CN101600925A - 干燥含水物的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其中对空气流作适当处理，使得在工艺过程中该空气流能吸走水分；其中还配置有一含水物－空气流接触区，使得所述空气流能吸走该接触区中的含水物内的水分从而干燥该含水物，包括以下步骤：对空气流进行加热，将含水物分离成相对固状物和液状物，用该相对固状物物建立静态的第一含水物－空气流接触区，用该液状物建立动态的第二含水物－空气流接触区，引导该空气流至第一含水物－空气流接触区来干燥含水物中分离出的相对固状物，并此后引导该空气流至第二含水物－空气流接触区来预干燥从含水物分离出的液状物，将经预干燥的液状物与含水物进行混合。

Description

干燥含水物的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种干燥含水物例如粪肥的方法和系统。
背景技术
近年来，养猪场面临着一些问题，如气味、令人讨厌的东西、产生灰尘及产生氨等问题。为了管理好养猪场不至于出现异味、产生灰尘和氨，养猪场需引入一些系统和工序来保持上述问题的程度处于一优选的限定水平以下。
管理养猪场所面临的进一步的问题是粪肥的产生问题。通常养猪场的一头猪每年产生1～5m3粪肥，这些粪肥的重要特点是其中的固体物含量(content ofsolids)非常低(3～10％)。因此运输未干燥的粪肥的成本是很高的。
由于粪肥中固体物含量低，所以为了除去这些粪肥中的水分需要相对较大量的能量和金钱投入。
发明内容
考虑到现代的养猪场为了获利而不得不面对挑战，本发明的一个目标是提供一种干燥含水物例如粪肥的方法，该方法能被有利地用来管理养猪场。
一方面，本发明涉及一种干燥含水物如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其中对空气流作适当处理，使得在工艺过程中该空气流能吸走水分(moisture)；其中还配置有一含水物-空气流接触区，使得所述空气流能吸走该接触区中的含水物内的水分从而干燥该含水物，包括以下步骤：
-对空气流进行加热；
-将含水物分离成相对固状物(relatively solid)和液状物(liquid)；
-用上述的相对固状物建立静态(static)的第一含水物-空气流接触区；
-用上述的液状物建立动态(dynamic)的第二含水物-空气流接触区；
-引导上述的空气流至第一含水物-空气流接触区来干燥含水物中分离出的相对固状物；并此后
-引导该空气流至第二含水物-空气流接触区来预干燥(pre-dry)从含水物中分离出的液状物；
-将经预干燥的液状物与含水物进行混合。
根据本发明的干燥含水物例如粪肥的方法，其基本原理是使用粪肥流与空气流在接触区内接触来将粪肥中的水分吸走至空气中。空气流需要适当处理以使得空气流能从粪肥中吸走水分，特别是为了增加空气流的干燥能力，空气流的相对湿度要低。
根据本发明，适当处理过的空气流先用来干燥含水物中分离出的相对固状物，之后再用该已经吸收了一定量水分的空气流来预干燥含水物的液状物。为了增加含水物中固体物的含量，对液状物预干燥后，将经预干燥过的液状物与含水物混合。
根据本发明，所述的空气流采用低能热进行加热。如果本干燥含水物的方法用来干燥粪肥，作为优选方式，该低能热可以由猪自己产生。从其它的工艺过程中得到剩余热或从太阳能得到能量的形式来提供附加热能是可办到的。用该空气流对部分粪肥进行干燥之后，空气流中的任何可得到的剩余热被吸收，以便在干燥过程的后续步骤中再利用。
为增加本系统的干燥能力，最好使用热的液体(例如水)来加热粪肥-空气流接触区，通过引导相对较热的液体及粪肥通过热交换器(最好从不同的方向送入)从而间接加热粪肥，引导已加热的粪肥和空气流通过一填料层(packingmaterial)，这样就直接对空气流加热并使空气流从粪肥中吸走水分。相对较热的液体中的剩余热被贮存起来在干燥过程的后续工序中再利用。
