[实用新型]基于微波和高压蒸汽的秸秆预处理设备

说明书

技术领域

本实用新型属于秸秆产沼气设备技术领域，特别涉及一种基于微波和高压蒸汽的秸秆预处理设备。

背景技术

我国是一个农业大国，农作物播种面积居世界第一位，据统计，目前我国每年秸秆产量大约有7亿吨。在过去农作物秸秆多被作为燃料使用，但随着我国人民生活水平的不断提高，以及农村经济的发展和能源供应的改善，近些年来，农民对秸秆的燃烧利用也逐渐减少，剩余农作物秸秆的数量越来越大，据估计每年已达到4亿吨左右。大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧，造成了大气污染、土壤矿化、火灾事故、堵塞交通等大量的社会、经济和生态问题；与此同时，秸秆作为一种可再生能源，蕴含着巨大的生物质能量，它的资源化利用，对节约能源、改善生态环境、实现社会的可持续发展，有着重大意义。

秸秆产沼气是将水稻、玉米、花生等农作物秸秆作为原料，秸秆经过预处理后，加入沼气池或者沼气罐中进行厌氧发酵来生产沼气和有机肥料。

秸秆原料的预处理环节至关重要，其关系到原料分解效率及发酵产气率。传统的预处理环节包括对秸秆进行粉碎以及添加菌剂做堆沤等。但是秸秆的细胞非常坚实，细胞壁结构高度木质化，其中的木质素构成细胞壁的15％-30％，且这些木质素中含有生物化学性质十分稳定的各种复杂结合形式，难于被一般的微生物分解。因此，在秸秆发酵过程中，木质纤维素水解过程缓慢、水解程度低，从而影响随后的酸化和气化过程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于微波和高压蒸汽的秸秆预处理设备，其采用高压蒸汽和微波照射相结合的方法使秸秆中的坚实木质纤维素软化，从而使秸秆原料在发酵产沼气过程中有效提高秸秆原料的分解效率及发酵产气率。

本实用新型采用以下技术方案来实现：

一种基于微波和高压蒸汽的秸秆预处理设备，包括蒸汽发生器、高压预处理罐、秸秆粉碎机。所述高压预处理罐设置有蒸汽入口、进料口、出料口、蒸汽出口、减压阀、微波馈口、防爆口，以及搅拌装置；所述蒸汽出口设置在高压预处理罐顶端，所述减压阀设置在蒸汽出口处，通过减压阀使高压预处理罐内保持在固定压力；所述蒸汽入口设置在高压预处理罐底端的侧壁上；所述进料口设置在高压预处理罐顶端的侧壁上；所述出料口设置在高压预处理罐底端；所述微波馈口与微波发生器相连，微波发生器产生微波并通过微波馈口向高压预处理罐内发射微波促进秸秆中的坚实木质纤维素软化；所述蒸汽发生器内部设置有加热电阻丝；蒸汽发生器通过高压蒸汽管道与高压预处理罐的蒸汽入口相连通，在蒸汽发生器和蒸汽入口相连通的高压蒸汽管道上设置有阀门；所述秸秆粉碎机通过传送带与高压预处理罐的进料口相连，秸秆粉碎机将秸秆粉碎后通过传送带将粉碎后的秸秆传送到高压预处理罐内。

在上述技术方案中，所述防爆口设置在高压预处理罐的底端，其作用是防止因高压预处理罐内的压力过大而产生爆炸，当压力过大时防爆口爆开以避免高压预处理罐整体发生爆炸。

在上述技术方案中，所述搅拌装置由电机和搅拌器组成，通过搅拌装置的搅拌作用可以使秸秆充分与微波和蒸汽作用。

在上述技术方案中，所述高压预处理罐还设置有温度传感器和压力传感器，用于实时监测高压预处理罐内的温度和压力，当检测的温度或者压力过高时关闭蒸汽发生器。

本实用新型结构简单，自动化程度高，其采用高压蒸汽的方法使秸秆中的坚实木质纤维素软化，从而使秸秆原料在发酵产沼气过程中有效提高秸秆原料的分解效率及发酵产气率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1为高压预处理罐、2为蒸汽发生器、2-1为加热电阻丝、3为秸秆粉碎机、4为传送带、5为阀门、1-1为蒸汽出口、1-2为减压阀、1-3为进料口、1-4为蒸汽入口、1-5为温度传感器、1-6为压力传感器、1-7为微波馈口、1-8为出料口、1-9为电机、1-10为搅拌器、1-11为防爆口。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

如附图1所示，本实用新型所涉及的一种基于微波和高压蒸汽的秸秆预处理设备，包括蒸汽发生器、高压预处理罐、秸秆粉碎机。