CN109678571B - 可加热滚筒式好氧堆肥反应器 - Google Patents

可加热滚筒式好氧堆肥反应器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可加热滚筒式好氧堆肥反应器，包括水平设置的筒体，所述筒体的筒壁上设有进料口和出料口，所述进料口和出料口于筒体中心对称分布；所述筒体的中心线两端分别设有进气管和出气管，所述进气管和出气管相连且两者之间设有橡胶堵头，所述进气管上且位于筒体内还设有若干进气支管组；所述筒体内周面上沿内径方向设有若干抄板组，所述抄板组间隔设置且相邻抄板组错位排列；所述进气管的进气口处设有鼓风装置，所述出气管的出气口处设有尾气处理装置。本发明能够解决堆肥搅拌混合困难、传质传热差的问题，并且可对关键参数进行监测，从而有效地提高堆肥效率。

Description

可加热滚筒式好氧堆肥反应器
技术领域
本发明属于有机固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种可加热滚筒式好氧堆肥反应器。
背景技术
堆肥技术广泛地应用于畜禽粪便、餐厨垃圾、作物秸秆等废弃物的无害化处理，传统的堆肥工艺存在着一定的弊端，如堆肥周期较长、占地面积大、卫生较差、会产生异味等。随着堆肥技术不断提高，国内外研制了众多堆肥反应器，根据反应器的通风方式、有无搅拌和外形特点，可分为被动通风反应器、强制通风无搅拌反应器、强制通风有搅拌反应器和滚筒反应器。目前的反应器普遍使用不同类型的搅拌桨进行搅拌，这种形式搅拌会造成物料混合不均匀，远离搅拌桨的物料无法充分混合，而且存在搅拌设备腐蚀等问题，对堆肥效率和产品质量造成影响，所以要达到好的混合效果，优化反应器的搅拌混合方式非常必要。
目前滚筒反应器系统在生产中得到重视，滚筒在驱动装置带动下转动，物料在筒内抄动装置的作用下混合，有助于提高物料均匀度，使物料获得充足氧气，更加有效地完成好氧堆肥反应。但已有滚筒反应器仍存在混合效率不高、通风效率不高、筒体过长、加工难度高等问题。因此，提高反应器混合效率、通风效率，降低反应器加工难度，缩短反应发酵处理周期，对提高堆肥的质量尤为重要。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种可加热滚筒式好氧堆肥反应器，解决了堆肥搅拌混合困难、传质传热差的问题，有效地提高好氧堆肥的效率，实现堆肥处理的无害化与资源化。
技术方案：本发明一种可加热滚筒式好氧堆肥反应器，包括水平设置的筒体，所述筒体的筒壁上设有进料口和出料口，所述进料口和出料口于筒体中心对称分布；所述筒体的中心线两端分别设有进气管和出气管，所述进气管和出气管相连且两者之间设有橡胶堵头，所述进气管上且位于筒体内还设有若干进气支管组；所述筒体内周面上沿内径方向设有若干抄板组，所述抄板组间隔设置且相邻抄板组错位排列；所述进气管的进气口处设有鼓风装置，所述出气管的出气口处设有尾气处理装置。
进一步的，所述鼓风装置包括空气泵、空气加热器和转子流量计，所述空气泵通过管道依次与空气加热器和转子流量计相连接，所述转子流量计与进气管相连接；其中空气加热器为堆肥提供热量，转子流量计用于控制通风量即控制供氧量；当在堆肥的初始阶段，温度较低，利用转子流量计控制通风量与通风时间，打开空气加热器加热提高筒体内温度；随着堆肥温度迅速上升到50℃进入到高温区间，微生物对氧气的需求量较高，可适时利用转子流量计控制提高通风量与通风时间；当堆肥的温度逐渐降低，利用转子流量计控制选择降低通风量保证堆肥的腐熟。
进一步的，所述尾气处理装置包括酸性溶液罐和碱性溶液罐，所述出气管通过管道依次与酸性溶液罐和碱性溶液罐相连接,尾气从出气管排出依次进入酸、碱溶液罐中去除氨气、硫化氢等后排放，不产生恶臭。
进一步的，所述筒体的筒壁两端设有转动轴承套筒，所述转动轴承套筒通过轴承支架与地面相连接；所述筒体的筒壁中间设有一圈沿筒壁圆周均匀布置的第一齿轮，所述第一齿轮通过皮带与第二齿轮相连接，所述第二齿轮通过减速器与电动机相连接。电动机通过第二齿轮带动第一齿轮使筒体旋转，可设置正反转交替间隔运行，充分提高堆肥的混合程度。
进一步的，所述进气支管组包括两个进气支管，所述进气支管之间夹角为60度，进气支管始终位于筒体靠下位置，加热的空气经过进气支管均匀分布在堆体中，与搅动的堆肥充分接触，充分满足筒体内需要的温度和供氧量。
进一步的，所述相邻抄板组错位排列的错位角为60度，抄板组包括三块沿筒体内周面的圆周方向均匀布置的矩形抄板，所述抄板之间的夹角为120度且抄板的板面均与筒体中心轴重合。筒体内侧的抄板在筒体转动时，反复抄起堆肥，使堆肥在筒体转动时不断升起、跌落，堆肥充分搅拌均匀，提高混合和通风效果。
进一步的，所述筒体外侧设有一层保温层，所述保温层的材料为聚苯乙烯或泡沫石棉。
进一步的，所述进气管和出气管均通过固定座与固定支架相连接，保证进气管和出气管运行时的稳定性。
进一步的，所述出气管上且位于筒体内一端排列有若干开口向下的出气孔，尾气从出气孔排出，同时堆肥在搅动的时候不会堵住出气孔。
进一步的，所述筒体中心且靠近进气管的位置处设有温度检测器探头，温度检测器探头定时采集温度信息。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、环保。可对不易集中处理的垃圾分散处理，也可对局部禽畜粪便、人粪便就地进行好氧发酵处理，不造成土壤和水的污染；同时具有废气的尾气处理装置，可将产生的废气处理后排放，不产生恶臭。
