河南洛阳发明家发明智能秸秆制炭炉秸秆变木炭地毯机
2022-07-14 20:11:33 康康机械网
河南洛阳发明家发明智能秸秆制炭炉 秸秆变“木炭”
工人师傅正在整理炭块成品
秸秆炭是指以玉米秸秆、玉米心、树枝、树叶、锯末等农作物为原料做成的炭，常被称作“机制炭”、“木炭”，是一种新兴的燃料。
这个机器吃秸秆，输出的不是雾霾而是秸秆炭。
现场|经4道关可变秸秆炭，预计年处理量可达10万吨
昨日，记者来到了位于汝阳县陶营镇的洛阳亚天实业有限公司，一组制炭炉“屹立”在成片的玉米秸秆和烟秆后面。
“秸秆要变成炭需要4道程序。”据工作人员介绍，首先，抓草机要将秸秆放入振动筛内，去除杂物。记者注意到，振动筛是铁制的，远观像是一个大抽屉，不过，“抽屉”底部密密麻麻且均匀分布着小圆洞，以便杂物漏出。第二步，经筛选后的秸秆会进入烘干箱，除掉水分，这一过程需要两个小时；第三步，“脱水”后的秸秆会被抓草机放入料斗、送到进料口，进入制炭炉；第四步，利用干馏技术（即固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应），对秸秆进行加热炭化。完成了炭化，炭化炉内的搅龙会将炭粉分离，并经出料口出来。
“加热到一定温度后，秸秆会自然分解成水、炭和煤气，这是秸秆制炭所用的原理。”工作人员介绍，目前，他们会将煤气点燃处理，分解成水和二氧化碳，避免空气污染。
传统的秸秆制炭的技术在国内早已有之，但传统的工艺需要先对秸秆进行粉碎、压块后才能炭化，其间需要耗费大量的电力和人力，而如今可以直接将秸秆炭化，降低了能源、人力和时间成本。
此外，目前国内企业使用的制炭传统技术，很多都是“小打小闹”，而该技术一年预计可处理10万吨秸秆，实现了规模化生产。
起源|雾霾困扰，刺激他向秸秆再利用技术发起挑战
记者了解到，该技术的发明者是洛阳市民间发明家——54岁的陶予敏，他也是该企业的负责人之一。
陶予敏是关林办事处练庄村人，1981年毕业于洛阳大学化学系，1983年，他辞去初中化学教师的工作，办起化工厂。工作之余，“闲不住”的他一心扑在发明创造上。40年来，他获得了20多项国家专利，包括煤气涡轮发电机、三碱脱硫、小型内燃动力发电机组等，其中不少已转化成了生产力。
陶予敏说，之所以发明这台制炭炉，还要从2009年秋天说起。当时，他开车到郑州办事，看到高速路沿途“秸秆焚烧”的现象比比皆是。“路段被浓浓的烟雾笼罩，个别路段长达几十米能见度很低，严重影响行车安全。”陶予敏回忆说，这一场景，深深“刺激”了他。陶予敏说，自己是一个“爱琢磨”的人，他决定向农作物秸秆的处理领域发起挑战。
艰辛|做了20多个设备才成功，成功后比中彩票还高兴
2010年，为了寻找突破口，陶予敏便“四处取经”，先后到驻马店、济源等多个地方的秸秆处理厂考察。他发现，除了传统的将秸秆还田作肥料，秸秆气化、热解发电作燃料外，部分企业还在尝试使用秸秆制炭技术，但是多数企业都存在规模小、能耗大、产量低、成本高、效益差的问题，企业生存主要依靠政府补贴，陶予敏决定以此为“切入口”进行研究。
经过3个月时间的学习研究，陶予敏研究出第一台小型秸秆制炭机，花费10万元，可试用之后，虽然能顺利将秸秆转化成炭，但出来的秸秆炭含量太低，怎么也点不着。
2011年3月，陶予敏又投入30余万，再一次研制出一台机器，从外观来看，出炉的炭确实比较好，可依然是热量低，利用效果不好。
2012年10月，一台大型三孔窑秸秆制炭设备“问世”了，此次研制历时四个月，投入100余万元，让陶予敏欣慰的是，出炉的炭质量较高。但另一个问题来了，该设备操作复杂，浪费人工，经济效益未达到预期，无奈只好舍弃，而这已经是陶予敏发明的第14台机器了。“我经常搞发明创造，对于失败早就习惯了，所以也从未想过放弃。”陶予敏说。
2013年初，陶予敏终于开发出了大型智能化秸秆制炭炉实验炉，且经检验，炭质量良好，成本、经济效益均达到预期。从2010年到2013年，3年间，陶予敏已经做了20多个秸秆制炭炉。“当实验炉实验成功的时候，我比中彩票还高兴，中彩票靠的是运气，几乎没有付出，而发明创造不一样，投入了太多的辛苦。”
效果|能实现规模化生产，促进农民增收
记者了解到，实验后期，河南科技大学材料科学与工程学院教授闫焉服、清华大学博士后也参与其中，主要负责设备的优化。据闫教授介绍，保守计算，该技术的投入产出比例为1：5，也就是说，5吨秸秆可以产1吨秸秆炭，而秸秆炭可以用到冶金（炼铁还原剂、炼铝用电极、钢锭保温剂等），化工（用于生产二硫化碳、碳化钙、四氯化碳、木炭干燥剂、炸药、蚊香等），建筑（混凝土特殊填料、绝缘材料、耐火材料等）等多个领域，市场前景广阔。
“预计一吨秸秆炭的产值能达到500元左右，利润率不低于50%。”闫教授说，按照该设备一年处理10万吨秸秆的能力来算，一年可产秸秆炭2万吨，产值能达到1000万元，利润不低于500万。
此外，据介绍，两年来，该企业共接收了3万余吨秸秆，解决了汝阳县三个乡镇的秸秆回收问题，其中，陶营镇就是其中一个。据该镇纪委书记韩涛介绍，该镇大约有4万亩地，每年秸秆产生量约为2万吨。往年，为了秸秆禁烧，他们要花费大量的人力物力，只清运费就要花去120万元左右，收集之后，再送到电厂或者大型养殖场，这中间的收益微乎其微，只能“抵消”运输费用。
从前年开始，农户们除了自家用一部分秸秆做肥料外，大多都会送到洛阳亚天实业有限公司，其中，每吨秸秆的收购费为120元，烟秆的收购价为每吨80元，不仅解决了秸秆的再利用问题，还增加了农户的收入。
计划 |充分利用副产品，拉长产业链
据介绍，该设备在产出秸秆炭的同时，还可以产生大量煤气，同时还可以提炼出木质酸、木焦油、碳酸钾等，可回收用于制作化肥、燃油等。
据闫教授介绍，1吨秸秆可生产出300立方米的优质煤气，按照优质煤气市场价0.8元／立方米计算，产值约240元；另外，一吨秸秆还可产出20千克的木焦油，按照市场价3000元／吨计算，价值约为60元，市场前景同样广阔。
闫教授说，今年，他们计划进一步完善现有工艺，将秸秆副产品煤气、木焦油和木质酸充分利用，逐步拉长产业链，扩大收入，增大效益。“届时，每吨秸秆炭的产值将达到1200元左右，收益不低于600元。”闫焉服表示。“目前，洛阳市已有一些企业在尝试利用秸秆制炭技术，但实现规模化、智能化的，该企业还是第一个，为秸秆再利用增加了新的途径，有利于环境的保护、优化。”