[发明专利]一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置

说明书

本发明涉及生物炭制备技术领域，具体公开了一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置。一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置，该装置包括反应腔、盖子以及太阳能集热板，其中，在反应腔外壁依次包覆有加热层、太阳能辅助加热层以及保温层，并在反应腔上方的开口设置有相匹配的盖子，在加热层中设有电加热装置；所述太阳能集热板的介质输出管与太阳能辅助加热层的底部相连通；太阳能集热板的介质输入管伸入至太阳能辅助加热层的上部。该装置介质绿色、反应条件温和，反应设备结构简单、操作简便、成本低；制得的稻秸生物炭产品可用于改良土壤或修复水体环境，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于生物炭制备技术领域，具体涉及一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置。

背景技术

生物质的炭化技术可分为热解炭化和水热炭化两种。水热炭化以水为介质，在密闭的高压反应釜中，在一定温度下，水自产生压力或惰性气体加压，生物质经脱水脱羧反应转化成水热炭的过程。水热炭化法无需脱水干燥的预处理，对原料要求低，原料来源范围广泛，所需废弃生物质可直接从自然界获取，无需提取，例如农业废料、木材废料、城市固体废物和畜禽粪便等。水热炭化法将废弃生物质中约40％的碳元素通过炭化方式转变成难以降解的炭化物，是一种废弃生物质资源化的方法，将低价值废弃生物质通过环境友好的方法转变为有用的炭功能材料。水热炭化法具有经济、数量巨大、可再生的优点。

目前国内对太阳能的利用比较匮乏，太阳能是目前人类可以利用的最大能力资源，具有清洁，无污染等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置，其可以节能、高效、简便地制备生物炭，用于土壤改良或水体环境的修复。

本发明的技术方案如下：一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置，该装置包括反应腔、盖子以及太阳能集热板，其中，在反应腔外壁依次包覆有加热层、太阳能辅助加热层以及保温层，并在反应腔上方的开口设置有相匹配的盖子，在加热层中设有电加热装置；所述太阳能集热板的介质输出管与太阳能辅助加热层的底部相连通；太阳能集热板的介质输入管伸入至太阳能辅助加热层的上部。

所述的反应器为聚四氟乙烯内胆和不锈钢外壳构成的圆柱状容器；所述的盖子内侧为螺旋纹结构，其与反应腔上部螺纹相匹配。

所述的盖子上设有贯穿的压力控制阀；并在盖子内侧设有温度传感器，所述温度传感器与温度控制器相连接，且所述温度控制器还同时与电加热器相连接，并可根据温度传感器检测的温度信号，控制电加热器对加热层进行加热，并控制反应腔的温度。

所述的太阳能集热板为管板式集热板，其管道内有液体介质，介质输出管从太阳能集热板的下部进入，太阳能集热板吸热后，热的介质通过管道不断上升，并从太阳能集热板上部进入太阳能辅助加热层中。

所述的反应腔不锈钢外壁直径为180～300mm，高为200～300mm，壁厚为15mm。

所述的太阳能辅助加热层厚度为20mm，保温层的厚度为30mm。

所述的太阳能辅助加热层中填充有乙二醇防冻液。

所述的加热层中填充有320导热油。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置，可以利用太阳能作为混合能源经水热碳化将生物质秸秆转变为生物炭，提高了生物质秸秆的利用率和附加值，增加了经济效益，且有利于碳素的固定和减少二氧化碳的排放，具有良好的生态效益和社会效益；同时，该装置介质绿色、反应条件温和，反应设备结构简单、操作简便、成本低；制得的稻秸生物炭产品可用于改良土壤或修复水体环境，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明所述的一种太阳能辅助制备生物炭的水热反应装置结构示意图；