一种新型太阳能生物炭制备装置

1.本实用新型属生物炭制备技术领域，具体涉及一种新型太阳能生物炭制备装置。

背景技术：

2.生物炭作为生物质热化学转化的产物，最初因在农业作为肥料增产方面的巨大优势而受到广泛关注。近年来生物炭本身作为一种“碳中性”的燃料可替代化石燃料的使用，减少温室气体的排放。同时生物炭在土壤改良、环境修复及气候改善等领域均被证明有巨大应用潜力；
3.目前生物炭生产技术以电力、燃气、生物质燃烧为热量来源，制备过程需消耗大量能源，产生的热空气直接排放到空气中造成浪费且产生大量难以收集的分解产物，同时排放大量温室气体甚至是有毒有害气体，具有高能耗、高污染的缺点，为解决现有存在的技术问题，我们提出了一种新型太阳能生物炭制备装置。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种新型太阳能生物炭制备装置。
5.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种新型太阳能生物炭制备装置，包括机箱及设于机箱上的水平转向装置，所述水平转向装置上设有支架，所述支架顶端转动设有蝶形聚光器，且蝶形聚光器上设有生物质热分解炉；
7.所述生物质热分解炉包括外壳，所述外壳前端设有炉盖，后端设有光圈，所述外壳内部设有吸收腔并且吸收腔内设有带孔挡板，所述带孔挡板上呈环形排列有反应器。
8.作为本实用新型的进一步优化方案，所述蝶形聚光器包括安装于生物质热分解炉后端的透光架、设于透光架上的伸缩支撑杆以及设于伸缩支撑杆远离透光架一端上的蝶形聚光片，所述蝶形聚光片的尾端设有与机箱电性连接的光强传感器，所述伸缩支撑杆与光强传感器相接触。
9.作为本实用新型的进一步优化方案，所述蝶形聚光片的两端对称设有与支架相连接的角度调节装置，且角度调节装置与聚光片之间安装有舵机。
10.作为本实用新型的进一步优化方案，所述外壳与炉盖的连接处设有密封垫片，所述外壳额内侧壁设有保温层。
11.作为本实用新型的进一步优化方案，所述反应器由相互套接的外管壳及内管壳组成，且外管壳与内管壳之间填充有二氧化铈多孔介质层，所述内管壳的一端从外管壳内伸出并且伸出端设有加料口。
12.作为本实用新型的进一步优化方案，所述水平转向装置由云台以及与云台相连接的电机组成，所述云台固定在机箱的顶部，且云台的顶部与支架连接。
13.作为本实用新型的进一步优化方案，所述水平转向装置由云台以及与云台相连接
的电机组成，所述云台固定在机箱的顶部，且云台的顶部与支架连接。
14.作为本实用新型的进一步优化方案，所述云台包括转子壳以及套设于转子壳底部的铁芯壳，所述铁芯壳从转子壳底部伸入铁芯体中并且两者之间设有滚动轴承，所述铁芯壳内部设有铁芯体，所述转子壳的内侧壁设有与铁芯体相接触的转子磁铁，所述转子壳底部螺纹连接有紧固件。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.(1)本实用新型通过将生物炭制备和碟形聚光器结构进行协同，从而利用太阳能产生的热量在生物质热分解炉处起到推动反应的作用，促进生物质热分解，进而解决了传统生物炭制备工艺依靠电力加热或生物质燃烧提供热量，热解过程存在能耗大、高污染和转化率低等问题。
17.(2)本实用新型利用中间介质间接加热的方式，符合生物质慢速热解的特点，增加了太阳能热解过程的稳定性和灵活性，克服了直接加热方式制备生物炭过程中的缺陷；
18.(3)本实用新型利用水平转向装置和竖直角度调节装置的协同，碟形聚光器始终能垂直于强度较大的光照方向，保证了生物质热分解炉工作的连续性。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例提供的整体结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的生物质热分解炉内部结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供反应器的结构示意图；
