CN108895468A - 一种基于阴燃的粪便处理方法 - Google Patents

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李增华
候世松
段宇建
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Abstract

本发明公开了一种基于阴燃的粪便处理方法，在粪便中加入一定比例的沙子，从而形成沙粪混合物，这种多孔介质便于空气进入沙粪混合物内部，从而保证阴燃的持续，将沙粪混合物放入阴燃炉内进行持续的阴燃，并通过多个热电偶实时检测沙粪混合物内部各个不同部分的温度，然后通过注气泵向阴燃炉内注入空气，并采用压差式流量控制器对空气流量进行控制，最终通过阴燃炉对沙粪混合物持续的阴燃后对其进行无害化处理；相比于有焰燃烧，阴燃可以极大的减少粪便在燃烧过程中的热量损失，并无需预干燥处理，从而延长粪便熄灭时间，因此本发明通过阴燃可快速、低耗能和无害化的处理生物粪便。

Description

一种基于阴燃的粪便处理方法
技术领域
本发明涉及一种粪便处理方法，具体是一种基于阴燃的粪便处理方法。
背景技术
由于人口的快速增长以及高度集中，使得粪便的产量不断增加。但是，目前许多地方处理粪便的水平相对落后，多数粪便经预处理后，与城市污水或生活垃圾一起经污水处理系统或以地下掩埋的方式进行处理。然而，这些处理方法时间相对较长，且会消耗大量的人力物力及土地资源。为了解决以上问题，一些学者提出了燃烧法来快速处理粪便，但是由于粪便中含有较高的水分(含水百分比为65～85％)，为了能进行有焰燃烧，需要先对粪便进行预干燥处理，降低粪便内的含水量后然后才能进行有焰燃烧，这种方式虽然能缩短处理时间，但是由于需要预干燥处理需要额外消耗较多的能量，从而会增加较多的粪便处理成本。因此如何通过较低的能源供给对粪便进行无污染处理是本行业亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于阴燃的粪便处理方法，无需预干燥，通过持续的阴燃作用，可快速、低耗能和无害化处理生物粪便。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于阴燃的粪便处理方法，采用的粪便处理系统包括废弃处理系统、数据处理系统和阴燃处理系统，所述阴燃处理系统包括阴燃炉、压差式流量控制器和注气泵，阴燃炉内设有多个热电偶，多个热电偶沿阴燃炉中心轴的轴向依次间隔设置，阴燃炉的内底部设有加热器，阴燃炉的顶部设有入料口和出气口、底部设有进气口，进气口通过管路与注气泵连通，压差式流量控制器装在进气口与注气泵之间的管路上；所述数据处理系统包括PC机和温度采集器，多个热电偶均与温度采集器数据连接，温度采集器将采集的温度数据通过数据线传递给PC机；所述废弃处理系统为氯化亚铜溶液池，阴燃炉的出气口通过管路与氯化亚铜溶液池连通；具体的工作步骤为：
A、将粪便与粒径为0.6～3mm的沙子按质量比1:20～28的比例充分混合，形成沙粪混合物，然后将沙粪混合物通过入料口装入阴燃炉中，直至沙粪混合物在阴燃炉内的填充高度达到最靠近入料口位置的热电偶时停止加入；
B、开启加热器并设定加热温度为400℃对阴燃炉内部的沙粪混合物进行加热，各个热电偶实时采集所处位置的温度值并将数据通过温度采集器反馈给PC机；
C、当距离加热器最近的热电偶测得温度值达到400℃时，启动注气泵，使空气进入阴燃炉内，同时打开压差式流量控制器，控制空气的达西通量为30cm/s；
D、通过PC机观察距离加热器最近的热电偶的温度变化情况，当该热电偶测得的温度达到峰值时，停止加热器的加热工作；
E、通过PC机观察各个热电偶的温度变化情况，当各个热电偶测得的温度值均恢复到外界环境温度后，关闭注气泵然后将最终产物从阴燃炉中取出；
F、在整个阴燃炉对沙粪混合物进行阴燃过程中，产生的燃烧废气经出气口进入氯化亚铜溶液池，废气与氯化亚铜溶液反应后排出。采用这种溶液可将废气中的CO气体去除，从而防止对周围环境的影响。
进一步，所述热电偶的数量为10个，10个热电偶在阴燃炉内由下自上依次为TC1至TC10。
进一步，所述TC1距离加热器为0.24m，TC1至TC5之间相互间隔为0.12m，TC5至TC6之间的距离为0.48m，TC6至TC10之间的相互间隔为0.6m。采用这种设置在阴燃结束后，各个热电偶用于测定阴燃炉内各个部分是否恢复到室温，由于TC1至TC5距离加热器的距离较近，恢复到室温的时间相对较晚，因此为了精确检测温度将这5个热电偶之间的间隔设置较小，其余的TC6至TC10由于远离加热器，因此设置成相互之间间隔较大。
与现有技术相比，本发明采用在粪便中添加沙子然后对粪便进行阴燃的方式，由于在粪便中加入一定比例的沙子，从而形成沙粪混合物(其为多孔介质)，这种多孔介质便于空气进入沙粪混合物内部，从而保证阴燃的持续，将沙粪混合物放入阴燃炉内进行持续的阴燃，由于阴燃燃烧是由固相燃料氧化释放的能量驱动燃烧，它具有缓慢、低温、无焰和低耗氧的特点；并且可对高水分物质进行燃烧，相比于有焰燃烧，阴燃可以极大的减少粪便在燃烧过程中的热量损失，并无需预干燥处理，从而延长粪便熄灭时间。最终通过阴燃炉对沙粪混合物持续的阴燃后对其进行无害化处理。因此本发明通过阴燃可快速、低耗能和无害化的处理生物粪便。
附图说明
图1是本发明中粪便处理系统的结构示意图；
图2是实施例中热电偶的位置布设图。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
实施例：如图1和图2所示，本发明采用的粪便处理系统包括废弃处理系统、数据处理系统和阴燃处理系统，所述阴燃处理系统包括阴燃炉、压差式流量控制器和注气泵，阴燃炉内设有10个热电偶，10个热电偶沿阴燃炉中心轴的轴向依次间隔设置，由下自上依次为TC1至TC10，阴燃炉的内底部设有加热器，阴燃炉的顶部设有入料口和出气口、底部设有进气口，进气口通过管路与注气泵连通，压差式流量控制器装在进气口与注气泵之间的管路上；所述数据处理系统包括PC机和温度采集器，多个热电偶均与温度采集器数据连接，温度采集器将采集的温度数据通过数据线传递给PC机；所述废弃处理系统为氯化亚铜溶液池，阴燃炉的出气口通过管路与氯化亚铜溶液池连通；具体的工作步骤为：
A、将粪便与粒径为0.9mm的沙子按质量比1:24的比例充分混合，形成沙粪混合物，然后将沙粪混合物通过入料口装入阴燃炉中，直至沙粪混合物在阴燃炉内的填充高度达到TC10所处的位置时停止加入；
B、开启加热器并设定加热温度为400℃对阴燃炉内部的沙粪混合物进行加热，各个热电偶实时采集所处位置的温度值并将数据通过温度采集器反馈给PC机；
C、当TC1测得温度值达到400℃时，启动注气泵，使空气进入阴燃炉内，同时打开压差式流量控制器，控制空气的达西通量为30cm/s；
D、通过PC机观察TC1的温度变化情况，当该热电偶测得的温度达到峰值时，停止加热器的加热工作；
E、通过PC机观察各个热电偶的温度变化情况，当TC1至TC10测得的温度值均恢复到外界环境温度后，关闭注气泵然后将最终产物从阴燃炉中取出；
F、在整个阴燃炉对沙粪混合物进行阴燃过程中，产生的燃烧废气经出气口进入氯化亚铜溶液池，废气与氯化亚铜溶液反应后排出。
进一步，所述TC1距离加热器为0.24m，TC1至TC5之间相互间隔为0.12m，TC5至TC6之间的距离为0.48m，TC6至TC10之间的相互间隔为0.6m。

