CN106631222A - 有机肥的复合式加热快速发酵装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机肥的复合式加热快速发酵装置,包括带有进、出料口的筒体和螺旋搅拌器，其特征是：所述筒体为立式变径式筒体，所述筒体外壁设有加热夹套，加热夹套上设有夹套加热器，筒体的进、出料口均设在筒体底部，筒体下部侧壁设有与筒体内腔联通的通风管路，所述通风管路上设有加热风管。有益效果：本发明采用复合加热方式，增加了热量的来源，通过往内部输入热风以及筒体加热夹套同时进行加热，可以加速热量的传递，加热效率更高，且在向筒体通热风的同时，由于热风本身具备动能，因此可进一步促进物料混匀；采用热风加热，加热的同时可为发酵菌体提供额外的氧气，加速发酵过程。

Description

有机肥的复合式加热快速发酵装置

技术领域

本发明属于有机肥加工领域，尤其涉及一种有机肥的复合式加热快速发酵装置。

背景技术

我国是农业废弃物产出量最大的国家。畜禽粪便、农作物秸秆等长期得不到有效利用。畜禽粪便易引起土壤及地下水污染，农作物秸秆焚烧是大气雾霾污染的主要原因之一。农业废弃物得不到有效利用一方面造成了环境污染，另一方面造成土地贫化日趋严重。畜禽粪便、农作物秸秆等农业废弃物，经过一系列工艺，可生产出各式有机肥。这些工艺包括：混匀、通风、翻堆、后熟、干燥等。发酵过程中进行充分搅拌可加快发酵速度，而在高温环境下进行发酵，一方面可灭活有机废弃物中的有害微生物和病原体，另一方面可配合高温发酵菌种，提高发酵效率。

目前市场上所用发酵设备多为不带加热装置的普通搅拌设备或带有加热装置的卧式搅拌设备。不带加热装置的常温搅拌设备无法灭活有机废弃物中的有害微生物和病原体，会有致病微生物、寄生性虫卵和杂草种子进入田地，间接污染农产品，还可能引发病虫害，同时增加农药使用量。常温搅拌设备发酵周期长，需要30-60天，效率较低。常温发酵设备在搅拌过程中养分损失较大；带有加热装置的卧式设备上料系统复杂，通常需要配备单独的进料机；搅拌效果单一，仅靠螺旋转动混合物料；由于设备卧式放置，通常需要较大的占地面积。

CN201310674881公开了一种有机肥料发酵机，其特征在于，所述的有机肥料发酵机包括进料口、储料仓、出料口、转轴、搅轮；所述的储料仓为桶状，进料口安装在储料仓的上部，在桶状储料仓的远离进料口一端的端面上开有出料口，储料仓内部设置有一根转轴，搅轮螺旋式安装在转轴上；所述的搅轮为分段式，搅轮上开有便于肥料流动的窗口；所述的出料口采用锥形设计；所述的储料仓的外层设置有一层保温层。

CN201510951827公开了一种有机肥发酵装置，包括发酵机构，其特征在于还包括供氧机构，所述发酵机构包括发酵池，所述发酵池顶部固定安装有太阳棚，所述发酵池内部安装有搅拌机，所述发酵池底部开有单向气道，所述供养机构包括灭菌室、热气泵，所述灭菌室通过气管与热气泵进口端连接，所述热气泵出口端通过气管与单向气道连接。

CN201510985138公开了一种立式生物肥发酵器，其特征在于，包括发酵桶、搅拌杆、电机、扇叶、沼气管和沼气发电机组，所述发酵桶上设有出气口，所述搅拌杆伸入出气口并转动设置在发酵桶上，所述搅拌杆位于发酵桶之外的一端与电机的输出轴同轴连接，所述出气口处罩设有密封罩，所述沼气管的一端与密封罩连通，另一端与沼气发电机组连通，所述沼气发电机组与电机电连。

