CN107473551A - 一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其中：包括设置在野外的若干个禽畜养殖舍以及禽畜排泄物收集罐、沼气池、反应釜，禽畜排泄物收集罐的禽畜排泄物挥发产生含氨气体，该气体经吹风机的吹动从通气管进入反应釜，沼气池内的沼气经沼气收集管进入沼气发电机，由沼气发电机转化为电能，沼气发电机与蓄电池连接，反应釜内设置有加热板，加热板将反应釜内空间分隔为蛇形走道，反应釜侧壁上设置有磷酸喷雾器，磷酸管内的磷酸和纯水管内的水能按一定比例混合，本发明具有与养殖场结合，处理氨挥发的同时还能生成磷酸铵、利用禽畜排泄物发酵提供电力来源的优点。

Description

一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置

技术领域

本发明属于氨处理设备的技术领域，具体涉及一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置。

背景技术

养殖场禽畜会排放大量的氨，主要集中在禽畜的排泄物上，而PM2.5指数被持续推高的重要密码就是氨气污染。重污染天气中，硫酸铵、硝酸铵的质量总和约占PM2.5的40％-60％，越严重的污染天气，比例越高。在让人掩鼻的坏空气中，氨是PM2.5中绝大多数二次颗粒物形成的根本原因。要控制PM2.5的产生，需要对氨进行控制。然而，禽畜排泄物产生的氨可以与磷酸反应，生成具有很高价值的磷酸铵复合肥，而合成磷酸铵需要反应釜，反应釜占据较大的地面空间，而且由于养殖场一般在野外，供电困难。目前尚未有一种能直接与养殖场结合的氨处理设备，而本发明则用于弥补该领域空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供与养殖场结合，处理氨挥发的同时还能生成磷酸铵、利用禽畜排泄物发酵提供电力来源的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其中：包括设置在野外的若干个禽畜养殖舍以及禽畜排泄物收集罐、沼气池、反应釜，禽畜排泄物收集罐内设置有转盘，转盘将禽畜排泄物收集罐内腔分隔为相互密封的上腔体和下腔体，转盘分为上盘体和下盘体，上盘体和下盘体上均设置有多个透气孔，下盘体固定在禽畜排泄物收集罐中，上盘体能相对于下盘体转动，使上盘体和下盘体上的透气孔同时对齐或同时完全错开，每个禽畜养殖舍均通过排泄管道与禽畜排泄物收集罐的下腔体连接，沼气池上部与禽畜排泄物收集罐的下腔体的侧面上部通过连接管连通，禽畜排泄物收集罐内高度高过连接管的禽畜排泄物能通过连接管注入沼气池，禽畜排泄物收集罐连接一吹风机，禽畜排泄物收集罐的上腔体上部通过通气管与反应釜的上端连通，禽畜排泄物收集罐内的禽畜排泄物挥发产生含氨气体，该气体经吹风机的吹动从通气管进入反应釜，沼气池内的禽畜排泄物表面覆盖有一层隔离膜，隔离膜使沼气池内的禽畜排泄物处于厌氧状态，沼气池产生的沼气聚集在隔离膜与禽畜排泄物之间，隔离膜通过沼气收集管与一沼气发电机连接，沼气经沼气收集管进入沼气发电机，由沼气发电机转化为电能，沼气发电机与蓄电池连接，反应釜下部开有反应气液出口，含氨气体由反应釜上部进入，由反应气液出口吹出，反应釜内设置有左加热板和右加热板，左加热板左端固定在反应釜内壁左侧，右端与反应釜内壁右侧间隙配合，右加热板右端固定在反应釜内壁右侧，左端与反应釜内壁左侧间隙配合，左加热板和右加热板均具有若干个，由上至下均匀布设，且左加热板和右加热板间隔设置，将反应釜内空间分隔为蛇形走道，反应釜侧壁上由上至下设置有若干个磷酸喷雾器，每个磷酸喷雾器包括磷酸管、纯水管以及喷头，磷酸管和纯水管连接，磷酸管内的磷酸和纯水管内的水能按一定比例混合，经喷头喷出，喷头正对着蛇形走道，反应釜侧壁内侧还由上至下安装有若干个氨气浓度检测探头，氨气浓度检测探头能检测反应釜内不同高度处氨气浓度，氨气浓度检测探头与一中控芯片连接，中控芯片控制磷酸管出酸量和纯水管出水量，使喷头喷出的磷酸溶液浓度和含氨空气的氨浓度相匹配，左加热板、右加热板、氨气浓度检测探头以及中控芯片均与蓄电池连接并由蓄电池提供电源。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的反应釜内安装有若干个温度感应器，温度感应器由上至下均匀布设，温度感应器与中控芯片连接，中控芯片与左加热板和右加热板连接，并能控制左加热板和右加热板的加热功率。

