CN103254916B - 一种病死害动物炭化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炭化处理工艺，尤其涉及一种病死害动物炭化处理工艺及其装置。它包括以下步骤：将病死害动物尸体在温度300-600℃进行无氧热解炭化处理，热解炭化过程中产生的可燃性热解气自动输出并在800-1300℃条件下燃烧，燃烧产生的高温烟气供能支持热解炭化，实现热解气的热能回收利用，然后再进行烟气净化处理。本发明装置包括热解炭化装置，热解炭化装置内设置有热解炭化室和与燃烧室，热解炭化室内设置有热解炭化罐和循环空间，热解炭化室通过与循环空间相通且设置在热解炭化室与燃烧室之间的连通口相通；热解炭化罐与燃烧室之间连接有热解气导出管。本发明无需对病死害动物尸体破碎即可直接处理，减重减容率高，节能环保。

Description

一种病死害动物炭化处理工艺

技术领域

本发明涉及一种炭化处理工艺，尤其涉及一种病死害动物炭化处理工艺。 

背景技术

随着现代养殖业的迅速发展，规模化养殖方兴未艾，取得了长足的进步。但是由于规模化动物养殖场不断扩大，养殖量逐渐增加，受饲养管理、营养水平、疫病防治技术及免疫应激反应等因素影响，禽畜的死亡率较高，因而产生了大量病死动物尸体。中小型养殖场及家庭养殖户由于没有专门的病死动物尸体处理设施，将动物尸体随意丢弃在路旁河沟，甚至有的养殖户为了减少损失，低价抛售病死动物。这种处理病死动物尸体的方式不仅影响环境卫生，污染土壤、水源、空气，还会随着病死动物尸体的腐败腐烂，造成病毒细菌的扩散甚至由于环境的影响而发生变异，造成新的动物疫源，给我国的畜牧业带来难以估计的损失，并且会严重危害人畜健康和经济建设的健康发展。病死动物尸体已经成为人畜共患病的播种机，成了疫情的火种。如果对病死害动物尸体无害化处理不彻底、不规范，不仅会引起疫病的传播扩散，造成环境污染，而且极易危害动物性食品的安全，甚至影响社会经济的健康稳定发展。如何正确处理病死动物的尸体，已成为现代化动物养殖中需要认真研究的重要课题。 

KR101199831 B1（2012-11-15）公开了一种动物尸体的炭化装置和炭化处理方法，该发明将动物尸体和炭黑混合均匀，在微波下加热动物尸体和破碎的死动物，并通过微波加热。然而该发明是通过微波进行内部加热，穿透深度不超过10cm，因此必须将动物尸体破碎成块，故其工序复杂，劳动量大，并且耗电量大、获得的炭化物收率低。 

JP2007204563（2007-08-16）公开了一种炭化处理装置及炭化处理方法，该方法是用过热蒸汽含有的热量完成热解或炭化，也必须事先将动物尸体破碎成块，操作不便，在粉碎过程中会产生的血水等，存在后续废水处理困难和病原菌感染危险，而且炭化物收率低。 

发明内容

本发明的目的是提供一种不需破碎、减少环境污染和人工劳动的易操作、安全环保、炭化物收率高的病死害动物炭化处理工艺。 

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 

一种病死害动物炭化处理工艺，其包括以下步骤：

（1）热解炭化：将病死害动物尸体在隔氧、常压和300-600℃条件下，进行热解炭化处理；

（2）热解气回收利用：热解炭化过程中产生的可燃性热解气自动输出并在800-1300℃条件下燃烧，燃烧产生的高温烟气供能支持热解炭化，实现热解气的热能回收利用；

（3）烟气净化处理：热解炭化和热解气回收利用过程中产生的烟气经净化处理后排放。

本发明处理工艺的优点为： 

1.         随着热解炭化的进行，处理病死害动物尸体的装置内会形成微正压，热解炭化产生的热解气自动输出到与处理病死害动物尸体的装置相通的燃烧室内，热解气燃烧后可用于维持所述热解炭化温度条件，从而达到热能充分回收的目的；

2.         由于是无氧环境下的热解处理，加上后续的热解气经过燃烧后进行烟气净化处理，使炭化与烟气处理紧密结合进行，在充分利用烟气热效应进行热能回收以节省能源的同时，确保热解气的充分燃烧，避免产生黑色难溶物质、臭气或有害气体，达到环保目的；