目前有机肥发酵设备非常多，但是它们的共同问题是发酵时间过长，一般都伴随有沼气生成装置，占地面积大、设备结构复杂。因此，推广难度大，农村处理农业废弃物仍然以焚烧或随意丢弃为主，造成环境的极大污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种有机肥的复合式加热快速发酵装置,采用复合式加热，通过良好的搅拌效果，不会产生沼气，使有机肥发酵时间大大减少。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种有机肥的复合式加热快速发酵装置,包括带有进、出料口的筒体和螺旋搅拌器，其特征是：所述筒体为立式变径式筒体，所述筒体外壁设有加热夹套，加热夹套上设有夹套加热器，筒体的进、出料口均设在筒体底部，筒体下部侧壁设有与筒体内腔联通的通风管路，所述通风管路上设有加热风管；所述螺旋搅拌器一端通过轴承支撑座与筒体底部中央支撑，其上一端与固接在筒体上部的电机轴端连接。

所述筒体的变径段采用上下段比例为3:1，倾角范围为30-75°。

所述筒体内设有若干只能够实时监测筒体内不同位置温度的测温探头，构成立体式测温结构。

所述筒体的出料口置于变径段下部。

所述筒体外层及顶部设有保温层。

所述螺旋搅拌器转速范围为10-120r/min。

有益效果：与现有技术相比，本发明采用复合加热方式，增加了热量的来源，通过往内部输入热风以及筒体加热夹套同时进行加热，可以加速热量的传递，加热效率更高，且在向筒体通热风的同时，由于热风本身具备动能，因此可进一步促进物料混匀；采用热风加热，加热的同时可为发酵菌体提供额外的氧气，加速发酵过程。采用立式设备设计，物料进料时可随螺旋搅拌器上升，物料出料时可以依靠重力自动完成，无需提供额外动力。堆沤肥成品含水率通常在50％以上，本设备生产有机肥含水率在30％以下。本发明占地面积小，便于操作、维修。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是立体式测温结构的示意图；

图3是筒体变径段的示意图。

图中：1、筒体，2、螺旋搅拌器，3、进料口，4、出料口，5、加热夹套，6、夹套加热器，7、通风管路，8、加热风管，9、电机，10、测温探头，11、保温层，12、电气控制箱。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

详见附图，一种有机肥的复合式加热快速发酵装置,包括带有进、出料口3、4的筒体1和螺旋搅拌器2，所述筒体为立式变径式筒体，所述筒体外壁设有加热夹套5，加热夹套上设有夹套加热器6，筒体的进、出料口均设在筒体底部，筒体下部侧壁设有与筒体内腔联通的通风管路7，所述通风管路上设有加热风管8，空气经加热风管进入筒体内壁时，可通过通风管路中设置的加热风管对送入的空气进行加热，加热后的热风送入筒体内部，实现不同物料加热和通风供氧的效果。也可以不开启加热夹套，独立使用通风管路送入加热供氧的目的。所述螺旋搅拌器一端通过轴承支撑座(图中未示)与筒体底部中央支撑，其上一端与固接在筒体上部的电机9轴端连接，出料时反转螺旋搅拌器还可以加速出料。所述筒体的变径段采用上下段比例为3:1，倾角范围为30-75°，通过上述参数设计，物料在搅拌过程中物料可充分受到挤压、并实现螺旋上升、伞状抛洒的循环往复，得到更好的搅拌效果；该参数设计同时兼顾了设备单次搅拌物料体积。筒体外层及顶部设有保温层11，以保温。夹套加热器及加热风管通过电发热体实现加热或利用保温层和筒体内壁之间设置的多条管路，利用外接热源输入的高温导热油、蒸汽等进行加热。夹套加热器可采用电发热系统，包括陶瓷发热体、热电阻、红外发热体等多种形式。在筒体范围内设置上、中、下三个控温区，三个控温区内发热体的设置相对独立，可以单独接受控制系统的控制，依据温度传感器传输的信号，可以保证单独一个控温区维持在一个指定的温度下。夹套加热器可采用在外壁和保温层之间设置的2-4加热管路，管路利用外接热源输入的高温导热油、蒸汽等进行加热。加热管从筒体底部呈螺旋状上升至顶部，在顶部折弯后再次程螺旋状折返至底部，从而实验传热介质在管内流通，将热量传递至筒体。管道进口处设置电磁阀门(图中未示)，管内传热介质的流动通过控制系统依据温度传感器传输的信号来控制阀门来控制控制升温速度和维持桶内温度。