根据本发明，对粪肥进行预干燥处理，以增加粪肥内固体物含量。之后，相对较湿的粪肥与干粪肥混合来进一步增加含水物中固体物的含量并随后将浓缩后的粪肥成型成圆的粪肥块，例如串状(strings)或小球状(pellets)。为了得到相对较干的粪肥粒，这些成型好的粪肥块随后进行干燥处理。
根据本发明的进一步的方面，本发明涉及一种干燥含水物例如粪肥的系统，包括一产生空气流的通风机、对空气流进行适当处理的加热装置、一含水物-空气流接触室，以及为了使空气流能从含水物中吸走水分而设置有供容纳含水物的存贮容器并能使适当处理后的空气流通过该存贮容器，该系统包括：
-一供分离含水物成液状物和相对固状物的分隔器，液状物与相对固状物实质性分开；
-一供成型相对固状物的成型器；
-一静态的第一含水物-空气流接触室，供对成型后的含水物中分离出的相对固状物进行干燥；和
-一动态的第二含水物-空气流接触区，其位于第一含水物-空气流接触室下游，供含水物中分离出的液状物进行预干燥。
根据本发明的干燥含水物的系统能够与太阳能加热系统结合使用。作为备选方案，本发明的系统可以使用剩余热量，例如来自其它工艺过程的剩余热。燃烧部分经干燥处理过的粪肥来产生热是能实现的。
本发明的优选实施方式在从属权利要求中进行描述。
在本申请文件中，使用了“相对固状物”和“液状物”。根据本发明的方法和系统当用于干燥固体物含量很低的含水物时，有明显的优势。若本发明的方法和系统用来干燥粪肥，而粪肥液状物通常只有4～5％的固体物含量。有一点是很重要的，那就是该液状物不含有任何污染物如毛发、趾甲及其它固体物，这些固体物可能会污染过滤网和类似的器具。“相对固状物”为固体物含量通常仍不高于10～40％的浆状物。
本发明的文本中涉及到含水物-空气流接触区。根据本发明，待干燥的含水物与用来进行干燥的空气流有直接接触。在接触区，采取了一些措施来增加含水物和空气流的接触面积。对于液状物，可以通过使液状物在重力作用下形成一暴露在空气流中的薄层来增加其表面积。对于相对固状物，通过将其成型成粪肥块来增加表面积，例如成型成串状或小球状。
附图说明
以下结合附图对本发明进行描述，其中：
图1为除去含水物如粪肥内水分的整个工艺过程的示意图；
图2为本发明中尘粒滤网的实施例；
图3a为将粪肥成型成粪肥块(如小球状)的成型器的实施例示意图；
图3b为图3a中的成型器下边打开时的示意图；
图4为将经干燥的粪肥从干燥床中移走的释放装置的实施例；
图5为冷却塔示意图，供从用于干燥粪肥的饱和空气流中回收剩余热。
本发明的方法和系统的主要原理是：在大量含水物与空气流之间产生一接触区，为了提高空气流从含水物中吸走水分的能力，改空气流需作适当处理。
作为优选实施方式，在以下描述中会涉及本发明用于干燥粪肥的应用。本发明所述的方法，也能应用于其它含水物，如水处理过程中的淤泥或发酵或食物加工过程中的剩余流体等，这一点必须能被理解。
关于附图，其描述了本发明的工艺方法和系统。A部分中提及到流经本工艺方法和系统的空气流。
B部分中提及到本工艺方法和系统的粪肥流。
参照图1，其显示了干燥含水物例如粪肥的整个工艺过程的总体示意图。在猪舍2中，饲养有很多动物，这些动物产生大量的热量和水分。猪舍2需要通风，这不仅可以为动物提供新鲜的空气，而且还可以控制猪舍2内的温度和相对湿度。若不通风，则猪舍2中的温度和相对湿度将升高到一不期望的水平。
环境空气通过线路51供应至猪舍2中，空气引入猪舍2的速度相对较低，一般为1～2米/秒。
在猪舍2内，由于动物产生热量，引入的空气流的温度将升高，猪舍2中空气流将吸走尘粒、氨以及水分。空气流从线路52中流出猪舍2。相对于被引入猪舍2中的环境空气流来说，当空气流流出猪舍2时，空气流已经变得比较暖，因此具有更低的相对湿度。那意味着猪舍2中的家畜产生的热作为一种免费热源用来提升空气流的温度。
由线路52中流出的猪舍2中的空气流能用于吸走水分。
为了在干燥过程中使用前述的空气流和在干燥过程完成后排出改空气流，空气流必须进行处理，在将空气流排出至外界环境中之前，要去掉其中的尘粒和氨。
图1中，干燥方法和系统包括一干燥床4。干燥床4配置有一供接纳粪肥的容器。干燥床4的实施例如图3a、图3b及图4。干燥床的主要原理一方面是能容纳含水物，另一方面是使得空气流流过含水物，使含水物与空气流直接接触。
