CN112592235A - 利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法 - Google Patents

利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，包括如下步骤：步骤A：将秸秆粉碎后输送到裂解炉进行热裂解；步骤B：步骤A中产生的高温裂解气输送到杀菌干燥装置对生物质缓释肥进行干燥，同时步骤A中产生的秸秆生物质炭输送到混料罐，并与加入到混料罐内的畜禽粪便进行混合制备生物质缓释肥；步骤C：所述杀菌干燥装置排出的低温裂解气输送到所述混料罐内对罐内的物料进行气力混合及预干燥；步骤D：对所述杀菌干燥装置排出的干燥生物质缓释肥进行包装，同时收集从所述杀菌干燥装置排出的生物质油。使畜禽粪便和农业秸秆变废为宝，为农作物持续不断地提供缓释肥料。

Description

利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法
技术领域
本发明涉及肥料技术领域。具体地说是利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法。
背景技术
养殖业产生的大量畜禽粪便不仅会造成水体污染，而且还会造成周围环境空气污染，这些畜禽粪便在收集和存放的过程中虽然相当于进行了一定程度堆肥处理，但是仍旧存在病菌、虫卵或者杂草种子，不适宜直接施用在农田中；如果对这些大量的粪便进行堆肥，不仅要占用大量的土地资源，而且会加剧周围环境的空气污染。另一方面，农业生产中的秸秆还田通常是粉碎后直接还田或者焚烧后还田，粉碎后直接还田的肥效作用很慢，秸秆焚烧后的烟气直接排放或造成空气污染，而且焚烧后的草木灰成碱性，也不具有可持续性。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，使畜禽粪便和农业秸秆变废为宝，为农作物持续不断地提供缓释肥料。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，包括如下步骤：
步骤A：将秸秆粉碎后输送到裂解炉进行热裂解；
步骤B：步骤A中产生的高温裂解气输送到杀菌干燥装置对生物质缓释肥进行干燥，同时步骤A中产生的秸秆生物质炭输送到混料罐，并与加入到混料罐内的畜禽粪便进行混合制备生物质缓释肥；
步骤C：所述杀菌干燥装置排出的低温裂解气输送到所述混料罐内对罐内的物料进行气力混合及预干燥；
步骤D：对所述杀菌干燥装置排出的干燥生物质缓释肥进行包装，同时收集从所述杀菌干燥装置排出的生物质油。
上述利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，所述裂解炉的顶部固定连接有第一进料管，所述裂解炉的底部固定连接有第一出料口，所述裂解炉的一侧固定连接有第一出气管、第二出气管和第三出气管。
上述利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，所述杀菌干燥装置的顶部固定连接有排气口，所述杀菌干燥装置的内部贯穿有链板，所述链板安装在链轮上，所述链轮与第二汽轮机驱动连接，所述第二汽轮机的驱动气体入口与裂解炉上的第三出气管流体导通，在所述杀菌干燥装置内壁上且位于所述链板进出口上下边沿固定安装有橡胶片，所述链板上方所述橡胶片自由端搭接在所述链板上表面上，所述链板下方所述橡胶片自由端搭接在所述链板下表面上，所述杀菌干燥装置的上固定连接有第二进气管，所述第二进气管位于所述杀菌干燥装置外的一端与裂解炉的第一出气管流体导通，所述第二进气管位于所述杀菌干燥装置内的一端横向伸入到所述杀菌干燥装置的内部且在所述杀菌干燥装置中心沿纵向向上延伸至管口与滤网相连接，在邻近所述滤网的所述第二进气管周向管壁上固定安装有斜向下的环形落料板，所述环形落料板边缘与所述杀菌干燥装置内壁之间为环形的落料口；所述杀菌干燥装置的底部开设有第三出料口，在所述杀菌干燥装置的内部由下至上分割为第一干燥室和第二干燥室，所述链板的下方为第二干燥室，所述链板的上方为第一干燥室；所述第二进气管的横向部分与纵向部分的连接处固定连接有自动排油防漏气机构，所述自动排油防漏气机构包括出油缓冲