CN1077184A - 利用有机物质的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种利用有机物质的方法和装置，将所述物质通 过混合及反应步骤进行适当粉碎和处理，变成可利用 的混合肥料。该装置包括可加热带搅拌的发酵器，通 过供料通筒将该被粉碎的物质作为起始物料供给热 交热器的传送通筒，并在通筒中进行加热。进一步供 应起始物料，将已加热的起始物料供给发酵器，并利 用搅拌器在其中混合，且伴随着进一步的加热。在发 酵器中形成的发酵物质，作为细菌接种物与上述起始 物料按特定比例混合。发酵过程中在上述容器中生 成的气体可作为工艺能源用于本装置，或者经由管线 供给另一装置。

Description

本发明涉及一种利用有机物质的方法、以及完成该方法的装置，在此方法中，通过在反应室中的混合及反应步骤将所述有机物质制成粉末并进行处理，使该有机物质变成一种可资利用的混合肥料。

DE-A-3152609公开了一种利用家庭垃圾及其它有机物质的方法，在此法中，将所送出的家庭垃圾在一辅助分类或分选装置中与那些无机物质分开，例如，与玻璃、塑料、金属等分开。借助一传送带将所述有机物质送到一配量或配料装置，并从这装置送到一混合容器，用一搅拌器将所述物质混合并同时提供液体。然后，通过一破碎机及粉碎器将所述物质送到一等候容器，在这等候容器中，给所述有机物质通入甲烷气体。随后该脱氧混合物通过一热交换器传送进一反应容器，在此反应容器中，利用细菌，基本上使上述有机物质分解。通过有机废物的细菌分解，基本上采用前述用于同样过程的方法和装置，来回收甲烷气体。

本发明涉及有机物质的经济再生利用问题，例如人类及动物产生的有机物质的再生利用问题，本发明的主题就是要开发一种用于完成这个过程的方法和装置，在这个过程中，通过一种有效的、对环境无害的分解操作，将上述有机物质加工成一种材料，例如加工成一种用于混合肥料、花园土壤等的添加物。

本发明的方法是这样解决这个问题的，将被制成粉末的、挤压成形的有机物质，作为一种外加物料送给构成为一个热交换器的传送通筒，并在那里加热到一取决于该外加物料的处理温度，在进一步将这外加物料送给上述传送通筒的同时，将已被加热的外加物料送给一用于发酵处理的加热发酵器，并用一搅拌器进行混合，同时伴随着去除所形成气体，并直到整个过程结束，在所述发酵器中所产生的发酵了的物质，如所希望的那样，与上述送给传送通筒的外加物料，按一特定比例混合成一种细菌培菌液。

用于完成上述方法的本发明的装置包括一个容器或发酵器及一位于其中的搅拌器，其特征是装备了一供料通筒和一可加热的传送通筒以及相应制成的出料装置，以这样一种方式与一容器或发酵器连接，至少使得所述供料通筒及传送通筒与所述发酵器构成一封闭的工艺流程，该封闭流程是可控的，借助相应定位的闸门或闸门阀，控制外加物料以及作为一细菌培菌液的发酵物质的预定供料。

本发明的一些进一步的特征结合附图所示的实施例及权利要求书综述于下述说明中。以后，参照附图说明本发明，附图显示了：

附图1  是以流程图表示的处理及利用有机物质的装置的第一实施例总图。

附图2  是以流程图表示的、处理及利用有机物质的装置的第二实施例的一部分。

图1是第一个实施例，给出了基本上以流程图表示的装置，并给出了总参照标号100，而图2显示了装置200的一部分。所制成的处理并利用有机物质的两种装置100和200，在下面有详细说明。随后给出两装置100和200的操作说明。

装置100主要包括一分类或分选装置10、一粉碎装置20、一供料通筒35、一出料装置50、一传送通筒60、一装备了搅拌器75的容器或发酵器70、一与发酵器70结合在一起的蒸发器85及一做为中间气体贮存器的容器80。下面详细说明上述各部件。