上述的磷酸管和纯水管均与一电磁阀连接，电磁阀与喷头连接，电磁阀还与中控芯片连接并受中控芯片控制。

上述的电磁阀与喷头之间还设置有混合器，混合器沿磷酸溶液流动方向布置有若干组切割单元，每组切割单元均包括一竖向切割网和一横向切割网，磷酸溶液经竖向切割网切割后，被横向切割网旋转、切割，使磷酸溶液混合更均匀。

上述的左加热板和右加热板外均贴附有导热绝缘层。

上述的左加热板、右加热板以及反应釜底板均倾斜设置，其中左加热板左高右低，右加热板右高左低，反应釜底板靠近反应气液出口的位置低，该倾斜设置使反应釜内的液体能流向反应气液出口。

上述的沼气池中设置有导向板，导向板将沼气池分隔为导向腔和发酵腔，导向腔和发酵腔底部连通，落入沼气池的禽畜排泄物先进入导向腔，然后通过导向腔底部进入发酵腔，隔离膜完全覆盖发酵腔，隔离膜为塑料膜。

上述的畜排泄物收集罐、沼气池和反应釜均埋于地下。

上述的反应气液出口连接反应气液排出管，反应气液排出管由出气管和出液管组成，出气管开口于出液管上部，反应后的气体和液体进入反应气液排出管后，气体经出气管排出，液体经出液管流向结晶设备，一换热回路包括循环泵以及形成回路的吸热管段和放热管段，循环泵安装在换热回路上，能带动冷却液在吸热管段和放热管段中流动，吸热管段绕在出气管上，放热管段绕在通气管上，循环泵与蓄电池连接并由蓄电池供电。

本发明的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，直接安装在野外养殖场，实时收集各个养殖舍禽畜排泄物，这些排泄物一部分用于挥发产生含氨气体，用于生成磷酸铵，一部分用于发酵产生沼气，利用沼气提供能源带动各用电设备运作，充分利用了养殖舍禽畜排泄物，变废为宝，同时还解决了禽畜排泄物露天堆放挥发氨气，造成空气污染的问题。反应釜由上至下设置了加热板，既能用于加热反应釜内空气，又能作为隔板将反应釜内空间分割，延长含氨空气的行程，加热板的功率受到中控芯片控制，中控芯片可以根据温度感应器的信息调节反应釜内温度，温度控制范围要在45℃以上，高温可以增加氨与磷酸的反应速度，优选90℃左右，以便磷酸铵溶液从出液管流出后进行下一工艺。本发明的磷酸喷雾器具有多个，每个都单独被中控芯片控制，中控芯片根据氨气浓度检测探头的信息调节每一个磷酸喷雾器喷出的磷酸液浓度，使反应釜内的磷酸浓度形成梯度，一般来讲，位于上部的磷酸液浓度较高，位于下部的磷酸液浓度较低，这是由于含氨空气在反应釜内向下流动的过程中，含氨空气中的氨逐渐被吸收，到了反应釜下部已经几近不再含氨。梯度设置磷酸浓度可以使反应更精准，获得的反应液较不设置梯度的反应液含酸比例大幅下降，有效节约磷酸，降低成本。在氨处理设备无法正常运作时，例如磷酸供应未及时跟上或者沼气产生较少，蓄电池电量不足等情况，可以利用转盘将禽畜排泄物收集罐内的排泄物密封，防止氨气逸出。

