CN119752600A - 一种农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，包括底座、粉碎箱和进料箱，粉碎箱顶底面连通地竖直设置在底座上，且粉碎箱的内部设置有一对电驱动的粉碎辊，两个粉碎辊平行间隔设置并以相反的方向旋转，进料箱顶底面连通地竖直设置在粉碎箱的顶部，进料箱内设置有一对电驱动的打散架，两个打散架能够沿水平方向相互靠近或远离。该装置能够通过控制两个打散架沿水平方向相互远离，即可将废弃物进行打散，打散的废弃物落入下方的粉碎箱内经粉碎辊的挤压、剪切和研磨实现充分粉碎，最后从粉碎箱的底部开口排出，完成高浓度厌氧发酵前的预处理工作。

Description

一种农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置

技术领域

本发明涉及厌氧发酵预处理技术领域，尤其涉及一种农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置。

背景技术

农业废弃物厌氧发酵是一种在无氧条件下分解农业废弃物以产生沼气的过程，其处理效率和资源化程度较高。在厌氧发酵的过程中，农业废弃物如养殖粪污、农作物秸秆、果蔬垃圾等会被放入调配池，按照一定比例混合，并调整酸碱值、含水率、碳氮比等参数，随后这些混合物被置于厌氧发酵罐中进行厌氧发酵。

而农业废弃物厌氧发酵的预处理主要涉及杆状物（如秸秆）的发酵前粉碎过程，现有的杆状物一般以成堆的方式通过输送带或者挖机直接导入到预处理装置内，并由预处理装置采用双轴粉碎机的方式对杆状物进行粉碎预处理。但由于导入到预处理装置内的废弃物容易堆在一起不便于打散，进而影响后续预处理和发酵的效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够预先对导入的废弃物打散的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，包括底座、粉碎箱和进料箱，粉碎箱顶底面连通地竖直设置在底座上，且粉碎箱的内部设置有一对电驱动的粉碎辊，两个粉碎辊平行间隔设置并以相反的方向旋转，进料箱顶底面连通地竖直设置在粉碎箱的顶部，进料箱内设置有一对电驱动的打散架，两个打散架能够沿水平方向相互靠近或远离。

优选地，进料箱上穿设有电驱动的转轴，转轴在进料箱相对的两内侧壁位置分别穿接固定有内齿轮，进料箱相对的两内侧壁上还分别滑动连接有内齿条，内齿条能够沿水平方向滑移，每个内齿条上分别固定有一个打散架，内齿轮与内齿条一一对应地啮合连接。

优选地，进料箱的内侧壁上开设有水平延伸的滑槽，内齿条限位安装在滑槽内，当两个打散架相互靠近至极限位置时，两个打散架保持对称地位于进料箱内部的中间位置。

优选地，进料箱的顶部滑动连接有两个防尘罩，两个防尘罩相互扣合将进料箱的顶部开口封堵，转轴的轴向两端均穿出进料箱，转轴的两穿出端分别通过传动组件带动一个防尘罩移动；当两个打散架相互靠近时，两个防尘罩相互远离；当两个打散架相互远离时，两个防尘罩相互靠近。

优选地，防尘罩的内侧壁上设置有多个横向延伸的插杆，当两个防尘罩相互扣合时，两个防尘罩上的插杆平行间隔地排布。

优选地，传动组件包括主动齿轮、从动齿轮和外齿条，主动齿轮穿接固定在转轴的穿出端，从动齿轮转动连接在进料箱的外侧壁上，主动齿轮和从动齿轮通过齿形带传动连接，外齿条滑动设置在进料箱外侧壁的滑道内，外齿条的底部与从动齿轮啮合连接，防尘罩固定在外齿条的一侧。

优选地，外齿条通过螺纹紧固件与防尘罩连接固定。

优选地，打散架包括连接板和插杆，连接板能够沿水平方向移动地设置在进料箱内，多个插杆保持垂直地间隔设置在连接板上。

优选地，打散架还包括支撑板，插杆与连接板滑动连接，多个插杆的底部贯穿连接板并同时固定在一个支撑板上，每个插杆上都套设有弹簧，弹簧的一端与连接板抵接，另一端与支撑板抵接，进料箱的内侧壁固定有限位板，限位板位于支撑板的下方，且限位板的顶面向进料箱内侧壁的水平边沿斜向下延伸。

