一种滚动式连续发酵中心的制作方法

本实用新型涉及发酵堆肥设备技术领域，具体涉及一种滚动式连续发酵中心。

背景技术：

堆肥是在人工控制条件下，利用微生物，有控制地促进固体废物中可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物学过程。堆肥产生的有机肥料不仅在中国农业生产中有着十分重要的地位，而且使用有机肥料对保护良好的生态环境，保护人民健康方面都有十分重大的意义。有机肥料含有丰富的有机物和各种营养元素，具有数量大、来源广、养分全面优点，是一种良好的土壤改良剂。好氧堆肥是指在有氧状态下，好氧微生物对废物中的有机物进行分解转化的过程，最终产物主要是CO2、H2O、热量和腐殖质；现代化好氧堆肥工艺可分为敞开条垛式堆肥、强制鼓风静态堆肥等方式，其中敞开条垛式堆肥具有供氧充分，发酵腐熟周期短，肥效高产量大等优点，缺点就是占地面积大，臭气收集不容易收集处理（废气收集成本高），一般槽式发酵和筒仓是发酵采用的是强制鼓风静态堆肥工艺，这种发酵方式的优势在于占地面积小，但是由于是强制通风供氧，所以能耗太高，供氧不充分，存在供氧死区堆肥效率不高、发酵周期长等缺点，强制鼓风静态堆肥仍然存在废气收集成本高的缺点。

农业废气物肥料化产业化过程中，废气的处理方式有生物法处理，也有化学方法来处理，但是不管用什么方法来处理，所遇到的最大难题就是废气的收集问题，现有废气收集一般采取的是在厂房屋顶布置收集管网，采用负压抽吸方式，如果按年产2万吨有机肥来计算，则需要936000m³/h的风量来消除臭气，这么大的风量需要220kw的风机约6台，平均每天的耗电量是31680kw.h，折合人民币（0.82元/度）25977元/天。由于投入和产出出现负差，使现有有机肥料生产发酵厂家基本没有能力来处理发酵过程所产生的臭气。

现有技术中的槽式发酵工艺通常包括发酵槽构筑物、沿发酵槽长度方向往复运动的翻堆设备和底部强制鼓风系统，采用铲车进料和出料，还有一种类似于箱式发酵的设备，通常包括发酵槽、进料系统、出料系统。如CN106116735A中公开的一种带辅热系统的粪便翻抛装置，上述方案中存在以下技术缺陷：发酵槽体为敞口，发酵过程中生成臭味的气体自由扩散在空中，不符合环保要求；发酵生产方式为定量配比一锅一锅的断续生产方式，不利于大规模连续化生产模式。另外，现有技术中的发酵槽体较短，常见的为4-5米，内含同一批次的物料，发酵完成后出料主要依靠翻堆机构将物料翘起强制挤出，存在残留物，产量低，自动化程度低。

CN104478511A中公开了一种城市生活污泥高效堆肥装置，其中物料发酵在快熟机和后熟仓中完成，两设备之间需要进行物料的转移，增加了物料处理运输成本。臭气收集的收集采用的是负压抽吸方式，收集成本巨大，对于有机肥料行业来说投入和产出不成正比，现实运行中无法实施。

因此，有必要对现有技术中的发酵设备进行结构改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种滚动式连续发酵中心，上述滚动式发酵中心可持续的进行封闭式发酵作业，配合使用废气收集系统和除尘除臭系统，使得生产环境周围空气中无异味。

为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种滚动式连续发酵中心，其特征在于，包括封闭式的发酵长廊、连续进料机构、推进平移机构、连续出料机构、辅热系统、补风机构、废气收集系统和除尘除臭系统；推进平移机构设置在发酵长廊内腔中，用于给发酵中物料供氧并同时将物料向发酵廊尾端平移；发酵长廊首端的连续进料机构实时补入新鲜物料，发酵长廊尾端的连续出料系统用于承接平移物料并实时导出物料；辅热系统用于物料辅助升温，补风机构、废气收集系统和除尘除臭系统均与发酵长廊相通。

