宋奎柱　尹修媛　穴岳　閆佳穎　邵鵬赫

摘要：針對(duì)蘋果種植村落和種植戶推出一種小型的低成本無(wú)污染高效率的農(nóng)林廢料制炭循環(huán)機(jī)器和一種針對(duì)機(jī)制炭廠的煙氣處理裝置。通過(guò)高溫?zé)峤鈱⑥r(nóng)林果木和秸稈廢料轉(zhuǎn)化為木炭，并同時(shí)得到化肥木粗液和木煤氣燃?xì)馊剂?，滿足農(nóng)林廢料處理，果樹(shù)化肥需求，生活燃?xì)庑枨蠛投救∨枨?。延伸蘋果產(chǎn)業(yè)鏈，廢物利用提高村民附加價(jià)值，通過(guò)副產(chǎn)品生產(chǎn)利用降低木炭生產(chǎn)和環(huán)保設(shè)備成本，使得木炭和蘋果產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保良性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煙氣處理;閉環(huán)式果木碳?xì)庋h(huán)利用系統(tǒng);環(huán)保

山東煙臺(tái)的棲霞市蘋果產(chǎn)量已達(dá)到220萬(wàn)噸，蘋果枝條產(chǎn)生量達(dá)到了20萬(wàn)噸每年，大量廢棄枝條只能作為燒柴堆放，遺棄田間，既浪費(fèi)資源，燃燒枝條還產(chǎn)生空氣污染。目前除了少量的農(nóng)戶燒柴，剩余廢棄枝條最高效的處理辦法是經(jīng)過(guò)炭廠炭化燒制成為木炭，但是這種方式也同樣面臨問(wèn)題，傳統(tǒng)木材炭化工藝簡(jiǎn)陋粗放，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單干餾制炭工藝后，木材干餾產(chǎn)生的煙氣被直接排向空氣中，因此碳廠都面臨被當(dāng)?shù)丨h(huán)保局關(guān)停的境遇。針對(duì)這一問(wèn)題，做出一種對(duì)廢棄枝條高效利用并且符合國(guó)家環(huán)保要求的閉環(huán)式果木碳?xì)庋h(huán)利用系統(tǒng)。

1.裝置的工作原理

木材置入炭化爐中蓋蓋密封并連接處理系統(tǒng)管道對(duì)雙層炭化爐點(diǎn)火，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后開(kāi)始出現(xiàn)可燃煙氣，煙氣經(jīng)過(guò)排練控制箱達(dá)到一定顯示壓力后通入煙氣冷凝循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)兩段式冷凝管進(jìn)行煙氣液化，箱內(nèi)循環(huán)管外進(jìn)行循環(huán)水噴淋，循環(huán)水通過(guò)管道連接外部冷凝塔和水泵進(jìn)行熱交換循環(huán)達(dá)到節(jié)水效果，內(nèi)部煙氣液化部分經(jīng)過(guò)閥門通過(guò)箱底沉降進(jìn)入木醋液和木焦油沉降分離箱，氣化部分沿著管道通入木煤氣收集口也可以通過(guò)過(guò)管道回到雙層干餾爐進(jìn)行燃燒節(jié)省燃料。同時(shí)我們的煙氣處理系統(tǒng)與木炭干餾炭化爐互相分離嗎，可以單獨(dú)安裝各種型號(hào)的炭化爐，因此可以滿足幾乎所有炭廠的要求。

2.與同類產(chǎn)品的比較

在該機(jī)器中我們使用了相對(duì)簡(jiǎn)單的物理降溫法，同時(shí)使用水循環(huán)系統(tǒng)以達(dá)到節(jié)約用水和水資源循環(huán)利用的目的，煙氣排放控制箱可以使煙氣連續(xù)穩(wěn)定釋放，溫度壓力安全控制系統(tǒng)可以讓本系統(tǒng)的安全系數(shù)大大增加。

在傳統(tǒng)的木炭機(jī)中，冷水直接噴淋煙氣，被煙氣污染，產(chǎn)生大量廢水，無(wú)法分開(kāi)利用。為解決這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)诘谝淮窝b置中優(yōu)化冷凝方式，改為雙層隔板和冷凝管方案，煙氣通過(guò)冷凝塔之后，木醋液經(jīng)過(guò)液化冷凝成為液體，進(jìn)入收集桶，經(jīng)過(guò)靜止，可進(jìn)行提取，而不能冷凝的氣體部分包括一氧化碳，氫氣甲烷等可燃?xì)怏w，通過(guò)管道回到炭化爐重新燃燒，為木炭機(jī)節(jié)省燃料。

