CN210035473U - 一种生物质燃烧器及猪粪低成本处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物质燃烧器及猪粪低成本处理系统,解决猪粪产生量大，猪粪干燥炭化处理成本高，无法形成良性的产业化循环的问题。本实用新型的生物质燃烧器炉膛外侧盘绕换热管，燃烧室不设置出灰口，采用前后密布的配风孔大配风量提高燃烧效率，在燃烧室的热风出口后侧设置布袋除尘器分离灰质，生物质燃烧器燃烧效率高，供热量大，清理频率低，停机损失小；猪粪处理系统中，充分利用系统中间产物，利用燃烧器炉膛辐射热加热沼液，利用猪粪干燥粉料直接作为燃料，将猪粪炭、燃烧器燃烧形成的灰质、沼液充分利用作为生物炭颗粒肥料的原材料，降低能耗，减少排放，降低处理成本，为猪粪处理的低成本化提供了可行的方案，促进了猪粪处理经济的良性循环。

Description

一种生物质燃烧器及猪粪低成本处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种农副产品废弃物处理装置，特别涉及一种生物质燃烧器及猪粪低成本处理系统。

背景技术

我国是禽畜养殖大国，养殖规模居世界前列，尤其受人们饮食习惯的影响，我国猪的养殖规模巨大。猪在养殖的过程中会产生大量的猪粪排泄物，这些排泄物不仅影响猪舍环境，影响猪的正常生长，而且容易产生病菌。因此如果猪粪不能及时清理，不仅影响猪舍及周围环境，而且严重时甚至会导致养殖猪死亡。而且不止在于猪的养殖，在鸡、鸭等养殖过程中也存在相同的问题。

猪粪的处理目前有几种方式：1、猪粪还田，对环境影响大，越来越少采用；2、沼气发酵，猪粪堆肥等方式，处理量有限；3、猪粪干燥后制作生物质颗粒燃料，猪粪炭化形成生物炭、制作炭基肥等方式，处理效率可观，但目前的处理成本过高，即使猪粪本身成本为零甚至负成本，最终产品的经济价值也很难做到低于处理成本。因此，需要尽可能地降低猪粪处理成本，使最终产品价值超过处理成本，才能形成良性循环，使猪粪的处理不再成为负担。

发明内容

本实用新型的目的在于解决猪粪产生量大，猪粪干燥炭化处理成本高，无法形成良性的产业化循环，导致猪粪处理负担重的问题。一种生物质燃烧器及猪粪低成本处理系统。生物质燃烧器可以在猪粪处理系统中燃烧生物质燃料散料，减少生物质燃料造粒成本，并可以为沼液加热，提高低温天气的沼气发酵效率，减少整个猪粪处理系统的成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物质燃烧器，包括卧式的炉膛，炉膛前端为燃料进口、后端为热风出口，其特征在于：所述炉膛为轴线水平的圆柱型，炉膛的外壁设有换热夹层，换热夹层中螺旋盘绕换热管，换热管内流通液态介质，炉膛内轴线的下方设有布风板，布风板上开设布风孔，布风板上方为燃烧室，布风板下方为前后端封闭的配风室，配风室的一侧通过配风管连接风机，所述燃烧室的热风出口连接有布袋除尘器。本装置以生物质为燃料，燃料可以为气态的沼气、也可以为固态的猪粪、牛粪、木头、秸秆等粉料或者颗粒料等，本装置不设置专门的出灰口，通过大流量的配风提高燃烧效率，并将灰质吹出通过布袋除尘器分离。换热管可以配合沼气罐使用，使沼液环绕炉膛加热，在冬季对沼液进行加温，提高沼气罐发酵效率。并且通过换热管减少炉膛外侧的辐射热，改善了操作环境，减少了热能损失。

作为优选，所述布风板上设有向上的凸包，凸包的侧面开孔形成布风孔，所述布风孔向炉膛后端并向一侧斜向出风。

作为优选，所述布风孔出风方向与布风板轴线的夹角从前到后逐渐减小。助燃风从布风孔进入燃烧室呈螺旋状，形成螺旋状的火焰，由于布风板从前到后均设置布风孔，燃烧室前端的配风总量小，而随着热风向后流动，汇集后侧布风孔的配风，风量越来越大，形成螺旋向后冲出的火焰，越往后风量越大，火焰的后端会被拉的极长，使热风形成有序的、越往后越快的涡旋状，放置热风倒卷紊流，大大提高了燃烧效率，满足大风量的供热需求。布风板前侧的布风孔出风角度沿螺旋方向的分量大，为燃料稳定供氧，而后侧的布风孔的出风角度沿轴向分量大，将热风急速吹出，防止热风倒卷，提高燃烧效率。