分类装置10有一例如类似容器的收集站11以及相应的辅助容器12、13、及14。在收集站11，可利用未示出的装置或人工，将比如以塑料袋包装或散装提供的等方式物质分类为有机和无机物质。

将无机物质，例如杂质及抑制剂按箭头12′的方向送给容器12，并从那里送到一用于另外不同处理或销毁的、未示出的垃圾堆。例如，可将这无机物质在一未示出的燃烧或焚化工厂中毁掉。

将被分选出来的有机物质按箭头13′的方向送给作为一中间储存装置的容器13，并从那里按箭头14′的方向送给容器14。然而，也可将这有机物质直接从收集站11送到容器14。

利用相应的辅助传送器15，通过容器14，将上述有机物质按箭头16的方向送给一另外的容器17，这容器17与一传送带18运转连接。比如，给传送器15装备一适当结构的秤15′，借助秤15′，可将所述有机物质按特定的量细分，例如，分为每日相应处理的许多部分。然后将这些每日处理的部分送给容器17。

通过与容器17结合在一起的至少一个传送带18，将上述有机物质按箭头19、19′的方向送给与该传送带相连的粉碎装置20。粉碎装置20包括一带有漏斗21的容器22，在漏斗21中，在上部区域，设置了两个相离一有限距离的滚体23、24。

在滚体23、24的外部周围，装备了一些未示出的粉碎部件，借助这些粉碎部件，将按箭头19′方向所供给的有机物质及来自插在两滚体23、24之间的漏斗21的有机物质进行适当粉碎。按照未显示出的方式，将两滚体23、24在容器22中围绕两滚体23、24的纵轴安装，并用合适的、未显示出来的、辅助驱动马达或诸如此类的东西，按箭头23′、24′所示相反方向来驱动两滚体23、24。

在容器22的下部区域，定位并安装了至少一个由一辅助马达26驱动的传送螺旋杆25。传送螺旋杆25将被粉碎的有机物质传送并压缩进容器23的一个闸门阀室或类闸门室27。这个腔室的下部区域被一按类似滑动方式构成的封闭部件28所封闭，而且可借助一第一活塞/汽缸单元29进行操作。腔室27和封闭部件28以及活塞/汽缸单元29一起构成一标记为30的第一闸门阀或闸门。

第一闸门阀30与类似隧道的供料通筒35相连接，这供料通筒35包括第一部分31、以未示出的方式与第一部分31连接的第二部分32、以及第三部分33。一推力部件39置于供料通筒35的第一部分31，并与第二活塞/汽缸单元38运转连接，并借助后者安装这推力部件39，使之能在供料通筒35中的箭头X、X′的方向上移动。图上所示的推力部件39，例如可构成为一活塞泵，并以未显示出来的方式，与一合适的辅助液压单元36运转连接，而且经由一管线37′与一驱动装置37连接。

推力部件39以直线方式可移动地安装在供料通筒35中，且借助合适的、未示出的、组装在驱动装置37中的控制元件，可将推力部件39对于不同的操作步骤定位在不同的位置上。上述通筒部分31、32以及出料装置50的通筒部分45中的推力部件39的各个位置A、B、C、D及E，用虚线表示的推力部件导向边缘39′来标明。下面将结合整个装置100的运行更详细地说明A到E各个位置。

在第二通筒部分32的一端装备了一连接部件32′，与该连接部件32′相隔，还装备了第三向上倾斜的通筒部分33。出料装置50沿轴向构成通筒部分32的延伸部分。第二个闸门阀40装在第三向上倾斜通筒部分33上，第二个闸门阀40包括一第二活塞/汽缸单元41及一与后者运行连接的封闭部件42。在第一闸门阀30和第二闸门阀40的连接机构中间，一排出和通气阀43位于第二通筒部分32。