为保证除尘除臭系统中废气达标排放，除尘除臭系统可采用喷淋洗涤除臭法，农业废气物臭气成分绝大部分是氨气和硫化氢气体，而氨气和硫化氢气体是极易溶于水的气体，也可根据臭气成分添加一定量的化学药剂进行洗涤吸收；还可以先行洗涤后进入微生物除臭系统进行微生物除臭等两种以上除臭方式的串联组合；辅热系统可根据槽体中需要的温度选用合适的辅热装置，例如电辅热装置、蒸汽辅热装置等；连续出料机构设置在发酵中心尾端，配置有闭风连续出料系统，承接平移推进机构送过来的物料。

优选的技术方案为，发酵长廊底部设置有辅热系统，辅热系统由发酵长廊进料端至出料端依次包括前段、中段和后段，辅热系统上方的发酵长廊对应形成温度逐步降低的增温段、保温段和自然降温段。由于增温段、保温段和自然降温段温度逐步降低，构成可形成自然穿堂风的必要条件，补风系统在风压作用下，新鲜空气通过发酵长廊尾端的补风机构进入，推动发酵过程中产生的废气，贯穿内部，从发酵长廊的首端流出,能有效节约补风及废气收集的能耗。

进一步的，上述发酵长廊的长度为120m以上。由于采用分段辅热，保温段的物料发酵产生热量维持该段物料的温度恒定。进一步的，发酵长廊由槽体单元模块首尾连接组合而成，可自由叠加。

优选的技术方案为，推进平移机构包括机架、第一导轨、纵移件、推进移料辊、驱动机构；第一导轨纵向设置，机架通过纵移件与第一导轨配合；推进移料辊设置在机架的下腹部，驱动机构用于带动推进移料辊升降、自旋转以及沿第一导轨延伸方向往复运动。

进一步的，推进移料驱动机构用于驱动推进移料辊双向转动，配合传感器检测和控制系统，便于将发酵不完全的物料向出料口一端推进。往复运动驱动机构、升降驱动机构和推进移料驱动机构可独立设置，也可以相互连接紧凑式连接。

优选的技术方案为，补风机构设置在发酵长廊的尾端，发酵长廊首端设置有废气出口，废气出口依次与废气收集系统和除臭除尘系统连通，废气收集系统包括废气管道和与废气管道相垂直的引风井。

发酵长廊首端的引风井借助穿堂风的压力轻松将废气收集并导入除臭除尘系统。补风机构可直接为补风孔，不附加鼓风等动力装置，在穿堂风形成的自然风压下自动打开进风口补充空气。

优选的技术方案为，连续进料机构包括依次连接的物料输送机构、物料混合机构、提升机构和横向布料机构，横向布料机构固定设置在发酵长廊首端顶端或内部。发酵长廊横向上可以趋宽设置，一般发酵长廊的宽度可达3-5m，物料的集中发酵还可实现集中供热，降低能耗。

进一步的，物料混合机构设置有若干个进料口，进料口与物料输送机构的出口一一对应相通，物料混合机构用于连续实时混合物料。若干个进料口至少包含发酵微生物进料口和发酵物料进料口。

进一步的，横向布料机构包括输送带、第二导轨和沿横向第二导轨往复运动的横移件，横移件表面设置有顶面托辊和转向辊，输送带经由横移件导向先上行后折返至输送平面，输送平面位于输送带端部导辊的顶端，横移件上固定设置有料斗，上行输送带的顶端落料点位于料斗的顶端进料口，料斗的出料口位于输送带侧面。

进一步的，驱动机构包括升降机构、往复运动驱动机构和推进移料驱动机构，推进移料棍的轴向中部通过升降机构和推进移料驱动机构与机架连接，往复运动驱动机构用于驱动纵移件沿导轨运动，推进移料驱动机构用于驱动推进移料辊绕其中心轴转动。