作为优选，所述布风板上的布风孔分布密度从前向后逐渐减少。前侧的布风孔为燃料提供足够的氧，需要的风量较大，后侧的布风孔对吹出的热风进行向后的螺旋导向，本身只参与未烧尽的飞灰的燃烧，配风量需求少。

作为优选，所述配风室通过隔板前后隔断形成前后排列的第一配风室、第二配风室、第三配风室，所述风机连接总配风管，总配风管通过第一配风管、第二配风管、第三配风管分别连接第一配风室、第二配风室、第三配风室，第一配风管、第二配风管、第三配风管上分别设置风量计。

作为优选，所述第一配风管、第二配风管、第三配风管上还分别设置可独立控制的调风阀。

作为优选，所述炉膛前端的燃料进口包括设置在炉膛前端面的气态燃料进口和设置在炉膛前端顶部的固态燃料进口。

作为优选，所述换热夹层的外侧还环绕设置隔热夹层，所述隔热夹层为中空夹层，隔热夹层的后端设有进风口，隔热夹层的前端设有连接风机的出风口。

一种猪粪低成本处理系统，其特征在于：包括固液分离器、沼气罐、生物质燃烧器、热风干燥炉、炭化炉、喷浆回转造粒机；生物质燃烧器的炉膛外侧盘绕设置换热管，生物燃烧器的热风出口连接布袋除尘器、去除灰质的热风为热风干燥炉、炭化炉、喷浆回转造粒机供热，布袋除尘器分离的灰质作为喷浆回转造粒机的原料；猪粪向固液分离器供料，固液分离器分离的液态料送入沼气罐，固液分离器分离的固态料送入热风干燥炉；沼气罐沼气出口连接生物质燃烧器作为气态燃料，沼气罐的沼液送入换热管循环并回流至沼液罐形成加热循环，沼气罐的沼液还送入喷浆回转造粒机作为喷淋的粘结水；热风干燥炉干燥后的一部分粉料送入生物质燃烧器作为固态燃料，一部分粉料送入炭化炉炭化，一部分粉料送入模压机压制生物质颗粒燃料产品；炭化炉炭化后的一部分炭提纯形成生物炭产品，一部分炭送入喷浆回转造粒机作为原料，喷浆回转造粒机以灰质、炭、沼液为原料并添加氮磷钾肥料组分后制造生物炭颗粒肥料。

本系统中，沼气为生物质燃烧炉提供启动燃料，沼气平时也可以用来其他燃烧供热，冬季气温低时，沼液可以启动换热循环，提高沼气罐内的温度。生物质燃烧炉的固态燃料使用本系统自身的中间产物-干燥后的猪粪粉料，减少了生物质颗粒燃料的模压成本，模压成本至少占生物质颗粒燃料的10%。生物质燃烧炉的炉膛不设置专门的灰质出口，利用大风量的配风，将灰质直接吹出，并采用布袋除尘器分离，减少了停机清理炉膛的停机损失和清理的人工成本。猪粪燃料的燃烧后的灰质内含大量的钾和少量的氮磷，是良好的肥料添加剂，送入喷浆回转造粒机中作为生物炭颗粒肥料原料，节省了灰质填埋处理成本，减少了生物炭颗粒肥料添加剂的成本。沼气罐发酵是一个长期过程，肯定无法解决远远不断产生的猪粪，因此，本系统运行过程中，沼液也是一个不断替换的过程，新的沼液流入必然伴随着旧的沼液留出，本系统中，喷浆回转造粒机的造粒过程中需要喷淋水分进行粘结，沼液可以代替喷淋水，既节约了水资源，又减少了这部分沼液的处理成本。本系统中，生物质颗粒燃料、生物炭、生物炭颗粒肥料的产品比例，可以根据市场需求和原料的适应性进行调节，灵活配比增加产品附加值。热风干燥炉可以用最常用的热风带走水分的滚筒干燥机，炭化炉采用热风供热，热风与物料隔离换热，使物料处于高温绝氧环境下干燥。喷浆回转造粒机可以使用中国专利号201110024199.8中所记载的结构。