與其他機(jī)器相比，本系統(tǒng)占地面積小，成本低廉，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，安裝方便，其他煙氣處理系統(tǒng)一般采用水冷凝，活性炭吸附，電磁吸附等方法成本較高而且設(shè)備復(fù)雜體積較大，不適宜小型燒炭場(chǎng)使用，本系統(tǒng)能源主要消耗在水泵和煙氣排放控制箱，相比其他設(shè)備的能源消耗幾乎可以忽略不計(jì)，同時(shí)炭得無(wú)煙項(xiàng)目煙氣處理系統(tǒng)的冷凝管設(shè)備的冷凝和冷凝水的冷卻與木炭干餾炭化爐的自然冷凝同步進(jìn)行，極大地節(jié)約了時(shí)間，基本可以做到燒炭和煙氣處理同步進(jìn)行，同時(shí)通過(guò)氣液分離系統(tǒng)對(duì)煙氣處理之后所得的廢液中有很多可以二次利用的產(chǎn)品如煤焦油等可以經(jīng)過(guò)二次處理后分離利用提高了產(chǎn)物利用率，做到了循環(huán)利用，同時(shí)本系統(tǒng)對(duì)煙氣冷凝的粗木醋液呈現(xiàn)弱酸性，稀釋后可對(duì)果樹(shù)進(jìn)行噴淋，有促進(jìn)果樹(shù)生長(zhǎng)的作用，因此分離所得廢液也可以作為商品進(jìn)行售賣一定程度提高了經(jīng)濟(jì)效益攤平生產(chǎn)成本。

總體而言，炭得無(wú)煙項(xiàng)目冷凝液為水成本很低，而且利用完整的循環(huán)系統(tǒng)將冷凝水循環(huán)利用，且煙氣冷凝分離所得產(chǎn)物，液態(tài)為粗木醋液，氣態(tài)為該設(shè)備可以進(jìn)行收集或進(jìn)行二次燃燒也可作為木煤氣單獨(dú)燃燒，真正做到零污染，同時(shí)粗木醋液可以作為單獨(dú)產(chǎn)品進(jìn)行出售，做到循環(huán)利用的同時(shí)降低生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)效益，在能耗方面，水泵和煙氣排放控制箱的能耗相對(duì)電磁吸附裝置的能耗基本可以忽略不計(jì)，同時(shí)煙氣處理和燒炭裝置同時(shí)進(jìn)行，不存在時(shí)間的差距相當(dāng)于縮短時(shí)間，效率方面不同型號(hào)的機(jī)器可以滿足不同燒炭機(jī)器的要求從而滿足各種炭廠需求，可以達(dá)到效率提升的目的。

3.適用范圍及推廣前景

近年來(lái)，國(guó)家和山東省出臺(tái)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的政策，重點(diǎn)環(huán)保設(shè)備節(jié)能減排現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈兩端，等科研投入、推廣先進(jìn)處理技術(shù)等。本設(shè)備通過(guò)高效率設(shè)計(jì)和持續(xù)研發(fā)減少成本，價(jià)格便宜，對(duì)廢棄農(nóng)林廢料有機(jī)質(zhì)利用達(dá)到90%以上，解決了秸稈和廢棄果木枝條農(nóng)林廢料再利用問(wèn)題和木炭生產(chǎn)工業(yè)中嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題，污染轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中可以利用的木粗液生物質(zhì)化肥和良好的木煤氣生物質(zhì)燃料，不僅適合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，而且完全適合于小型農(nóng)戶家庭自主使用或自主創(chuàng)業(yè)。為普遍適應(yīng)不同農(nóng)戶和木炭生產(chǎn)強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)量，公司前期進(jìn)行用戶需求分析根據(jù)各廠家需求量生產(chǎn)炭得無(wú)煙系列產(chǎn)品，以適應(yīng)村鎮(zhèn)和大中小型木炭加工企業(yè)。

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