图1中，流出猪舍2的空气流利用通风筒3并经由线路53供应至干燥床4中。作为替换方案，引导所述空气流或空气流中的一部分经由线路54至太阳能收集器13中是能实现的。对于粪肥干燥床，将这样的太阳能收集器安装固定在猪舍2的顶部通常是有利的。猪舍的屋顶具有相对较大的表面，以接收太阳能和传送收集到的太阳能。若猪舍具有人字形屋顶，考虑到便于吸收光照，屋顶的两半具有不同的朝向。这意味着屋顶一半的温度与另一半是不同的。穿过太阳能收集器13的空气流使用温度感应器进行控制，以使空气流通过通过太阳能收集器的部件，相对于太阳，这有一个较优的方向。
将空气流经由线路61引入干燥床4之前，太阳能收集器13被用于进一步提升空气流的温度。在干燥过程中，引导新鲜空气通过线路60和61经由太阳能收集器治安干燥床4来导入附加的空气是能实现的。在干燥工艺过程中提供附加的空气是非常重要的，这是因为从猪舍2中出来的空气量收到猪舍中用来调整空气状况所必须的空气量的限制。附加空气经由线路60供应至干燥床4中，使得在不必影响猪舍2中的空气状况情况下优化干燥工序。
为了控制空气流流向干燥床4，线路53、54、60及线路61均配置有阀。
假若环境空气相对而言较冷，如10℃以下，将需要在第一热交换器1中对空气进行预热。参照图l，第一热交换器1与系统的通风排气装置连接。通风排气装置配置有第三热交换器8。利用第三热交换器8从系统中排出至环境的空气中的剩余热进行回收利用。
通过预热进入猪舍2中的相对较冷的环境空气，猪舍2中空气的温度将会升高并且其相对湿度将会降低。通过升高进入猪舍2中空气的温度和降低其相对湿度，排出猪舍2的空气温度将自动升高并且相对湿度自动降低。当排出猪舍2的空气温度升高时，干燥床4和尘粒滤器5更高，尘粒滤器用途描述如下。这是因为这些设备使用升高了温度和有较低相对湿度的空气进行工作。猪舍2中空气的较高温度和较低相对湿度对猪舍中的动物的健康也是有益的。对进入猪舍2中的环境空气进行预热的另一个作用是：图1中描述的工艺过程能附加的空气来工作，原因是进入猪舍2中的相对较暖的空气将较快地达到必要的温度等级，以致空气被有效地在干燥床4和尘粒滤器5中使用。用于对来自环境中的空气进行预热的热量通过是哦用所述的第三热交换器8来进行回收利用。热交换器8经由热缓冲器20(heat buffer)连接至所述第一热交换器1.如果需要，热量可以通过一加热泵(heat pump)进行加热。使用剩余热有另外的好处，即对猪舍升温不需要使用石油或煤气燃料。
干燥床4包括一用于接纳粪肥的贮存池或托盘。贮存池配置有一底板，地板配置有开口或穿孔，为了使得空气流穿过底板进入贮存池并向上流动。空气流与粪肥之间直接接触将使得空气流从粪肥中吸走水分从而对粪肥进行干燥。
干燥床的实施例在下文结合图3、图4和图5进行描述。
由于空气流与粪肥在干燥床4中接触，空气的相对湿度将进一步增加。空气的一部分将饱和。与粪肥接触将会去掉空气中至少一部分尘粒。然而，从干燥床4经由线路55排出的空气仍含有氨和尘粒，必须在空气排出本系统之前予以除去。因此，空气流需输送至尘粒滤器5中。
在尘粒滤器5中，空气流引导至与液状物直接接触。如下文的解释说明，在本发明的方法和系统中，动物产生的粪肥利用分隔器分离成一液状物和一相对固状物，分隔器如图1中数字10表示。所述相对固状物包含所有的固体粪肥块和其它固体物如动物趾甲和毛发等。这些固体物可能堵塞滤器、管路及本系统中的其它器件。但是所述液状物不含有任何其它污染物并能在配备通常输送管、泵、线路及滤器的系统中使用。送往尘粒滤器5的粪肥液状物相对比较湿。由于该液状物与空气流直接接触，两个工序同时发生。空气流将从粪肥液状物吸走水分因此液状物的水分含量降低。该粪肥液状物从空气流中吸附走尘粒。由于空气流与粪肥之间的最佳接触，空气流可以从底部向上(反向流动)或从一侧相对的另一侧(横向流动)。