仓、回油管、封堵球和渗油挡板，所述回油管的进油口与所述第二进气管的横向部分上的圆形出油口连通，所述回油管的出油口与位于所述杀菌干燥装置内的所述出油缓冲仓流体导通，所述渗油挡板倾斜安装在所述第二进气管的纵向部分内壁上且其板面朝向所述第二进气管的横向部分上的圆形出油口，所述封堵球位于所述圆形出油口与所述渗油挡板之间，并且所述封堵球的球面直径大于所述圆形出油口的直径，所述圆形出油口与所述第二进气管的纵向部分管壁之间为倾斜斜面，所述倾斜斜面自所述圆形出油口与所述第二进气管的纵向部分管壁逐渐升高；所述出油缓冲仓的底部通过排油管与所述杀菌干燥装置外部的储油箱流体导通；所述链板的终端处设置有刮板，所述刮板通过转轴安装在固定架上，所述固定架靠近刮板自由端的一侧固定连接有生物质油喷涂器，所述刮板的板面上开设有插孔，所述生物质油喷涂器的喷口贯穿于该插孔内并朝向所述链板，所述生物质油喷涂器的外表面设置有第二弹簧，所述生物质油喷涂器的一侧固定连接有压杆，所述压杆与刮板相接触的一端设置有滚珠，所述固定架与刮板中间连接有第一弹簧，且所述第一弹簧位于转轴的下方，且所述第一弹簧位于生物质油喷涂器的上方。
上述利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，所述混料罐的底部固定连接有第二出料口，所述混料罐的顶部固定连接有第二进料管和第三进料管，所述混料罐的上表面固定连接有第一进气管，所述第一进气管与杀菌干燥装置顶部的排气口相连接，所述混料罐的顶部固定连接有第一汽轮机，所述第一汽轮机的驱动气体入口与所述第二出气管流体导通，所述第一汽轮机的输出端驱动连接有搅拌轴，所述搅拌轴具有搅拌叶的自由端位于所述混料罐内。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
利用裂解炉中产生的部分裂解气带动两个汽轮机进行转动，节省了电力，起到了节能的效果。
本发明通过设置在杀菌干燥装置上的橡胶片搭接在链板上下表面，起到密封链板出入口的作用，能够有效减少杀菌干燥装置内部的气体外泄，且橡胶片具有一定的弹性，不会大量刮掉链板上输送的物料。
本发明通过混料罐、第一干燥室和第二干燥室内部的裂解气，能够对物料进行三次干燥，且三次干燥时的裂解气温度依次升高，可以使物料干燥更彻底。
本发明通过自动排油防漏气机构能够确保冷油能够顺利排出且不会导致裂解气泄漏，在裂解气通过第二进气管的时候，冷却油沿第二进气管的纵向部分管内壁向下流动，裂解气从横向部分进入到纵向部分的时候，裂解气流动方向改变，在气体压力作用下将封堵球吹离圆形出油口并且封堵球沿倾斜斜面移动直至被渗油挡板阻挡而停止移动，沿第二进气管的纵向部分管内壁流下的生物质油从所述圆形出油口进入到出油缓冲仓内，从而实现排油；若出油缓冲仓内的油排空则第二进气管内的气体会进入到出油缓冲仓内，进而从排油管进入到储油箱内，则出油缓冲仓入口处(第二进气管的横向部分上的圆形出油口)气压降低，将把封堵球吸在储油仓入口处(第二进气管的横向部分上的圆形出油口)，起到既能自动排油，又能防止排油过程中漏气，停机时封堵球在重力作用下沿圆形出油口与第二进气管纵向部分之间的倾斜斜面滚动到圆形出油口处，从而实现自动封堵出油缓冲仓入口，保证出油缓冲仓内存储有一定量的油，解决了收集杀菌干燥装置内冷却油排出及排油过程中防止漏气的问题。
本发明通过第一弹簧对刮板施加弹力，使得刮板工作部可以紧贴链板表面，刮除更加干净彻底；在链板表面上残留的物料厚度较大时，会使刮板自由端与链板之间的作用力增大，刮板自由端受到更大的挤压作用，从而使得刮板会通过滚珠对压杆施加横向压力进行挤压，少量生物质油会从生物质油喷涂器内流出落在刮板上，减少刮板与链板接触的地方的磨损，同时又可以对链板进行润滑。
附图说明
图1本发明裂解炉结构示意图；
图2本发明混料罐结构示意图；
图3本发明杀菌干燥装置结构示意图；
图4本发明自动排油防漏气机构结构示意图；
图5本发明工作流程示意图。
