一种有机固体废物处理制肥料的成套设备的制作方法

本实用新型涉及肥料设备技术领域,特别涉及经常温高压水解和加压、释压往复偶联向固定靶冲击产生气溶胶脱水生产新型肥料的成套设备技术领域,尤其涉及一种有机固体废物处理制肥料的成套设备。

背景技术：

有机固体废物泛指人、畜、禽粪污及畜禽病死尸、生活垃圾分类后的厨余垃圾、污水处理厂的剩余活性污泥、农作物秸秆、林业废物如树叶、树枝，加工过的锯屑、废人造板、以动植物为原料加工后的有机废物。

目前利用有机固体废物制备肥料技术主要有如下几种:

1、以往的有机固体废物水解制肥技术，需用锅炉蒸汽加热，温度和压力有关联性，不好分别控制，往往超过120℃会产生挥发性有机酸，为第一代水解技术。还有温度和压力分开控制的低温加压水解的，单独用热源设备加热，温度不超过120℃，不产生挥发性有机酸。加压用活塞往复空气压缩机产生的较高压力，来补充加热设备加热的温度，远低于120℃的115℃的不足，将加温和加压分开。分别采用二套装置，为第二代水解技术。第一代水解技术和第二代水解技术都要加酸性催化剂。

2、第一代和第二代水解技术，水解后湿物料的脱水用干燥机有直接加热和间接加热的干燥机，都要将物料加热到150℃以上产生的水蒸汽脱水，耗能高。

3、为了克服上述二代水解技术的不足，采用不另外设置热源设备的技术，即常温高压水解技术，特点是不加催化剂，或减半量50％加催化剂。水解时不另设热源设备加热，故称常温。采用活塞往复空气压缩机组成的空气热泵，如实用新型专利“一种新型空气热泵”，专利号201920182439.9，用这种专利设备加压，同时空气热泵自然压缩热产生100℃－200℃可控制温度。所谓常温就是不需要单独设热源设备对水解物料进行加热，而是热泵加压过程中自然产生的高于环境温度的压缩热，一机两用。用高压来补充低温的不足，耗能只是空气热泵的拖动电机的电耗，比单独设加热器加热显著节能。

4、第一代和第二代水解技术对湿水解物料干燥脱水采用干燥机将湿物料中水份加热到超过100℃形成水蒸汽进行脱水干燥，热源温度超过150℃以上，能源消耗很大。

5、还有一种有机固体废物的蒸汽爆破技术就是用锅炉蒸汽加压、释压产生膨化作用的一次性，没有水解过程和通过反复几次加压、释压向固定靶冲击产生常温气溶胶的脱水过程。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于现有利用机固体废物制备肥料技术所存在的不足而提供一种有机固体废物处理制肥料的成套设备，其采用空气热泵加压、释压和向固定靶冲击所产生的冲击力时产生的气溶胶形式脱水，不形成水蒸汽形式脱水。采用2台往复偶联的加压、释压产生气溶胶和互相向二台设备的固定靶往复冲击产生的气溶胶用产生负压的高压引风机将气溶胶输送到气水分离器，使空气与水分离，空气放空，水回收。这种一机两用，靠释压和冲击固定靶产生常温气溶胶脱水的水解技术为第三代水解技术。

本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种有机固体废物处理制肥料的成套设备，包括粗、细粉碎机、水解罐、第一空气热泵、第二空气热泵、第一往复偶联脱水机、第二往复偶联脱水机、高压引风机、气水分离器、电脑配料机、发酵机、计量包装机和控制装置；所述粗、细粉碎机的出料口与所述水解罐的进料口相连，所述第一空气热泵的出气口与所述水解罐的进气口和所述发酵机的进气口相连，所述水解罐的出料口分别与第一往复偶联脱水机的总进料口和第二往复偶联脱水机的总进料口相连；所述第一往复偶联脱水机的循环进料口与所述第二往复偶联脱水机的循环出料口相连，所述第一往复偶联脱水机的循环出料口与所述第二往复偶联脱水机的循环进料口相连；第一往复偶联脱水机的总出料口与所述电脑配料机的第一进料口相连，第二往复偶联脱水机的总出料口与所述电脑配料机的第二进料口相连，所述电脑配料机的第三进料口与添加剂槽的出料口相连；所述第二空气热泵的出气口分别与所述第一往复偶联脱水机的进气口与所述第二往复偶联脱水机的进气口相连，所述高压引风机的进风口分别与所述第一往复偶联脱水机的出气口与所述第二往复偶联脱水机的出气口相连；所述高压引风机的气溶胶出口与所述气水分离器的入口相连；所述发酵机的进料口分别与所述电脑配料机的出料口和菌液槽的出料口相连；所述发酵机的出料口与所述计量包装机的进料口相连；所述控制装置与所述水解罐、第一空气热泵、第二空气热泵、第一往复偶联脱水机、第二往复偶联脱水机控制连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述控制装置与所述水解罐的出料口上的快开电动出料阀门控制连接；所述控制装置还分别与第一空气热泵中的电机和第二空气热泵中的电机控制连接，同时所述控制装置还与第一空气热泵中的压力传感器和第二空气热泵中的压力传感器信号连接；所述控制装置还分别与第一往复偶联脱水机的总进料口、循环进料口、循环出料口、总出料口、出气口上的控制电动阀门和第二往复偶联脱水机的总进料口、循环进料口、循环出料口、总出料口、出气口上的控制电动阀门控制连接，以控制第一往复偶联脱水机中的这些控制电动阀门和第二往复偶联脱水机中的这些控制电动阀门的开启状态；同时所述控制装置还分别与第一往复偶联脱水机中的时间继电器和第二往复偶联脱水机中的时间继电器信号连接；所述控制装置还分别与所述高压引风机的进风口上的电动阀门和电机控制连接，所述控制装置通过编程控制。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述控制装置将所述水解罐的压力控制在1.0mpa－4.0mpa范围内，所述水解罐温度为所述第一空气热泵加压过程中产生的压缩热关联温度为100℃－200℃，所述水解罐的水解时间2h－6h。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述控制装置分别通过所述第二空气热泵中的压力传感器和第一往复偶联脱水机中的时间继电器以及第二往复偶联脱水机中的时间继电器将所述第一往复偶联脱水机和第二往复偶联脱水机用第二空气热泵加压的压力控制在0.3mpa－0.8mpa，加压时间控制在2min－10min。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述控制装置对所述第一往复偶联脱水机的总进料口、循环进料口、循环出料口、总出料口、进气口、出气口上的电动阀门开关和第二往复偶联脱水机的总进料口、循环进料口、循环出料口、总出料口、进气口、出气口上的电动阀门开关以及高压引风机的进气口上的电动阀门、电机的控制程序如下：

