CN212440696U - 具有密闭供氧的好氧发酵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及好氧发酵处理技术领域，具体涉及具有密闭供氧的好氧发酵系统，包括好氧发酵装置、除尘装置、除湿装置、臭气输出管路，臭气输出管路的起始端连接好氧发酵装置的臭气输出口，除尘装置、除湿装置依次串联在臭气输出管路中，还包括气体储存装置、臭气燃烧装置、换热装置、供氧管路，供氧管路的起始端连接气体储存装置上部设置的空气输出口，供氧管路的末端连接好氧发酵装置的氧气输入口，气体储存装置下部的臭气输出口通过臭气管路连接臭气燃烧装置，气体储存装置的顶部设有空气补偿机构，换热装置设置在除湿装置处，换热装置的制冷端连接除湿装置，换热装置的制热端连接供氧管道，实现密闭循环供氧，能耗低，实现臭气零排放。

Description

具有密闭供氧的好氧发酵系统

技术领域

本实用新型涉及好氧发酵处理技术领域，具体涉及具有密闭供氧的好氧发酵系统。

背景技术

餐厨垃圾是居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。因此，每天都会产生大量的餐厨垃圾。需要对餐厨垃圾进行妥善的处理。

垃圾分类，垃圾资源化处置是国家战略，是“绿水青山”的有效保障。好氧发酵工艺是餐厨垃圾，湿垃圾资源化处置的主要工艺。在好氧发酵过程中，一般的供氧方案为使用高压风机供氧，供氧管道上放置加热装置来加热供氧气体。发酵过程中产生的温度为50-70度的含有氨气NH₃、硫化氢H₂S、甲醇、水蒸气的混合气体通过排风机排出好氧发酵设备，现有技术一般使用酸碱洗涤塔、生物吸附、UV技术等处理臭气混合气体，臭气处理过程臭气处置量较大，排出气体的热量排出到空气中，不仅浪费热量能源，还在排放过程中产生白烟(水蒸气)。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供具有密闭供氧的好氧发酵系统，可以减少臭气处置量，实现密闭循环供氧，将混合气体中的热量回收，避免臭气排放空的白烟现象，高浓度臭气经过温度达2000度的臭气焚烧装置，实现臭气零排放。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

具有密闭供氧的好氧发酵系统，包括好氧发酵装置、除尘装置、除湿装置、臭气输出管路，臭气输出管路的起始端连接好氧发酵装置的臭气输出口，除尘装置、除湿装置依次串联在臭气输出管路中，还包括气体储存装置、臭气燃烧装置、换热装置、供氧管路，所述的供氧管路的起始端连接气体储存装置上部设置的空气输出口，供氧管路的末端连接好氧发酵装置的氧气输入口，所述的气体储存装置的下部设有臭气输出口，臭气输出口通过臭气管路连接臭气燃烧装置，臭气燃烧装置的排放口连接余热回收装置，余热回收装置与供氧管路连接对流经供氧管路的空气进行加热，气体储存装置的顶部设有空气补偿机构，所述的换热装置设置在除湿装置处，换热装置对除湿装置处的混合气体进行换热除湿。

进一步的，所述的供氧管道上还设有加热装置，加热装置与换热装置连接。

进一步的，所述的除尘装置底部设有设有除尘排污口、除湿装置的底部设有除湿排污口、气体储存装置的底部设有排污口，除尘排污口、除湿排污口、排污口均连接设置的排污管路。

进一步的，所述的供氧管路上设有供氧风机、压力传感器、流量传感器，压力传感器、流量传感器连接设置的供氧控制器，供氧控制器连接控制供氧风机。

进一步的，所述的空气补偿机构包括空气补偿管路、空气补偿管路上设置的单向通气阀。

进一步的，所述的臭气管路上设有臭气风机、控制臭气管路通断的臭气阀。

进一步的，所述的好氧发酵装置为好氧发酵灌，所述的气体储存装置为气体储存罐。

进一步的，所述的换热装置为空气能热泵压缩机组。

进一步的，所述的臭气燃烧装置为臭气燃烧器，臭气燃烧器设有燃烧排放管路，所述的余热回收装置连接在燃烧排放管路上。

本实用新型的有益效果是：采用上述方案，

1、餐厨垃圾好氧发酵产生的臭气不外排，本系统具有密闭性特点，对发酵产生的臭气燃烧处理，转变成水和二氧化碳，减少有害气体排放；

2、本系统不需要酸碱洗涤塔、生物吸附等设备，处理过程中不需要添加其他辅料，大幅的降低了运行使用成本；

3、巧妙的采用空气能热泵机组，充分的利用循环空气中的热量，节省能源50％以上，大幅降低对能源的消耗；

4、自动补充新鲜空气，本系统对新鲜空气在输送的过程中进行预热，促使提高好氧发酵的效率与发酵效果，对餐厨垃圾的发酵更彻底，提高餐厨垃圾的资源利用率的同时，降低能耗。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本实用新型一种实施方式的连接框图。

