CN105060962A - 一种密闭式筒仓堆肥反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有机固体废弃物处理技术领域，尤其涉及一种密闭式筒仓堆肥反应器。该密闭式筒仓堆肥反应器，包括堆肥筒仓、搅拌装置、液压驱动装置和出料螺旋机，所述堆肥筒仓的顶部设有进料口和排气口，所述堆肥筒仓的底部设有出料口，所述出料螺旋机与所述出料口对应设置，所述搅拌装置设置于堆肥筒仓内，所述液压驱动装置驱动所述搅拌装置旋转搅拌，堆肥筒仓采用立式密闭设计，有效容积大，且可以提升发酵温度，使发酵周期大大缩短，搅拌装置连续动态搅拌，起到搅动、混合和疏松的作用，避免物料压实，旋转曝气，提高曝气的有效性和均匀性。

Description

一种密闭式筒仓堆肥反应器

技术领域

本发明涉及有机固体废弃物处理技术领域，尤其涉及一种密闭式筒仓堆肥反应器。

背景技术

堆肥化技术是实现有机固体废弃物无害化处理和资源化利用的关键技术，传统堆肥形式主要有条垛式和水平槽式系统，存在着堆体升温慢，分解缓慢，产生的氨气、硫化氢以及其他臭味污染环境等问题，为克服传统堆肥系统的缺点，国内外近年来也在开发密闭式堆肥系统，这种系统具有系统集成度高、密闭性好、堆肥速度快、自动控制程度高、投入成本低和建设周期快等特点，其代表了堆肥化技术未来发展的方向。

目前，密闭式堆肥系统有筒仓式堆肥反应器、塔式堆肥反应器、滚筒式堆肥反应器和隧道或箱式发酵仓等形式。

筒仓式堆肥反应器类似于一种从顶部进料、底部卸出堆肥的筒仓，每天都由一台旋转钻在筒仓的上部混合堆肥原料并从底部取出堆肥。通风系统使空气从筒仓的底部通过堆料，在筒仓的上部收集和处理，这种堆肥方式典型的堆肥周期为14天，每天取出的堆肥体积和重新装入的原料体积是筒仓的1/14，从筒仓中取出的堆肥经常堆放在第二个通气筒仓继续腐熟。由于在筒仓垂直安装，因而这种系统使堆肥的占地面积很小。但物料在筒仓中从上至下逐层压实，会出现温度和曝气等难于控制的问题。

塔式堆肥反应器的外壳由混凝土或钢板制成，内部有许多层塔板，物料从塔顶进入，通过发酵塔旋转臂上的犁形片搅拌翻动并逐层向下移动，由最底层出料。物料下移同时用鼓风机将空气送到各层进行强制曝气。这种堆肥反应器具有处理量大、占地面积小的优点，但一次性投资高，设备结构复杂，活动部件多，维护工作量较大。

滚筒式堆肥反应器是一种使用水平滚筒来混合、曝气以及排出堆肥的系统。滚筒固定在大的支座上，并且通过一个机械传动装置来转动。滚筒可分为合体式滚筒和分体式滚筒。合体式滚筒使所有物料按照其装入滚筒时的次序运动，滚筒旋转的速度和旋转时的倾斜度决定了堆肥的停留时间。采用鼓风机强制曝气，空气流动方向与物料移动方向相反。通常滚筒式堆肥反应器可24小时连续运行，堆肥周期3-5天。优点是物料在滚筒内反复升高、跌落，可使筒内温度均匀化。缺点是物料堆肥周期短，发酵不充分，投资较大。

对于国内数量众多且分散的中小型畜禽养殖企业和市政污泥、餐厨垃圾处理企业来说，亟需一种能够解决上述问题的有机固体废弃物堆肥处理设备。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种密闭式筒仓堆肥反应器，以解决现有堆肥反应器温度和曝气难于控制、堆肥时间长、结构复杂、维护成本高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种密闭式筒仓堆肥反应器，包括堆肥筒仓、搅拌装置、液压驱动装置和出料螺旋机，所述堆肥筒仓的顶部设有进料口和排气口，所述堆肥筒仓的底部设有出料口，所述出料螺旋机与所述出料口对应设置，所述搅拌装置设置于堆肥筒仓内，其中，所述搅拌装置包括中空的搅拌轴、及与所述搅拌轴相连通的一个或多个搅拌部，每个所述搅拌部均包括三个中空的桨叶，且三个所述桨叶绕所述搅拌轴周向均匀分布，所述桨叶上设有多个曝气孔，所述搅拌轴上的两端均设有用于与风机连接的进气口，所述液压驱动装置与所述搅拌轴连接，用于驱动所述搅拌轴转动。

