CN112441850A - 一种有机肥的烘干发酵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机肥的烘干发酵装置，包括发酵机，包括发酵壳体；以及太阳能加热系统，包括太阳能集热器、第一水泵、预热水箱、加热管以及第二水泵，所述太阳能集热器、第一水泵以及预热水箱通过管道连通构成第一循环回路，所述预热水箱、加热管以及第二水泵通过管道连通构成第二循环回路，所述加热管设置在所述发酵壳体内部。通过增加太阳能加热系统实现热量的采集并对预热水箱内的水进行加热，预热水箱内的水通过第二循环回路循环至发酵壳体的内部，使得加热管可持续对发酵壳体进行加热，进而实现对发酵机内有机肥的持续加热。
Description
技术领域
本发明涉及有机肥生产技术领域，特别涉及一种有机肥的烘干发酵装置。
背景技术
传统的有机肥生产工艺，通过添加辅料来调整物料的含水率，或者通过电加热的方式将物料烘干来降低物料含水率。上述有机肥烘干工艺均采用一次性能源，并且所采用的烘干设备，直接将热空气往外排，造成热能的浪费。
如此一来，当生产规模较大时，所需要的辅料数量成数倍增加或者所需消耗的电能大量增加，进而大大增加了额外的成本，也造成了大量能源的浪费。
传统规模化粗堆肥的生产方法70％采用槽式发酵工艺，20-30％采用条垛式工艺，小规模堆肥采用塔式，滚筒式，仓式等反应器堆肥方式。传统的槽式发酵工艺，将物料堆放在发酵槽内，通过下面的鼓风系统提供物料所需要的氧气，通过翻抛机移动翻抛，实现物料的翻堆与移位。传统工艺自动化程度低，发酵周期长，一般需要15天左右，腐熟效率低，需要二次陈化，陈化时间30天左右。槽式工艺为开放式工艺，氧气利用效率低，环境污染大，用翻抛机翻抛与移位物料能耗大。
传统商品有机肥的加工方法，大都采用添加干物质辅料和畜禽粪便混合以调整干湿度和碳氮比。满足发酵条件后的物料，再通过好氧或厌氧的方法完成出堆肥。其中厌氧方法称为厌氧堆肥，厌氧堆肥周期长达3-6个月。
好氧方法有好氧动态和好氧静态两种发酵。好氧静态有仓式发酵和条垛式发酵，其发酵周期长达20天以上。好氧动态堆肥有塔式滚筒式和槽式等工艺，其堆肥周期15天左右。在规模化有机肥生产中大都采用好氧动态的槽式发酵工艺。槽式发酵工艺一般建设2米宽以上，2米高左右，几十米到几百米长的发酵槽。槽内物料堆高1.2-1.5米。底部或侧部通氧，以确保微生物发酵所需要的氧量。在鼓风通氧的同时，通过带压空气带走物料中的水分，以实现堆肥过程中含水率指标的达标。通过槽上设置的可移动的翻抛机，在轨道上移动翻堆，实现物料的翻堆和移位。一方面，通过翻堆实现物料内外供氧发酵反应的均衡，而翻抛机的移位又实现了物料的前后移动，从而实现生产的连续性。但槽式发酵工艺充氧效率低，翻堆与移位能耗大。发酵槽为敞开式工艺，发酵阶段产生的恶臭气体弥漫整个车间，车间环境恶劣，恶臭气体难以回收净化。回收难，净化更难，对人体和环境影响大。槽式发酵工艺对通风要求高，热量损失大，发酵反应均衡性差，反应速率低，腐熟程度低，一般都需要二次陈化。而且通风系统堵塞故障多，发酵过程更难有效控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机肥的烘干发酵装置，能够利用太阳能辅助加热，提高了能源的利用率。
本发明所采用的技术方案是：
一种有机肥的烘干发酵装置，包括：
发酵机，包括发酵壳体；以及
太阳能加热系统，包括太阳能集热器、第一水泵、预热水箱、加热管以及第二水泵，所述太阳能集热器、第一水泵以及预热水箱通过管道连通构成第一循环回路，所述预热水箱、加热管以及第二水泵通过管道连通构成第二循环回路，所述加热管设置在所述发酵壳体内部。
有益效果：通过增加太阳能加热系统实现热量的采集并对预热水箱内的水进行加热，预热水箱内的水通过第二循环回路循环至发酵壳体的内部，使得加热管可持续对发酵壳体进行加热，进而实现对发酵机内有机肥的持续加热。
进一步地，所述发酵壳体的上端部设置有进料口，所述发酵壳体的下端部设置有出料口，所述进料口处设置有具有打开和关闭两种状态的上挡板，所述出料口处设置有具有打开和关闭两种状态的下挡板，所述发酵壳体上设置有进风口和出风口，所述进风口和出风口位于所述上挡板和下挡板之间。
进一步地，所述有机肥的烘干发酵装置还包括：
空气能热泵，一端通过管道与进风口连通，另一端通过管道与出风口连通，所述发酵机和所述空气能热泵连通构成一个第三循环回路，所述第三循环回路上设置有循环风机；