22.图4为本实用新型实施例提供云台的结构示意图；
23.图5为本实用新型实施例提供云台的立剖图；
24.图中：1、生物质热分解炉；101、外壳；102、保温层；103、炉盖；104、吸收腔；105、带孔挡板；106、密封垫片；2、透光架；3、伸缩支撑杆；4、聚光片；5、支架；6、云台；601、转子壳；602、铁芯壳；603、紧固件；604、滚动轴承；605、铁芯体；606、转子磁铁；7、机箱；8、角度调节装置；9、光强传感器；10、光圈；11、反应器；1101、外管壳；1102、内管壳。
具体实施方式
25.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
27.参照说明书附图1-3，该实施例的一种新型太阳能生物炭制备装置，包括机箱7及设于机箱7上的水平转向装置，所述水平转向装置上设有支架5，所述支架5顶端转动设有蝶形聚光器，且蝶形聚光器上设有生物质热分解炉 1；
28.所述生物质热分解炉1包括外壳101，所述外壳101前端设有炉盖103，后端设有光圈10，所述外壳101内部设有吸收腔104并且吸收腔104内设有带孔挡板105，所述带孔挡板105上呈环形排列有反应器11，所述外壳101与炉盖103的连接处设有密封垫片106，所述外壳101的内侧壁设有保温层102，生物质热分解炉1采用太阳能加热，热量从光圈10进入被吸收腔104吸收，吸收的热量提供给反应器11。
29.所述反应器11由相互套接的外管壳1101及内管壳1102组成，且外管壳 1101与内管壳1102之间填充有二氧化铈多孔介质层，所述内管壳1102的一端从外管壳1101内伸出并且伸出端设有加料口。
30.使用时，将生物质从进料口投入反应器11内，生物质热分解炉1调整至合适位置进行反应，在此过程中，碟形聚光器聚集的热量辐射至吸收腔104 内，对生物质进行加热，使其在一定温度范围内热分解为生物炭；
31.吸收腔104内填充熔融态碳酸盐，外管壳1101与内管壳1102之间填充有二氧化铈多孔介质层，反应器11浸没在吸收腔104内的熔融态碳酸盐中，在热量辐射的推动下，传热流体有效地吸收和储存热量，减少太阳辐射的不稳定对热解过程的影响，增加热解过程的持续性和稳定性，保温层102保证了炉体温度的相对稳定，保证了反应的连续进行，多孔介质的存在增强了反应器11的保温作用与受热均匀性。
32.进一步的，所述蝶形聚光器包括安装于生物质热分解炉1后端的透光架 2、设于透光架2上的伸缩支撑杆3以及设于伸缩支撑杆3远离透光架2一端上的蝶形聚光片4，所述蝶形聚光片4的尾端设有与机箱7电性连接的光强传感器9，所述伸缩支撑杆3与光强传感器9相接触。
33.具体的，伸缩支撑杆3长度可调，用以调节炉体的位置；支架5与机箱7 间设置水平转向装置，所述水平转向装置利用云台6与电机控制蝶形聚光片 4的水平方向，蝶形聚光片4与支架5间设竖直角度调节装置8，用于控制蝶形聚光片4竖直角度，蝶形聚光片4底部设置光强传感器9；使用时光强传感器9接受光照并传递数据控制水平转向装置与竖直角度调节装置8，进一步控制蝶形聚光片4角度；通过该方式，一方面伸缩支撑杆3长度的可调节在反应炉处起到控制温度的作用，促进生物质的热分解，另一方面蝶形聚光片4方向的可调节还能提升光照的利用率，使得光照强度保持在一个较合适的范围；进而解决了一天内不同时间光照强度差异和某时段反应炉处温度过高或过低的缺陷，提高了反应器11内的生物质热分解反应效率。
34.进一步的，所述蝶形聚光片4的两端对称设有与支架5相连接的角度调节装置8，且角度调节装置8与聚光片4之间安装有舵机。