2、高效。搅拌方式避免了桨板式搅拌的弊端，堆肥在筒体转动作用下，被抄板反复抄起、升高、跌落，堆肥能够充分混合均匀，进气支管设置在筒体靠下位置，空气与堆肥运动方向相反，使筒体内堆肥温度、湿度、氧含量均匀，堆肥效率提高，堆肥温度可达到好氧堆肥的无害化卫生要求，同时堆肥产品质量高。
3、易管理维护、运行费低。该反应器利用筒体来混合堆肥、均匀通风，通过机械传动装置和筒内抄板来翻动堆肥，无搅拌桨，降低管理维护成本和运行费用，市场应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为筒体的左视图；
图3为A-A剖面图；
图4为B-B剖面图；
图5为C-C剖面图；
图6为出气孔结构示意图。
具体实施例
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
如图1至图5所示，本发明一种可加热滚筒式好氧堆肥反应器，包括水平设置的筒体1，筒体1由不锈钢或有机玻璃制成，筒体直径300cm,长500cm，壁厚10cm，筒体1外侧设有一层保温层7，保温层7的材料为聚苯乙烯或泡沫石棉，保证筒体1内的温度达到要求；筒体1的筒壁上设有进料口2和出料口3，进料口2和出料口3靠近筒体1两端，进料口2和出料口3于筒体1中心对称分布，位置相对一上一下，进料口2和出料口3直径均为100cm；筒体1的中心线两端分别设有进气管4和出气管5，进气管4和出气管5内径均为20cm，进气管4和出气管5总长700cm，进气管4和出气管5相连且两者之间设有橡胶堵头6，橡胶堵头6将进气管4和出气管5隔开，从而在筒体1内形成气流，方便筒体1内的气体流通，同时进气管4和出气管5均通过固定座22与固定支架23相连接，保证进气管4和出气管5运行时的稳定性。
进气管4上且位于筒体1内还设有2组进气支管组，每个进气支管组包括两个进气支管8，进气支管8之间夹角为60度，进气支管8内径10cm，长100cm,进气支管8始终位于筒体1靠下位置，加热的空气经过进气支管8均匀分布在堆体中，与搅动的堆肥充分接触，充分满足筒体1内需要的温度和供氧量。
筒体1中心且靠近进气管4的位置处设有温度检测器探头21，温度检测器探头21定时采集温度信息，从而能够时时掌握筒体1的温度。
筒体1内周面上沿内径方向设有3组抄板组，抄板组间隔设置间隔距离为100cm且相邻抄板组错位排列，错位角为60度；抄板组包括三块沿筒体1内周面的圆周方向均匀布置的矩形抄板9，每个抄板9长100cm，宽60cm，厚6cm，同一抄板组内的抄板9之间的夹角为120度且抄板9的板面均与筒体1中心轴重合。筒体1内侧的抄板9在筒体1转动时，反复抄起堆肥，使堆肥在筒体1转动时不断升起、跌落，堆肥充分搅拌均匀，提高混合和通风效果。
筒体1的筒壁两端设有转动轴承套筒10，转动轴承套筒10通过轴承支架11与地面相连接，保证筒体1在转动时候的稳定性和牢固性；筒体1的筒壁中间设有一圈沿筒壁圆周均匀布置的第一齿轮12，第一齿轮12通过皮带24与第二齿轮13相连接，第二齿轮13通过减速器15与电动机14相连接。电动机14通过第二齿轮13带动第一齿轮12使筒体1旋转，搅拌频率为每小时1次，每次5min，也可设置正反转交替间隔运行，转速为8转/min，充分提高堆肥的混合程度。
进气管4的进气口处设有鼓风装置，鼓风装置包括空气泵16、空气加热器17和转子流量计18，空气泵16通过管道依次与空气加热器17和转子流量计18相连接，转子流量计18与进气管4相连接；其中空气加热器17为堆肥提供热量，转子流量计18用于控制通风量即控制供氧量；当在堆肥的初始阶段，温度较低，利用转子流量计18控制通风量与通风时间，打开空气加热器17加热提高筒体1内温度；随着堆肥温度迅速上升到50℃进入到高温区间，微生物对氧气的需求量较高，可适时利用转子流量计18控制提高通风量与通风时间；当堆肥的温度逐渐降低，利用转子流量计18控制选择降低通风量保证堆肥的腐熟。
出气管5的出气口处设有尾气处理装置，尾气处理装置包括酸性溶液罐19和碱性溶液罐20，出气管5通过管道依次与酸性溶液罐19和碱性溶液罐20相连接，尾气从出气管5排出依次进入酸、碱溶液罐中去除氨气、硫化氢等后排放，不产生恶臭。
如图6所示，出气管5上且位于筒体1内一端排列有若干开口向下的出气孔25，尾气从出气孔25排出，同时堆肥在搅动的时候不会堵住出气孔25，方便后续对尾气进行处理。
工作原理：本发明首先将堆肥从进料口2放入到筒体1中，打开电动机14，通过第二齿轮13带动第一齿轮12使筒体1转动，同时通过温度检测器探头21，定时采集温度信息，从而能够时时掌握筒体1的温度。当堆肥的初始阶段，温度较低时，打开空气加热器17，将加热的空气通过进气管4上的进气支管8均匀分布在堆体中，与搅动的堆肥充分接触，满足筒体1内需要的温度，并且利用转子流量计18控制通风量即控制供氧量；筒体1内侧的抄板9在筒体1转动时，反复抄起堆肥，使堆肥在筒体1转动时不断升起、跌落，充分搅拌均匀，提高混合和通风效果；随着堆肥温度迅速上升到50℃进入到高温区间，微生物对氧气的需求量较高，可适时利用转子流量计18控制提高通风量与通风时间；后期当堆肥的温度逐渐降低，利用转子流量计18控制选择降低通风量保证堆肥的腐熟；整个过程当中，产生的尾气均通过出气管5上出气孔25排出，尾气依次进入酸、碱溶液罐中去除氨气、硫化氢等后排放，不产生恶臭。如果堆肥含水率较大，定期将出料口3打开适当的缝隙，将产生的渗滤液排出。