必须注意，图1所示的本发明的方法和系统中，使用了尘粒滤器5和湿式过滤器15。该两过滤器的作用是类似的，即粪肥的液状物的一部分被引导与空气流接触，以便从液状物吸走水分。为了使得来自液状物的水分与空气流进行交换，液状物被从分隔器10处经由线路81泵至尘粒滤器5和湿式过滤器15中。尘粒滤器5和湿式过滤器15使用于本发明的系统的不同部分。导入尘粒滤器5的空气流源自干燥床4并且经由线路56引导到尘粒滤器5。来自环境中的空气通过湿式过滤器15过滤。参照图2，湿式过滤器15实施例在下文进行描述。尘粒滤网5的实施方式是类似的，湿式过滤器15中需具有的几个部件在尘粒滤网5的实施例中可以省去。
湿式过滤器15的实施方式如图2所示。湿式过滤器15包括就有开孔结构的填料层25，填料层定好位使得在自身重力作用下，粪肥液状物能从填料层的上部向下部移动，填料层如同一渗液膜。粪肥液状物(如虚线22示意性描出)通过喷嘴23喷于填料层25的上部，或从循环输送线路的运载器具的孔内滴落至填料层25上。为防止液状物在循环输送线路中沉淀，液状物保持长期循环运动。喷嘴23通过再循环输送线路94(显示了一部分)连接至第二热交换器18上。为提升再循环输送线路的温度，一相对较暖的液体(例如水)从线路91中导入热交换器18中。热交换器通过线路96连接到一集液容器29中，集液容器29中安装有位于液体内部的泵28，用于将集液容器29中的液状粪肥泵至热交换器18中。集液容器29通过线路81连接至分隔器10上。湿式过滤器15还通过线路70从环境中获得空气。
液状粪肥22在重力作用下从具有渗液膜作用的填料层的上层滴到下层，在与其相反的运动方向上，来源于线路70的空气流向上引入湿式过滤器15中，这中相对较暖的空气流能从液状粪肥22中吸走湿气，由此来浓缩液状粪肥22。利用湿式过滤器15，在液状粪肥排出湿式过滤器15时，液状粪肥22通常能浓缩至具有16％的固体内含物。同时，由于相对较湿的粪肥22的存在，湿式过滤器15可以起到动态滤网的作用，能筛除空气流中的尘粒。
在一替代方案中，将粪肥分离成液状物和相对固态部分以及接下来对分离出来的液状物在湿式过滤器15中进行预干燥的步骤省去。在本实施例中，来自存贮容器的新鲜粪肥与已在干燥床4中进行干燥处理过的一部分粪肥混合。与将要在B部分中描述的方式类似，已具有较高固体内含物的混合粪肥接下来定型成串状或小球状并存放在干燥床4上。由于这些已定型的粪肥的渗透性，干燥床的厚度可以增加至30～50厘米，当空气流穿过干燥床时，不会增加对空气流的阻碍作用至不能接受的水平。当空气流从底部(装有相对较干燥的串状或小球状粪肥)往顶部方向穿过干燥床时，连续存放在干燥床上的相对较湿的串状或小球状粪肥使得空气流出现一饱和梯度，空气流中的尘粒在将在干燥床的顶层捕获。
参照图2，用于提升液状粪肥22的温度的第二热交换器18经由一缓冲器20通过线路91被提供有热水，缓冲器20连接至第三热交换器8上。热交换器8的功用在后文中结合图5予以说明。
尘粒滤器5的工作过程与上文描述的湿式过滤器15的工作过程类似。与湿式过滤器15相反，尘粒滤器5是通过线路55来输送从干燥床4出来的空气。那就是说，尘粒滤器5中输入的是来自在猪舍2中加热过的较暖空气，并且该空气已经用来与干燥床4中的粪肥进行过第一次热交换。在尘粒滤器5中，来自空气流中的剩余热能用来吸走其中的液状粪肥部分中的湿气。理论上，为了预加热液状粪肥，可以在尘粒滤器5上连接附加的热交换器，类似于图2中湿式过滤器15上使用的热交换器18；实际上，对尘粒滤器5的该附加热交换器是可以省去的。
要说明的是：对尘粒滤器5和湿式过滤器15进行一恒定量的粪肥供应或者周期性地供应液状粪肥均是可以的。
回到图1，经由线路56的从尘粒滤网排出的空气流吸走尘粒滤器5内的湿气，该空气流将不再含有尘粒。然而，该空气流中还含有氨。因此，该空气流将导入洗涤室6中洗涤。在洗涤室6中，空气流被迫通过一填料层，这类似于前文描述过的尘粒滤网中的情况。含有硫酸的的液体喷洒在该填料层上方。空气流中的氨(NH3)将与滴至该填料层的液体中的硫酸(H2SO4)化合成硫酸铵((NH4)2SO4)。形成的硫酸铵将溶解于洗涤室6中的液体中。一旦洗涤室中的硫酸铵达到饱和，那么需要将该液体从洗涤室中移开并置入中和室7中中和液体中的剩余硫酸。中和室7很类似于空气洗涤室，并置于含有液体的空气洗涤室6的上游，在其中空气流被迫通过一填料层。空气流中的氨(NH3)将中和液体中的剩余硫酸(H2SO4)，进一步形成硫酸铵。一旦液体被中和，那么该液体就能从中和室中移除并可用作肥料。作为替代方案，液体可被加入到贮粪容器17中，以致其可以与粪肥成为有机整体。