图中附图标记表示为：100-裂解炉；200-杀菌干燥装置；300-混料罐；101-第一进料管；102-第一出料口；103-第一出气管；104-第二出气管；105-第三出气管；201-排气口；202-链板；203-第二汽轮机；204-橡胶片；205-滤网；206-落料口；207-第二进气管；208-第三出料口；209-第一干燥室；210-第二干燥室；211-自动排油防漏气机构；212-刮板；213-转轴；214-固定架；215-生物质油喷涂器；216-第二弹簧；217-压杆；218-第一弹簧；219-环形落料板；220-出油缓冲仓；221-回油管；222-封堵球；223-渗油挡板；224-排油管；225-储油箱；226-链轮；301-第二出料口；302-第二进料管；303-第三进料管；304-第一进气管；305-第一汽轮机；306-搅拌轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，包括如下步骤：
步骤A：将秸秆粉碎后输送到裂解炉100进行热裂解；
步骤B：步骤A中产生的高温裂解气输送到杀菌干燥装置200对生物质缓释肥进行干燥，同时步骤A中产生的秸秆生物质炭输送到混料罐300，并与加入到混料罐300内的畜禽粪便进行混合制备生物质缓释肥；
步骤C：杀菌干燥装置200排出的低温裂解气输送到混料罐300内对罐内的物料进行气力混合及预干燥；
步骤D：对杀菌干燥装置200排出的干燥生物质缓释肥进行包装，同时收集从杀菌干燥装置200排出的生物质油。
如图1所示，裂解炉100的顶部固定连接有第一进料管101，裂解炉100的底部固定连接有第一出料口102，裂解炉100的一侧固定连接有第一出气管103、第二出气管104和第三出气管105。
如图3所示，杀菌干燥装置200的顶部固定连接有排气口201，杀菌干燥装置200的内部贯穿有链板202，链板202安装在链轮226上，链轮226与第二汽轮机203驱动连接，第二汽轮机203的驱动气体入口与裂解炉100上的第三出气管105流体导通，在杀菌干燥装置200内壁上且位于链板202进出口上下边沿固定安装有橡胶片204，链板202上方橡胶片204自由端搭接在链板202上表面上，链板202下方橡胶片204自由端搭接在链板202下表面上，本发明通过设置在链板202表面的橡胶片204，起到密封链板202出入口的作用，能够有效减少杀菌干燥装置200内部的气体外泄，且橡胶片204又不会刮掉链板202上输送的物料，杀菌干燥装置200的上固定连接有第二进气管207，排气口201位于杀菌干燥装置200外的一端与裂解炉100的第一出气管103流体导通，第二进气管207位于杀菌干燥装置200内的一端横向伸入到杀菌干燥装置200的内部且在杀菌干燥装置200中心沿纵向向上延伸至管口与滤网205相连接，在邻近滤网205的第二进气管207周向管壁上固定安装有斜向下的环形落料板219，环形落料板219边缘与杀菌干燥装置200内壁之间为环形的落料口206；杀菌干燥装置200的底部开设有第三出料口208，在杀菌干燥装置200的内部由下至上分割为第一干燥室209和第二干燥室210，链板202的下方为第二干燥室210，链板202的上方为第一干燥室209；第二进气管207的横向部分与纵向部分的连接处固定连接有自动排油防漏气机构211。
如图4所示，自动排油防漏气机构211包括出油缓冲仓220、回油管221、封堵球222和渗油挡板223，回油管221的进油口与第二进气管207的横向部分上的圆形出油口连通，回油管221的出油口与位于杀菌干燥装置200内的出油缓冲仓220流体导通，渗油挡板223倾斜安装在第二进气管207的纵向部分内壁上且其板面朝向第二进气管207的横向部分上的圆形出油口，封堵球222位于圆形出油口与渗油挡板223之间，并且封堵球222的球面直径小于圆形出油口的直径，所述圆形出油口与所述第二进气管207的纵向部分管壁之间为倾斜斜面227，所述倾斜斜面227自所述圆形出油口与所述第二进气管207的纵向部分管壁逐渐升高；出油缓冲仓220的底部通过排油管224与杀菌干燥装置200外部的储油箱225流体导通。本发明通过自动排油防漏气机构211，若储油箱225油排空导致漏气，则储油箱225入口处气压降低，将把封堵球222吸在储油箱225入口处，起到既能自动排油，又能防止排油过程中漏气，停机时自动封堵储油箱225入口，保证储油箱225内存储有一定量的油，解决了收集杀菌干燥装置200内冷却油的问题；
