一种多元立体农场的生态循环系统
专利汇可以提供一种多元立体农场的生态循环系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种多元立体农场的生态循环系统，包括间壁 回转窑 、多层 农作物 立体农场、多层木本 植物 立体农场和多层立体牧场。农作物农场的秸秆回收发送单元分一路连接到牧场的 饲料 入口，一路与木本植物农场的枝叶出口和牧场的 粪便 出口一起连接到间壁回转窑。间壁回转窑的烟气出口通过余热发电单元、冷凝 水 回收单元、二 氧 化 碳 提纯设备、二氧化碳储罐和CO2配置中心连接到木本植物农场气体入口和农作物农场气体入口。本发明集工业、农业、林业和牧业生产为一体，综合利用各种资源和营养成分，提高了立体农场粮食生产和其它动植物生产的产量，并副产工业 能源 产品，有利于降低农、牧、林业生产的成本。使整个系统达到无 温室 气体 排放的情况下生产以氢为主的能源及粮食、果蔬等经济作物和 畜牧业 产品。，下面是一种多元立体农场的生态循环系统专利的具体信息内容。
1.一种多元立体农场的生态循环系统，包括多层农作物立体农场（11）、间壁回转窑（29），所述多层农作物立体农场设有农作物农场气体入口（10）、气体出口（1）、粮食作物出口（38）、秸秆回收发送单元（16）、育种中心（46）、集水槽（51）和农作物营养液入口（34）；所述间壁回转窑设有进料环（33）、出料环（32）、燃烧器（22）和烟气出口，其特征是：所述生态循环系统设有多层立体牧场（5）、秸秆粉碎单元（17）、多层木本植物立体农场（8）、冷凝水回收单元（14）、二氧化碳提纯设备（39）、氧调节器（12）、水净化设备（3）、二氧化碳储罐（47）、CO2配置中心（43）和营养液配液槽（15），所述多层立体牧场设有气体出口（1）、畜牧产品出口（36）、牧场气体入口（41）、粪便出口（42）、集水槽(51)和饲料入口（6），所述多层木本植物立体农场设有气体出口、经济作物出口(37)、木本植物农场气体入口（9）、枝叶出口（40）、集水槽(51)和植物营养液入口（13）；所述秸秆回收发送单元分为两路，一路连接到饲料入口，一路与枝叶出口一起通过秸秆粉碎单元连接到进料环，所述粪便出口连接到进料环；所述烟气出口通过余热发电单元、冷凝水回收单元、二氧化碳提纯设备、二氧化碳储罐和CO2配置中心连接到木本植物农场气体入口和农作物农场气体入口；所述氧调节器的一路与牧场气体入口（41）连接，一路通过阀门（44）与CO2配置中心连接；所述冷凝水回收单元（14）通过水净化设备连接到营养液配液槽，所述营养液配液槽连接到植物营养液入口和农作物营养液入口。
2.根据权利要求1所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述生态循环系统设有脱硫设备（45）、储氢单元（20）、木焦油储罐（21）、木焦油提取设备（26）和制氢及提氢设备（31）；所述出料环（32）设有干馏气出口，所述制氢及提氢设备设有水蒸气入口（48）；所述干馏气出口通过脱硫设备连接到木焦油提取设备或制氢及提氢设备；所述木焦油提取设备的液体出口连接到木焦油储罐，木焦油提取设备的气体出口连接到制氢及提氢设备；所述制氢及提氢设备连接到储氢单元。
3.根据权利要求2所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述生态循环系统设有甲烷分离器（50），所述甲烷分离器设有甲烷出口和分离尾气出口,所述燃烧器（22）设有空气入口或纯氧入口（49）；所述多层农作物立体农场和多层木本植物立体农场的气体出口连接到燃烧器的空气入口或氧调节器（12），所述多层立体牧场（5）的气体出口（1）连接到燃烧器（22）的空气入口或甲烷分离器（50），所述甲烷出口连接到制氢及提氢设备（31）入口，所述分离尾气出口连接到氧调节器（12）。
4.根据权利要求1所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述多层立体牧场（5）、多层木本植物立体农场（8）和多层农作物立体农场（11）分别设有1～1000层,多层农作物立体农场（11）每年可以生产2～12季农作物，多层立体牧场、多层木本植物立体农场和多层农作物立体农场的侧壁设有太阳能板（2），顶部设有风力发电设备（4）。