进一步的，发酵长廊的底面为倒梯形状，推进移料辊的两端设置有刮板，刮板与发酵长廊的底端倾斜面贴合或间隙配合。倒梯形状的底面不仅有助于增加换热面积，使升温迅速，物料还可沿着槽底两侧的倾斜面落下，实现物料的充分供氧和均热。

进一步的，推进移料驱动机构包括设置在机架上的第一电机，第一电机的输出端依次通过第一传动单元、第二传动单元和第三传动单元与推进移料辊连接，第一传动单元、第二传动单元和第三传动单元分别包括链传动机构和设置在链传动机构外的罩体；第一传动单元与机架固定连接，第一传动单元的从动轮与第二传动单元的一链轮固定穿设在第一芯轴上；第二传动单元的另一链轮和第三传送单元的一链轮固定穿设在第二芯轴上，第三传送单元的另一链轮固定穿设在推进移料辊的中心轴上，罩体与推进移料辊和相应的芯轴均通过轴承连接；升降驱动机构包括吊耳和伸缩杆，第二芯轴一端的第二传动单元和第三传动单元罩体上分别设置有吊耳，吊耳之间的短轴通过伸缩杆与机架铰接连接；纵移件包含主动轮和从动轮，往复运动驱动机构包括第二电机和横向的主动轴，主动轮固定设置在主动轴的两端；第一传动单元的罩体上设置有容主动轴穿过的通孔，主动轴通过轴承与通孔及罩体配合连接。

伸缩杆包含现有技术中已知的可实现伸缩功能的杆体或组件，进一步的，伸缩杆为直线液压油缸或者直线气缸。第二传动单元的罩体与第三传动单元的罩体可为分体连接，也可以为一体式连接。

上述结构中的推进移料驱动机构和升降驱动机构结合，推进移料辊的连接和驱动一体设计，使连接驱动部件所占用的推进移料辊轴向宽度最小化，保证推进移料辊的辊面的充分利用。

基于以上任意一项所述的滚动式连续发酵中心，滚动式连续发酵工艺包括以下步骤：

S1：进料，连续进料机构向发酵长廊的首端连续导入物料；

S2：推进平移机构将物料朝发酵长廊的尾端步进式平移，连续进料机构向发酵长廊首端实时补入新鲜物料；

S3：重复S2直至物料步进至发酵长廊的尾端；

S4：推进平移机构将物料朝发酵长廊的尾端步进式平移，位于发酵长廊尾端的物料出料，再次向发酵长廊首端实时补入新鲜物料；

S5：重复S4；

S1、S2、S3、S4步骤中辅热系统加热物料，补风机构自动向发酵长廊中补充空气，发酵长廊顶部气流在穿堂风的推动下自动由长廊尾端向首端运动并进入废气收集系统，除尘除臭系统处理废气收集系统排出的废气。

本实用新型的优点和有益效果在于：

推进平移机构将物料朝发酵长廊尾端逐步平移推进，连续供料机构实时补入新物料，当不同发酵程度的物料充满发酵长廊后，出料进料连续同时进行。连续生产可缩短发酵周期，提升发酵中心的处理效率和设备周转率；