如图3所示，链板202的终端处设置有刮板212，刮板212通过转轴213安装在固定架上固定架214上，固定架214靠近刮板212自由端的一侧固定连接有生物质油喷涂器215，刮板212的板面上开设有插孔，生物质油喷涂器215的喷口贯穿于该插孔内并朝向链板202，生物质油喷涂器215的外表面设置有第二弹簧216，生物质油喷涂器215的一侧固定连接有压杆217，压杆217与刮板相接触的一端设置有滚珠，固定架214与刮板212中间连接有第一弹簧218，且第一弹簧218位于转轴213的下方，且第一弹簧218位于生物质油喷涂器215的上方，本发明通过第一弹簧218对刮板212施加弹力，使得刮板212工作部可以紧贴链板202表面，刮除更加干净彻底，并且在刮板212受到挤压时，刮板212会通过滚珠对压杆217进行挤压，进而生物质油会从生物质油喷涂器215内出来落到刮板212上，使刮板212与链板202接触的地方不易受损。
如图2所示，混料罐300的底部固定连接有第二出料口301，混料罐300的顶部固定连接有第二进料管302和第三进料管303，混料罐300的上表面固定连接有第一进气管304，第一进气管304与杀菌干燥装置200顶部的排气口201相连接，混料罐300的顶部固定连接有第一汽轮机305，第一汽轮机305的驱动气体入口与第二出气管104流体导通，第一汽轮机305的输出端驱动连接有搅拌轴306，搅拌轴306具有搅拌叶的自由端位于混料罐300内。
工作原理：将秸秆粉碎后输送到裂解炉100进行热裂解，裂解炉100中产生的裂解气输送到杀菌干燥装置200对生物质缓释肥进行干燥，同时裂解炉100中产生的秸秆生物质炭输送到混料罐300，并与加入到混料罐300内的畜禽粪便进行混合制备生物质缓释肥，杀菌干燥装置200排出的气体输送到混料罐300内对罐内的物料进行气力混合及预干燥，对从杀菌干燥装置200排出的干燥生物质缓释肥进行包装，同时收集从杀菌干燥装置200排出的生物质油。
将秸秆粉碎后进行热解，分别制得秸秆生物质炭和高温裂解气，秸秆生物质炭与畜禽粪便混合后避免了秸秆生物质碳直接施用的缺点，同时又可以利用秸秆生物质炭具有多孔性和强吸附性的特点达到保水、保肥的目的；高温裂解气能够杀死畜禽粪便中的病菌、虫卵和杂草种子，使得畜禽粪便不经专门的堆肥处理即可直接施用，节约堆肥占用的土地资源以及避免堆肥过程中产生的污染气体排放。杀菌干燥装置200排出的低温裂解气通过第一进气管304进入到混料罐300底部，一方面气到气力搅拌的作用，另一方面对物料进行预干燥，同时还实现了畜禽粪便与秸秆生物质炭混合过程中的升温，使得混料过程相当于低温堆肥发酵。高温裂解气在杀菌干燥装置内与预干燥生物质缓释肥接触，相当于畜禽粪便又经历了短暂的高温堆肥处理，同时使得高温裂解气中携带的生物质油附着在生物质缓释肥表面，形成一层油膜，从而达到缓慢、控制释放肥效的作用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (4)

1.利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：将秸秆粉碎后输送到裂解炉(100)进行热裂解；
步骤B：步骤A中产生的高温裂解气输送到杀菌干燥装置(200)对生物质缓释肥进行干燥，同时步骤A中产生的秸秆生物质炭输送到混料罐(300)，并与加入到混料罐(300)内的畜禽粪便进行混合制备生物质缓释肥；
步骤C：所述杀菌干燥装置(200)排出的低温裂解气输送到所述混料罐(300)内对罐内的物料进行气力混合及预干燥；
步骤D：对所述杀菌干燥装置(200)排出的干燥生物质缓释肥进行包装，同时收集从所述杀菌干燥装置(200)排出的生物质油。
2.根据权利要求1所述的利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，其特征在于，所述裂解炉(100)的顶部固定连接有第一进料管(101)，所述裂解炉(100)的底部固定连接有第一出料口(102)，所述裂解炉(100)的一侧固定连接有第一出气管(103)、第二出气管(104)和第三出气管(105)。
