CN103650992B - 一种基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机，由链条式生物质燃料采暖炉和二氧化碳施肥机组成，具体运行时，链条式生物质燃料采暖炉A通过燃烧生物质颗粒产生热能和废气（主要成分为二氧化碳），热能通过链条式生物质燃料采暖炉排入室内加热室内空气，而废气进入二氧化碳施肥机B，通过二氧化碳施肥机B的吸收作用，废气中的二氧化硫和氮氧化合物得到过滤，最后得到无害的二氧化碳由二氧化碳施肥机B进入温室内，对温室作物进行二氧化碳施肥。该二氧化碳施肥采暖器除了给植物生长提供加温的基本作用外，同时也能够实现对温室内作物的二氧化碳施肥的功能，进而大大增加温室作物的产量和经济效益。

Description

一种基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机
技术领域
本发明涉及一种温室园艺用生物质燃料采暖器，特别涉及一种基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机。实现以燃烧生物质颗粒燃料的方式对温室内的空气进行加热的同时，补充温室内的二氧化碳，进而实现对温室作物进行二氧化碳施肥。
背景技术
温室园艺，又称设施栽培，欧美称为温室栽培，是指在露地不适于园艺作物生长的季节（寒冷或炎热）或地区，利用特定的设施（保温、增温、降温、防雨、防虫），人为创造适于作物生长的环境，以生产优质、高产、稳产的蔬菜、花卉、水果等园艺产品的一种环控技术。
生物质能源是利用植物的光合作用，将太阳能转换成化学能，固定并储存在植物体内的能源。生物质在应用过程中释放的CO2量与其生长过程中吸收的CO2量相平衡，实现了CO2的零排放，而且生物质的含氮量和含硫量都很低，NOx的排放量仅为燃煤排放量的1/5，SO2仅为燃煤的1/10，对生物质的利用能有效的改善环境污染问题。
现有的温室内部的二氧化碳施肥多采用燃烧天然气的方式，或者直接使用压缩的二氧化碳进行施肥，尽管还有化学反应等方法也能够提供二氧化碳，但是由于我国的温室面积大，基础条件复杂，操作人员的水平参差不齐，因此现有燃烧天然气或者直接使用压缩的二氧化碳进行施肥的方式仅作为部分大型连栋温室中的施肥手段。化学方法由于操作复杂也多停留在理论研究和局部使用的层面，实践中并未广泛的推广使用。因此，在我国广大的温室生产实践中，亟待开发一种既能够提供采暖也可以简单地进行二氧化碳施肥的设备。
目前，我国的生物质能源已经具有了一定的发展，而且相应的生物质燃烧设备也初具规模。普通的生物质燃烧采暖炉可以直接实现对温室内部采暖功能，但是由于生物质燃烧炉的烟气中仍然含有少量的SO2和HCL，因此会对温室内部作物造成一定的影响。在生产实践中，开发一种既能采暖又能实现清洁的二氧化碳施肥机已经成为了迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明目的在于，提供一种基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机，除了给植物生长提供加温的基本作用外，同时也能够实现对温室内作物的二氧化碳施肥的功能，进而大大增加温室的作物产量和经济效益。在实现上述功能的同时，也可以实现调节温室内空气湿度，以降低温室内作物的病害发生率的功能，从而实现多功能集成的应用效果。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机，其特征在于，由链条式生物质燃料采暖炉和二氧化碳施肥机组成，其中：
所述的链条式生物质燃料采暖炉包括炉体，在炉体上方有热风出风口，炉体下方有进风口，炉体中部设有防火观察窗；在炉体内的上方布置有生物质颗粒料斗，生物质颗粒料斗底部有链条式送料器，在炉体内一侧布置有燃烧斗，在燃烧斗上方设有集热排管和热回收管道，热回收管道通过热回收排气风机与废气管相连通，集热排管收集生物质颗粒燃烧时的火焰热量；燃烧斗下方有灰斗，进风口通过炉体内的环流静音风机与新风管道连通，新风管道给燃烧斗中的生物质颗粒提供新风，生物质颗粒燃烧后的废气在热回收排气风机的驱动下进入废气管排出采暖炉外至二氧化碳施肥机中；