空气洗涤室6可以连接到一生物过滤器(未显示)。这种可选的生物过滤器用来从空气流中移去异味。空气流中包含有挥发性的脂肪酸气味。生物过滤器含有能分解该脂肪酸的微生物。
离开洗涤室6的空气流经由线路58流向热交换器8。离开洗涤室6的空气已经达到饱和状态。在将空气流通过线路59排出至环境中之前，热交换器能吸取空气流中的剩余热，包括空气流包含的热能和水蒸气的冷凝热。因为空气流中不含有尘粒，热交换器8不会因为有尘粒粘附在其上而被污染或慢慢被堵塞。
在热交换器8中，用水循环回路来从穿过热交换器8的空气流中吸走热量。吸收了热量的水由线路91供应至热交换器18中，对喷洒至湿式过滤器15上的液状粪肥22进行加热。从热交换器8中分出一部分水通过线路92提供至热交换器1中，用来加热由线路50输送至猪舍中的环境空气(显示出了一部分)。
热交换器8中的水循环回路连接至热缓冲器20上。太阳能采集器13上收集到的、且又不直接被用于干燥过程的多余的热量将存贮在热缓冲器20中。凭借太阳能采集器13可以在白天收集和存贮能量。这些收集到的热能可以在夜间用来向热交换器18提供热量，就可对喷洒于湿式过滤器15上的液状粪肥22进行加热。通过这种方式，湿气能在夜间利用白天收集到的太阳热能蒸发掉。
由于从热交换器中的空气流58中吸走热量，饱和的空气流中的部分湿气将液化形成水。这些冷凝水收集至少储水容器21中并被用来灌溉或作为被加工处理的水。
B部分
以上根据本发明的处理方法通过对参与整个工艺过程的空气流进行描述。以下对含水物质(如参与整个工艺过程的粪肥)进行详细说明。
家畜产生的粪肥收集至贮粪容器17中。为了方便处理这些粪肥，粪肥先引入分隔器10中。在分隔器中，粪肥被分离成液状粪肥(通常只含有4～5％的固体含物)和相对固状粪肥(通常含有10～15％的固体含物)。
液状粪肥由线路81供应至尘粒滤网5。在尘粒滤网5中液状粪肥如前文描述的进行聚集浓缩。当粪肥排出尘粒滤网5时，通过线路87重新送回至贮粪容器17中。这使得在尘虑滤网中产生的泡沫得以消除。来回重复聚集浓缩粪肥通过对新鲜粪肥中的污染物施以“胶水”胶粘作用可以改善分离工序。通过线路88从中和室7中向浓缩后的粪肥中加入任何液体是可以实现的。
相对固状粪肥通过线路82供应至混合器11中。相对固状粪肥含有如毛发和趾甲之类的污染物。这些污染物可能堵塞尘粒滤网5中的管路及处理工艺中的后续元件，因此应该从液状粪肥中排除。
在混合器11中，在对相对固状粪肥与尘粒及从干燥床4中获取到的经烘干的粪肥进行搅拌后，粪肥的固体含物增多。
相对固状粪肥通过线路83输送到成型器12。在成型器12中，粪肥中的相对固状粪肥通过机械操作压制成直径差不多大小的粪肥块。这些粪肥块可以制作成串状或小球状。将粪肥制作成直径差不多大小的粪肥块的目的是为了能将粪肥存放在干燥床4中，从而形成一个相对较开放和一致的粪肥床，这使得空气流能穿过。换而言之，目的是提供一致、多孔粪肥床，这使得粪肥与空气流易于接触，形成较为一致的烘干工序。
为了能将浓缩的粪肥压制成串状或小球状，粪肥至少应该具有25％的固体含物。
粪肥块通过线路84供应至干燥床4中。干燥床4的一实施例描述如下，参见图3、图4和图5。
经干燥床干燥过的粪肥块将通过线路85从干燥床4中移走。干燥过的粪肥通过内嵌筛14(in-line sieve)输送至放置区18内临时存放。内嵌筛14从较大的干燥过的粪肥块上筛掉小粪粒。较大的粪肥块可被从放置区18中移开并存贮至容器19中。这些干燥过的粪肥块即为本发明的处理方法的最终产品。该最终产品能被用来作为肥料或者作为燃料。
放置区18收集到的小粪粒可供应至混合器11中，用来增加混合器中的粪肥的固体含物。如果需要，可以将部分经干燥过的较大的粪肥块加入混合器中达到同样的目的。