3.         由于是无氧环境下的热解处理，动物尸体无需破碎即可直接处理，降低了劳动强度和在处理过程中可能导致的病原菌传染的危险;

4.         采用本发明的无氧热解炭化，可充分保持处理对象中的N、P、K以及热值，使最终炭化物产品具有高附加价值;

5.         炭化物收率高，可达到质量比20%以上,回收的炭化物作为具有高附加价值的有用资源可以再利用，从而最终实现动物尸体处理零排放。

作为优选，所述步骤（1）中热解炭化过程中所需要的能量来源于生物质燃料或其他具有热值的废料的燃烧。 

作为优选，所述病死害动物炭化处理工艺还包括在所述热解炭化步骤前进行的预处理步骤，具体是将病死害动物尸体冷冻暂存。 

对于农业部门查获或养殖户主动上交的病害动物，如果已经死亡，则肉尸直接卸入冷库冷冻暂存；对于活体，先卸到暂养车间，电击致死后送入冷库冷冻暂存。 

当病死害动物数量较多，不能立即热解炭化时，可先将其进行冷冻暂存，以减少环境污染，便于工人操作，使得处理过程更安全环保。 

作为优选，所述热解炭化过程采用病死害动物经炭化处理所得炭化物进行加热。 

作为优选，所述病死害动物炭化处理工艺还包括热解炭化物回收：热解炭化结束后，热解炭化固体产物经冷却后回收。 

更优选地，所述热解炭化固体产物的低位发热量不低于2000kcal/kg。 

作为优选，所述步骤（1）热解炭化产生的热解气的燃烧时间为2s。 

作为优选，所述步骤（3）烟气净化处理包括将热解炭化和热解气回收利用过程中产生的烟气经湿式喷淋急冷并脱酸处理后进行活性炭吸附。 

更优选地，烟气在氢氧化钠碱溶液中以400-500℃/s的冷却速率冷却。 

烟气在碱溶液中急冷，可以在1秒中内快速降温400-500℃，有助于防止有害气体的产生。 

本发明还提供了一种病死害动物炭化处理装置，包括将病死害动物尸体进行热解炭化的热解炭化装置，其所述热解炭化装置内设置有热解炭化室和燃烧室；所述热解炭化室内设置有热解炭化罐和用于使所述热解炭化罐加热或冷却的循环空间；所述热解炭化室与所述燃烧室通过与所述循环空间连通且设置在所述热解炭化室与所述燃烧室之间的连通口相通；所述热解炭化罐的封闭端底部设置有热解气导出管，热解气导出管的一端与炭化罐相通，热解气导出管的另一端位于燃烧室内；所述热解炭化罐设有可打开或关闭的罐门；所述燃烧室设置有通风口。 

  本发明装置的优点是： 

（1）      热解炭化室和燃烧室一体化设置在热解炭化装置内，通过所述连通口而不需通过耐高温管道即可利用燃烧室产生的热量使热解炭化罐工作，降低了热损失，减小了管道后期维护成本；

（2）      通过所述热解气导出管将热解炭化罐内热解产生的可燃热解气导出到燃烧室内进一步燃烧以使燃烧热解气的热能返回到热解炭化罐进一步供热解炭化罐工作，烟气中的部分热能被回收，温度由原来的900～1000℃降至500℃左右，达到减小整体装置占地面积、降低成本、节能环保的目的；

（3）      对病死害动物尸体无需进行破碎即可直接进行无害化处理，降低了劳动强度和在处理过程中可能导致的病原菌传染风险; 

（4）      通过所述热解炭化室对病死害动物尸体进行无氧环境下的热解炭化，减重减容率高。

作为优选，所述热解炭化装置外设置有与所述燃烧室相通的生物质燃烧器，所述燃烧室上设置有投料口和热风口，所述热风口为所述生物质燃烧器的热风出口。 

所述生物质燃烧器可以对所述燃烧室供热，从而进一步为所述热解炭化室供热，避免了生物质燃烧器的燃烧喷火直接与热解炭化罐接触，从而延长热解炭化罐的使用寿命。通过生物质燃料，实现“以废制废”，降低处理成本，减少环境污染；同时可通过生物质燃烧器自动控制热解炭化罐内的温度； 