附图说明

图1是本发明设备布置图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是反应釜的结构示意图；

图4是转盘的下盘体的结构示意图；

图5是转盘的上盘体的结构示意图；

图6是中控芯片的连接框图；

图7是混合器的示意图；

图8是竖向切割网的示意图；

图9是横向切割网的示意图。

其中的附图标记为：禽畜养殖舍1、排泄管道11、禽畜排泄物收集罐2、上腔体21、下腔体22、转盘23、上盘体23a、下盘体23b、透气孔23c、吹风机24、通气管25、沼气池3、连接管31、隔离膜32、沼气收集管33、沼气发电机34、导向板35、反应釜4、反应气液出口41、左加热板42、右加热板43、氨气浓度检测探头44、温度感应器45、导热绝缘层46、蓄电池5、磷酸喷雾器6、磷酸管61、纯水管62、喷头63、电磁阀64、混合器65、竖向切割网66、横向切割网67、中控芯片7、反应气液排出管8、出气管81、出液管82、换热回路9、循环泵91、吸热管段92、放热管段93。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其中：包括设置在野外的若干个禽畜养殖舍1以及禽畜排泄物收集罐2、沼气池3、反应釜4，禽畜排泄物收集罐2内设置有转盘23，转盘23将禽畜排泄物收集罐2内腔分隔为相互密封的上腔体21和下腔体22，转盘23分为上盘体23a和下盘体23b，上盘体23a和下盘体23b上均设置有多个透气孔23c，下盘体23b固定在禽畜排泄物收集罐2中，上盘体23a能相对于下盘体23b转动，使上盘体23a和下盘体23b上的透气孔23c同时对齐或同时完全错开，每个禽畜养殖舍1均通过排泄管道11与禽畜排泄物收集罐2的下腔体22连接，沼气池3上部与禽畜排泄物收集罐2的下腔体22的侧面上部通过连接管31连通，禽畜排泄物收集罐2内高度高过连接管31的禽畜排泄物能通过连接管31注入沼气池3，禽畜排泄物收集罐2连接一吹风机24，禽畜排泄物收集罐2的上腔体21上部通过通气管25与反应釜4的上端连通，禽畜排泄物收集罐2内的禽畜排泄物挥发产生含氨气体，该气体经吹风机24的吹动从通气管25进入反应釜4，沼气池3内的禽畜排泄物表面覆盖有一层隔离膜32，隔离膜32使沼气池3内的禽畜排泄物处于厌氧状态，沼气池3产生的沼气聚集在隔离膜32与禽畜排泄物之间，隔离膜32通过沼气收集管33与一沼气发电机34连接，沼气经沼气收集管33进入沼气发电机34，由沼气发电机34转化为电能，沼气发电机34与蓄电池5连接，反应釜4下部开有反应气液出口41，含氨气体由反应釜4上部进入，由反应气液出口41吹出，反应釜4内设置有左加热板42和右加热板43，左加热板42左端固定在反应釜4内壁左侧，右端与反应釜4内壁右侧间隙配合，右加热板43右端固定在反应釜4内壁右侧，左端与反应釜4内壁左侧间隙配合，左加热板42和右加热板43均具有若干个，由上至下均匀布设，且左加热板42和右加热板43间隔设置，将反应釜4内空间分隔为蛇形走道，反应釜4侧壁上由上至下设置有若干个磷酸喷雾器6，每个磷酸喷雾器6包括磷酸管61、纯水管62以及喷头63，磷酸管61和纯水管62连接，磷酸管61内的磷酸和纯水管62内的水能按一定比例混合，经喷头63喷出，喷头63正对着蛇形走道，反应釜4侧壁内侧还由上至下安装有若干个氨气浓度检测探头44，氨气浓度检测探头44能检测反应釜4内不同高度处氨气浓度，氨气浓度检测探头44与一中控芯片7连接，中控芯片7控制磷酸管61出酸量和纯水管62出水量，使喷头63喷出的磷酸溶液浓度和含氨空气的氨浓度相匹配，左加热板42、右加热板43、氨气浓度检测探头44以及中控芯片7均与蓄电池5连接并由蓄电池5提供电源。

实施例中，反应釜4内安装有若干个温度感应器45，温度感应器45由上至下均匀布设，温度感应器45与中控芯片7连接，中控芯片7与左加热板4和右加热板5连接，并能控制左加热板4和右加热板5的加热功率。

实施例中，磷酸管61和纯水管62均与一电磁阀64连接，电磁阀64与喷头63连接，电磁阀64还与中控芯片7连接并受中控芯片7控制。

实施例中，电磁阀64与喷头63之间还设置有混合器65，混合器65沿磷酸溶液流动方向布置有若干组切割单元，每组切割单元均包括一竖向切割网66和一横向切割网67，磷酸溶液经竖向切割网66切割后，被横向切割网67旋转、切割，使磷酸溶液混合更均匀。

实施例中，左加热板42和右加热板43外均贴附有导热绝缘层46。

实施例中，左加热板42、右加热板43以及反应釜4底板均倾斜设置，其中左加热板42左高右低，右加热板43右高左低，反应釜4底板靠近反应气液出口41的位置低，该倾斜设置使反应釜4内的液体能流向反应气液出口41。

实施例中，沼气池3中设置有导向板35，导向板35将沼气池3分隔为导向腔和发酵腔，导向腔和发酵腔底部连通，落入沼气池3的禽畜排泄物先进入导向腔，然后通过导向腔底部进入发酵腔，隔离膜32完全覆盖发酵腔，隔离膜32为塑料膜。