参照图3a，其为将粪肥压制成单元体如串状或小球状的成型器12的实施例示意图。成型器置于一小车(未显示出来)上，小车安装有轮子(未显示出来)，小车适应在干燥床4侧壁的边上运动。成型器12的宽度与干燥床4的宽度适应。
成型器12有一具有两倾斜侧壁、基本成“V”形的容器151(显示了一部分)。在该容器底部，容器配置有一能锁铐在容器上的板153。这样的板不是绝对需要的，但它非常实用。该板能拉长并形成半圆形，如图3a和图3b所示。板153的整个长度上布置有孔隙，最好等间距设置。在半圆形的板内，设置有细长的嵌齿轮157(elongated cog wheel)。嵌齿轮157能绕中心旋转轴自由转动，旋转方向可以为向左的方向和向右的方向。自由旋转意味着在嵌齿轮转动过程中不会接触到板153。对于普通技术人员来说，嵌齿轮157的旋转轴如何被由电动马达带动的齿轮来驱动是很熟悉的了。粪肥插入至容器151中并通过嵌齿轮157的转动来迫使其通过半圆形的板153上的孔隙155，嵌齿轮157压紧粪肥。嵌齿轮157与孔隙155结合起来将使粪肥形成圆柱形的粪肥串。在重力作用下，粪肥串断裂成粪肥球。为了能释放任何由孔隙155捕获的污染物如毛发等，嵌齿轮157能朝两个相反的方向转动。
参照图3b，其为图3a中的成型器的板153被打开时的示意图，板153通过拧松螺母159来打开。在打开时，污染物如石头、趾甲等可能阻塞嵌齿轮157的物体能轻易移除。而且，嵌齿轮157维护起来也变得容易。移除污染物或维护完成后，板将关闭起来，将螺母159置于锁铐160上并拧紧螺母159。
小车配置有轮子并用马达驱动去在干燥床4的侧壁上由一端运动到另一端。当往干燥床4上存放粪肥块的时候，小车移动，使得小车能均匀地分配在干燥床4的整个长度和宽度上，不借助附加的机械装置来进行分配，即可限制弄坏相对较软的粪肥串或球的风险和阻塞干燥床。
如上描述的，干燥床4中的粪肥被来自床底向顶部流动的空气流的干燥作用。相对较暖的空气流加至粪肥球的底部并向上输送至顶层。那意味着最干最硬的粪肥处在干燥床4的底层。为了从底层释放这些最干最硬的粪肥，小车上配置有一个或多个推进器，如图4中简化的立体图所示。每个推进器80提供有一马达81来轻轻转动翼片82。推进器80还配置有能将叶片从与干燥床底部相隔一段距离的第一位置向靠近干燥床底部的第二位置移动的装置。在第二位置处，翼片82能被用来从干燥床底部释放粪肥。较大的干粪肥将通过翼片而碎成较小的部分。从干燥床4释放的干粪肥通常有85％的固体含物，也不必经过真菌构建(formation of fungi)。
以上描述的干燥工艺过程将以连续模式工作，在有规律的间歇里，部分已干燥的粪肥被从干燥床的底部释放。同时，湿的粪肥块被增加到干燥床的顶层。
图5显示了热交换器8的一实施例的横截面示意图，热交换器8形如冷凝塔。所述冷凝塔8即热交换器配置有一填料层35。冷却媒介33(例如相对较冷的水)通过线路32供应至填料层。线路配置有喷洒嘴或孔，其与有关尘粒滤网5的描述类似，也即尘粒滤网如同一渗液膜，允许液体在重力作用下滴落至填料层上。在填料层的底部，液体滴入集液容器36中。在填料层35下方设置有一入口37。冷凝塔不像通常的那种冷凝塔，通常冷凝塔是通过一定的方式被迫与环境空气对流，相对较热的水被降温。在本发明的粪肥干燥器实施例的冷凝塔中，相对较冷的被用于从相对较热且已饱和的空气流中吸收热量。相对较冷的水因此被加热并与相对较暖的冷凝水混合。
从空气洗涤室6出来的相对较暖且已饱和的空气流通过线路58供应至入口37中，并向上穿过填料层35。相对较冷的水33被加入填料层，如前文所述的那样，并被加热至一非常接近被提供给入口37里的相对较暖的空气流的温度。集液容器36中的较暖液体被临时贮存在热量缓冲器20中或直接在热交换器18中使用，或如前文所述，其中部分地应用在热交换器1中。

Claims (25)

1、一种干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其中对空气流作适当处理，使得工艺过程中该空气流能吸走水分；其中还配置有一含水物-空气流接触区，使得所述空气流能吸走该接触区中的含水物内的水分从而干燥该含水物，其特征在于包括以下步骤：