优选地，插杆的自由端为倒圆的尖头结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置在使用时，需要将成堆的废弃物通过传送带或者挖机经由进料箱的顶部开口导入到进料箱内，此时大量废弃物在自身重力的作用下插入到打散架上，之后通过控制两个打散架沿水平方向相互远离，即可将废弃物进行打散，打散的废弃物落入下方的粉碎箱内经粉碎辊的挤压、剪切和研磨实现充分粉碎，最后从粉碎箱的底部开口排出，完成高浓度厌氧发酵前的预处理工作。

显然，本发明的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置能够预先对导入的废弃物打散，有利于保证后续预处理和发酵的效率。

附图说明

图1是本发明实施例中，农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置的正面结构示意图。

图2是本发明实施例中，农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置的背面结构示意图。

图3是本发明实施例中，农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置上粉碎辊的安装位置示意图。

图4是本发明实施例中，农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置上进料箱的内部结构示意图。

图5是本发明实施例中，农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置上打散架的安装位置示意图。

图6是本发明实施例中，农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置的剖视结构示意图。

图7是图6中A处的放大结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、底座 403、支撑板

2、粉碎箱 404、弹簧

201、粉碎辊 5、防尘罩

3、进料箱 6、电机壳体

301、转轴 7、主动齿轮

302、内齿轮 8、从动齿轮

303、内齿条 9、外齿条

4、打散架 10、齿形带

401、插杆 11、滑道

402、连接板 12、限位板

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见图1至图3，本实施例提供一种农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，包括底座1、粉碎箱2和进料箱3，粉碎箱2顶底面连通地竖直设置在底座1上，且粉碎箱2的内部设置有一对电驱动的粉碎辊201，两个粉碎辊201平行间隔设置并以相反的方向旋转，进料箱3顶底面连通地竖直设置在粉碎箱2的顶部，进料箱3内设置有一对电驱动的打散架4，两个打散架4能够沿水平方向相互靠近或远离。

本实施例的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置在初始状态时，两个打散架4处于沿水平方向相互靠近的状态；而在使用时，需要将成堆的废弃物通过传送带或者挖机经由进料箱3的顶部开口导入到进料箱3内，此时大量废弃物在自身重力的作用下插入到打散架4上，之后通过控制两个打散架4沿水平方向相互远离，即可将废弃物进行打散，打散的废弃物落入下方的粉碎箱2内经粉碎辊201的挤压、剪切和研磨实现充分粉碎，最后从粉碎箱2的底部开口排出，完成高浓度厌氧发酵前的预处理工作。

显然，本实施例的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置能够预先对导入的废弃物打散，有利于保证后续预处理和发酵的效率。

较佳地，在本实施例中，粉碎箱2的外侧壁上设置有电机，粉碎箱2内部的粉碎辊201在电机的驱动下旋转。

优选地，参见图3和图4，进料箱3上穿设有电驱动的转轴301，转轴301在进料箱3相对的两内侧壁位置分别穿接固定有内齿轮302，进料箱3相对的两内侧壁上还分别滑动连接有内齿条303，内齿条303能够沿水平方向滑移，每个内齿条303上分别固定有一个打散架4，内齿轮302与内齿条303一一对应地啮合连接。

在将成堆的废弃物导入到进料箱3后，转轴301通过内齿轮302带动两个内齿条303以相反的方向移动，位于内齿条303上的打散架4也相应移动，从而将成堆的废弃物分开打散，进而保证了后续厌氧发酵的效率。

优选地，参见图1至图4，进料箱3的内侧壁上开设有水平延伸的滑槽（图中未示出），内齿条303限位安装在滑槽内，当两个打散架4相互靠近至极限位置时，两个打散架4保持对称地位于进料箱3内部的中间位置。

滑槽的设置能够对内齿条303的滑动位置进行限制，避免内齿条303从内齿轮302上脱离；而在两个打散架4相互靠近至极限位置时，两个打散架4保持对称地位于进料箱3内部的中间位置，则可以尽可能多得使废弃物插设在打散架4上，从而进一步提高对成堆废弃物的打散效果。

优选地，参见图1、图2和图4，进料箱3的顶部滑动连接有两个防尘罩5，两个防尘罩5相互扣合将进料箱3的顶部开口封堵，转轴301的轴向两端均穿出进料箱3，转轴301的两穿出端分别通过传动组件带动一个防尘罩5移动；当两个打散架4相互靠近时，两个防尘罩5相互远离；当两个打散架4相互远离时，两个防尘罩5相互靠近。