废气处理装置，设置在所述第三循环回路上且位于出风口与所述空气能热泵之间；以及
供氧风机，通过管道与所述进风口连通。
进一步地，所述空气能热泵包括蒸发器和冷凝器，所述冷凝器相较于所述蒸发器靠近所述进风口设置。
进一步地，所述发酵机内设置有温度传感器、湿度传感器以及氧气含量检测传感器。
进一步地，所述上挡板和下挡板之间设置有搅拌器。
进一步地，所述加热管设置在位于所述上挡板和下挡板之间的发酵壳体内部。
进一步地，所述第一循环回路、第二循环回路以及第三循环回路的外部均包覆有保温材料层。
进一步地，所述加热管为鳍片加热管。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明：
图1为本发明实施例有机肥的烘干发酵装置的第一剖面结构示意图；
图2为本发明实施例有机肥的烘干发酵装置的第二剖面结构示意图；
图3为本发明实施例太阳能加热系统通过加热管对发酵机供热的原理图；
图4为本发明实施例有机肥的烘干发酵装置的工作原理图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图4，本发明实施例一种有机肥的烘干发酵装置，主要由发酵机1以及太阳能加热系统组成。其中，发酵机1包括发酵壳体；太阳能加热系统包括太阳能集热器6、第一水泵8、预热水箱7、加热管15以及第二水泵9，太阳能集热器6、第一水泵8以及预热水箱7通过管道连通构成第一循环回路；预热水箱7、加热管15以及第二水泵9通过管道连通构成第二循环回路，加热管15设置在发酵壳体内部。
管道内的水流经太阳能集热器6时，太阳能集热器6吸收的太阳能对管道内的水进行加热，第一水泵8带动水不断的在第一循环回路循环流动，热水不断的流入至预热水箱7。同时，第二水泵9带动水不断的在第二循环回路内循环流动，预热水箱7内的热水不断的被泵送至加热管15处，加热管15吸收热水的热量，并将热量传递至发酵壳体。通过增加太阳能加热系统实现了热量的采集并对预热水箱7内的水进行加热，预热水箱7内的水通过第二循环回路循环至发酵壳体的内部，使得加热管15可持续对发酵壳体进行加热，进而实现对发酵机1内有机肥的持续加热，确保提供足够的供发酵时所需要的热量。
具体地，发酵壳体的上端部设置有进料口11，发酵壳体的下端部设置有出料口18，进料口11处设置有具有打开和关闭两种状态的上挡板16，出料口18处设置有具有打开和关闭两种状态的下挡板17，发酵壳体上设置有进风口14和出风口12，进风口14和出风口12位于上挡板16和下挡板17之间。
本实施例中，上挡板16和下挡板17连接有气压缸，气压缸驱动上挡板16和下挡板17往复移动，进而实现进料口11和出料口18的打开和关闭。物料经进料口11添加，发酵完后形成有机肥，有机肥经出料口18排出。
为了实现热量的循环利用，有机肥的烘干发酵装置还包括空气能热泵2、废气处理装置4以及供氧风机3。
其中，空气能热泵2一端通过管道与进风口14连通，另一端通过管道与出风口12连通，发酵机1、空气能热泵2以及废气处理装置4连通构成一个第三循环回路，第三循环回路上设置有循环风机5，循环风机5提供动能使得气流循环。废气处理装置4设置在位于出风口12与空气能热泵2之间。同时，供氧风机3通过管道与进风口14连通，实现发酵机1内的供氧。
空气能热泵2包括蒸发器22和冷凝器21，冷凝器21相较于蒸发器22靠近进风口14设置。上挡板16和下挡板17之间设置有搅拌器13，促进发酵。加热管15设置在位于上挡板16和下挡板17之间的发酵壳体内部，实现对放置有物料的区间进行有效加热。同时，发酵机1内设置有温度传感器、湿度传感器和氧气含量检测传感器，以便于采集发酵机1内的温度、湿度以及氧气含量的变化情况。
同时，为了避免能量浪费，第一循环回路、第二循环回路以及第三循环回路的外部均包覆有保温材料层。需要理解的是，保温材料层由常见的保温材料制成，不再赘述。
该烘干发酵装置采用空气能热泵2供给热风并实现加热和除湿，以及通过太阳能加热系统辅助加热的原理实现有机肥的烘干与发酵。在发酵机1内预先投入菌种并通过强制通风与内部搅拌翻堆相结合的方式，通过供氧风机3供氧，保证氧气充分供给，形成高温好氧环境，使菌种适合繁殖。高温好氧发酵仓内产生的高湿、高温和高污染恶臭气体，排入废气处理装置4进行净化后排出。