所述热风口使所述燃烧室和所述燃烧器相通，使燃烧室可以充分利用燃烧器燃烧产生的热量；并且这样的热能利用效果更佳。

作为优选，所述热解炭化罐的空心截面形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形。 

所述风机用于炭化结束后加速所述热解炭化罐的冷却。该结构设置可使本装置提高操作效率且同时使病死害动物炭化处理所需的无氧环境效果更为优化。 

更优选地，所述热解炭化罐上设置有向外延伸的安全防爆装置，所述安全防爆装置的一端与热解炭化罐相通，所述安全防爆装置的另一端直接与外界大气相通，与外界大气相通的所述安全防爆装置端采用水封结构的形式密封，或者采用砂封结构的形式密封。 

所述安全防爆装置在所述热解炭化罐内压力过高时打开，使所述热解炭化罐安全工作。 

作为优选，所述热解炭化罐内活动设置有多层结构的病死害动物放置器。 

多层结构的病死害动物放置器方便多个或大量病死害动物的移动和放置，以提高炭化处理效率。 

作为优选，所述燃烧室上设置有燃烧室排烟口。 

作为优选，所述热解炭化装置连接有第一排烟道的一端，所述第一排烟道的另一端连接有烟气处理装置。 

通过进一步的烟气处理，无臭气产生，安全环保。 

作为优选，所述病死害动物炭化处理装置还包括设置在所述热解炭化装置外的输送装置，所述输送装置包括用于承载病死害动物尸体的承载机构、将所述承载机构移送的移送机构、供所述移送机构运行的移送轨道以及将所述移送机构上的承载机构自动输送至所述热解炭化室的自动输送机构。 

进一步优选地，所述承载机构为料筐，所述移送机构为叉车，所述移送轨道为叉车导轨；所述自动输送机构为料车。 

待处理的病死（害）动物先被送往处理车间的堆料平台，然后被堆放至所述料筐，然后由专用叉车将料筐送至叉车轨道上的料车上，由料车将料筐送入热解炭化室。 

作为优选，所述烟气处理装置包括依次相连的湿式喷淋塔、第二排烟管道以及活性炭吸附塔，所述湿式喷淋塔与所述第一排烟道相通，所述活性炭吸附塔顶端设置有烟囱。 

烟气进入湿式喷淋塔，在湿式喷淋塔中一方面将烟气进行急冷降温，另一方面使烟气中的SO₂和HCL等酸性气体与湿式喷淋塔中的NaOH溶液进行中和，达到去除烟气中SO₂和HCL等酸性气体的目的。烟气经过在湿式喷淋塔的急冷和脱酸后进入活性炭吸附塔进行吸附处理，此后烟气中的污染物含量完全达到环保标准，进入高15m的烟囱达标外排。 

附图说明

图1是本发明病死害动物炭化处理装置立体示意图; 

图2是本发明病死害动物炭化处理装置的热解炭化装置内部结构剖视图；

图3是本发明实施例一病死害动物炭化处理工艺流程图;

图中，

1-热解炭化装置；

11-热解炭化室；111-热解炭化罐；112-安全防爆装置；113-循环空间；

12-燃烧室；121-燃烧室排烟口；122-投料口；123-热风口；124-通风口；

13-风机；

14-热解气导出管；

15-连通口；

2-输送装置；21-移送机构；22-移送轨道；23-自动输送机构；

3-燃烧器；31-燃料进料仓；

4-第一排烟道；

5-烟气处理装置；51-湿式喷淋塔；52-活性炭吸附塔；53-烟囱；54-第二排烟管道。

具体实施方式

如图1和图2所示，病死害动物炭化处理工艺用装置包括将病死害动物尸体进行热解炭化的热解炭化装置1，热解炭化装置1内设置有热解炭化室11和与热解炭化室11相通的燃烧室12，热解炭化室11内设置有热解炭化罐111和用于使热解炭化罐111加热或冷却的循环空间113，热解炭化室11通过与循环空间113相通且设置在热解炭化室11与燃烧室12之间的连通口15相通。通过连通口，可以利用燃烧室的热量且通过循环空间对炭化罐进行加热；通过热解炭化室对病死害动物尸体进行无氧环境下的热解炭化，实现减重减容。为了充分利用热解炭化罐内热分解产生的可燃烟气，在热解炭化罐111与燃烧室12之间连接有热解气导出管14。通过热解气导出管，热解炭化罐内产生的可燃热解气烟气进入燃烧室燃烧；燃烧室产生的高温烟气通过通过热解气导出管返回到热解炭化罐对热解炭化罐进行加热，烟气中的部分热能被回收。烟气经过热解炭化室热能回收后，温度由原来的900～1000℃降至500℃左右。 