图2为本实用新型一种实施方式中余热回收装置处的纵截面结构示意图。

图3为本实用新型一种实施方式的余热回收装置处的横截面结构示意图。

其中：1为好氧发酵灌，2为除尘器，3为除湿器，31为换热加热器，4为气体储存灌，41为空气补偿管路，42为单向通气阀，5为臭气燃烧器，51为燃烧排放管路，6为燃烧风机，7为臭气管路，71为臭气阀，8为空气能热泵压缩机组，9为供氧管路，91为供氧风机，92为压力传感器，93为流量传感器，10为臭气输出管路，11为余热回收装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

具有密闭供氧的好氧发酵系统，包括好氧发酵灌1、除尘器2、除湿器3、臭气输出管路10、气体储存灌4、臭气燃烧器5、空气能热泵压缩机组8、供氧管路9，臭气燃烧器可采用RTO燃烧炉，臭气输出管路10的起始端连接好氧发酵灌1的臭气输出口，除尘器2、除湿器3依次串联在臭气输出管路10中，臭气输出管路10的末端连接气体储存灌4的臭气输入口，气体储存灌4的下部罐体设有臭气输出口，臭气输出口通过臭气管路7连接臭气燃烧器5，臭气管路7上设有臭气风机6、控制臭气管路通断的臭气阀71，臭气燃烧器5的排放口设有燃烧排放管路51，燃烧排放管路51上设有余热回收装置11，气体储存灌4的罐体上部设有空气输出口，供氧管路9的起始端连接气体储存灌4的空气输出口，供氧管路9由气体储存灌4上部引出后，先经过余热回收装置11，通过余热回收装置11对供氧管路9内的空气进行加热，供氧管路9的末端连接好氧发酵灌1的氧气输入口，供氧管路9上设有供氧风机91、压力传感器92、流量传感器93，压力传感器92、流量传感器93连接设置的供氧控制器，供氧控制器连接控制供氧风机91，气体储存灌4的顶部设有空气补偿管路41、空气补偿管路41上设置的单向通气阀42，单向通气阀42仅能使外部的新鲜空气由上部进入到气体储存灌4，补充新鲜空气，避免气体储存灌4的出现负压状态。

空气能热泵压缩机组8设置在除湿器3处，空气能换热泵压缩机组8的连接除湿器、换热加热器31，供氧管路9由换热加热器31处穿过，供氧管路9与换热加热器31连接，餐厨垃圾在好氧发酵罐内好氧发酵，产生湿热臭气，湿热臭气经过除尘器净化后，通入除湿器进行除湿，空气能热泵压缩机组8的蒸发器接入或者靠近臭气输出管路，吸收湿热臭气中的热量，臭气的热量通过空气能热泵压缩机组的蒸发器吸收导入空气能热泵压缩机组的冷媒中，冷媒再将热量导入到换热加热器31中对供氧管路内的空气进行加热，冷媒经过空气能热泵压缩机组内毛细管的作用后变成低温低压态，对除湿器进行降温，随后冷媒在空气能热泵压缩机组进行循环，吸热、放热循环，充分利用臭气的热量，加热后的热空气能促使提高好氧发酵的效率，还具有储能作用，为后续的空气能热泵机组、燃烧器等储能，降低后续处理的所需外部能耗，整个系统密闭，对系统内臭气、空气的温度进行有效的利用，有效的提高气体热量的功用，空气能热泵压缩机组的冷媒吸收湿热空气的热能并传导给换热加热器，交换后处于低温状态的冷媒再通过除湿器，利用低温的冷媒为除湿器提供低温，使得除湿器处保持低温，继而通入到除湿器内的臭气遇冷，臭气中的水分凝结成液态水，由于氨气可溶于水，水蒸气冷凝成水的同时，臭气中的氨气溶于冷凝后的冷凝水中，祛除臭气中的水分和氨气，空气能热泵压缩机组充分了利用了臭气中的热量，相比现有的冷水冷凝冷却塔系统和电加热系统，在空气能热泵机组工作过程中的耗能低，相比现有的冷凝除湿系统节能50％以上，实现对餐厨垃圾好氧发酵的低能耗处理，促使极大的降低处理成本。