所述的二氧化碳施肥机的结构包括二氧化碳施肥罐，二氧化碳施肥罐内装有生物废气净化溶液，二氧化碳施肥罐上有控制阀和废气排管，二氧化碳施肥罐底部的废气管上设有微孔曝气头。
具体运行时，链条式生物质燃料采暖炉A通过燃烧生物质颗粒产生热能和废气（主要成分为二氧化碳），热能通过采暖炉自身排入室内加热室内空气，而废气进入二氧化碳施肥机B，通过B的吸收作用，废气中的二氧化硫和氮氧化合物得到过滤，最后无害的二氧化碳由二氧化碳施肥机B进入温室内，对温室作物进行二氧化碳施肥。
本发明的基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机，在使用时，开启链条式生物质燃料采暖炉，链条式生物质燃料采暖炉就会开始燃烧生物质燃料，进而产生热风和废气。热风通过采暖炉自身的热风出风口排入室内，加热室内空气，可以将封闭的室内空气温度升高10℃～20℃，燃烧生物质燃料所产生的废气由二氧化碳施肥机B进行净化，净化后的废气进入温室内或者储存起来，实现对温室内作物的二氧化碳施肥功能。整机运行时可同时实现上述功能。该生物质燃料二氧化碳施肥采暖炉同时可以提高室内空气的二氧化碳浓度，实现二氧化碳施肥。
本发明的基于生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机，由于采用了生物质颗粒燃烧技术，因此，可以在采暖的同时达到生态排放的效果，而且也为设施展览空间提供了观景设施，是一个集生态空气调节、二氧化碳施肥设备为一体的园艺设施。也可以实现调节温室内空气湿度和降低温室内病害发生率的功能。结构合理，与现有温室加温设备相比不增加成本，而可以大大提高作为生产的生态效益和增加作物的产量。其优点在于：
其一，采用了生物质颗粒燃烧技术，生物质燃料本身具有二氧化碳的生态零排放，而且还创新性地对其废气进行了回收利用，并将其用作温室作物的二氧化碳施肥源。进而在实现温室增温效果的同时，可以实现最大限度地的生态和增产增收。
其二，开创性地使用了链条直接进行颗粒料的输送，完全克服了传统的螺杆送料器所产生的卡料和故障频发的缺点。
其三，针对生物质燃料烟气成分特点和作物的需求，对生物质废气进行了有效的净化，进而实现了变废气为肥料的功能。
其四，有机地将温室增温和作物二氧化碳施肥结合起来，实现了单一设施的功能多元化。
其五，造价低，运行的费用低，效率高，在实践生长中容易推广和保持长时间稳定运行。
附图说明
图1是本发明的基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机示意图；
图2是链条式生物质燃料采暖炉结构示意图；
图3是二氧化碳施肥机结构示意图；
图中的标号分别为：A、链条式生物质燃料采暖炉，B、二氧化碳施肥机；1、热风出风口，2、热回收管道，3、集热排管，4、防火观察窗，5、燃烧斗，6、灰斗，7、环流静音风机，8、进风口，9、生物质颗粒料斗，10、链条式送料器，11、新风管道，12、热回收排气风机，13、废气管，14、微孔曝气头，15、气泡，16、生物废气净化溶液，17、二氧化碳施肥罐，18、控制阀，19、废气排管。
下面结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
参照附图1-3，本实施例给出一种基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机的具体结构，由链条式生物质燃料采暖炉A和二氧化碳施肥机组成，具体运行时，链条式生物质燃料采暖炉A通过燃烧生物质颗粒产生热能和废气（主要成分为二氧化碳），热能通过链条式生物质燃料采暖炉自身的热风出风口排入室内，加热室内空气，而燃烧生物质燃料所产生的废气进入二氧化碳施肥机B，通过二氧化碳施肥机B的吸收作用，废气中的二氧化硫和氮氧化合物得到过滤，最后得到无害的二氧化碳由二氧化碳施肥机B进入温室，对温室作物进行二氧化碳施肥。同时也可以实现调节温室内空气湿度和降低温室内病害发生率的功能。
本实施例中，链条式生物质燃料采暖炉A具体结构包括炉体，在炉体上方有热风出风口1，炉体下方有进风口8，炉体中部设有防火观察窗4；