优选地，每个所述桨叶的主体由四块面板组成，所述桨叶的一端与所述搅拌轴相连通，另一端为密封结构，其中四块面板所形成的四个夹角中至少一个为锐角，且所述桨叶内部设有支撑架。

优选地，所述堆肥筒仓由不锈钢筒体、隔热层和外壳复合而成，且所述不锈钢筒体、隔热层和外壳由内向外依次设置。

优选地，在所述搅拌轴上，沿所述搅拌轴的轴向由上到下设置三个或四个搅拌部。

优选地，所述进料口处设有进料门，所述进料门与所述堆肥筒仓之间设有拉簧，且所述进料门通过钢丝绳与第二卷扬机连接，并利用钢丝绳和拉簧实现开闭。

优选地，还包括上料斗提机，所述上料斗提机包括料斗、料斗架、竖直滑轨和第一卷扬机，所述料斗与所述料斗架可转动连接，所述第一卷扬机的钢丝绳通过设置于所述竖直滑轨上端的滑轮与所述料斗架连接，所述竖起轨道上与所述进料口相对应的位置设有用于辅助料斗卸料的弧形滑轨，所述料斗可沿所述竖直滑轨滑动。

优选地，所述弧形滑轨上还设有用于控制进料门开闭的限位开关。

优选地，所述多个曝气孔沿桨叶的长度方向不等距分布，且由桨叶外端至搅拌轴方向相邻的曝气孔之间的间距逐渐增大。

优选地，所述排气口处还连接有除臭装置。

优选地，所述堆肥筒仓上还设有检查门。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的密闭式筒仓堆肥反应器，包括堆肥筒仓、搅拌装置、液压驱动装置和出料螺旋机，所述搅拌装置设置于堆肥筒仓内，所述液压驱动装置驱动所述搅拌装置旋转搅拌，堆肥筒仓采用密闭设计，提升发酵温度，使发酵周期大大缩短，搅拌装置连续动态搅拌，起到搅动、混合和疏松的作用，避免物料压实，旋转曝气，提高曝气的有效性和均匀性。

附图说明

图1是本发明实施例密闭式筒仓堆肥反应器内部结构示意图；

图2是本发明实施例堆肥仓的内部结构示意图；

图3是本发明实施例桨叶的内部结构示意图；

图4是图1的A部放大图。

图中：1：堆肥筒仓；11：进料口；12：进料门；13：拉簧；2：液压驱动装置；3：搅拌装置；31：搅拌轴；32：桨叶；321：曝气孔；322：支撑架；4：出料螺旋机；5：上料斗提机；51：料斗；52：料斗架；53：竖直滑轨；54：弧形滑轨；6：进气口；7：排气口，8：检查门。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的密闭式筒仓堆肥反应器，包括堆肥筒仓1、搅拌装置3、液压驱动装置2和出料螺旋机4，其中，堆肥筒仓1为密闭式筒仓，采用密闭式筒仓有效容积大，可以提升发酵温度，使发酵周期大大缩短，优选地，采用立式密闭式筒仓，减少占地面积，堆肥筒仓1的顶部设有进料口11和排气口7，底部设有出料口(图中未示出)，出料螺旋机4与出料口对应设置，堆肥从出料口排出，落入到出料螺旋机4中，并通过出料螺旋机4运出，搅拌装置3设置于堆肥筒仓1内，具体地，搅拌装置3包括中空的搅拌轴31、及与所述搅拌轴31相连通的一个或多个搅拌部，每一个搅拌部均包括三个或四个中空的桨叶32，且三个桨叶32绕搅拌轴31周向均匀分布，桨叶32上还设有多个曝气孔321，搅拌装置连续动态搅拌，起到搅动、混合和疏松的作用，避免物料压实，旋转曝气，提高曝气的有效性和均匀性，搅拌轴31上的两端均设有用于与风机连接的进气口6，液压驱动装置2设置于堆肥筒仓1的底部，液压驱动装置的往复运动驱动所述搅拌轴单向旋转。