出料装置50包括一定位在第二通筒部分32和通筒45之间的、装在枢轴上的阀门46，该阀门46借助一第三活塞/汽缸单元47能绕着枢轴从箭头46″方向所示的位置转动到由虚线所表示的位置46′。借助装在枢轴上的阀门46，一方面能把供料通筒35与出料装置50的通筒45连通起来，而另一方面，能连通供料通筒35与通筒部分33。

出料装置50包括装备了一排出和通气阀48的通筒45，此外还包括以未显示的方式安装在其上的通筒部分45′及45″。在两通筒部分45′、45″之间，装了一第三闸门阀55，这第三闸门阀55装了一个可由辅助活塞/汽缸单元51操纵的封闭部件52。一接收容器53与构成为一排出部件的通筒部分45′结合在一起，而一排出的、前述物质的接收容器54与第二通筒部分45″结合在一起。

供料通筒35的第三个向上倾斜部分33以未示出的方式固定在传送通筒60上。实质上构成为一热交换器的传送通筒60包括：第一、第二及第三通筒部分61、62、63。利用第三通筒部分63，将传送通筒60固定在装了一个法兰64′的容器70的填充连接装置64上。在第二及第三通筒部分62、63，装了一加热外套65，经由管线66、66′，将这带有一内接泵67的外套与蒸发器85连接。

搅拌器75位于最佳定位（例如水平定位）的容器70中。搅拌器75包括一轴向穿过所述容器的轴状体69，这轴状体69相应地能绕在容器70的未示出的侧壁上的它的纵轴旋转。轴状体69装了几个轴向和径向彼此相反放置的搅拌部件71、72、73及74，这些搅拌部件以未示出的方式固定在所述轴状体69上。

轴状体69至少有一端穿过上述容器侧壁与一被适当结合并构造的驱动装置76运行连接。借助例如构成为一活塞驱动装置并经一水平连杆76′与轴状体69运行连接的驱动装置76，将搅拌器75绕着未示出或未标记的轴状体69的纵轴按箭头R的方向驱动。

在容器70上还装了一加热外套82，这加热套82经由管线81′、81″及一内接泵81，与蒸发器85连接。容器83（油箱）与蒸发器85结合在一起，从而由容器83，经由管线84′，并带有一内接的泵84，提供燃料。

在顶部，给容器70至少装了一连接部件，一与安全装置79连系的管线77′与这连接部件连接。例如构造成为一过压及负压阀的安全装置79，经由管线79′，与一通过管线80′提供气体燃料的中间气体容器80连接，这安全装置79还带有一插装的鼓风机78，这鼓风机78经由管线78′与蒸发器85连接。容器80中的气体还能经由管线80″供给另一个未示出的能量供应装置。

在容器70的下部区域，至少配有一个通向出料接口57的出口，这出料接口57以未示出的方式与一通筒部分32的、一适当结合并构造的连接部件32′相连接。

这里要指出的是，为了得到最佳工艺顺序，最好将容器或发酵器70水平放置，近似切向定位在容器70的上部区域中的填充连接装置64设置于容器的一端。而在容器70的下部区域中的出料接口57设置于容器的另一端。在轴状体69上以彼此相反隔开方式安装的搅拌部件71、72、73及74，是这样彼此构成并放置的，使得在搅拌和混合过程期间，发酵物质从容器70的一端，向位于容器70另一端的出料接口57的方向输送。

图2显示了作为第二个实施例的图示装置200的一部分。图2中未示出的各部件，基本上与图1所说明的装置100，以同样的方式构成和定位。

装置200包括：第一和第二传送带118、118′，被插入的粉碎装置120，供料通筒135，传送通筒160，一个带有加热外套182的容器或发酵器170，及一与所述容器170相连的出料装置150。容器170包括一搅拌器175，该搅拌器175的构成基本上与图1所说明的搅拌器75相同。搅拌器175与一轴状体169运转连接，这轴状体169绕它的纵轴旋转驱动。