发酵过程中所产生的臭气收集通过集中收集处理，实现气体的达标排放，不会对周围环境产生二次污染；

发酵长廊一端进料，另一端出料，通过外界强制增温使微生物生长活跃，滚动式连续发酵中心完成一次发酵所需要的时间是现有条垛式发酵周期的1/3，发酵时间仅需3-8天；

设备占地面积小，能耗小，运作成本低廉，生产环境友好，无污染，零排放。

附图说明

图1是本实用新型滚动式连续发酵中心实施例1的结构示意图；

图2是实施例1的另一结构示意图；

图3是实施例1中推进平移机构的结构示意图；

图4是图2的左视图；

图5是图2的俯视图；

图6是实施例2中进料机构的结构示意图；

图7是实施例2中推进平移机构的结构示意图。

图中：1、连续进料机构；11、提升机构；12、横向布料机构；121、输送带；122、第二导轨；123、横移件；124、顶面托辊；125、转向辊；126、料斗；2、发酵长廊；21、增温段；22、保温段；23、自然降温段；3、辅热系统；4、推进平移机构；41、机架；42、第一导轨；43、纵移件；431、主动轮；432、从动轮；433、主动齿轮；434、从动齿轮；44、往复运动驱动机构；441、第二电机；442、主动轴；45、推进移料辊；46、升降驱动机构；461、吊耳；462、伸缩杆；463、摆臂；464、伸缩连杆；47、推进移料驱动机构；471、第一电机；472、第一传动单元；473、第二传动单元；474、第三传动单元；475、第一芯轴；476、第二芯轴；477、移料电机；5、补风机构；6、废气收集系统；7、连续出料机构；8、刮板；9、拨料刀片；10、除尘除臭系统；a、链传动机构；b、罩体；c、通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1-5所示，滚动式连续发酵中心包括连续进料机构1、封闭式的发酵长廊2、辅热系统3、推进平移机构4、补风机构5、连续出料机构7以及废气收集系统6和除尘除臭系统10；推进平移机1构设置在发酵长廊2内腔中，推进平移机构4用于拨料供氧和按照发酵程度向发酵长廊尾端步进式平移物料，发酵长廊首端的连续进料机构1实时补入物料，发酵长廊尾端的连续出料系统7用于承接平移物料并实时导出物料；辅热系统3用于加热物料，补风机构5、废气收集系统6和除尘除臭系统10均与发酵长廊相通。废气收集系统包括废气管道和与废气管道配合的垂直引风井。

发酵长廊2沿进料端至出料端的方向依次由增温段21、保温段22和自然降温段23组合而成，辅热系统3设置在增温段21的下方。

推进平移机构4包括机架41、第一导轨42、纵移件43、往复运动驱动机构44、推进移料辊45、升降驱动机构46和推进移料驱动机构47；第一导轨42沿发酵长廊2延伸的纵向设置，纵移件43设置在机架41上并与第一导轨42相配合，往复运动驱动机构44用于驱动纵移件43沿第一导轨42运动；升降驱动机构46用于驱动推进移料辊45在机架41上升降，推进移料驱动机构47用于驱动推进移料辊45转动。

实施例1中推进移料驱动机构为移料电机477、升降驱动机构46包括摆臂463和伸缩连杆464，推进移料辊设置在摆臂463的底端，摆臂463的顶端与机架41可转动连接，移料电机477设置在伸缩连杆464的一侧，另一侧设置有配重，伸缩连杆464的两端分别与机架41和摆臂463的轴向中部连接，往复运动驱动机构包括第二电机441和主动轴442，第二电机441的输出端通过传动件与主动轴442外的传动轮连接，行走件为设置在分别设置在机架41侧面的齿轮组，齿轮组包括主动齿轮433和从动齿轮434，主动齿轮433与主动轴42端部固定连接,第一导轨为与齿轮组相啮合的齿条。

实施例2

如图6-7所示，实施例2与实施例1的区别在于：推进移料驱动机构和升降驱动机构一体设计，进一步的推进移料驱动机构、升降驱动机构和往复运动驱动机构一体设计。

推进移料驱动机构和升降驱动机构一体设计具体为：推进移料驱动机构47包括设置在机架上的第一电机471，第一电机471的输出端依次通过第一传动单元472、第二传动单元473和第三传动单元474与推进移料辊45连接，第一传动单元472、第二传动单元473和第三传动单元474分别包括链传动机构a和设置在链传动机构外的罩体b；第一传动单元472与机架41固定连接，第一传动单元472的从动轮与第二传动单元473的一链轮固定穿设在第一芯轴475上；第二传动单元473的另一链轮和第三传送单元474的一链轮固定穿设在第二芯轴476上，第二传动单元473的罩体通过轴承与第二芯轴476配合连接；第三传送单元474的另一链轮固定穿设在推进移料辊45的中心轴上；第三传送单元474的罩体b与推进移料辊45的轴向中部可转动连接；升降驱动机构46包括吊耳461和伸缩杆462，与第二芯轴476配合连接的第二传动单元473和第三传动单元罩体上分别设置有吊耳461，吊耳461之间的短轴通过伸缩杆462与机架41铰接连接。