3.根据权利要求2所述的利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，其特征在于，所述杀菌干燥装置(200)的顶部固定连接有排气口(201)，所述杀菌干燥装置(200)的内部贯穿有链板(202)，所述链板(202)安装在链轮(226)上，所述链轮(226)与第二汽轮机(203)驱动连接，所述第二汽轮机(203)的驱动气体入口与裂解炉(100)上的第三出气管(105)流体导通，在所述杀菌干燥装置(200)内壁上且位于所述链板(202)进出口上下边沿固定安装有橡胶片(204)，所述链板(202)上方所述橡胶片(204)自由端搭接在所述链板(202)上表面上，所述链板(202)下方所述橡胶片(204)自由端搭接在所述链板(202)下表面上，所述杀菌干燥装置(200)的上固定连接有第二进气管(207)，所述第二进气管(207)位于所述杀菌干燥装置(200)外的一端与裂解炉(100)的第一出气管(103)流体导通，所述第二进气管(207)位于所述杀菌干燥装置(200)内的一端横向伸入到所述杀菌干燥装置(200)的内部且在所述杀菌干燥装置(200)中心沿纵向向上延伸至管口与滤网(205)相连接，在邻近所述滤网(205)的所述第二进气管(207)周向管壁上固定安装有斜向下的环形落料板(219)，所述环形落料板(219)边缘与所述杀菌干燥装置(200)内壁之间为环形的落料口(206)；所述杀菌干燥装置(200)的底部开设有第三出料口(208)，在所述杀菌干燥装置(200)的内部由下至上分割为第一干燥室(209)和第二干燥室(210)，所述链板(202)的下方为第二干燥室(210)，所述链板(202)的上方为第一干燥室(209)；所述第二进气管(207)的横向部分与纵向部分的连接处固定连接有自动排油防漏气机构(211)，所述自动排油防漏气机构(211)包括出油缓冲仓(220)、回油管(221)、封堵球(222)和渗油挡板(223)，所述回油管(221)的进油口与所述第二进气管(207)的横向部分上的圆形出油口连通，所述回油管(221)的出油口与位于所述杀菌干燥装置(200)内的所述出油缓冲仓(220)流体导通，所述渗油挡板(223)倾斜安装在所述第二进气管(207)的纵向部分内壁上且其板面朝向所述第二进气管(207)的横向部分上的圆形出油口，所述封堵球(222)位于所述圆形出油口与所述渗油挡板(223)之间，并且所述封堵球(222)的球面直径大于所述圆形出油口的直径，所述圆形出油口与所述第二进气管(207)的纵向部分管壁之间为倾斜斜面(227)，所述倾斜斜面(227)自所述圆形出油口与所述第二进气管(207)的纵向部分管壁逐渐升高；所述出油缓冲仓(220)的底部通过排油管(224)与所述杀菌干燥装置(200)外部的储油箱(225)流体导通；所述链板(202)的终端处设置有刮板(212)，所述刮板(212)通过转轴(213)安装在固定架上固定架(214)上，所述固定架(214)靠近刮板(212)自由端的一侧固定连接有生物质油喷涂器(215)，所述刮板(212)的板面上开设有插孔，所述生物质油喷涂器(215)的喷口贯穿于该插孔内并朝向所述链板(202)，所述生物质油喷涂器(215)的外表面设置有第二弹簧(216)，所述生物质油喷涂器(215)的一侧固定连接有压杆(217)，所述压杆(217)与刮板相接触的一端设置有滚珠，所述固定架(214)与刮板(212)中间连接有第一弹簧(218)，所述第一弹簧(218)位于转轴(213)的下方且所述第一弹簧(218)位于生物质油喷涂器(215)的上方。
4.根据权利要求3所述的利用秸秆生物质炭与畜禽粪便复合制备生物质缓释肥的方法，其特征在于，所述混料罐(300)的底部固定连接有第二出料口(301)，所述混料罐(300)的顶部固定连接有第二进料管(302)和第三进料管(303)，所述混料罐(300)的上表面固定连接有第一进气管(304)，所述第一进气管(304)与杀菌干燥装置(200)顶部的排气口(201)相连接，所述混料罐(300)的顶部固定安装有第一汽轮机(305)，所述第一汽轮机(305)的驱动气体入口与所述第二出气管(104)流体导通，所述第一汽轮机(305)的输出端驱动连接有搅拌轴(306)，所述搅拌轴(306)具有搅拌叶的自由端位于所述混料罐(300)内。
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