容器117与第一传送带118相连，有机物质由容器117按箭头119及119′的方向，供给装备了两反旋转滚体123、124的粉碎装置120。被粉碎的物质供给到容器117′，并从那里经由第二传送带118′，按箭头119′到达一适当构造的收集容器127。

收集容器127以未示出的方式，被法兰安装到供料通筒135的一部分132。由一活塞/汽缸单元148操纵的一供料器149与收集容器127相连，借助活塞/汽缸单元148，将上述物质强迫压进小室127′。在供料通筒135的一部分131，装备了一可在箭头X、X′方向上直线移动的推力部件139，而这推力部件139与一活塞/汽缸单元138运转连接。

供料通筒135通过其一部分132法兰安装到传送通筒160的一适当连接且大约垂直取向的部分162。闸门阀或闸门130定位在两部分132、162之间，而且这闸门阀或闸门130具有一由活塞/汽缸单元129操纵的关闭部件128。

装备了两加热外套165、165′等部件的传送通筒160，在上部区域，通过部分163，法兰安装到容器170的填充连接装置164，而在下部区域，通过部分161，法兰安装到一出料通筒145的部分133。一闸门阀140位于两部分161和133之间，这闸门阀140具有一由活塞/汽缸单元141操纵的关闭部件142。

传送通筒160实质上构成为一热交换器，并相应地通过两外套部件165、165′加热，两外套部件165、165′经由供料和返回管线166、166′、166″与一未示出的蒸发器连接。

容器170在下部区域装备了至少一个出卸或出料连接装置157，这连接装置157与通筒部分135′连接。处于通筒部分135′的出料通筒145包括第一部分145′和第二部分145″，而在出料通筒145与第一部分145′之间，以及在第一部分145′与第二部分145″之间，对每种情况，各装了一闸门阀155或155′。闸门阀155有一可由活塞/汽缸单元151操纵的关闭部件152，而例如同样构造的闸门阀155′有一可由活塞/汽缸单元151′操纵的关闭部件152′。

在通筒部分135′中，以及在出料装置150的出料通筒145中，装了一推力部件，这里只用虚线部分表示出来，而对于不同的操作步骤，通过一未示出的活塞/汽缸单元能使所述推力部件直线移动和处于不同的位置。图2中以虚线形式示出的所述推力部件的前部139′的各个位置B′、C′、D′及E′，将结合整个装置200的运转加以说明。

上述两装置100和200可以使用所有可能利用和处理的有机物质，下面将给出它们的一些实施例：

-绿色物质，例如草坪刈割物、簇叶、灌木及类似物质;

-有机废物，例如，在分离或分选垃圾堆时所得到的有机物质;

-蔬菜及水果垃圾;

-厨房及特定的商业厨房、食堂以及类似地方的垃圾;

-来自屠宰场的垃圾，例如肠内的东西等垃圾。

-来自食品工业的垃圾。

这些物质可以供给装置100或200，用于有机物利用。

将容器70或170按各自的轴向，近似水平地放在两分开的、未示出的底座上。容器70或170装在底座上的最佳安装是使安装支撑物从填充连接装置64或164到出料连接装置57或157的方向上具有一坡度。

现在说明装置100的主要工作步骤。被小室27中的传送螺旋杆25压缩的粉碎有机物质，以后将被称为外加物料，而在经过一些特定的工艺步骤后所得到的、且从容器70或发酵器中放出的物质，将叫作发酵物质。

在第一阶段，来自传送螺旋杆25的被压缩的外加物质因闸门阀30打开而通入供料通筒35的部分32，随之借助推力部件39，例如借助一与闸门阀30运转连接的操纵装置在箭头X方向上进行运送。将闸门阀40打开，并关闭出料装置50，重复这个过程，例如断续几次，直到构成为热交换器的传送通筒60被填满到粗略达到填充连接装置64的附近为止。

