CN204400849U - 制备有机肥的亚临界水反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备有机肥的亚临界水反应系统，包括反应釜，反应釜具有由进料阀控制的进料口和由出料阀控制的出料口；反应釜内沿长度方向设置有旋转轴；旋转轴为双层中空结构，并开设有供搅拌部件穿设的孔；双层中空结构的一侧在内层、外层之间设置有蒸汽入口，外层的壁上设置有蒸汽出口；还包括一与搅拌部件联动的连杆，连杆穿设于旋转轴的中空部分；连杆的一端部通过一凸轮机构驱动；搅拌部件在随旋转轴转动的同时还被连杆带动而相对旋转轴摆动；还包括一负压装置，负压装置与反应釜密封连通。本实用新型具有操作简单，自动化程度高、工期较短、有机肥中有机质含量较低的有益效果。

Description

制备有机肥的亚临界水反应系统

技术领域

本实用新型涉及有机废弃物处理的技术领域，尤其涉及一种制备有机肥的亚临界水反应系统。

背景技术

随着社会的发展和进步，人居环境在改善，人民的环境意识也在增强。但是，近年来，由于中国畜牧业的迅猛发展和集约化养猪的大量推行，动物尸体数量也在不断增加。由于动物的死亡可能是正常死亡，也可能是由于感染某种疾病而导致的死亡。尤其是对于后者，如果处理不当，很可能造成人畜共患，损坏人体健康，给社会造成极大损失。

目前，对于大批量动物尸体的处理，大多采用掩埋法、焚烧法和发酵法等处理方式。但是，采用掩埋法处理时，需要深挖坑，不仅占地较多，而且如果深度不够，残留在动物体内的有害物质进入土壤或者水循环系统后，会给周边带来一定的危害。焚烧法会产生大量的烟尘，而且焚烧后产生的异味，对周围的人们的生活和环境也造成一定的不利影响。

发酵法是目前比较常用的动物尸体处理方法，由于需要发酵池对其发酵处理，当一定时间内的动物死亡率比较高时，由于不能满足使用需求，往往会出现大量的动物尸体直接被丢弃在垃圾箱，甚至直接扔到绿地、旱河以及河道中。如果清理不及时，动物尸体在自然条件下腐烂，产生硫化氢、氨等有害气体，并发出恶臭气味，有碍市容和环保，给市民生活带来非常大的不利影响。

而目前中国每年畜禽粪尿产生量约为十九亿吨，是工业固体废弃物的二点四倍，其中畜禽粪便的COD(化学需氧量)的排放量已达七千一百一十八万吨，远远超过中国工业废水于生活废水的排放量的总和,畜禽粪便进入水体造成的水体流失率高达25％-30％。因此，畜禽养殖污染已经成为中国农村污染的主要来源之一。

因此，本领域技术人员亟需研究一种操作方便，处理彻底、可以采用动物尸体以及畜禽粪便制备有机肥的装置。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种操作方便，处理彻底、可以采用动物尸体以及畜禽粪便制备有机肥的亚临界水反应系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种制备有机肥的亚临界水反应系统，包括反应釜，所述反应釜具有由进料阀控制的进料口和由出料阀控制的出料口；所述反应釜内沿长度方向设置有旋转轴；所述旋转轴为双层中空结构，并开设有供搅拌部件穿设的孔；所述双层中空结构的一侧在内层、外层之间设置有蒸汽入口，所述外层的壁上设置有蒸汽出口；还包括一与所述搅拌部件联动的连杆，所述连杆穿设于所述旋转轴的中空部分；所述连杆的一端部通过一凸轮机构驱动；所述搅拌部件在随所述旋转轴转动的同时还被所述连杆带动而相对所述旋转轴摆动；还包括一负压装置，所述负压装置与反应釜密封连通。

进一步地，所述搅拌部件为多个；多个所述搅拌部件间隔设置于所述连杆上。

进一步地，每一所述搅拌部件包括一炳部；所述炳部的一端穿过所述孔，可活动地固定于所述连杆上。

进一步地，每一所述炳部的另一端还设置有叶片；所述叶片的端部与所述反应釜的内壁之间有一定的间隙。

进一步地，所述炳部包括长柄和短柄；所述长柄与所述短柄间隔设置于所述连杆上。

进一步地，所述叶片倾斜设置于所述炳部的另一端；设置于所述长柄上的所述叶片的倾斜方向与设置于所述短柄上的所述叶片的倾斜方向相反。

进一步地，所述反应釜近侧还设置有气液分离装置；所述气液分离装置的一端连接于蒸汽输送管，另一端连接于所述蒸汽入口。

进一步地，还包括一水油分离装置，所述水油分离装置通过液体输送管与所述出料口连通。

进一步地，所述出料口与所述出料阀之间设置有过滤网。

进一步地，所述水油分离装置上沿高度方向设置有液体出口。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种制备有机肥的亚临界水反应系统，由于在反应釜内通入高压蒸汽，并利用搅拌装置对物料进行充分搅拌，通过反应釜内的水分子的变化产生的能量将物料内的各种高分子聚合物的分子链打断，使之成为易被动植物消化吸收的小分子聚合物，从而使得有机肥中的有机质含量增高，有机质更容易被土壤吸收，提高了对土壤的改良作用。通入反应釜的高压蒸汽，可以对杀灭有机肥中的病菌，阻断了畜禽粪便中的有害菌通过生物链进行传播的可能，提高了有机肥使用的安全性。