作为优选，所述固液分离器分离的高含水率固态料先进入堆粪池进行堆粪，堆粪池析出液送入沼气罐，堆粪池堆粪后的含水率固态料进入热风干燥炉。在场地条件允许的情况下，可以设置堆粪池，经过3-7天的堆粪可以将猪粪的含水率从70%-80%降低到50%-60%，而后进行干燥，干燥后的猪粪含水率为10%-20%，在能耗相同的情况下，干燥粉料的产量能得到成倍的提升。以极端情况举例，含水率70%的猪粪，完全蒸发7公斤的水能得到3公斤的干燥粉料，含水率60%的猪粪，完全蒸发6公斤的水能得到4公斤的干燥粉料。

本实用新型的生物质燃烧器燃烧效率高，供热量大，炉膛的热能利用率高，辐射热损失小；本实用新型的猪粪处理系统能耗低，排放少，排放处理成本低，充分利用猪粪处理过程的中间产物，为猪粪处理的低成本化提供了可行的方案，促进了猪粪处理经济的良性循环。

附图说明

图1是本实用新型一种生物质燃烧炉侧向结构示意图。

图2是本实用新型一种生物质燃烧炉俯向结构示意图。

图3是本实用新型生物质燃烧炉的一种布风板结构示意图。

图4是本实用新型图3中的A处结构示意图。

图5是本实用新型生物质燃烧炉的第二种布风板的布风孔出风方向示意图。

图6是本实用新型生物质燃烧炉的一种布风板横截面结构示意图。

图7是本实用新型第一种猪粪低成本处理系统示意框图。

图8是本实用新型第二种猪粪低成本处理系统示意框图。

图中：1、生物质燃烧器，101、燃烧室，102、换热夹层，103、换热管，104、隔热夹层，105、气态燃料进口，106、固态燃料进口，107、碾碎辊，108、风机，109、总配风管，110、第一配风管，111、第二配风管，112、第三配风管，113、布风板，114、配风室，115、风量计，116、布风孔，117，折线，2、布袋除尘器，3、沼液罐，4、固液分离器，5、热风干燥炉，6、炭化炉，7、喷浆回转造粒机，8、模压机，9、堆粪池。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例1：一种生物质燃烧器，如图1、2所示。本装置包括卧式的炉膛，炉膛前端为燃料进口、后端为热风出口。炉膛前端的燃料进口包括设置在炉膛前端面的气态燃料进口105和设置在炉膛前端顶部的固态燃料进口106。燃烧室的热风出口连接有布袋除尘器。所述炉膛为轴线水平的圆柱型，炉膛的外壁设有换热夹层102，换热夹层中螺旋盘绕换热管103，换热管内流通液态介质，换热夹层的外侧还环绕设置隔热夹层，所述隔热夹层为中空夹层，隔热夹层的后端设有进风口，隔热夹层的前端设有连接风机的出风口。

炉膛内轴线的下方设有布风板113，布风板上开设若干布风孔116，布风板上方为燃烧室101，布风板下方为前后端封闭的配风室114。配风室114通过隔板前后隔断形成前后排列的第一配风室、第二配风室、第三配风室，所述风机108连接总配风管109，总配风管通过第一配风管110、第二配风管111、第三配风管112分别连接第一配风室、第二配风室、第三配风室，第一配风管、第二配风管、第三配风管上分别设置风量计115。根据配风需求，第一配风管、第二配风管、第三配风管上还可以分别设置可独立控制的调风阀。

如图3、4所示，布风板113上设有向上的凸包，凸包的侧面开孔形成布风孔116，所述布风孔向炉膛后端并向一侧斜向出风，各布风孔的出风角度一致。所述布风板上的布风孔分布密度从前向后逐渐减少。

也可以使用另一种布风板，如图5、6所示，布风板113的横截面也可以沿居中的折线117形成V字型，使燃烧物料保持在中间最低处，布风孔出风方向与布风板轴线的夹角从前到后逐渐减小。所述布风板上的布风孔分布密度从前向后逐渐减少。布风板前侧的布风孔出风角度沿螺旋方向的分量大，为燃料稳定供氧，而后侧的布风孔的出风角度沿轴向分量大，将热风急速吹出，防止热风倒卷，提高燃烧效率。