本系统工作原理、工作过程为：

本系统为密闭式系统，好氧发酵装灌1运行时，供氧风机91启动，通过供氧管路9抽取气体储存仓4内的空气，并通过供氧管路9把含有氧气的空气送入好氧发酵灌1中，供氧的过程中，通过供氧管路9上设置的压力传感器92、流量传感器93实时的向供氧控制器反馈供气信号，实时掌握氧气供应量，通过供氧控制器对供氧风机91的控制进行实时调整，为好氧发酵装灌1提供充足的氧气，促使好氧发酵装灌内保持较高的发酵效率，提高餐厨垃圾的处理效果，保持餐厨垃圾较高的处理效率。

好氧发酵装灌1内好氧发酵过程产生的含有水蒸气、灰尘、氨气、硫化氢的湿热混合臭气气体，湿热混合臭气气体通过臭气输出管路10首先进入到除尘器2中，湿热混合臭气气体中含有的灰尘在除尘器2的作用下被分离出，得到干净的湿热混合臭气气体，灰尘被除尘器2分离，分离的灰尘通过除尘器2底部的除尘排污口排出，干净的湿热混合臭气气体继续经臭气输出管道进入到除湿器3、空气能热泵压缩机组，干净的湿热混合臭气气体在空气能热泵压缩机组内进行热交换，对换热加热器31进行加热、对除湿器进行降温，经除湿器的作用，臭气中含有的水蒸气在除湿器内冷凝成液态水，同时臭气中含有的氨气溶解在液态水中，得到去除氨气的干燥的混合臭气气体，除湿器3将混合臭气中的水分分离出，同时分离出氨气，由于混合臭气中氨气的含量不是很高，混合臭气中的氨气会溶解于分离出的水中，达到分离水汽、氨气的目的，除湿器分离出的氨水通过除湿器底部的除湿排污口排出，并收集在氨水收集容器内。

干燥的混合臭气气体再经过臭气输出管路进入到气体储存灌4中贮存，除湿干燥后的混合臭气气体进入气体储存灌，混合臭气气体中含有的硫化氢、醇类气体因为比空气比重大，会逐渐沉积到气体储存仓的下部，混合臭气在气体储存灌内出现分层，气体储存灌内的下部为含有大部分硫化氢、醇类气体的臭气，气体储存灌内的上部为含有极少量臭气的空气，臭气在气体储存灌4中不断的积聚，气体储存灌4下部臭气浓度较高时，臭气管路7上的臭气阀71打开，臭气风机6运行，将气体储存灌内的下部的含有硫化氢、醇类气体的臭气经臭气管路输入到臭气燃烧器5，臭气在臭气燃烧器5内燃烧，燃烧后臭气转变为含有水、二氧化碳、二氧化硫的燃烧尾气，燃烧尾气经燃烧排放管路12排放，燃烧排放管路12上设置的余热回收装置对排放的热量进行回收，节省能量消耗，燃烧尾气中的水、二氧化碳对大气无污染，可直排，含有二氧化硫为有毒气体，经余热回收装置回收排放热量的燃烧尾气被引向设置的脱硫塔，在脱硫塔向燃烧尾气喷洒氨水，对尾气中的二氧化硫进行处理，脱硫处理后尾气对大气的污染性极大的降低，可排放，氨水收集容器中收集储存的氨水通过泵送管道输送到脱硫搭中利用，本系统运行中，臭气不排放，臭气处理后转化为水、二氧化碳，无污染，臭气中的有害成分能够有效的被处理，避免对大气造成污染。

气体储存灌4向臭气燃烧器输送臭气的过程中，气体储存灌4上部的单向通气阀42不断的向气体储存罐内补充新鲜空气，避免气体储存罐内出现负压，为整个系统提供外部的新鲜空气，保证本系统平稳的运行，保证臭气燃烧器的充分燃烧，臭气燃烧器工作期间，气体储存灌4内上部的空气及外部及时进入的新鲜空气经空气输出口进入到供氧管路内，余热回收装置则对流经供氧管道内的新鲜空气加热，供氧管道内的新鲜空气经先后经余热回收装置、换热加热器的两次加热，升温为高温空气，将高温空气输入到好氧发酵罐中，能够促使加速发酵，提高垃圾发酵效率、效果，本系统为臭气闭合系统，餐厨垃圾好氧发酵产生臭气不会泄露，具有闭合性臭气处理的特点，气体储存灌4、好氧发酵灌1可设置独立的压力表，检测压力，提高本系统安全有效的运行，高浓度臭气气体在燃烧后变成水和二氧化碳，其中的有害气体被有效的净化处理，运行过程不需要添加任何其他辅助材料，降低了餐厨垃圾处理的成本，取消了复杂的酸碱洗涤塔、生物吸附等除臭设备使用，不需要补充酸碱、生物质吸附材料等，处理餐厨垃圾的运行成本大幅降低。