热风系统内设置温度传感器，热风系统中电加热体加热功率可由电气控制箱中的PLC装置依据温度传感器的信号进行调节，从而实现控制热风输出温度的目的。

本实施例的优选方案是，所述筒体内设有若干只能够实时监测筒体内不同位置温度的测温探头10，构成立体式测温结构，可实时监测筒体内不同位置温度。通过对不同位置温度监测可实现对热风加热以及筒体加热两种加热方式的功率调节。

本实施例的优选方案是，所述筒体的出料口置于变径段下部，可实现自动重力出料。

所述螺旋搅拌器转速范围为10-120r/min。

实施例1

使用常温发酵菌种将畜禽粪便和农作物秸等原料按照一定比例配制好之后，由下端进料口进料，设定螺旋搅拌器转速为120r/min，利用电机带动螺旋搅拌器的快速旋转将原料从筒体底部由中心逐步提升至顶端，再以伞状飞抛散落，回至底部，这样原料在筒体内上下翻滚搅拌，短时间内即可将大量原料均匀的混合完毕。在指定发酵时间结束后，开启下部出料口，反向旋转搅拌轴，导出发酵完成后的有机肥。

实施例2

选用适宜温度为80-100℃的发酵菌种，将畜禽粪便、农作物秸等原料按照一定比例配制好之后，由下端进料口进料，设定螺旋搅拌器转速80r/min后，利用电机带动螺旋搅拌器的快速旋转将原料从筒体底部由中心逐步提升至顶端，再以伞状飞抛散落，回至底部，这样原料在筒体内上下翻滚搅拌，短时间内即可将大量原料均匀的混合完毕。进料至指定位置后，开启热风加热，空气进入加热风管被加热后送入筒体；同时开启夹套加热器。根据分布于筒体外部的温度探头测量结果，由电气控制箱12控制筒体内温度至80-100℃。在指定温度下，高温发酵一段时间后，停止加热风管加热，通入正常空气使肥料降温，而后开启下部出料口，反向旋转搅拌轴，导出发酵完成后的有机肥。

实施例3

选用发酵温度需控制在85℃左右的发酵菌种，将畜禽粪便、农作物秸等原料按照一定比例配制好之后，由下端进料口进料，设定螺旋搅拌器转速10r/min后，利用电机带动螺旋搅拌器的快速旋转将原料从筒体底部由中心逐步提升至顶端，再以伞状飞抛散落，回至底部，原料在筒体内上下翻滚搅拌，短时间内即可将大量原料均匀的混合完毕。进料至指定位置后，开启热风加热，空气进入加热风管被加热后送入筒体；同时开启夹套加热器。根据分布于筒体外部的温度探头测量结果，电气控制箱控制筒体内温度至85℃，具体控制方式为：如外部测点温度高于(或低于)设定值85℃，则减小(或加大)筒体加热功率；如内部测点温度高于(或低于)设定值85℃，则减小(或加大)热风加热功率。筒体外层及上部设置有(1)保温层以保温。在指定温度下，高温发酵一段时间后，停止加热，通入正常空气使肥料降温，而后开启下部出料口，反向旋转搅拌轴，导出发酵完成后的有机肥。

实施例4：

选用需氧量相对较小的发酵菌种，将畜禽粪便、农作物秸等原料按照一定比例配制好之后，由下端进料口进料，设定螺旋搅拌器转速50r/min后，电机带动螺旋搅拌器快速旋转将原料从筒体底部由中心逐步提升至顶端，再以伞状飞抛散落，回至底部，这样原料在筒体内上下翻滚搅拌，短时间内即可将大量原料均匀的混合完毕。进料至指定位置后，开启夹套加热器。根据分布于筒体外部的温度探头测量结果，由电气控制箱控制筒体内温度至指定发酵温度。在指定温度下，高温发酵一段时间后，停止加热，通入正常空气使肥料降温，而后开启下部出料口，反向旋转搅拌轴，导出发酵完成后的有机肥。