具体地，一般堆肥筒仓1整体安装在支架上，使堆肥筒仓1与地面之间留有一定空间，用于安装出料螺旋机4和液压驱动装置2，减少设备的占地面积。

为了减小搅拌时堆肥对桨叶32的阻力，优先地，如图1-图4所示，桨叶32为中空的壳体结构，桨叶32的一端与搅拌轴31连通，另一端为密封结构，即桨叶32的主体由四块面板组成，四块面板拼接成中空的壳，壳体一端与搅拌轴31连通，另一端设有用于将桨叶32的端部密封的密封面板，且组成桨叶31主体的四块面板，其共形成四个夹角，其中至少一个夹角为锐角，搅动时以锐角的前侧切入物料中这样旋转阻力较小，而曝气孔321开在与锐角相对的一侧面板上，曝气时物料呈疏松状态，减小曝气阻力并易于氧气扩散。

为了增加桨叶32的强度，如图3所示，优先地，在桨叶32内部设置支撑架322，该支撑架322由两个相互垂直的支撑柱组成，其中一个支撑柱与一个面板平行设置，且该支撑柱的两端抵在与该平行面板相临的两个面板上，另一支撑柱一端与该支撑柱垂直连接，另一端抵在另一块面板上(一般是与平行面板相临或相对的面板)，为了进一步增加桨叶32的强度，并防止支撑架322将桨叶32分为两个独立的腔室，从而影响曝气，优先地，桨叶32内设置有多个支撑架322，且多个支撑架322间隔设置。

为了增强堆肥筒仓1的强度、密封性能和保温性能，优先地，堆肥筒仓1由不锈钢筒体、隔热层和外壳复合而成，且所述不锈钢筒体、隔热层和外壳由内向外依次设置，内层为不锈钢筒体增加堆肥筒仓1的强度，在进料口11和出料口关闭密封时，较好的形成一个密闭空间，有效防止臭气外泄，在不锈钢筒体外设置隔热层，有效保持堆肥筒仓1内的温度，在隔热层外设置外壳，外壳一般为不锈钢材料制成，不但可以进一步增加堆肥筒仓1的强度，而且包覆隔热层，起到保护和装饰的作用。

为了增强搅拌效果，使堆肥筒仓1内的有机固体废弃物得到充分发酵，如图1所示，优选地，在搅拌轴31上，沿搅拌轴31的轴向由上到上设置三个或四个搅拌部。

为了方便堆肥筒仓1实现密封，优先地，如图1所示，在进料口11设置进料门12，在进料口11的内壁上设有与进料门12内侧连接的拉簧13，进料门12的外侧通过钢丝绳与第二卷扬机(图中未示出)连接，通过第二卷扬机将进料门12打开，进料完成后拉簧13将进料门12复位，图1中进料门12处的虚线部分为进料门12的打开状态示意。

为了进料方便，如图1所示，优先地，堆肥筒仓1外设置上料斗提机5，该上料斗提机5包括料斗51、料斗架52、竖直滑轨53和第一卷扬机(图中未示出)，该第一卷扬机的钢丝绳通过设置于竖直滑轨53上端的滑轮与料斗架52连接，而料斗51与料斗架52可转动连接，且料斗51可沿竖直滑轨53滑动，具体地，料斗51的上部和下部各有一排滑动轮，其上部的滑动轮在竖起轨道53槽内沿竖起轨道53滑动，其下部的滑动在竖起轨道53外并沿竖起轨道53滑动，在竖直轨道53上与进料口11相对应的位置设有用于辅助料斗51卸料的弧形滑轨54，第一卷扬机通过钢丝绳带动料斗51沿竖直滑轨53向上运动，当料斗51上部的滑动轮滑动到弧形滑轨54处时，自然并入到弧形滑轨54中，沿弧形滑轨54水平方向运动，同时钢丝绳继续给料斗51向上的拉力，料斗51的下部继续向上运动，使料斗51翻转将运载的有机固体废弃物倒入到进料口11中，完成进料。

为了提高自动化程度，减少人工操作，提高效率，优先地，在弧形轨道54上设置限位开关，用于控制进料门12的开闭，具体地，当料斗51上部的滑动轮进入弧形轨道54指定位置，料斗51开始翻转时触动限位开关打开进料门12，进料完成后，料斗51上部的滑动轮离开弧形轨道54，限位开关关闭进料门12。

需要说明的是，竖直滑轨53可以是一根也可以是多根平行设置的轨道。

根据曝气及气体传输的实际情况，为了使曝气更均匀，如图1和图4所示，优先地，桨叶32上的多个曝气孔321沿桨叶32不等距分布，且曝气孔321之间的间距从桨叶32外端至搅拌轴31逐渐增大。