采用该装置，只需将反应釜内的水蒸气压力根据不同的时段设定为预定值即可，整个反应过程不需人力的参与，操作简单，自动化程度高。

另外，由于在旋转轴内还设置有连杆，该连杆在凸轮机构的带动下，沿着连杆长度方向水平摆动，从而使得搅拌部件在旋转轴的带动下旋转的同时，还沿水平方向摆动，进一步提高了物料在反应釜内搅拌的均匀性，提高了成品的品质。

设置于反应釜近侧的气液分离装置，提高了进入反应釜的高压蒸汽中的其他含量，减少了反应后物料中的水含量，缩短了物料后期干燥的时间。设置于反应釜出料口的附近的水油分离装置，可以将反应釜内的水油及时排出，减少了后期干燥时间，缩短了生产流程。

设置于反应釜外侧的负压装置，进一步减低了反应后物料中的水分，缩短了后期物料干燥的时间，节约了成本。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本实用新型制备有机肥的亚临界水反应系统的结构示意图。

图2为图1中搅拌部件静止状态的结构示意图。

图3为图1中搅拌部件摆动到最大位置时的结构示意图。

图4为图1中凸轮结构的俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型提供了一种制备有机肥的亚临界水反应系统。

如图1所示，在一具体实施例中，包括反应釜1、沿反应釜长度方向设置的旋转轴2、设置于旋转轴2内与旋转轴2联动的连杆3、可活动地固设于连杆的搅拌部件4、负压装置10、气液分离装置11以及水油分离装置7。搅拌部件4在随旋转轴2转动的同时还被连杆3带动而相对旋转轴2摆动。

反应釜包括进料口11和出料口12，进料口11和出料口12处分别设置有进料阀13和出料阀14，进料口11和出料口12的与开关分别通过进料阀13和出料阀14控制。投放物料时，进料阀13打开，出料阀14关闭；投入结束，进料阀13、出料阀14均关闭。

反应釜1内沿其长度方向上设置有旋转轴2。该旋转轴2为双层中空结构，双层中空结构的一侧在内层、外层之间设置有供蒸汽进入的蒸汽入口21。旋转轴2的外层的壁上设置有供蒸汽喷出的蒸汽出口22。当反应釜1工作时，蒸汽通过蒸汽出口22向外喷入反应釜1内的物料中。

为了降低反应后物料中的水含量，在反应釜1外侧还设置有一负压装置10，该负压装置于反应釜1密封连通。反应结束后，启动负压装置，抽取反应釜内的空气，保压一定时间后关闭负压装置，打开出料阀14出料。

连杆3穿设于旋转轴2的中空部分。连杆3的一端部设置有一凸轮机构5，以及驱动凸轮机构沿水平方向旋转的驱动机构(图中未显示)。连杆3的两端还分别设置有一凹形支撑架9。凹形支撑架9与连杆3的外形相配合，连杆3可以相对凹形支撑架9进行旋转或者水平移动。当凸轮驱动结构驱动凸轮机构转动时，带动连杆3沿水平方向运动。凸轮机构的俯视结构如图4所示。

本具体实施例中，连杆3上间隔设置有六组搅拌部件，如图2和图3所示。每一个搅拌部件包括炳部和设置于炳部一端的叶片6。旋转轴2上设置有供炳部穿设的孔23。炳部的一端穿过该孔23，并通过一销钉6与设置于连杆另一侧的一炳部通过一个销钉6可活动地固设于连杆3上。两炳部以连杆为轴对称设置。启动凸轮机构的驱动机构，凸轮机构5沿水平方向旋转，带动连杆微幅摆动，从而使得搅拌部件在随旋转轴转动的同时，随连杆摆动，进一步提高了反应釜中物料与水蒸汽的充分接触，使得反应更彻底。

叶片6以与手柄之间倾斜一定角度的方式设置。倾斜的角度，应保证叶片离反应釜的内壁最近的一端与反应釜的内壁之间有一定的间隙。由于叶片的设置，进一步提高了搅拌部件与物料的接触面积，提高了搅拌效率。

搅拌部件分为长柄和短柄，其中叶片的端部与反应釜的内壁之间的距离较短的为长柄，叶片的端部与应釜的内壁之间的距离较长的为短柄。长柄与短柄间隔设置于连杆上。长柄上叶片的倾斜方向与短柄上叶片的倾斜方向相反。即搅拌部件以长柄-短柄-长柄的方式可活动地固设于连杆上。

由于搅拌部件以长柄、短柄、长柄的方式间隔设置，并且短柄端部的叶片的倾斜方向与长柄端部叶片的倾斜方向相反，当旋转轴旋转时，错落分布的叶片形成螺旋状曲线，搅拌效率大大提高。