为了对燃烧室供热，从而进一步为热解炭化室供热，热解炭化装置1外设置有与燃烧室12相通的燃烧器3。生物质燃烧器3的热风出口通入所述燃烧室12内。燃烧器3可以为生物质燃烧器，生物质燃烧器顶部设置有燃料进料仓31。燃烧室12上设置有中心位于同一轴线上的投料口122、热风口123和通风口124，热风口123使燃烧室12和燃烧器3相通，热风口123为所述生物质燃烧器3的热风出口。热解炭化罐111的空心截面形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形，为了用于炭化结束后加速热解炭化罐的冷却，热解炭化室11还与风机13连通。 

为了使热解炭化罐安全工作，热解炭化罐111上设置有向外延伸的安全防爆装置112，所述安全防爆装置112的一端与热解炭化罐相通，所述安全防爆装置112的另一端直接与外界大气相通，与外界大气相通的所述安全防爆装置端112采用水封结构的形式密封，或者采用砂封结构的形式密封。为了提高炭化处理效率，热解炭化罐111内活动设置有多层结构的病死害动物放置器未在图中示出。 

为了更安全环保，热解炭化装置1连接有第一排烟道4的一端，第一排烟道4的另一端连接有烟气处理装置5。为使本装置更安全环保，排烟效果更好，第一排烟道结构可以是在热解炭化室长度方向延伸的第一横管和与第一横管垂直且贯通的第一纵管。燃烧室上设置有燃烧室排烟口121，为了更有效处理烟气，燃烧室排烟口121与第一排烟道4相通，烟气处理装置5可以是包括依次相连的湿式喷淋塔51、第二排烟管道54以及活性炭吸附塔52，湿式喷淋塔51与第一排烟道4相通，活性炭吸附塔52顶端设置有烟囱53。 

为了更有效输送病死害动物尸体，在热解炭化装置1外设置输送装置2，输送装置2包括用于承载病死害动物尸体的承载机构未在图中示出、将承载机构移送的移送机构21、供移送机构21运行的移送轨道22以及将移送机构21上的承载机构自动输送至热解炭化室11的自动输送机构23。 

实施例一

如图3所示，对于农业部门查获或养殖户主动上交的病害猪，如果已经死亡，则肉尸直接卸入冷库冷冻暂存；对于活体，先卸到暂养车间，电击致死后送入冷库冷冻暂存。当病死害动物数量较多，不能立即热解炭化时，可先将其进行冷冻暂存，减少环境污染和工人的可操作性，使得处理过程更安全环保。

承载机构为料框，移送机构为叉车，移送轨道为料车导轨；自动输送机构为料车。待处理的病死（害）动物先送往处理车间的堆料平台，将尸体堆放至料框，然后由专用叉车将料框送至叉车轨道上的料车上，由自动输送机构将料车送入热解炭化室。燃烧器3为生物质燃烧器，生物质燃烧器顶部设置有燃料进料仓。 

将病死害动物尸体在隔氧、常压状态下，在温度550℃进行热解炭化处理，热解气在1100℃燃烧；热解炭化过程采用废木头燃烧热解气产生的热量进行加热。 

热解炭化过程产生的烟气燃烧室内进行燃烧，燃烧室通过所述燃烧器加热并燃烧，燃烧时间为2s。烟气的燃烧时间，使炭化与烟气处理结合进行，在充分利用烟气热效应进行热能回收的基础上，确保热解气的充分燃烧，还可进一步防止有害气体产生。烟气净化处理包括将所述燃烧后的烟气在碱溶液中冷却和脱酸后进行活性炭吸附。 

燃烧后的烟气在湿式喷淋塔51内的氢氧化钠碱溶液中以450℃/s的冷却速率冷却。烟气在碱溶液中急冷，有助于防止有害气体例如二噁英的产生。 

经在燃烧室充分燃烧的高温烟气通过第一排烟烟道返回到热解炭化室外对热解炭化室进行加热，将烟气中的部分热能回收。烟气经过热解炭化室热能回收后，温度由原来的900～1000℃降至500℃左右进入第二排烟管道。烟气进入湿式喷淋塔，在湿式喷淋塔中一方面将烟气进行“急冷”，另一方面烟气中的SO₂和HCL等酸性气体与湿式喷淋塔中的NaOH溶液进一步中和，达到去除烟气中SO₂和HCL等酸性气体的目的。烟气经过湿式喷淋塔进行“急冷”和“脱酸”后进入活性炭吸附塔，此时烟气中的污染物完全达到国家标准，进入高15m的烟囱达标外排，获得的烟气排放指标见表1。 

