据权利要求1所述的一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，其特征在于：所述炭化箱(1)的顶部左右两侧均设置有温度传感器(18)，所述电机(6)、电动百叶阀(17)、温度传感器(18)、输气风机(19)、加热器(22)、制冷器(24)和吸气风机(26)均与远程控制终端通过无线信号相连。7.根据权利要求1所述的一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，其特征在于：所述排气管(25)的一端固定连接在炭化箱(1)的顶部，所述吸气风机(26)的前侧固定连接在炭化箱(1)的后侧，所述储水箱(28)的顶部中心处固定连接有出气管(29)。

技术总结
本发明提供一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，涉及活性炭生产技术领域。该一种生物基制备活性炭的高效炭化装置，包括电机、输气风机和吸气风机，所述电机的驱动端固定连接在变速箱的输入端，所述转动轴的上侧外径上固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的左右两侧均啮合连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮的中心通孔内均固定连接有粉碎轴，所述粉碎轴位于预处理箱内部的外径上均固定连接有若干个粉碎刀片。通过电机、转动轴、粉碎刀片和搅拌叶等结构的配合，既可以实现对物料的粉碎，又可以使得物料能够被均匀的加热，保证了物料在炭化过程中受热的均匀性，有利于提升活性炭制备的质量以及制备效率。的质量以及制备效率。的质量以及制备效率。


技术研发人员：张鹏会 李艳春
受保护的技术使用者：陇东学院
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/7/19