发酵机1和空气能热泵2密封，外部用保温材料保温，外露管道用保温材料保温。空气能热泵2中的冷凝器21加热冷干空气为发酵机1提供热干空气，带走有机肥中的水分。从发酵机1出来温湿空气，经过废气处理装置4除臭、除尘，然后通过空气能热泵2中蒸发器22除湿，使温湿空气变成冷干空气。循环风机5使这个过程不断循环为发酵机1内的物料提供热能并除湿。供氧风机3向发酵机1提供外界空气来给发酵物料供氧，经过废气处理装置4后排出。发酵机1内部设置传感器对发酵过程中的氧气量、温度、湿度进行实时监控。当氧气量过小时，供氧风机3加大风量；当氧气量达到要求后，风量减少，以此达到控制发酵机1内氧气量的目的。当温度过低、湿度高时，循环风机5加大风量，加大热空气供给；当温度和湿度达到要求后，循环风机5减少风量，减少热空气供给，以达到控制搅拌发酵机1内温度和湿度的目的。
太阳能集热器6吸收太阳光的热量，第一水泵8将吸收太阳光热量的水带到预热水箱7。第二水泵9将水运送到预热水箱7吸热，然后运送到与发酵壳体紧密接触的加热管15上，通过热传递将热量从发酵壳体传到有机肥上，实现有机肥的加热。
空气能热泵2通过进风口14进风，对发酵机1提供热空气，热空气从出风口12出风，回到空气能热泵2进行除湿和加热。空气能热泵2内的空气循环采用闭式循环。发酵壳体内有加热管15加热升温，热量传递到里面的发酵物料。供氧风机3通过进风口14供氧，出风口12出风，经过废气处理装置4后外排。下挡板17安装在发酵机1的下部，下挡板17通过液压油缸可以打开或关闭。发酵完成后，下挡板17打开，通过出料口18出料。
优选地，加热管15为鳍片加热管。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种有机肥的烘干发酵装置，其特征在于，包括：
发酵机，包括发酵壳体；以及
太阳能加热系统，包括太阳能集热器、第一水泵、预热水箱、加热管以及第二水泵，所述太阳能集热器、第一水泵以及预热水箱通过管道连通构成第一循环回路，所述预热水箱、加热管以及第二水泵通过管道连通构成第二循环回路，所述加热管设置在所述发酵壳体内部。
2.根据权利要求1所述的有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述发酵壳体的上端部设置有进料口，所述发酵壳体的下端部设置有出料口，所述进料口处设置有具有打开和关闭两种状态的上挡板，所述出料口处设置有具有打开和关闭两种状态的下挡板，所述发酵壳体上设置有进风口和出风口，所述进风口和出风口位于所述上挡板和下挡板之间。
3.根据权利要求2所述的有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述有机肥的烘干发酵装置还包括：
空气能热泵，一端通过管道与进风口连通，另一端通过管道与出风口连通，所述发酵机和所述空气能热泵连通构成一个第三循环回路，所述第三循环回路上设置有循环风机；
废气处理装置，设置在所述第三循环回路上且位于出风口与所述空气能热泵之间；以及
供氧风机，通过管道与所述进风口连通。
4.根据权利要求3所述的有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述空气能热泵包括蒸发器和冷凝器，所述冷凝器相较于所述蒸发器靠近所述进风口设置。
5.根据权利要求3所述的有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述发酵机内设置有温度传感器、湿度传感器以及氧气含量检测传感器。
6.根据权利要求2或3所述的有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述上挡板和下挡板之间设置有搅拌器。
7.根据权利要求2或3所述的有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述加热管设置在位于所述上挡板和下挡板之间的发酵壳体内部。
8.根据权利要求3所述的有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述第一循环回路、第二循环回路以及第三循环回路的外部均包覆有保温材料层。
9.根据权利要求1所述的有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述加热管为鳍片加热管。
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