CN112521200B - 一种用于有机肥的烘干发酵装置 - Google Patents

一种用于有机肥的烘干发酵装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于有机肥的烘干发酵装置，包括：均设置有进风口和出风口的预烘干机、烘干机以及发酵机；空气能热泵，分别与烘干机构成第一循环回路，与发酵机构成第二循环回路，第一循环回路上设置有循环风机，第二循环回路上设置有供热风机；供氧风机，与发酵机的进风口连通；废气处理管路，一端与外界连通，另一端连接在位于出风口和空气能热泵之间的第二循环回路上，废气处理管路上设置有第一废气处理装置和换热器；预热供热管路，一端与外界连通，另一端与预烘干机的进风口连通，换热器同时设置在预热供热管路上。通过设置多个循环回路，实现了将烘干工艺和发酵工艺相结合，将发酵的热量用于烘干，热能得到充分利用，节约了能源。

Description

一种用于有机肥的烘干发酵装置
技术领域
本发明涉及有机肥生产技术领域，特别涉及一种用于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用于有机肥的烘干发酵装置，能够循环利用热能，大大节约了生产的成本。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于有机肥的烘干发酵装置，包括：
预烘干机、烘干机以及发酵机，所述预烘干机、烘干机以及发酵机上均设置有进风口和出风口；
空气能热泵，分别与所述烘干机的进风口和出风口连通以构成第一循环回路，与所述发酵机的进风口和出风口连通以构成第二循环回路，所述第一循环回路上设置有循环风机，所述第二循环回路上设置有供热风机；
供氧风机，与所述发酵机的进风口连通；
废气处理管路，一端与外界连通，另一端连接在位于所述出风口和空气能热泵之间的所述第二循环回路上，所述废气处理管路上设置有第一废气处理装置和换热器；
预热供热管路，一端与外界连通，另一端与所述预烘干机的进风口连通，所述换热器同时设置在所述预热供热管路上。
有益效果：该用于有机肥的烘干发酵装置中，通过设置多个循环回路，实现了将烘干工艺和发酵工艺相结合，将发酵的热量用于烘干，热能得到充分利用，节约了能源，更加环保。
进一步地，所述用于有机肥的烘干发酵装置还包括第二废气处理装置，所述第二废气处理装置与所述预烘干机的出风口连通。
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，所述预烘干机、烘干机以及发酵机上的进风口均设置在底部，出风口均设置在顶部。
进一步地，所述预烘干机、烘干机以及发酵机内均设置有温度传感器和湿度传感器。
进一步地，所述预烘干机、烘干机以及发酵机上均设置有进料口和出料口，所述进料口和所述出料口之间设置有若干间隔设置的输送带，相邻的输送带之间交错布置。
进一步地，输送带呈上下排列分布，所述进料口位于最上方的输送带的起始端，所述出料口位于最下方的输送带的末端。
进一步地，所述输送带的速度可调节。
进一步地，所述用于有机肥的烘干发酵装置还包括集料斗和螺旋输送机，所述预烘干机、烘干机以及发酵机之间通过设置螺旋输送机形成首尾衔接状，所述集料斗通过螺旋输送机与所述预烘干机的进料口衔接。
进一步地，所述第一循环回路、第二循环回路、废气处理管路以及预热供热管路的外部均包覆有保温材料层。
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为本发明实施例用于有机肥的烘干发酵装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例用于有机肥的烘干发酵装置的剖面结构示意图；
图3为用于有机肥的烘干发酵装置的烘干发酵工艺原理图。
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3，本发明实施例提供一种用于有机肥的烘干发酵装置，主要包括预烘干机101、烘干机102、发酵机103、空气能热泵106、供氧风机104、废气处理管路以及预热供热管路。
其中，预烘干机101、烘干机102以及发酵机103上均设置有进风口214和出风口212。空气能热泵106分别与烘干机102的进风口214和出风口212连通以构成第一循环回路，与发酵机103的进风口214和出风口212连通以构成第二循环回路，循环风机107设置在第一循环回路上，供热风机105设置在第二循环回路上。供氧风机104与发酵机103的进风口214连通；废气处理管路的一端与外界连通，另一端连接在位于出风口212和空气能热泵106之间的第二循环回路上，废气处理管路上设置有第一废气处理装置108和换热器111；预热供热管路的一端与外界连通，另一端与预烘干机101的进风口214连通，换热器111同时设置在预热供热管路上。
优选地，用于有机肥的烘干发酵装置还包括第二废气处理装置110，第二废气处理装置110与预烘干机101的出风口212连通。
进一步地，空气能热泵106包括蒸发器1062和冷凝器1061，冷凝器1061相较于蒸发器1062靠近进风口214设置。
进一步地，预烘干机101、烘干机102以及发酵机103上的进风口214均设置在底部，出风口212均设置在顶部。
进一步地，预烘干机101、烘干机102以及发酵机103内均设置有温度传感器和湿度传感器。
进一步地，预烘干机101、烘干机102以及发酵机103上均设置有进料口211和出料口215，进料口211和出料口215之间设置有若干间隔设置的输送带213，相邻的输送带213之间交错布置。
进一步地，输送带213呈上下排列分布，进料口211位于最上方的输送带213的起始端，出料口215位于最下方的输送带213的末端。
进一步地，输送带213的速度可调节。
进一步地，用于有机肥的烘干发酵装置还包括集料斗210和螺旋输送机112，预烘干机101、烘干机102以及发酵机103之间通过设置螺旋输送机112形成首尾衔接状，集料斗210通过螺旋输送机112与预烘干机101的进料口211衔接。
进一步地，第一循环回路、第二循环回路、废气处理管路以及预热供热管路的外部均包覆有保温材料层。
继续参照图1，本实施例中，预烘干机101、烘干机102和发酵机103密封，外部用保温材料保温，各个部件之间外露的管路也用保温材料保温。烘干机102中装载有粪便或与污泥的混合物料，空气能热泵106的冷凝器1061将冷干空气加热为热干空气，热干空气进入烘干机102加热物料并带走物料的水分。从烘干机102出来的温热空气经过空气能热泵106的蒸发器1062除湿，排出凝结水后，变成冷干空气。冷干空气再进入冷凝器1061加热，循环风机107使这个过程不断循环，完成有机肥物料的烘干。
供热风机105将空气能热泵106加热的热干空气引入发酵机103，为发酵机103提供热能。从发酵机103出来的温热空气经过第一废气处理装置108的除臭、除尘处理后，进入换热器111放热后排出。空气经过净化再排放，对环境没有污染。预热风机109将从换热器111出来的热空气引进预烘干机101，对有机肥物料进行预烘干，预烘干后的废气经过第二废气处理装置110的除臭、除尘处理后排放。供氧风机104向发酵机103提供外界空气来给发酵物料供氧。
烘干机102内部设置传感器以对烘干过程中的温度和湿度进行实时监控，当温度过低、湿度过高时，循环风机107加大风量，加大热空气供给；当温度、湿度达到要求后，循环风机107减少风量，减少热空气供给，达到控制烘干机102内物料的温度和湿度的目的。
发酵机103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104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103内氧气量的目的。当温度过低、湿度高时，供热风机105加大风量，加大热空气供给；当温度、湿度达到要求后，供热风机105减少风量，减少热空气供给，以达到控制发酵机103内物料的温度和湿度的目的。
参照图2，从左到右依次为螺旋输送机112、预烘干机101、烘干机102和发酵机103。预烘干机101、烘干机102和发酵机103内部均设置3干层输送带213。螺旋输送机112将有机肥输送到进料口211。有机肥物料从进料口211进入预烘干机101内部的最上层的输送带213。最上层的输送带213将有机肥物料从左输送到右，在输送带213末端的缺口，掉落到第二层的输送带213。第二层的输送带213将有机肥物料从右输送到左，在输送带213末端缺口，掉落到第三层的输送带213。有机肥物料在掉落的过程中，实现翻动，利于有机肥的预烘干。第三层的输送带213将有机肥物料从左输送到右，在出料口215出料。有机肥物料在输送带213的输送过程中，热风从预烘干机101的进风口214进入，出风口212出风，带走水分，完成物料的预烘干。
从预烘干机101的出料口215出来的物料，进入至烘干机102内。同样经过输送带213的输送后，再经烘干机102的出料口215输出。根据有机肥物料的湿度，可以调整输送带213的速度，提高烘干效率。有机肥物料在输送带213的输送过程中，热风从烘干机102的进风口214进入，出风口212出风，带走水分，完成物料的烘干。
从烘干机102的出料口215出来的物料，继续输送至发酵机103内。发酵机103内的输送带213实现物料的输送。有机肥物料在相邻输送带213之间掉落的过程中，实现翻动，供氧风机104供氧，利于有机肥的发酵。有机肥物料在输送带213的输送过程中，热风和供氧风从发酵机103的进风口214进入，出风口212出风，给有机肥物料供热、供氧，并带走水分，完成有机肥的发酵。有机肥经发酵机103的出料口215排出。
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 (10)