本装置以生物质为燃料，燃料可以为气态的沼气、也可以为固态的猪粪、牛粪、木头、秸秆等粉料或者颗粒料等，固态燃料为粉料时，可以在固态燃料进口处设置碾碎辊。本装置不设置专门的出灰口，通过大流量的配风提高燃烧效率，并将灰质吹出通过布袋除尘器分离。换热管可以配合沼气罐使用，使沼液环绕炉膛加热，在冬季对沼液进行加温，提高沼气罐发酵效率。并且通过换热管减少炉膛外侧的辐射热，改善了操作环境，减少了热能损失。助燃风从布风孔进入燃烧室呈螺旋状，形成螺旋状的火焰，由于布风板从前到后均设置布风孔，燃烧室前端的配风总量小，而随着热风向后流动，汇集后侧布风孔的配风，风量越来越大，形成螺旋向后冲出的火焰，越往后风量越大，火焰的后端会被拉的极长，使热风形成有序的、越往后越快的涡旋状，放置热风倒卷紊流，大大提高了燃烧效率，满足大风量的供热需求。

实施例2：一种猪粪低成本处理系统，如图7所示。本系统包括固液分离器4、沼气罐3、生物质燃烧器1、热风干燥炉5、炭化炉6、喷浆回转造粒机7；生物质燃烧器的炉膛外侧盘绕设置换热管113，生物燃烧器的热风出口连接布袋除尘器2、去除灰质的热风为热风干燥炉5、炭化炉6、喷浆回转造粒机7供热，布袋除尘器分离的灰质作为喷浆回转造粒机的原料；猪粪向固液分离器4供料，固液分离器分离的液态料送入沼气罐3，固液分离器分离的固态料送入热风干燥炉5；沼气罐3沼气出口连接生物质燃烧器1作为气态燃料，沼气罐的沼液送入换热管113循环并回流至沼液罐形成加热循环，沼气罐的沼液还送入喷浆回转造粒机7作为喷淋的粘结水；热风干燥炉干燥后的一部分粉料送入生物质燃烧器作为固态燃料，一部分粉料送入炭化炉炭化，一部分粉料送入模压机压制生物质颗粒燃料产品；炭化炉炭化后的一部分炭提纯形成生物炭产品，一部分炭送入喷浆回转造粒机作为原料，喷浆回转造粒机以灰质、炭、沼液为原料并添加氮磷钾肥料组分后制造生物炭颗粒肥料。

本系统中，沼气为生物质燃烧炉提供启动燃料，沼气平时也可以用来其他燃烧供热，冬季气温低时，沼液可以启动换热循环，提高沼气罐内的温度。生物质燃烧炉的固态燃料使用本系统自身的中间产物-干燥后的猪粪粉料，减少了生物质颗粒燃料的模压成本，模压成本至少占生物质颗粒燃料的10%。生物质燃烧炉的炉膛不设置专门的灰质出口，利用大风量的配风，将灰质直接吹出，并采用布袋除尘器分离，减少了停机清理炉膛的停机损失和清理的人工成本。猪粪燃料的燃烧后的灰质内含大量的钾和少量的氮磷，是良好的肥料添加剂，送入喷浆回转造粒机中作为生物炭颗粒肥料原料，节省了灰质填埋处理成本，减少了生物炭颗粒肥料添加剂的成本。沼气罐发酵是一个长期过程，肯定无法解决远远不断产生的猪粪，因此，本系统运行过程中，沼液也是一个不断替换的过程，新的沼液流入必然伴随着旧的沼液留出，本系统中，喷浆回转造粒机的造粒过程中需要喷淋水分进行粘结，沼液可以代替喷淋水，既节约了水资源，又减少了这部分沼液的处理成本。本系统中，生物质颗粒燃料、生物炭、生物炭颗粒肥料的产品比例，可以根据市场需求和原料的适应性进行调节，灵活配比增加产品附加值。热风干燥炉可以用最常用的热风带走水分的滚筒干燥机，炭化炉采用热风供热，热风与物料隔离换热，使物料处于高温绝氧环境下干燥。喷浆回转造粒机可以使用中国专利号201110024199.8中所记载的结构。