Claims (3)

1.一种基于阴燃的粪便处理方法，其特征在于，采用的粪便处理系统包括废弃处理系统、数据处理系统和阴燃处理系统，所述阴燃处理系统包括阴燃炉、压差式流量控制器和注气泵，阴燃炉内设有多个热电偶，多个热电偶沿阴燃炉中心轴的轴向依次间隔设置，阴燃炉的内底部设有加热器，阴燃炉的顶部设有入料口和出气口、底部设有进气口，进气口通过管路与注气泵连通，压差式流量控制器装在进气口与注气泵之间的管路上；所述数据处理系统包括PC机和温度采集器，多个热电偶均与温度采集器数据连接，温度采集器将采集的温度数据通过数据线传递给PC机；所述废弃处理系统为氯化亚铜溶液池，阴燃炉的出气口通过管路与氯化亚铜溶液池连通；具体的工作步骤为：
A、将粪便与粒径为0.6～3mm的沙子按质量比1:20～28的比例充分混合，形成沙粪混合物，然后将沙粪混合物通过入料口装入阴燃炉中，直至沙粪混合物在阴燃炉内的填充高度达到最靠近入料口位置的热电偶时停止加入；
B、开启加热器并设定加热温度为400℃对阴燃炉内部的沙粪混合物进行加热，各个热电偶实时采集所处位置的温度值并将数据通过温度采集器反馈给PC机；
C、当距离加热器最近的热电偶测得温度值达到400℃时，启动注气泵，使空气进入阴燃炉内，同时打开压差式流量控制器，控制空气的达西通量为30cm/s；
D、通过PC机观察距离加热器最近的热电偶的温度变化情况，当该热电偶测得的温度达到峰值时，停止加热器的加热工作；
E、通过PC机观察各个热电偶的温度变化情况，当各个热电偶测得的温度值均恢复到外界环境温度后，关闭注气泵然后将最终产物从阴燃炉中取出；
F、在整个阴燃炉对沙粪混合物进行阴燃过程中，产生的燃烧废气经出气口进入氯化亚铜溶液池，废气与氯化亚铜溶液反应排出。
2.根据权利要求1所述的一种基于阴燃的粪便处理方法，其特征在于，所述热电偶的数量为10个，10个热电偶在阴燃炉内由下自上依次为TC1至TC10。
3.根据权利要求2所述的一种基于阴燃的粪便处理方法，其特征在于，所述TC1距离加热器为0.24m，TC1至TC5之间相互间隔为0.12m，TC5至TC6之间的距离为0.48m，TC6至TC10之间的相互间隔为0.6m。
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