1.一种用于有机肥的烘干发酵装置，其特征在于，包括：
预烘干机、烘干机以及发酵机，所述预烘干机、烘干机以及发酵机上均设置有进风口和出风口；
空气能热泵，分别与所述烘干机的进风口和出风口连通以构成第一循环回路，与所述发酵机的进风口和出风口连通以构成第二循环回路，所述第一循环回路上设置有循环风机，所述第二循环回路上设置有供热风机；
供氧风机，与所述发酵机的进风口连通；
废气处理管路，一端与外界连通，另一端连接在位于所述出风口和空气能热泵之间的所述第二循环回路上，所述废气处理管路上设置有第一废气处理装置和换热器；
预热供热管路，一端与外界连通，另一端与所述预烘干机的进风口连通，所述换热器同时设置在所述预热供热管路上。
2.根据权利要求1所述的用于有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述用于有机肥的烘干发酵装置还包括第二废气处理装置，所述第二废气处理装置与所述预烘干机的出风口连通。
3.根据权利要求1所述的用于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。
4.根据权利要求1所述的用于有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述预烘干机、烘干机以及发酵机上的进风口均设置在底部，出风口均设置在顶部。
5.根据权利要求1所述的用于有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述预烘干机、烘干机以及发酵机内均设置有温度传感器和湿度传感器。
6.根据权利要求1所述的用于有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述预烘干机、烘干机以及发酵机上均设置有进料口和出料口，所述进料口和所述出料口之间设置有若干间隔设置的输送带，相邻的输送带之间交错布置。
7.根据权利要求6所述的用于有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：输送带呈上下排列分布，所述进料口位于最上方的输送带的起始端，所述出料口位于最下方的输送带的末端。
8.根据权利要求6所述的用于有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述输送带的速度可调节。
9.根据权利要求6所述的用于有机肥的烘干发酵装置，其特征在于：所述用于有机肥的烘干发酵装置还包括集料斗和螺旋输送机，所述预烘干机、烘干机以及发酵机之间通过设置螺旋输送机形成首尾衔接状，所述集料斗通过螺旋输送机与所述预烘干机的进料口衔接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的用于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、废气处理管路以及预热供热管路的外部均包覆有保温材料层。
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