在将废弃物导入到进料箱3内时，两个防尘罩5相互远离使进料箱3的顶部开口打开，且两个打散架4也相互靠近至初始位置，大量废弃物在自身重力的作用下插入到打散架4上；在进行打散操作时，两个打散架4相互远离至极限位置将成堆废弃物进行打散，而此时两个防尘罩5也相互扣合，从而将进料箱3的顶部开口封闭，减小粉碎工作时产生的灰尘。

较佳地，参见图2，在本实施例中，进料箱3的外侧壁上固定有电机壳体6，电机壳体6内的电机通过驱动轴与转轴301轴向连接。

优选地，参见图1、图4和图6，防尘罩5的内侧壁上设置有多个横向延伸的插杆401，当两个防尘罩5相互扣合时，两个防尘罩5上的插杆401平行间隔地排布。在两个防尘罩5相互扣合时，防尘罩5上的插杆401可以再次对进料箱3内的废弃物进行打散。

优选地，参见图1至图4，传动组件包括主动齿轮7、从动齿轮8和外齿条9，主动齿轮7穿接固定在转轴301的穿出端，从动齿轮8转动连接在进料箱3的外侧壁上，主动齿轮7和从动齿轮8通过齿形带10传动连接，外齿条9滑动设置在进料箱3外侧壁的滑道11内，外齿条9的底部与从动齿轮8啮合连接，防尘罩5固定在外齿条9的一侧。

在转轴301旋转时，能够通过主动齿轮7在齿形带10的作用下带动从动齿轮8转动，又因为从动齿轮8与外齿条9的底部啮合连接，从而能够带动外齿条9在进料箱3外侧壁的滑道11内移动，最终实现在打散废弃物的过程中将两个防尘罩5关闭。

优选地，外齿条9通过螺纹紧固件与防尘罩5连接固定。当需要单独控制防尘罩5的移动时，通过旋松螺纹紧固件并解除外齿条9与防尘罩5间的连接即可。

较佳地，在本实施例中，螺纹紧固件可优选采用螺栓。

优选地，参见图4至图6，打散架4包括连接板402和插杆401，连接板402能够沿水平方向移动地设置在进料箱3内，多个插杆401保持垂直地间隔设置在连接板402上。在成堆的废弃物通过传送带或者挖机经由进料箱3的顶部开口导入到进料箱3内时，大量废弃物在自身重力的作用下插入到打散架4的插杆401上。

优选地，参见图5和图7，打散架4还包括支撑板403，插杆401与连接板402滑动连接，多个插杆401的底部贯穿连接板402并同时固定在一个支撑板403上，每个插杆401上都套设有弹簧404，弹簧404的一端与连接板402抵接，另一端与支撑板403抵接，进料箱3的内侧壁固定有限位板12，限位板12位于支撑板403的下方，且限位板12的顶面向进料箱3内侧壁的水平边沿斜向下延伸。在两个打散架4相互远离的过程中，支撑板403在弹簧404复位力的作用下带动插杆401相对连接板402向下移动，进而将仍然插设在插杆401上的废弃物导出。

较佳地，参见图7，为了提高运动平稳性，在本实施例中，支撑板403的底面为斜面并与限位板12的顶面相贴合。

优选地，参见图4和图5，插杆401的自由端为倒圆的尖头结构，以更加便于插入到成堆废弃物的内部。

另外，本实施例的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置具有多种不同的型号，根据型号的不同，处理能力从每小时几吨到每小时几百吨不等，用户可以根据需要来确定型号。具体来说，有些小型或中型的预处理装置可能适用于处理较小规模的农业废弃物，如每小时处理几吨或几十吨的废弃物；而大型预处理装置则能够处理更大规模的农业废弃物，其处理能力可能达到每小时几百吨。同时，本预处理装置由于采用一对粉碎辊进行粉碎作业，粉碎程度较高，能够将物料破碎成小块或碎片。

在农业废弃物高浓度厌氧发酵的过程中，采用上述的预处理装置完成废弃物预处理后，还需要经历下列几个阶段：

水解酸化阶段：在这一阶段，多种厌氧或兼性厌氧的水解性或发酵性细菌将纤维素、淀粉等糖类水解成单糖，进而形成丙酮酸；同时，蛋白质被水解成氨基酸，进而形成有机酸和氨；脂类则被水解成甘油和脂肪酸，最终形成丙酸、乙酸、丁酸、氢气和二氧化碳。