实施例3：一种猪粪低成本处理系统，如图8所示。本实施例在实施例2的基础上改进，将固液分离器分离的高含水率固态料先进入堆粪池进行堆粪，堆粪池析出液送入沼气罐，堆粪池堆粪后的含水率固态料进入热风干燥炉。其余结构与实施例2相同。

经过3-7天的堆粪可以将猪粪的含水率从70%-80%降低到50%-60%，而后进行干燥，干燥后的猪粪含水率为10%-20%，在能耗相同的情况下，干燥粉料的产量能得到成倍的提升。

Claims (10)

1.一种生物质燃烧器，包括卧式的炉膛，炉膛前端为燃料进口、后端为热风出口，其特征在于：所述炉膛为轴线水平的圆柱型，炉膛的外壁设有换热夹层，换热夹层中螺旋盘绕换热管，换热管内流通液态介质，炉膛内轴线的下方设有布风板，布风板上开设布风孔，布风板上方为燃烧室，布风板下方为前后端封闭的配风室，配风室的一侧通过配风管连接风机，所述燃烧室的热风出口连接有布袋除尘器。

2.根据权利要求1所述的一种生物质燃烧器，其特征在于：所述布风板上设有向上的凸包，凸包的侧面开孔形成布风孔，所述布风孔向炉膛后端并向一侧斜向出风。

3.根据权利要求2所述的一种生物质燃烧器，其特征在于：所述布风孔出风方向与布风板轴线的夹角从前到后逐渐减小。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种生物质燃烧器，其特征在于：所述布风板上的布风孔分布密度从前向后逐渐减少。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种生物质燃烧器，其特征在于：所述配风室通过隔板前后隔断形成前后排列的第一配风室、第二配风室、第三配风室，所述风机连接总配风管，总配风管通过第一配风管、第二配风管、第三配风管分别连接第一配风室、第二配风室、第三配风室，第一配风管、第二配风管、第三配风管上分别设置风量计。

6.根据权利要求5所述的一种生物质燃烧器，其特征在于：所述第一配风管、第二配风管、第三配风管上还分别设置可独立控制的调风阀。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种生物质燃烧器，其特征在于：所述炉膛前端的燃料进口包括设置在炉膛前端面的气态燃料进口和设置在炉膛前端顶部的固态燃料进口。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种生物质燃烧器，其特征在于：所述换热夹层的外侧还环绕设置隔热夹层，所述隔热夹层为中空夹层，隔热夹层的后端设有进风口，隔热夹层的前端设有连接风机的出风口。

9.一种猪粪低成本处理系统，采用了权利要求1-8任意一条所述的生物质燃烧器，其特征在于：包括固液分离器、沼气罐、生物质燃烧器、热风干燥炉、炭化炉、喷浆回转造粒机；生物质燃烧器的炉膛外侧盘绕设置换热管，生物燃烧器的热风出口连接布袋除尘器、去除灰质的热风为热风干燥炉、炭化炉、喷浆回转造粒机供热，布袋除尘器分离的灰质作为喷浆回转造粒机的原料；猪粪向固液分离器供料，固液分离器分离的液态料送入沼气罐，固液分离器分离的固态料送入热风干燥炉；沼气罐沼气出口连接生物质燃烧器作为气态燃料，沼气罐的沼液送入换热管循环并回流至沼液罐形成加热循环，沼气罐的沼液还送入喷浆回转造粒机作为喷淋的粘结水；热风干燥炉干燥后的一部分粉料送入生物质燃烧器作为固态燃料，一部分粉料送入炭化炉炭化，一部分粉料送入模压机压制生物质颗粒燃料产品；炭化炉炭化后的一部分炭提纯形成生物炭产品，一部分炭送入喷浆回转造粒机作为原料，喷浆回转造粒机以灰质、炭、沼液为原料并添加氮磷钾肥料组分后制造生物炭颗粒肥料。

10.根据权利要求9所述的一种猪粪低成本处理系统，其特征在于：所述固液分离器分离的高含水率固态料先进入堆粪池进行堆粪，堆粪池析出液送入沼气罐，堆粪池堆粪后的含水率固态料进入热风干燥炉。

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