实施例中，畜排泄物收集罐2、沼气池3和反应釜4均埋于地下。

实施例中，反应气液出口41连接反应气液排出管8，反应气液排出管8由出气管81和出液管82组成，出气管81开口于出液管82上部，反应后的气体和液体进入反应气液排出管8后，气体经出气管81排出，液体经出液管82流向结晶设备，一换热回路9包括循环泵91以及形成回路的吸热管段92和放热管段93，循环泵91安装在换热回路9上，能带动冷却液在吸热管段92和放热管段93中流动，吸热管段92绕在出气管81上，放热管段93绕在通气管25上，循环泵91与蓄电池5连接并由蓄电池5供电。

本发明的使用方法如下：在野外养殖舍周围选择一块空地，至少将反应釜4埋于地下，以利用土壤作为外保温层，节约能源，在冬天时效果明显。以图1和图2的方式安装本发明的装置，安装好后，将排泄管道11与每个禽畜养殖舍1连接，使禽畜粪便能顺着排泄管道11落入禽畜排泄物收集罐2，禽畜排泄物收集罐2内的液体挥发产生的氨气被吹风机24吹入通气管25中，部分禽畜粪便、尿液落入沼气池3中，由于沼气池3中有隔离膜32，处于厌氧状态，发酵产生的沼气会形成气泡上浮到隔离膜32下，这部分沼气从沼气收集管33冒出，由沼气发电机34转化为电能，向蓄电池5充电。蓄电池5向各用电器供电，中控芯片7控制左加热板42和右加热板43，使反应釜4内的温度恒定在90℃至92℃，含氨空气进入反应釜4中后，氨气浓度检测探头44感应不同位置的氨浓度，中控芯片7根据该信息调节电磁阀64对磷酸管61和纯水管62的开放度，由于磷酸与水混合后并不非常均匀，通过混合器65的物理切割，使磷酸液喷出时非常细致均匀。上部的磷酸喷雾器6喷出的溶液磷酸浓度较高，先与含氨空气反应，降低含氨空气的氨含量，下部的磷酸喷雾器6喷出的溶液磷酸浓度较低，后与含氨空气反应，进一步降低含氨空气的氨含量，当含氨空气和磷酸铵溶液一起从反应气液排出管8流出时，含氨空气的氨含量极低。磷酸铵溶液则流向下一工序进行结晶。反应后的气体从出气管81排出，排出的空气温度很高，达到90℃左右，因此可以利用换热回路9回收这部分热量，对通气管25内的空气加热，以节约能源。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：包括设置在野外的若干个禽畜养殖舍(1)以及禽畜排泄物收集罐(2)、沼气池(3)、反应釜(4)，所述的禽畜排泄物收集罐(2)内设置有转盘(23)，所述的转盘(23)将禽畜排泄物收集罐(2)内腔分隔为相互密封的上腔体(21)和下腔体(22)，所述的转盘(23)分为上盘体(23a)和下盘体(23b)，所述的上盘体(23a)和下盘体(23b)上均设置有多个透气孔(23c)，所述的下盘体(23b)固定在禽畜排泄物收集罐(2)中，所述的上盘体(23a)能相对于下盘体(23b)转动，使上盘体(23a)和下盘体(23b)上的透气孔(23c)同时对齐或同时完全错开，每个禽畜养殖舍(1)均通过排泄管道(11)与禽畜排泄物收集罐(2)的下腔体(22)连接，所述的沼气池(3)上部与禽畜排泄物收集罐(2)的下腔体(22)的侧面上部通过连接管(31)连通，禽畜排泄物收集罐(2)内高度高过连接管(31)的禽畜排泄物能通过连接管(31)注入沼气池(3)，禽畜排泄物收集罐(2)连接一吹风机(24)，所述的禽畜排泄物收集罐(2)的上腔体(21)上部通过通气管(25)与反应釜(4)的上端连通，所述的禽畜排泄物收集罐(2)内的禽畜排泄物挥发产生含氨气体，该气体经吹风机(24)的吹动从通气管(25)进入反应釜(4)，所述的沼气池(3)内的禽畜排泄物表面覆盖有一层隔离膜(32)，所述的隔离膜(32)使沼气池(3)内的禽畜排泄物处于厌氧状态，沼气池(3)产生的沼气聚集在隔离膜(32)与禽畜排泄物之间，所述的隔离膜(32)通过沼气收集管(33)与一沼气发电机(34)连接，沼气经沼气收集管(33)进入沼气发电机(34)，由沼气发电机(34)转化为电能，所述的沼气发电机(34)与蓄电池(5)连接，所述的反应釜(4)下部开有反应气液出口(41)，含氨气体由反应釜(4)上部进入，由反应气液出口(41)吹出，所述的反应釜(4)内设置有左加热板(42)和右加热板(43)，所述的左加热板(42)左端固定在反应釜(4)内壁左侧，右端与反应釜(4)内壁右侧间隙配合，所述的右加热板(43)右端固定在反应釜(4)内壁右侧，左端与反应釜(4)内壁左侧间隙配合，所述的左加热板(42)和右加热板(43)均具有若干个，由上至下均匀布设，且左加热板(42)和右加热板(43)间隔设置，将反应釜(4)内空间分隔为蛇形走道，所述的反应釜(4)侧壁上由上至下设置有若干个磷酸喷雾器(6)，每个所述的磷酸喷雾器(6)包括磷酸管(61)、纯水管(62)以及喷头(63)，所述的磷酸管(61)和纯水管(62)连接，磷酸管(61)内的磷酸和纯水管(62)内的水能按一定比例混合，经喷头(63)喷出，所述的喷头(63)正对着蛇形走道，所述的反应釜(4)侧壁内侧还由上至下安装有若干个氨气浓度检测探头(44)，所述的氨气浓度检测探头(44)能检测反应釜(4)内不同高度处氨气浓度，所述的氨气浓度检测探头(44)与一中控芯片(7)连接，所述的中控芯片(7)控制磷酸管(61)出酸量和纯水管(62)出水量，使喷头(63)喷出的磷酸溶液浓度和含氨空气的氨浓度相匹配，所述的左加热板(42)、右加热板(43)、氨气浓度检测探头(44)以及中控芯片(7)均与蓄电池(5)连接并由蓄电池(5)提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：所述的反应釜(4)内安装有若干个温度感应器(45)，温度感应器(45)由上至下均匀布设，温度感应器(45)与中控芯片(7)连接，所述的中控芯片(7)与左加热板(4)和右加热板(5)连接，并能控制左加热板(4)和右加热板(5)的加热功率。