产乙酸产氢阶段：此阶段，厌氧的产氢产乙酸菌群将水解酸化阶段产生的各种有机酸分解成乙酸、氢气和二氧化碳。其中，乙酸约占80%。

产甲烷阶段：在这一阶段，有严格厌氧的产甲烷菌群利用乙酸脱羧反应以及一碳化合物（如二氧化碳、甲酸、甲醇、甲基胺或一氧化碳）、二碳化合物（如乙酸）和氢气产生甲烷。这是厌氧发酵过程的最终阶段，也是产生甲烷这一主要产物的关键阶段。

上述的整个厌氧发酵过程在缺氧环境下进行，需要控制适宜的含水量、温度等条件，以促进微生物的活跃代谢和有机物的分解。通过这一过程，农业杆状废弃物可以被有效地转化为有机肥料或者沼气等有价值的资源，实现资源的循环利用和环境的可持续发展。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，包括底座（1）、粉碎箱（2）和进料箱（3），所述粉碎箱（2）顶底面连通地竖直设置在所述底座（1）上，且所述粉碎箱（2）的内部设置有一对电驱动的粉碎辊（201），两个所述粉碎辊（201）平行间隔设置并以相反的方向旋转，所述进料箱（3）顶底面连通地竖直设置在所述粉碎箱（2）的顶部，所述进料箱（3）内设置有一对电驱动的打散架（4），两个所述打散架（4）能够沿水平方向相互靠近或远离。

2.根据权利要求1所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述进料箱（3）上穿设有电驱动的转轴（301），所述转轴（301）在所述进料箱（3）相对的两内侧壁位置分别穿接固定有内齿轮（302），所述进料箱（3）相对的两内侧壁上还分别滑动连接有内齿条（303），所述内齿条（303）能够沿水平方向滑移，每个所述内齿条（303）上分别固定有一个所述打散架（4），所述内齿轮（302）与所述内齿条（303）一一对应地啮合连接。

3.根据权利要求2所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述进料箱（3）的内侧壁上开设有水平延伸的滑槽，所述内齿条（303）限位安装在所述滑槽内，当两个所述打散架（4）相互靠近至极限位置时，两个所述打散架（4）保持对称地位于所述进料箱（3）内部的中间位置。

4.根据权利要求2所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述进料箱（3）的顶部滑动连接有两个防尘罩（5），两个所述防尘罩（5）相互扣合将所述进料箱（3）的顶部开口封堵，所述转轴（301）的轴向两端均穿出所述进料箱（3），所述转轴（301）的两穿出端分别通过传动组件带动一个所述防尘罩（5）移动；当两个所述打散架（4）相互靠近时，两个所述防尘罩（5）相互远离；当两个所述打散架（4）相互远离时，两个所述防尘罩（5）相互靠近。

5.根据权利要求4所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述防尘罩（5）的内侧壁上设置有多个横向延伸的插杆（401），当两个所述防尘罩（5）相互扣合时，两个所述防尘罩（5）上的插杆（401）平行间隔地排布。

6.根据权利要求4所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述传动组件包括主动齿轮（7）、从动齿轮（8）和外齿条（9），所述主动齿轮（7）穿接固定在所述转轴（301）的穿出端，所述从动齿轮（8）转动连接在所述进料箱（3）的外侧壁上，所述主动齿轮（7）和所述从动齿轮（8）通过齿形带（10）传动连接，所述外齿条（9）滑动设置在所述进料箱（3）外侧壁的滑道（11）内，所述外齿条（9）的底部与所述从动齿轮（8）啮合连接，所述防尘罩（5）固定在所述外齿条（9）的一侧。

7.根据权利要求6所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述外齿条（9）通过螺纹紧固件与所述防尘罩（5）连接固定。

8.根据权利要求1所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述打散架（4）包括连接板（402）和插杆（401），所述连接板（402）能够沿水平方向移动地设置在所述进料箱（3）内，多个所述插杆（401）保持垂直地间隔设置在所述连接板（402）上。

9.根据权利要求8所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述打散架（4）还包括支撑板（403），所述插杆（401）与所述连接板（402）滑动连接，多个所述插杆（401）的底部贯穿所述连接板（402）并同时固定在一个所述支撑板（403）上，每个所述插杆（401）上都套设有弹簧（404），所述弹簧（404）的一端与所述连接板（402）抵接，另一端与所述支撑板（403）抵接，所述进料箱（3）的内侧壁固定有限位板（12），所述限位板（12）位于所述支撑板（403）的下方，且所述限位板（12）的顶面向所述进料箱（3）内侧壁的水平边沿斜向下延伸。

10.根据权利要求5、8和9任一项所述的农业废弃物高浓度厌氧发酵预处理装置，其特征在于，所述插杆（401）的自由端为倒圆的尖头结构。