35.参照说明书附图4-5，所述水平转向装置由云台6以及与云台6相连接的电机组成，所述云台6固定在机箱7的顶部，且云台6的顶部与支架5连接，云台6内部设置螺旋进给装置，当调节水平方向时，螺旋进给装置启动，缓慢地调节蝶形聚光片4的水平角度，所述竖直角度调节装置8采用舵机缓慢调整蝶形聚光片4竖直角度，进而解决了用电机进行水平角度及竖直角度调节过快易打破反应稳定的问题。
36.另外的，所述云台6的具体结构包括转子壳601以及套设于转子壳601底部的铁芯壳602，所述铁芯壳602从转子壳601底部伸入铁芯体605中并且两者之间设有滚动轴承604，所述铁芯壳602内部设有铁芯体605，所述转子壳 601的内侧壁设有与铁芯体605相接触的
转子磁铁606，所述转子壳601底部螺纹连接有紧固件603。
37.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种新型太阳能生物炭制备装置，其特征在于，包括机箱(7)及设于机箱(7)上的水平转向装置，所述水平转向装置上设有支架(5)，所述支架(5)顶端转动设有蝶形聚光器，且蝶形聚光器上设有生物质热分解炉(1)；所述生物质热分解炉(1)包括外壳(101)，所述外壳(101)前端设有炉盖(103)，后端设有光圈(10)，所述外壳(101)内部设有吸收腔(104)并且吸收腔(104)内设有带孔挡板(105)，所述带孔挡板(105)上呈环形排列有反应器(11)。2.根据权利要求1所述的一种新型太阳能生物炭制备装置，其特征在于：所述蝶形聚光器包括安装于生物质热分解炉(1)后端的透光架(2)、设于透光架(2)上的伸缩支撑杆(3)以及设于伸缩支撑杆(3)远离透光架(2)一端上的蝶形聚光片(4)，所述蝶形聚光片(4)的尾端设有与机箱(7)电性连接的光强传感器(9)，所述伸缩支撑杆(3)与光强传感器(9)相接触。3.根据权利要求2所述的一种新型太阳能生物炭制备装置，其特征在于：所述蝶形聚光片(4)的两端对称设有与支架(5)相连接的角度调节装置(8)，且角度调节装置(8)与聚光片(4)之间安装有舵机。4.根据权利要求1所述的一种新型太阳能生物炭制备装置，其特征在于：所述外壳(101)与炉盖(103)的连接处设有密封垫片(106)，所述外壳(101)额内侧壁设有保温层(102)。5.根据权利要求1所述的一种新型太阳能生物炭制备装置，其特征在于：所述反应器(11)由相互套接的外管壳(1101)及内管壳(1102)组成，且外管壳(1101)与内管壳(1102)之间填充有二氧化铈多孔介质层，所述内管壳(1102)的一端从外管壳(1101)内伸出并且伸出端设有加料口。6.根据权利要求1所述的一种新型太阳能生物炭制备装置，其特征在于：所述水平转向装置由云台(6)以及与云台(6)相连接的电机组成，所述云台(6)固定在机箱(7)的顶部，且云台(6)的顶部与支架(5)连接。7.根据权利要求6所述的一种新型太阳能生物炭制备装置，其特征在于：所述云台(6)包括转子壳(601)以及套设于转子壳(601)底部的铁芯壳(602)，所述铁芯壳(602)从转子壳(601)底部伸入铁芯体(605)中并且两者之间设有滚动轴承(604)，所述铁芯壳(602)内部设有铁芯体(605)，所述转子壳(601)的内侧壁设有与铁芯体(605)相接触的转子磁铁(606)，所述转子壳(601)底部螺纹连接有紧固件(603)。

技术总结

本实用新型涉及一种新型太阳能生物炭制备装置，包括机箱及设于机箱上的水平转向装置，所述水平转向装置上设有支架，所述支架顶端转动设有蝶形聚光器，且蝶形聚光器上设有生物质热分解炉；所述生物质热分解炉包括外壳，所述外壳前端设有炉盖，后端设有光圈，所述外壳内部设有吸收腔并且吸收腔内设有带孔挡板，所述带孔挡板上呈环形排列有反应器。本实用新型将生物质热分解和太阳能热解技术进行协同，利用太阳能产生的热量在反应炉处起到供能的作用，促进生物质热分解，有效解决了现有生物质炭化设备所需热量主要来源于生物质及其产物燃烧或外部加热的问题，进而解决了热解产物的质量以及生产过程中高污染、高能耗的问题。高能耗的问题。高能耗的问题。