为了提高进入反应釜内的水蒸气中的蒸汽含量，靠近反应釜的一侧(即反应釜的近侧)还设置有气液分离装置11。气液分离装置11的一端连接于蒸汽输送管，另一端连接于旋转轴上的蒸汽入口处。该气液分离器对进入反应釜内的水汽进行进一步的分离，提高了水蒸汽中气体的含量，降低了蒸汽中的水含量，缩短了后期物料干燥的时间。

为了及时排出反应釜内的水分，在出料口外侧还设置有一水油分离装置7，反应釜内的液体通过液体输送管进入水油分离装置7内。为了避免固体物料堵住液体输送管，在出料口处设置有过滤网8。

由于动物尸体中含有大量油脂，为了简化后期的水油分离程序，沿水油分离装置一定高度处设置有液体出口71，当分离装置中的液体量到一定高度时，其中的油脂从液体出口71处流出，达到水油分离的目的。

本实施例中，制备有机肥的原料可以是动物尸体，也可以为其他的有机废弃物，比如畜禽粪便等制备有机肥。处理水含量较低的物料时，关闭水油分离装置上的开关阀即可。

在其他实施例中，凸轮机构也可以采用其他的结构型式，比如偏心轮结构等，只要保证可以使连杆前后往复移动即可。

在其他实施例中，搅拌部件也可以单个独立连接于连杆上。

本实用新型的一种制备有机肥的亚临界水反应系统，由于在反应釜内通入高压蒸汽，并利用搅拌装置对物料进行充分搅拌，通过反应釜内的水分子的变化产生的能量将物料内的各种高分子聚合物的分子链打断，使之成为易被动植物消化吸收的小分子聚合物，从而使得有机肥中的有机质含量增高，有机质更容易被土壤吸收，提高了对土壤的改良作用。通入反应釜的高压蒸汽，可以对杀灭有机肥中的病菌，阻断了畜禽粪便中的有害菌通过生物链进行传播的可能，提高了有机肥使用的安全性。

采用该装置，只需将反应釜内的水蒸气压力根据不同的时段设定为预定值即可，整个反应过程不需人力的参与，操作简单，自动化程度高。

另外，由于在旋转轴内还设置有连杆，该连杆在凸轮机构的带动下，沿着连杆长度方向水平摆动，从而使得搅拌部件在旋转轴的带动下旋转的同时，还沿水平方向摆动，进一步提高了物料在反应釜内搅拌的均匀性，提高了成品的品质。

设置于反应釜近侧的气液分离装置，提高了进入反应釜的高压蒸汽中的气体含量，减少了反应后物料中的水含量，缩短了物料后期干燥的时间。设置于反应釜出料口的附近的水油分离装置，可以将反应釜内的水油及时排出，减少了后期干燥时间，缩短了生产流程。

设置于反应釜外侧的负压装置，进一步减低了反应后物料中的水分，缩短了后期物料干燥的时间，节约了成本。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种制备有机肥的亚临界水反应系统，包括反应釜，所述反应釜具有由进料阀控制的进料口和由出料阀控制的出料口；所述反应釜内沿长度方向设置有旋转轴；其特征在于：所述旋转轴为双层中空结构，并开设有供搅拌部件穿设的孔；所述双层中空结构的一侧在内层、外层之间设置有蒸汽入口，所述外层的壁上设置有蒸汽出口；还包括一与所述搅拌部件联动的连杆，所述连杆穿设于所述旋转轴的中空部分；所述连杆的一端部通过一凸轮机构驱动；所述搅拌部件在随所述旋转轴转动的同时还被所述连杆带动而相对所述旋转轴摆动；还包括一负压装置，所述负压装置与反应釜密封连通。

2.如权利要求1所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，所述搅拌部件为多个；多个所述搅拌部件间隔设置于所述连杆上。

3.如权利要求2所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，每一所述搅拌部件包括一炳部；所述炳部的一端穿过所述孔，可活动地固定于所述连杆上。

4.如权利要求3所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，每一所述炳部的另一端还设置有叶片；所述叶片的端部与所述反应釜的内壁之间有一定的间隙。

5.如权利要求4所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，所述炳部包括长柄和短柄；所述长柄与所述短柄间隔设置于所述连杆上。

6.如权利要求6所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，所述叶片倾斜设置于所述炳部的另一端；设置于所述长柄上的所述叶片的倾斜方向与设置于所述短柄上的所述叶片的倾斜方向相反。

7.如权利要求1至6任一项所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，所述反应釜近侧还设置有气液分离装置；所述气液分离装置的一端连接于蒸汽输送管，另一端连接于所述蒸汽入口。

8.如权利要求7所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，还包括一水油分离装置，所述水油分离装置通过液体输送管与所述出料口连通。

9.如权利要求8所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，所述出料口与所述出料阀之间设置有过滤网。

10.如权利要求9所述的制备有机肥的亚临界水反应系统，其特征在于，所述水油分离装置上沿高度方向设置有液体出口。