-对空气流进行加热；
-将含水物分离成相对固状物和液状物；
-用上述的相对固状物物建立静态的第一含水物-空气流接触区；
-用上述的液状物建立动态的第二含水物-空气流接触区；
-引导上述的空气流至第一含水物-空气流接触区来干燥含水物中分离出的相对固状物；并此后
-引导该空气流至第二含水物-空气流接触区来预干燥从含水物分离出的液状物；
-将经预干燥的液状物与含水物进行混合。
2、根据权利要求1所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于：所述方法使用低能量热对空气流进行加热处理。
3、根据权利要求2所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：引导所述空气流穿过动物厩室以利用厩室内动物产生的热来对该空气流加热。
4、根据权利要求3所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：引导从动物厩室内排出的空气流至太阳能收集器中。
5、根据权利要求2所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：引导所述的空气流至太阳能收集器中。
6、根据上述任一权利要求所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：在利用空气流对含水物进行干燥的步骤之后，在空气流排出至环境中之前，用密封的管道或线路引导空气流至空气洗涤室中除去空气流中的氨。
7、根据权利要求6所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：在利用空气流对含水物进行干燥的步骤之后、引导空气流通过洗涤室之前，用密封的管道或线路引导空气流通过中和室来中和来自洗涤室的含氨洗涤液中的剩余酸。
8、根据权利要求7所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：将来自中和室的中和后的洗涤液与含水物进行混合。
9、根据上述任一权利要求所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：在利用空气流对含水物进行干燥的步骤之后，在空气流排出至环境中之前，用密封的管道或线路引导空气流通过一生物过滤器除去空气流中的异味。
10、根据上述任一权利要求所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：在利用空气流对含水物进行干燥的步骤之后，在空气流排出至环境中之前，用密封的管道或线路引导空气流通过热交换器来移除空气流中的剩余热。
11、根据权利要求8所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：在引导所述空气流穿过动物厩室之前，通过较暖的液体例如水来加热导热表面的一侧并用导热表面的另一侧来对空气流进行预热。
12、根据上述任一权利要求所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：在将相对固状物与干燥处理过的那部分的混合物引入第一含水物-空气流接触区之前，引导已在第一含水物-空气流接触区干燥处理过的相对固状物中的一部分至混合器中，来将这些干燥过的部分加入到即将分离的相对固状物中。
13、根据上述任一权利要求所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：
一引导从分隔器中分离出的相对固状物通过一成型器至第一含水物-空气流接触区中，并
-对第一含水物-空气流接触区中已成型的相对固状物进行干燥处理。
14、根据上述任一权利要求所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：在引导液状物至第二含水物-空气流接触区之前，通过较暖的液体例如水来加热导热表面的一侧并用导热表面的另一侧来对从含水物中分隔出的液状物进行预热，使预热过的液状物加热所述空气流，同时使该被加热空气流从液状物中吸走水分。