5.根据权利要求4所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述多层木本植物立体农场和多层农作物立体农场的最下层设有配电中心（7），所述太阳能板（2）和风力发电设备（4）与配电中心（7）电路连接，所述配电中心与秸秆粉碎单元（17）、氧调节器（12）、冷凝水回收单元（14）、二氧化碳提纯设备（39）、水净化设备（3）、营养液配液槽（15）和秸秆回收发送单元（16）的动力设备连接，并且与电能存储单元（25）连接。
6.根据权利要求1所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述生态循环系统设有灰分溶解槽（19），所述灰分溶解槽设有加酸口（18）和出渣口（58），所述间壁回转窑（29）设有燃尽灰出口（30）；所述燃尽灰出口连接到灰分溶解槽，所述灰分溶解槽连接到营养液配液槽（15）；在燃尽灰中加入酸溶液等物质在搅拌下加热溶解，经过滤后将滤液回收利用；滤渣中主要含有二氧化硅等成分，滤液中含有钾、钠、钙、镁、铁、铝、铜、锌、钴等金属离子，都是植物生长元素；这些金属元素回收后，可以用来配置植物生长营养液，使得化学营养药剂循环利用。
7.根据权利要求1所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述生态循环系统设有余热发电单元（23）和电能存储单元（25），所述余热发电单元与电能存储单元通过电路（24）连接；所述烟气出口通过余热发电单元（23）连接到冷凝水回收单元（14），所述余热发电单元（23）通过配电中心对系统的用电设备供电。
8.根据权利要求1所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述多层木本植物立体农场（8）和多层农作物立体农场（11）各层之间设有换热器装置，使得部分热量通过换热器在各层之间传递，达到冷热交替的作用；立体农场里面有冷层和热层，冷热层之间不断转化，通过制冷剂和换热器、热泵等设备实现；多层木本植物立体农场、多层农作物立体农场和多层立体牧场大楼的光照系统、音乐系统由包括余热发电单元在内的电力系统提供电能。
9.根据权利要求1所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述多层木本植物立体农场中的植物为茶叶、咖啡、苹果、梨、桃、荔枝等多年生木本植物；所述多层农作物立体农场（11）之中的作物为小麦、水稻、玉米、大豆及蔬菜等一年生草本作物；所述多层立体牧场为牛、羊、猪、马、鸡、鸭、鹅等。
10.根据权利要求1所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述间壁回转窑（29）由同轴安装的内筒（56）和外筒（57）构成，内筒和外筒由耐材构成，内筒和外筒之间为环形物料膛（27），内筒中间为窑膛（28），环形物料膛设有支撑（54）；物料膛（27）和窑膛（28）可以互换位置，即内筒和外筒之间为环形窑膛，内筒中间为物料膛；所述间壁回转窑的耐材结构（100）形式的材料可以是复合异型耐火砖，所述复合异型耐火砖包括保温层（52）、隔热层（53）、支撑（54）和导热层（55），隔热层通过支撑与导热层连接；支撑和支撑之间、外圈与内圈之间可以是任意形状的立体空间；支撑和内圈、外圈的连接，可以是插接、可以是复合砖、也可以是整体的耐材结构（100）形式或耐火浇注料整体浇筑形式连接；当内筒和外筒之间为物料膛（27）、内筒中间为窑膛（28）时，导热层（55）的内侧为耐火侧；允许物料走中间、烟气走夹层，物料膛（27）和窑膛（28）互换位置，此时导热层（55）的外侧为耐火面；所述间壁回转窑（29），根据多元立体农场的生态循环系统的规模可以是一台也可以是多台并联使用。