在气体循环过程中，臭气在包括好氧发酵罐在内的密闭系统内流动，外部补充新鲜空气，避免臭气排放到空气中，臭气除尘、除湿的过程中空气能热泵机组利用循环气体中的热量除湿，节省能源50％以上，大幅降低系统能耗，具有能耗低的特点，高浓度臭气燃烧燃烧后变成水和二氧化碳，做到臭气零排放。

除尘器底部设有设有除尘排污口，除尘排污口处设有除尘排放阀，除湿器的底部设有除湿排污口，除湿排污口处设有除湿排污阀，气体储存灌的底部设有排污口，排污口处设有排污阀，除尘排污口、除湿排污口、排污口均连接设置的排污管路，便于排污。

参照图2、图3，余热回收装置包括一个套设在燃烧排放管路51某段管身外部的箱体111、处于燃烧排放管路51管体内部的螺旋盘管112、吸热翅片113，螺旋盘管112沿燃烧排放管路的内部螺旋设置，吸热翅片连接在螺旋盘管上，吸热翅片由螺旋盘管的内侧向燃烧排放管路的轴心侧延伸，吸热翅片增大与废气的接触面积，减缓废气排放流速，该种结构能够利用排放管路内有效的空间，设置数量繁多的吸热翅片，提高对废气预热的吸收效率，螺旋盘管112与箱体111导通，箱体111设有一换热媒介进口、一换热媒介出口，换热媒介可采用水，箱体内、螺旋盘管内充满水，螺旋盘管、吸热翅片吸收燃烧排放管路内废气的热量，将热量转化成箱体111内水的热能，加热后的水通过一换热媒介出口导出进行预热回收利用，换热媒介进口的口径大于换热媒介出口的口径，形成流速、压力的差，可延长换热媒介在箱体内的停留时间，充分的吸热，提高对废气余热回收的效率。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.具有密闭供氧的好氧发酵系统，包括好氧发酵装置、除尘装置、除湿装置、臭气输出管路，臭气输出管路的起始端连接好氧发酵装置的臭气输出口，除尘装置、除湿装置依次串联在臭气输出管路中，其特征在于，还包括气体储存装置、臭气燃烧装置、换热装置、供氧管路，所述的供氧管路的起始端连接气体储存装置上部设置的空气输出口，供氧管路的末端连接好氧发酵装置的氧气输入口，所述的气体储存装置的下部设有臭气输出口，臭气输出口通过臭气管路连接臭气燃烧装置，臭气燃烧装置的排放口连接余热回收装置，余热回收装置与供氧管路连接对流经供氧管路的空气进行加热，气体储存装置的顶部设有空气补偿机构，所述的换热装置设置在除湿装置处，换热装置的制冷端连接除湿装置，换热装置对进入除湿装置中的臭气进行降温，换热装置的制热端连接供氧管道对供氧管道中的空气进行加热。

2.根据权利要求1所述的具有密闭供氧的好氧发酵系统，所述的供氧管道上还设有加热装置，加热装置与换热装置连接。

3.根据权利要求1所述的具有密闭供氧的好氧发酵系统，所述的除尘装置底部设有设有除尘排污口、除湿装置的底部设有除湿排污口、气体储存装置的底部设有排污口，除尘排污口、除湿排污口、排污口均连接设置的排污管路。

4.根据权利要求1所述的具有密闭供氧的好氧发酵系统，所述的供氧管路上设有供氧风机、压力传感器、流量传感器，压力传感器、流量传感器连接设置的供氧控制器，供氧控制器连接控制供氧风机。

5.根据权利要求1所述的具有密闭供氧的好氧发酵系统，所述的空气补偿机构包括空气补偿管路、空气补偿管路上设置的单向通气阀。

6.根据权利要求1所述的具有密闭供氧的好氧发酵系统，所述的臭气管路上设有臭气风机、控制臭气管路通断的臭气阀。

7.根据权利要求1所述的具有密闭供氧的好氧发酵系统，所述的好氧发酵装置为好氧发酵灌，所述的气体储存装置为气体储存罐。

8.根据权利要求1所述的具有密闭供氧的好氧发酵系统，所述的换热装置为空气能热泵压缩机组。

9.根据权利要求1所述的具有密闭供氧的好氧发酵系统，所述的臭气燃烧装置为臭气燃烧器，臭气燃烧器设有燃烧排放管路，所述的余热回收装置连接在燃烧排放管路上。

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