Claims (7)

1.一种可加热滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于：包括水平设置的筒体，所述筒体的筒壁上设有进料口和出料口，所述进料口和出料口于筒体中心对称分布；所述筒体的中心线两端分别设有进气管和出气管，所述进气管和出气管相连且两者之间设有橡胶堵头，所述进气管上且位于筒体内还设有若干进气支管组；所述筒体内周面上沿内径方向设有若干抄板组，所述抄板组间隔设置且相邻抄板组错位排列；所述进气管的进气口处设有鼓风装置，所述出气管的出气口处设有尾气处理装置；
所述进气支管组包括两个进气支管，所述进气支管之间夹角为60度；所述相邻抄板组错位排列的错位角为60度，抄板组包括三块沿筒体内周面的圆周方向均匀布置的矩形抄板，所述抄板之间的夹角为120度且抄板的板面均与筒体中心轴重合；所述筒体外侧设有一层保温层，所述保温层的材料为聚苯乙烯或泡沫石棉。
2.根据权利要求1所述的可加热滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于：所述鼓风装置包括空气泵、空气加热器和转子流量计，所述空气泵通过管道依次与空气加热器和转子流量计相连接，所述转子流量计与进气管相连接。
3.根据权利要求1所述的可加热滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于：所述尾气处理装置包括酸性溶液罐和碱性溶液罐，所述出气管通过管道依次与酸性溶液罐和碱性溶液罐相连接。
4.根据权利要求1所述的可加热滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于：所述筒体的筒壁两端设有转动轴承套筒，所述转动轴承套筒通过轴承支架与地面相连接；所述筒体的筒壁中间设有一圈沿筒壁圆周均匀布置的第一齿轮，所述第一齿轮通过皮带与第二齿轮相连接，所述第二齿轮通过减速器与电动机相连接。
5.根据权利要求1所述的可加热滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于：所述进气管和出气管均通过固定座与固定支架相连接。
6.根据权利要求1所述的可加热滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于：所述出气管上且位于筒体内一端排列有若干开口向下的出气孔。
7.根据权利要求1所述的可加热滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于：所述筒体中心且靠近进气管的位置处设有温度检测器探头。
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