实施例5

优选本实施例为：选用适宜菌种，将畜禽粪便、农作物秸等原料按照一定比例配制好之后，由下端进料口进料，设定螺旋搅拌器转速10-40r/min后，电机带动螺旋搅拌器快速旋转将原料从筒体底部由中心逐步提升至顶端，再以伞状飞抛散落，回至底部，这样原料在筒体内上下翻滚搅拌，短时间内即可将大量原料均匀的混合完毕。进料至指定位置后，开启夹套加热器。根据分布于筒体外部的温度探头测量结果，将罐体分为上中下三个控温区，下部为高温区，范围为80-100℃。中部为中温区，温度60-80℃，上部为低温区温度范围为40-60℃。由电气控制箱控制不同温区的发热体的功率和起停，从而使得筒体内温度达到指定发酵温度。在指定温度下，发酵一段时间后，停止加热，自然降温或通入常温空气加速降温，而后开启下部出料口，反向旋转搅拌轴，导出发酵完成后的有机肥。

工作原理

使用立式设备设计：畜禽粪便、食用菌棒、秸秆，发酵用菌体等原料利用设备搅拌过程中提供的提升动力由底部自动提升，无需提供额外的进料动力。设备内部依靠螺旋桨转动充分混匀原料。

传统堆沤肥生产时间为3-6个月，而传统抛翻有机肥生产时间为30-60天，冬季生产时间会相应增长。一般采用卧式搅拌设备的高温堆肥可将有机肥生产时间缩短至10小时左右，应用本设备和应用卧式搅拌设备相比，可将高温堆肥的时间缩短到8小时。且全年均可生产。

采用热风加热，使用热风加热以及筒体加热进行复合加热，可有效灭活有机废弃物中的有害微生物和病原体，同时为发酵菌体提供适宜温度。使用热风可以对发酵菌体供氧，从而加速高温发酵的进程，能够加速肥料内部水分散失，达到堆肥体积、重量减少的目的。由于在搅拌与高温作用下，有机肥发酵更加完全，本设备每生产一吨有机肥，可减排生长过程中废物化学需氧量当量0.014吨，可减排氨氮0.03吨，可减排氨气0.195公斤。

上述参照实施例对该一种有机肥的复合式加热快速发酵装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种有机肥的复合式加热快速发酵装置,包括带有进、出料口的筒体和螺旋搅拌器，其特征是：所述筒体为立式变径式筒体，所述筒体外壁设有加热夹套，加热夹套上设有夹套加热器，筒体下部侧壁设有与筒体内腔联通的通风管路，所述通风管路上设有加热风管,加热夹套与通风管路构成复合式加热结构；筒体的进、出料口均设在筒体底部，所述螺旋搅拌器一端通过轴承支撑座与筒体底部中央支撑，其上一端与固接在筒体上部的电机轴端连接。

2.根据权利要求1所述的有机肥的复合式加热快速发酵装置,其特征是：所述筒体的变径段采用上下段比例为3:1，倾角范围为30-75°。

3.根据权利要求1或2所述的有机肥的复合式加热快速发酵装置,其特征是：所述筒体内设有若干只能够实时监测筒体内不同位置温度的测温探头，构成立体式测温结构。

4.根据权利要求3所述的有机肥的复合式加热快速发酵装置,其特征是：所述筒体的出料口置于变径段下部。

5.根据权利要求4所述的有机肥的复合式加热快速发酵装置,其特征是：所述筒体外层及顶部设有保温层。

6.根据权利要求1所述的有机肥的复合式加热快速发酵装置,其特征是：所述螺旋搅拌器转速范围为10-120r/min。

7.根据权利要求1所述的有机肥的复合式加热快速发酵装置,其特征是：所述筒体加热夹套与通风管路构成的复合式加热结构的温度调节范围为40-100℃

8.根据权利要求1或7所述的有机肥的复合式加热快速发酵装置,其特征是：所述复合式加热结构分别与PLC装置连接。

9.根据权利要求1所述的有机肥的复合式加热快速发酵装置,其特征是：所述夹套加热器及加热风管采用陶瓷发热体、热电阻或红外发热体或采用外接导热油炉或蒸汽作为加热热源。