15、根据权利要求10或14所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：
-在将空气流排出至环境中之前，吸除其中的剩余热；
-利用得到的剩余热加热液体，例如水；并
-在将液状物引导至第二含水物-空气流接触区之前，用上一步骤中加热后的液体来预干燥含水物。
16、根据权利要求10或11所述的干燥含水物例如粪肥至形成统一的干燥产物的方法，其特征在于该方法还包括以下步骤：
-在将空气流排出至环境中之前，吸除其中的剩余热；
-利用得到的剩余热加热液体，例如水；并
-在将空气流导入动物厩室之前，用上一步骤中加热后的液体来预加热该空气流。
17、对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，包括一提供空气流的通风机，对空气进行适当处理的加热装置和一含水物-空气流接触室，含水物-空气流接触室具有供空气流从含水物中吸走水分、能盛放含水物并能使经过处理的空气流通过的存贮容器，其特征在于包括：
-一供分离含水物成液状物和相对固状物的分隔器，液状物与相对固状物实质性分开；
-一供成型相对固状物的成型器；
-一静止的第一含水物-空气流接触室，供对成型后的含水物中分离出的相对固状物进行干燥；和
-一活动的第二含水物-空气流接触区，其位于第一含水物-空气流接触室下游，供含水物中分离出的液状物进行预干燥。
18、根据权利要求17所述的对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，其特征在于：所述系统包括一能吸收太阳能供对空气流加热的太阳能收集器。
19、根据权利要求17或18所述的对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，其特征在于：所述系统包括一供从空气流中除去氨的洗涤室，所述洗涤室位于第二含水物-空气流接触室的下游和将该空气流排出至环境的出口的上游。
20、根据权利要求19所述的对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，其特征在于：所述系统包括一供中和来自洗涤室的含氨洗涤液中的剩余酸的中和室，所述中和室位于第二含水物-空气流接触室的下游和空气洗涤室的上游。
21、根据权利要求17、18、19或20所述的对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，其特征在于：所述系统包括一供从空气流中除去异味的生物过滤器，所述生物过滤器位于第二含水物-空气流接触室的下游和将该空气流排出至环境的出口的上游。
22、根据权利要求17、18、19、20或21所述的对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，其特征在于：所述系统包括一供从空气流中吸收剩余热量的热交换器，所述热交换器位于第二含水物-空气流接触室的下游和将该空气流排出至环境的出口的上游。
23、根据权利要求22所述的对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，其特征在于：所述系统包括一供利用温热的空气流直接加热冷液体例如水的直接接触式热交换器例如空气冷却器。
24、根据权利要求21、22或23所述的对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，其特征在于：所述系统包括一供对含水物的其中已干的部分与相对固状物进行混合的混合器。
25、根据权利要求22或23所述的对含水物例如粪肥进行干燥处理的系统，其特征在于：所述系统包括一具有一个或多个金属板的金属板热交换器，一个金属板的内部与输送液状物的线路连接，另外的金属板的内部与输送温热液体例如水的线路连接，供利用温热液体对从含水物中分离出的液状物间接加热。
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