可用适当定位的、未示出的传感部件来监控填充，而且进一步，可相应控制外加物料的供料。然后，关闭闸门阀40，加热特别是位于传送通筒60的加热外套65附近的上述外加物料。一旦达到一给定温度，并关闭闸门阀30且打开闸门阀40，就通过推力部件39供应新的外加物料，这同时使得传送通筒60中的近似等量的被加热的外加物料，按箭头Z的方向通进也被加热的容器70，并借助与驱动装置76运转连接的搅拌器75彻底混合。

根据所供给的外加物料的成份，选择相应的可控工艺过程及工作温度，对于适中等温度的处理温度范围，近似为28℃到38℃，对于适高温的温度范围近似为50℃到60℃。

在容器或发酵器70中的混合过程中，通过搅拌器75的运动，将所释放的甲烷生成物（formers）提供给所引入的上述外加物料，随后加速变化转换作用。通过上述操作并通过细菌分解，将上述发酵器中所含之物（外加物料与发酵物质混合物）从有机固体中释放出来并液化，这使得体积减少约35%到50%。

经由位于连接部件77上并与容器70内部连接的管线77，将在容器或发酵器70中所生成的气体供给中间气体贮存器80，从而防止了容器70中发酵物质的膨胀。将所述气体从气体贮存器80供给蒸发器85，用于产生能量。因而可将发酵器70中发酵过程期间所生成的气体，有益地用作使蒸发器85工作的工艺能源。然而，也可经由一管线80″，将贮存器80中的上述气体供给一未示出的能量供应装置。

在中间操作阶段推力部件39向后移动进入位置A，打开容器70的出料连接装置57，使得闸门阀30关闭时，能将一特定量的发酵物质，作为所谓细菌培菌液从容器70进入供料通筒35的部分32中。

所供给的细菌培菌液对于引入供料通筒35的部分32、33中的上述外加物料的比值，例如可作为所述外加物料及细菌培菌液的成分和特性的函数。

通过推力部件39，强迫上述细菌培菌液沿箭头X的方向进入位置C，并到达位于位置32及33的上述外加物料处;随后将所述细菌培菌液压进闸门阀40打开的传送通筒60。在这过程期间，同时将该传送通筒中的那部分物质沿箭头Z的方向供给容器70，而在这过程期间，关闭闸门阀40，在传送通筒60中，加热与上述细菌培菌液一起被压缩了的上述外加物料。

在最后阶段中，推力部件39沿箭头X′的方向向后移动进入位置A，将发酵物质由上述容器传送入部分32，且随后打开阀门46（虚线位置），借助推力部件39，将该发酵物质移进出料装置50。在这过程期间，开始时将闸门阀55保持关闭，使得在这阶段中，推力部件39以一预定的且被相应监控的压力，压缩并排出上述发酵物质，水被辅助容器53所接收。推力部件39一旦已经到达位置E，就打开闸门阀55，使得上述被压缩的发酵物质落进辅助容器54。在推力部件39向后移动之前，再次关闭出料装置50的闸门阀55。

随后，在前述过程中所得到的发酵物质即可作为添加剂用于混合肥料、花园土壤等。

与用图1的装置100时所述的那些工作步骤不同的是，对于图2的装置200的情况，是借助推力部件139，基本上直接迫使上述被粉碎了的有机物质进入构成为一热交换器的传送通筒160。被送料器149压缩了的外加物料，当闸门阀190打开时通进供料通筒135的部分132，随后借助推力部件139，例如借助一与闸门阀130运转连接的控制装置按箭头X的方向进行输送。关闭闸门阀140，断续重复几次这个过程，直到大致将传送通筒160填充到填充连接装置164的区域。