11.根据权利要求10所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述环形物料膛（27）为直形通道、曲线形物料通道或螺旋物料通道；所述物料通道截面为能通过物料的任意形式，截面可为圆形、三角形、矩形、六边形或多边形；所述耐材结构（100）形式的材料为金属材料、耐火材料、陶瓷材料或导热材料，或上述材料的复合材料；所述耐火材料为耐火砖或不定形耐材浇注而成；所述间壁回转窑的截面为任意结构形式或形状，只要满足上述物料能够顺畅输送、内圈热量的高传导接收性、外圈热量的高隔热性、物料通道的高密封性及耐材结构（100）形式的高强度的要求即可，如截面为圆形、扇形、椭圆形或半圆形截面；所述间壁回转窑的运动形式为转动或摆动运行，使物料向前运行；物料通道沿间壁回转窑轴向为直线形式、螺旋线形式或各种曲线布置形式，也可以是任意多条和任意多种曲线的交替布置。
12.根据权利要求10所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述隔热层、支撑和导热层各采用不同材质经机压、浇注或人工捣制成形后煅烧复合而成；所述间壁回转窑内砌筑的复合异型耐火砖或不定形耐材浇注料，减少了砌筑所产生的缝隙和漏气串气，间壁回转窑内砌筑的复合异型耐火砖或不定形耐材浇注料也可以增加锚固件与窑壁钢结构连接，锚固件的材料可以是金属材料、耐火材料或它们的复合材料，所述的复合材料可以是完全组合成一体的，也可以是分立元件插接组合而成的；所述锚固件在窑壁上的分布密度、形状、长度可以根据耐材的性质任意选择；内圈和外圈和支撑它们彼此之间也允许采用锚固件以加强整体强度，为了防止间壁回转窑的环形物料膛与内窑膛串气漏气，在窑内适当的位置安装有监测设备，当串气漏气时，处理方法之一是，在不停窑高温情况下，使用长距离伸缩喷涂枪在窑膛壁上喷涂隔绝材料，修补串气部位，避免停窑修补砌筑损失，允许导热层内圈喷涂一层耐材，所述耐材具有高导热性、高强度、高韧性的耐火材料或复合材料，紧紧包覆在内圈的内层；处理方法之二是从窑膛直接加入补炉材料，如耐火材料、陶瓷材料或其他具有高导热性的复合材料，使补炉材料较均匀的附着在窑膛壁上。
13.根据权利要求1所述的多元立体农场的生态循环系统，其特征是：所述多层立体牧场、多层木本植物立体农场和多层农作物立体农场均为密闭式建筑；所述育种中心（46）可以设置在立体农场内，也可以分开单独设置；所述多层立体牧场、多层木本植物立体农场和多层农作物立体农场的顶部均设有集水槽（51）回收雨水，内部各层均设有冷凝水装置回收空气中水分；所述电能存储单元可以采用化学储能、物理储能、电磁储能技术中的一种或多种；容许多层立体牧场、多层木本植物立体农场和多层农作物立体农场，二个或三个共用一个建筑空间；所述多层立体牧场、多层木本植物立体农场和多层农作物立体农场需要外接补充的电能、二氧化碳和水均可来自附属的燃煤、燃油、燃气电站和其它清洁能源电站，补充的二氧化碳由二氧化碳入口（59）接入；所述二氧化碳配置中心设有智能程序，根据不同作物的生长特点调节二氧化碳浓度，提高各种作物的产量；通过间壁回转窑窑膛产生的废气为多层木本植物立体农场和多层农作物立体农场提供二氧化碳，多层农作物立体农场产生的秸秆、多层木本植物立体农场的枝叶、多层立体牧场的牲畜粪便和立体牧场的其它废物为间壁回转窑提供原料，农场产生的秸秆、多层木本植物立体农场的枝叶也可以为多层牧场中的牲畜提供饲料；所述间壁回转窑在干馏植物秸秆、动物粪便和其它生物质时，采用焦化或焦气化的工艺生产，生物质中所含的水分几乎全部与生物质中的碳反应生成一氧化碳和氢气，干馏气中不含水分或只含少量水份；允许在间壁回转窑物料膛的不同部位加入水蒸气、空气或富氧气体。
一种多元立体农场的生态循环系统
技术领域
背景技术
发明内容
多层农作物立体农场和多层木本植物立体农场的气体出口连接到燃烧器的空气入口或氧调节器，多层立体牧场的气体出口连接到燃烧器的空气入口或甲烷分离器。甲烷出口连接到制氢及提氢设备入口，分离尾气出口连接到氧调节器。
图3为本发明另一种实施方案的结构示意图；
图4为本发明第三种实施方案的结构示意图；
图5为多元立体农场电路连接图；
图6为间壁回转窑内砌筑复合异型耐火砖的结构示意图；
图7为图6的A-A图；
图8为图6的B-B。