炉体内的上方布置有生物质颗粒料斗9，生物质颗粒料斗9底部有链条式送料器10，在炉体内一侧布置有燃烧斗5，在燃烧斗5上方设有集热排管3和热回收管道2，热回收管道2通过热回收排气风机12与废气管13相连通，集热排管3收集生物质颗粒燃烧时的火焰热量；燃烧斗5下方有灰斗6，进风口8通过炉体内的环流静音风机7与新风管道11连通，新风管道11给燃烧斗5中的生物质颗粒提供新风，生物质颗粒燃烧后的废气在热回收排气风机12的驱动下进入废气管13排出采暖炉外至二氧化碳施肥机B中。
其工作过程是：
生物质颗粒燃料被存放在生物质颗粒料斗9中，生物质颗粒燃料通过链条式送料器10送入燃烧斗5，燃烧斗5中生物质颗粒燃料燃烧所用的新风由新风管道11送入，燃烧后的火焰热量直接由集热排管3收集，该部分热量与热回收管道2收集的热量混合后，在环流静音风机7的驱动下，将新风从进风口8吸入，然后通过热风出风口1吹入室内，从而加热室内空气。生物质颗粒燃料燃烧后的灰烬通过灰斗6收集；燃烧斗5中生物质颗粒燃料燃烧后的废气在热回收排气风机12的驱动下进入废气管13排出采暖炉外的二氧化碳施肥机B中。
链条式生物质燃料采暖炉A的整个燃烧过程可以通过透明的防火观察窗4进行观察。
二氧化碳施肥机B的具体结构包括二氧化碳施肥罐17，二氧化碳施肥罐17上有控制阀18和废气排管19，二氧化碳施肥罐17内装有生物废气净化溶液16，二氧化碳施肥罐17底部的废气管13上设有微孔曝气头14。
为实现充分净化废气，并调节二氧化碳的浓度，生物废气净化溶液16存储在专用的二氧化碳施肥罐17中。
废气进入二氧化碳施肥机B后，开始废气的脱硫过程，废气经废气管13进入微孔曝气头14，在微孔曝气头14的作用下，废气变成气泡15，进而可以达到和生物废气净化溶液16的充分接触，进而达到将废气中的二氧化硫和氮氧化合物溶解到生物废气净化溶液16中。最后经过生物废气净化溶液16净化的废气经控制阀18和废气排管19进入温室内，对作物进行二氧化碳施肥，或者经由废气排管19进入二氧化碳存储***。
对于植物生长来说，生物质燃料燃烧的废气有害成分主要有SO2（排放浓度达100mg/m3～300mg/m3）和HCL（排放浓度达100mg/m3～1000mg/m3）。因此，在二氧化碳施肥机B中，生物废气净化溶液16的配方由水（H2O）、氢氧化钙（Ca（OH）2）和碳酸钙（CaCO3）按质量比100：0.166：10配制。
采用上述实施例制成的基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机，在使用时，开启链条式生物质燃料采暖炉A，链条式生物质燃料采暖炉A就会开始燃烧生物质燃料颗粒，进而产生热风和废气。热风通过链条式生物质燃料采暖炉A排入室内加热室内空气，废气由二氧化碳施肥机B进行净化，净化后的废气进入温室内，对温室内作物的二氧化碳施肥或者储存起来。

Claims (1)

1.一种基于链条式生物质燃料采暖炉的二氧化碳施肥机，其特征在于，由链条式生物质燃料采暖炉和二氧化碳施肥机组成，其中：
所述的链条式生物质燃料采暖炉包括炉体，在炉体上方有热风出风口(1)，炉体下方有进风口(8)，炉体中部设有防火观察窗(4)；在炉体内的上方布置有生物质颗粒料斗(9)，生物质颗粒料斗(9)底部有链条式送料器(10)，在炉体内一侧布置有燃烧斗(5)，在燃烧斗(5)上方设有集热排管(3)和热回收管道(2)，热回收管道(2)通过热回收排气风机(12)与废气管(13)相连通，集热排管(3)收集生物质颗粒燃烧时的火焰热量；燃烧斗(5)下方有灰斗(6)，进风口(8)通过炉体内的环流静音风机(7)与新风管道(11)连通，新风管道(11)给燃烧斗(5)中的生物质颗粒提供新风，生物质颗粒燃烧后的废气在热回收排气风机(12)的驱动下进入废气管(13)排出采暖炉外至二氧化碳施肥机中；
所述的二氧化碳施肥机的结构包括二氧化碳施肥罐(17)，二氧化碳施肥罐(17)内装有生物废气净化溶液(16)，二氧化碳施肥罐(17)上有控制阀(18)和废气排管(19)，二氧化碳施肥罐(17)底部的废气管(13)上设有微孔曝气头(14)；
所述的废气净化溶液(16)由水、氢氧化钙和碳酸钙按质量比100：0.166：10配制。
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