纵移件43为滚轮组，滚轮组中设置有至少一个主动轮431和至少一个从动轮432，往复运动驱动机构44包括第二电机441和主动轴442，机架41两侧的主动轮442固定设置在主动轴442的两端，第二电机441的输出端通过传动件和主动轴442配合连接。

第一传动单元472的罩体b上设置有容主动轴穿过的通孔c，主动轴442通过轴承与通孔c及罩体b配合连接。

发酵长廊2的底面为倒梯形状，推进移料辊45的两端设置有刮板8，刮板8与发酵长廊2的底端倾斜面贴合或间隙配合。

连续进料机构1包括依次连接的物料输送机构（图中未示出）、物料混合机构（图中未示出）、提升机构11和横向布料机构12，横向布料机构12固定设置在发酵长廊2顶端或内部，横向布料机构12的进料口与提升机构11的出料口上下对应设置。

横向布料机构12包括输送带121、第二导轨122和沿横向第二导轨往复运动的横移件123，横移件123表面设置有顶面托辊124和转向辊125，输送带121经由横移件123导向先上行后折返至输送平面，输送平面位于输送带121端部导辊的顶端，横移件123上固定设置有料斗126，上行输送带121的顶端落料点位于料斗126的顶端进料口，料斗126的出料口位于输送带侧面。

推进移料辊45的表面设置有拨料刀片9，拨料刀片9在推进移料辊表面呈对称的两螺旋线分布，对称面为推进移料辊45中心轴中点所在垂直于推进移料辊轴向的横截面。

物料进料前的预处理工艺为：

1、经过固液分离后的沼渣或其他原料（含水率70%）通过输送设备送入提升机构的料仓式输送机，然后通过输送机送入提升机构的双螺旋输送机；

2、菌种进入提升机构的双螺旋输送机；

3、沼渣和沼液在双螺旋输送机中充分搅拌混合，然后导入料槽。

利用上述的滚动式发酵中心，发酵工艺为：

S1：进料，连续进料机构向发酵长廊的首端连续导入物料；

S2：推进平移机构将物料朝发酵长廊的尾端步进式平移，连续进料机构向发酵长廊首端实时补入新鲜物料；

S3：重复S2直至物料步进至发酵长廊的尾端；

S4：推进平移机构将物料朝发酵长廊的尾端步进式平移，位于发酵长廊尾端的物料出料，再次向发酵长廊首端实时补入新鲜物料；

S5：重复S4；

S1、S2、S3、S4、S5步骤中辅热系统加热物料，补风机构自动向发酵长廊中补充空气，发酵长廊顶部气流在穿堂风的推动下自动由长廊尾端向首端运动并进入废气收集系统，除尘除臭系统处理废气收集系统排出的废气。

S1、S2、S3、S4、S5步骤中通过传感器检测各部分物料的发酵情况，根据需要控制推进移料辊正向或反向运行，推进平移机构一方面给物料充氧、松散物料，另一方面在大量挥发水分同时将物料向料槽尾部推进，直至将发酵完成的疏松物料导入连续出料机构（料斗和输送带组合出料）。

S1、S2、S3 、S4、S5步骤发酵过程中产生的臭气收集经发酵长廊顶部的废气收集系统和除尘除臭系统（除尘除臭负压风机）抽出，一方面除尘除臭，另一方面促使物料水分的快速挥发，为保证发酵长廊内的空气含氧量，实时通过补风机构增补新鲜空气；废水导入沼气池回用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。