装置200的进一步操作及工艺步骤基本上与前述图1的装置的操作及工艺步骤相同。

在图2所示装置200的实施例中，显然是使各单独的供料通筒135和135′这样彼此分开，使得根本不能将上述外加物料与基本上是被无菌发酵了的物质相混合，或沾染这基本上被无菌发酵了的物质。

Claims (12)

1、用于利用有机物质的方法，在这方法中，通过在反应室中相应的混合和反应阶段，粉碎并处理所述有机物质，以形成可资利用的混合肥料，其特征是，将所述被粉碎的有机物质以被压缩的形式，作为外加物料供给构成为一热交换器的传送通筒，并在那里加热所述被粉碎的有机物质到一取决于该外加物料的处理温度，通过进一步将外加物料供给所述传送通筒，同时将已被加热的外加材料供给用于发酵过程的一加热发酵器并用一搅拌器进行混合，同时伴随着去除直到整个过程结束所生成的气体，将在上述发酵器中所产生的发酵物质，如所希望的那样，作为一种细菌培菌液，按一特定比例，与可供给上述传送通筒的所述外加物料相混合。

2、如权利要求1所述的方法，其特征是在适中等温度范围中的上述处理温度近似为28℃到38℃，而对于适高温范围，近似为50℃到60℃，而且将在发酵过程期间在上述发酵器中所生成的气体用作能量载体。

3、如权利要求1所述的方法，其特征是，在一特定的工艺过程期间，将一外加物料/发酵物质的混合物作为一种细菌培菌液供给上述传送通筒。

4、如权利要求3所述的方法，其特征是，作为细菌培菌液供给于上述外加物料的发酵物质是按比例确定的，并作为所述外加物料及细菌培菌液的成分及特性的一个函数。

5、用于完成权利要求1至4之一的方法的装置，包括一容器或发酵器（70，170）及一位于其中的搅拌器（75，175），其特征是，装备了一供料通筒（35，135′，135），及一可加热的传送通筒（60，160），以及一适当构造的出料装置（50，150），以这样一种方式与所述容器或发酵器（70，170）连接，使得至少供料通筒（35，135，135）及传送通筒（60，160）与所述发酵器（70，170）一起形成一闭合工艺流程回路，该流程回路是可控的，借助适当定位的闸门或闸门阀（30，40，130，140），对于外加物料以及作为一种细菌培菌液的发酵物质进行预定的供料。

6、如权利要求5所述的装置，其特征是，将容器或发酵器（70，170）近似水平定位，并在上部区域中的一端，通过一填充连接装置（64，164）连接到传送通筒（60，160），而在下部区域中的另一端，经由一出料连接装置（57，157），与供料通筒（35，135′）连接。

7、如权利要求5和6之一所述的装置，其特征是，将容器或发酵器（70，170）装在两隔开的底座上，且具有一从填充连接装置（64，164）朝向出料连接装置（57，157）的坡度。

8、如权利要求5所述的装置，其特征是，对于容器或发酵器（70，170）及传送通筒（60，160）的每一种情况，都各自装备了一经由供料及返回管线与一蒸发器（85）运转连接的加热外套（82，182，65，165）。

9、如权利要求5所述的装置，其特征是，经由一装在枢轴上的阀门（46）或经由一闸门阀（155′），将出料装置（50，150）与供料通筒（35，135′）连接。

10、如权利要求9所述的装置，其特征是，将出料装置（50，150）再分为一排出部分（45′，145′）及一固体传送部分（45″，145″）。

11、如权利要求5所述的装置，其特征是，供料通筒（35）与一粉碎装置（20）相连，粉碎装置（20）包括至少两个具有粉碎部件的相反转动的滚体（23，24）、并经由闸门阀（30）与供料通筒（35）运转连接。

12、如权利要求5所述的装置，其特征是，供料通筒（135）与传送通筒（160）的垂直部分（162）相连接，而闸门阀（130）置于部分（162）与供料通筒（135）之间。

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