3.根据权利要求2所述的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：所述的磷酸管(61)和纯水管(62)均与一电磁阀(64)连接，所述的电磁阀(64)与喷头(63)连接，所述的电磁阀(64)还与中控芯片(7)连接并受中控芯片(7)控制。

4.根据权利要求3所述的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：所述的电磁阀(64)与喷头(63)之间还设置有混合器(65)，所述的混合器(65)沿磷酸溶液流动方向布置有若干组切割单元，每组切割单元均包括一竖向切割网(66)和一横向切割网(67)，磷酸溶液经竖向切割网(66)切割后，被横向切割网(67)旋转、切割，使磷酸溶液混合更均匀。

5.根据权利要求4所述的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：所述的左加热板(42)和右加热板(43)外均贴附有导热绝缘层(46)。

6.根据权利要求5所述的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：所述的左加热板(42)、右加热板(43)以及反应釜(4)底板均倾斜设置，其中左加热板(42)左高右低，右加热板(43)右高左低，反应釜(4)底板靠近反应气液出口(41)的位置低，该倾斜设置使反应釜(4)内的液体能流向反应气液出口(41)。

7.根据权利要求6所述的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：所述的沼气池(3)中设置有导向板(35)，所述的导向板(35)将沼气池(3)分隔为导向腔和发酵腔，导向腔和发酵腔底部连通，落入沼气池(3)的禽畜排泄物先进入导向腔，然后通过导向腔底部进入发酵腔，所述的隔离膜(32)完全覆盖发酵腔，所述的隔离膜(32)为塑料膜。

8.根据权利要求7所述的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：所述的畜排泄物收集罐(2)、沼气池(3)和反应釜(4)均埋于地下。

9.根据权利要求8所述的一种用于处理养殖场禽畜排泄物挥发氨的装置，其特征是：所述的反应气液出口(41)连接反应气液排出管(8)，所述的反应气液排出管(8)由出气管(81)和出液管(82)组成，所述的出气管(81)开口于出液管(82)上部，反应后的气体和液体进入反应气液排出管(8)后，气体经出气管(81)排出，液体经出液管(82)流向结晶设备，一换热回路(9)包括循环泵(91)以及形成回路的吸热管段(92)和放热管段(93)，所述的循环泵(91)安装在换热回路(9)上，能带动冷却液在吸热管段(92)和放热管段(93)中流动，所述的吸热管段(92)绕在出气管(81)上，放热管段(93)绕在通气管(25)上，所述的循环泵(91)与蓄电池(5)连接并由蓄电池(5)供电。