38—粮食作物出口、39—二氧化碳提纯设备、40—枝叶出口、41—牧场气体入口、42—粪便出口、43—CO2配置中心、44—阀门、45—脱硫设备、46—育种中心、47—二氧化碳储罐、48—水蒸气入口、49—纯氧入口、50—甲烷分离器、51—集水槽、52—保温层、53—隔热层、54—支撑、55—导热层、56—内筒、57—外筒、58—出渣口、59—二氧化碳入口、100—耐材结构。
具体实施方式
31、灰分溶解槽19、余热发电单元23、电能存储单元25和氢气储罐20。如图2所示，间壁回转窑由同轴安装的内筒56和外筒57构成，内筒和外筒之间为环形物料膛27，内筒的中心为窑膛28。窑膛的窑头罩一侧设有燃烧器22、窑尾罩一侧设有燃尽灰出口30和烟气出口，燃烧器包括气体燃料烧嘴和固体燃料烧嘴。间壁回转窑设有进料环33和出料环32，进料环和出料环与环形物料膛连接，出料环设有干馏气出口，出料环通过冷却器与固体燃料烧嘴的燃料入口连接。多层农作物立体农场设有农作物农场气体入口10、气体出口1、秸秆回收发送单元16、集水槽51、育种中心46、粮食作物出口38和农作物营养液入口34。多层立体牧场设有气体出口1、畜牧产品出口36、牧场气体入口41、粪便出口42、集水槽和饲料入口6，多层木本植物立体农场设有气体出口、经济作物出口37、木本植物农场气体入口9、枝叶出口40、集水槽和植物营养液入口13。秸秆回收发送单元分为两路，一路连接到饲料入口，一路与枝叶出口一起通过秸秆粉碎单元连接到进料环，粪便出口连接到进料环。间壁回转窑的烟气出口通过余热发电单元连接到冷凝水回收单元，冷凝水回收单元通过二氧化碳提纯设备、二氧化碳储罐和CO2配置中心连接到木本植物农场气体入口和农作物农场气体入口。氧调节器与牧场气体入口和CO2配置中心连接，与CO2配置中心的连接管路设有阀门44。多层立体牧场、多层农作物立体农场和多层木本植物立体农场的气体出口连接到燃烧器的空气入口。
冷凝水回收单元通过水净化设备连接到营养液配液槽，营养液配液槽连接到植物营养液入口和农作物营养液入口，营养液配液槽设有水及营养液补充口35。灰分溶解槽设有加酸口
18和出渣口（58），间壁回转窑29设有燃尽灰出口30。燃尽灰出口连接到灰分溶解槽，灰分溶解槽连接到营养液配液槽15。
11和多层木本植物立体农场8，为植物生长提供二氧化碳生长气氛。多层立体牧场、多层木本植物立体农场和多层农作物立体农场的气体出口出来的富含氧气的气体送入燃烧器22作助燃气体。本实施例其它流程与运行与实施1例相同。
43、甲烷分离器50、二氧化碳提纯设备39、二氧化碳储罐47、水净化设备3、氧调节器12、营养液配液槽15、脱硫设备45、储氢单元20、木焦油储罐21、木焦油提取设备26、制氢及提氢设备
31、灰分溶解槽19、余热发电单元23和电能存储单元25。多层农作物立体农场设置200层，立体牧场养牦牛、山羊、猪，多层木本植物立体农场种植咖啡、荔枝，多层农作物立体农场各层分别种植水稻年产8季。间壁回转窑窑膛的窑头罩一侧设有燃烧器22、燃烧器设有纯氧入口
49，纯氧入口与氧气管路连接。间壁回转窑设有进料环33和出料环32，进料环和出料环与环形物料膛连接，出料环设有干馏气出口。多层立体牧场的气体出口1连接到甲烷分离器，甲烷分离器设有甲烷出口和分离尾气出口，甲烷出口连接到制氢及提氢设备入口，分离尾气出口连接到氧调节器12。多层木本植物立体农场8和多层农作物立体农场11的气体出口连接到氧调节器。氧调节器与牧场气体入口和CO2配置中心连接，与CO2配置中心的连接管路设有阀门44。间壁回转窑的烟气出口通过余热发电单元连接到冷凝水回收单元，冷凝水回收单元通过二氧化碳提纯设备、二氧化碳储罐和CO2配置中心连接到木本植物农场气体入口和农作物农场气体入口。制氢及提氢设备设有水蒸气入口48，水蒸气入口与蒸汽管路连接。
干馏气出口通过脱硫设备45连接到木焦油提取设备，木焦油提取设备的液体出口连接到木焦油储罐。木焦油提取设备的气体出口连接到制氢及提氢设备，制氢及提氢设备连接到储氢单元。余热发电单元23与电能存储单元25通过电路24连接。本实施例其它流程与运行与实施例1相同。
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