当热解炭化室不再产生热解气时，代表动物热解炭化已经完成，一般需要的处理时间为4-6小时，这时热解炭化室的冷却风机开启，在热解炭化罐外形成气流通道，加速热解炭化室的冷却。当热解炭化室的温度降至70度以下后，开启热解炭化室的炉门，料车驱动装置将料车拉出。启动卸料机构将料车中的动物尸体热解炭化产物排出，所得炭化产物为黑色炭化物，相比于病死害动物尸体减重达80%左右，可获得20%左右的炭化物，水分小于1.0%。 

表1烟气排放指标 

实施例二

同实施例一，不同的是将病死害动物尸体如鸡鸭在隔氧、常压状态下，在温度300℃进行热解炭化处理，热解炭化产生的烟气在800℃燃烧；所述生物质燃料为病死害动物炭化处理工艺产生的炭化物。热解炭化过程产生的烟气燃烧室内进行燃烧的燃烧时间为1s。燃烧后的烟气在湿式喷淋塔51内的氢氧化钠碱溶液中以500℃/s的冷却速率冷却。烟气在碱溶液中急冷，有助于防止有害气体例如二噁英的产生。

实施例三 

同实施例一，不同的是将病死害动物尸体如牛在隔氧、常压状态下，在温度600℃进行干燥和热解炭化处理，热解炭化产生的烟气在1300℃燃烧。

对比实施例一 

先将动物尸体放入密闭容器在140℃以上进行高温蒸煮，经过1.5-2小时灭菌后，将尸体再挖坑深埋。

该方法无法减少填埋量，减容减重率低，也不能避免地下水得到污染。 

对比实施例二 

利用干化机，将原料分类，分别投入化制，也可利用湿化机，将整个尸体投入化制（熬制工业用油）。剩余的骨头制成骨粉，作为饲料添加剂。该方法化制产品的产量、质量不稳定，熬制的工业油市场较小，而骨粉作为饲料添加剂，欧洲的研究表明对食物链具有许多不利影响。

对比实施例三 

将某一地区内的病死动物集中到一起，通过专业的焚烧炉进行集中焚烧处置，该方法需要有较大的前期投资，并且在处置中需要消耗一定的辅助燃料，从而使得处置成本相对较高；产生的焚烧残渣缺乏回收利用价值，且需填埋处理。为保证焚烧彻底，需破碎到一定程度的块状，破碎过程中会产生血水等，存在后续废水处理和病原菌感染问题。为完成焚烧，生产过程中需不间断使用燃料，处理成本较高，臭气较大。

对比实施例四 

一般采取挖深坑，用石灰或其他药剂消毒后掩埋的方式进行处置，该方法在大规模疫情暴发时，集中填埋量很大，往往会污染地下水。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。 

Claims (4)

1. 一种病死害动物炭化处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)热解炭化：将病死害动物尸体在隔氧、常压和550-600℃条件下，进行热解炭化处理，当热解气不再产生时，炭化结束，炭化产物为黑色炭化物，回收的炭化物作为具有高附加价值的有用资源可以再利用，从而最终实现动物尸体处理零排放；

(2)热解气回收利用：热解炭化过程中产生的可燃性热解气自动输出并在800-1300℃条件下燃烧2s，燃烧产生的高温烟气供能支持热解炭化，实现热解气的热能回收利用；

(3)烟气净化处理：热解炭化和热解气回收利用过程中产生的烟气经净化处理后排放；

所述步骤（3）烟气净化处理包括将热解炭化和热解气回收利用过程中产生的烟气经湿式喷淋急冷并脱酸处理后进行活性炭吸附；

其中，急冷并脱酸处理具体是将烟气在氢氧化钠碱溶液中以400-500℃/s的冷却速率冷却。

2. 根据权利要求1所述的一种病死害动物炭化处理工艺，其特征在于：所述步骤（1）中热解炭化过程中所需要的能量来源于生物质燃料或其他具有热值的废料的燃烧。

3. 根据权利要求2所述的一种病死害动物炭化处理工艺，其特征在于：所述病死害动物炭化处理工艺还包括热解炭化物回收：热解炭化结束后，热解炭化固体产物经冷却后回收。

4. 根据权利要求3所述的一种病死害动物炭化处理工艺，其特征在于：所述热解炭化固体产物的低位发热量不低于2000kcal/kg。