为了收集并集中处理堆肥过程中产生的臭气，优先地，如图1所示，在排气口7处设置除臭装置。

为了检测维修方便，优先地，如图1所示，在堆肥筒仓1的一侧还设有检查门8。

为了组装方便，实现工厂模块化生产，将堆肥筒仓1设计集成为25-100m³的成套装置，形成规格系列、可以工厂制造、按处理规模配置、便于现场安装的专用设备，且立式密闭设计，占地面积大幅减小，可以保证曝气利用率高、排气量小且易于收集处理、不污染环境，可以工厂模块化生产、使用现场快速组装、建设和调试周期短，非常适合在分散的中小型畜禽养殖场和污水处理厂内使用。

需要说明的是，物料的上料、进料、出料和搅拌都可程序控制，配合上温度、水分和氧气浓度的检测，可自动控制鼓风曝气和排气。

使用时，将物料装入料斗51中，料斗51沿竖直滑轨53向上滑动，到进料口11处时，料斗51上部滑动轮进入弧形滑轨54后，触动限位开关，打开进料门12，料斗翻转进行卸料，卸料完成后，料斗51沿竖直滑轨53向下运动，进料门12关闭，搅拌装置3搅动物料，实现旋转曝气，提高曝气的有效性和均匀性，待物料发酵完成后，物料随搅拌装置3刮进出料螺旋机4内，通过出料螺旋机4输送到卸料小车中或者再转运到包装系统中直接打包。

综上所述，本发明提供的密闭式筒仓堆肥反应器，包括堆肥筒仓、搅拌装置、液压驱动装置和出料螺旋机，堆肥筒仓采用立式密闭设计，有效容积大，且可以提升发酵温度，使发酵周期大大缩短，搅拌装置连续动态搅拌，起到搅动、混合和疏松的作用，避免物料压实，沿搅拌轴的轴向由上到下设置三个或四个搅拌部，即多层桨叶设置，实现旋转曝气，提高曝气的有效性和均匀性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：包括堆肥筒仓、搅拌装置、液压驱动装置和出料螺旋机，所述堆肥筒仓的顶部设有进料口和排气口，所述堆肥筒仓的底部设有出料口，所述出料螺旋机与所述出料口对应设置，所述搅拌装置设置于堆肥筒仓内，其中，所述搅拌装置包括中空的搅拌轴、及与所述搅拌轴相连通的一个或多个搅拌部，每个所述搅拌部均包括三个中空的桨叶，且三个所述桨叶绕所述搅拌轴周向均匀分布，所述桨叶上设有多个曝气孔，所述搅拌轴上的两端均设有用于与风机连接的进气口，所述液压驱动装置与所述搅拌轴连接，用于驱动所述搅拌轴转动。

2.根据权利要求1所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：每个所述桨叶的主体由四块面板组成，其一端与所述搅拌轴相连通，另一端为密封结构，其中四块面板所形成的四个夹角中至少一个为锐角，且所述桨叶内部设有支撑架。

3.根据权利要求1所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：所述堆肥筒仓由不锈钢筒体、隔热层和外壳复合而成，且所述不锈钢筒体、隔热层和外壳由内向外依次设置。

4.根据权利要求1所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：在所述搅拌轴上，沿所述搅拌轴的轴向由上到下设置三个或四个搅拌部。

5.根据权利要求1所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：所述进料口处设有进料门，所述进料门与所述堆肥筒仓之间设有拉簧，且所述进料门通过钢丝绳与第二卷扬机连接，并利用钢丝绳和拉簧实现开闭。

6.根据权利要求5所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：还包括上料斗提机，所述上料斗提机包括料斗、料斗架、竖直滑轨和第一卷扬机，所述料斗与所述料斗架可转动连接，所述第一卷扬机的钢丝绳通过设置于所述竖直滑轨上端的滑轮与所述料斗架连接，所述竖起轨道上与所述进料口相对应的位置设有用于辅助料斗卸料的弧形滑轨，所述料斗可沿所述竖直滑轨滑动。

7.根据权利要求6所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：所述弧形滑轨上还设有用于控制进料门开闭的限位开关。

8.根据权利要求1所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：所述多个曝气孔沿桨叶的长度方向不等距分布，且由桨叶外端至搅拌轴方向相邻的曝气孔之间的间距逐渐增大。

9.根据权利要求1所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：所述排气口处还连接有除臭装置。

10.根据权利要求1所述的密闭式筒仓堆肥反应器，其特征在于：所述堆肥筒仓上还设有检查门。