当对第一往复偶联脱水机加压时，高压引风机中的电机断电，高压引风机的进气口上的电动阀门以及第一往复偶联脱水机的总进料口、循环进料口、循环出料口、总出料口、出气口上的控制电动阀门全部关闭，第一往复偶联脱水机的进气口上的控制电动阀门和第二空气热泵开启；

当第一往复偶联脱水机向第二往复偶联脱水机释压并向固定靶冲击时，高压引风机进气口上的电动阀门以及第一往复偶联脱水机的循环出料口上的控制电动阀门和第二往复偶联脱水机的循环进料口、出气口上的控制电动阀门全部打开，高压引风机中的电机得电启动，所述第二空气热泵向第一往复偶联脱水机加压完成后向第二往复偶联脱水机释压，第二往复偶联脱水机产生气溶胶同时向固定靶冲击产生冲击力，二次释放气溶胶通过所述高压引风机的气溶胶出口和所述气水分离器的入口进入气水分离器脱水；

反之，对第二往复偶联脱水机加压时，高压引风机中的电机断电，高压引风机的进气口上的电动阀门以及第二往复偶联脱水机的总进料口、循环进料口、循环出料口、总出料口、出气口上的控制电动阀门全部关闭，第二往复偶联脱水机的进气口上的控制电动阀门和第二空气热泵开启；

当第二往复偶联脱水机向第一往复偶联脱水机释压并向固定靶冲击时，高压引风机进气口上的电动阀门以及第二往复偶联脱水机的循环出料口上的控制电动阀门和第一往复偶联脱水机的循环进料口、出气口上的控制电动阀门全部打开，高压引风机中的电机得电启动，所述第二空气热泵向第二往复偶联脱水机加压完成后向第一往复偶联脱水机释压，第一往复偶联脱水机产生气溶胶同时向固定靶冲击产生冲击力，二次释放气溶胶通过所述高压引风机的气溶胶出口和所述气水分离器的入口进入气水分离器脱水；

所述第一往复偶联脱水机和所述第二往复偶联脱水机互相自动偶联；

加压、释压和向固定靶冲击力产生的气溶胶通过过所述高压引风机的气溶胶出口和所述气水分离器的入口进入气水分离器分离空气和水，空气排空，水回收；

当物料含水量达到10％－30％时，所述第二空气热泵停止加压、释压和向固定靶冲击。

与现有技术相比，本实用新型的优越性在于：

1.用第一空气热泵产生的空气压力对有机物料进行水解，虽然压力比较高，但空气热泵产生的压缩热比较低，但对水解物料的水解可以不加催化剂或减半加催化剂，节省成本。

2.用第一空气热泵加压同时产生的压缩热进行水解，不用外加热源设备，做到一机两用，节省热源设备的投资。

3.用第二空气热泵对第一往复偶联脱水机和第二往复偶联脱水机进行往复加压、释压产生气溶胶同时向固定靶冲击，产生冲击力二次释放气溶胶，温度为常温，低温水解100℃左右，脱水不用干燥机脱水，比干燥机超过150℃。使物料中的水分转换成蒸汽脱水，气溶胶脱水耗能是空气热泵的拖动电机的电耗费用。以空气热泵产生的气溶胶脱水是常温比干燥机的蒸汽脱水，节省设备投资，同时也减少运行费用。

本实用新型的原理是电机的电能转化成机械能，带动活塞式空压机组成的空气热泵转化成压缩动能，转变成势能，释放压缩热，通过释压恢复到常压吸收环境热量，通过空气带动瞬间释放出气溶胶，同时物料得到膨化、细化、小分子化。由动能转化成势能，使物料中束缚水转化成气溶胶释放，增加物料活性，使之细化、小分子化。再通过往复加压、释压产生气溶胶，同时向固定靶冲击产生冲击力强大的动能，二次产生气溶胶脱水，使有机物料反复膨化、细化、活化、小分子化，提高有机肥质量，通过物理动能、势能的转换，使物料膨化、细化、小分子化，同时以气溶胶形式脱水，不是靠热效应使物料中水产生蒸汽脱水，使设备减化做，到一机二用。

附图说明

图1为本实用新型的有机固体废物处理制肥料的成套设备的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本实用新型。

有机固体废物包括的类型很多，范围很广。物料前处理有的需要粗碎、细碎，有的不需要粗碎，只要细碎，有的不需要粉碎，只需要筛分去杂物，这些种种预处理过程设备都是成熟的公开透明的。

参见图1，图中所示的一种有机固体废物处理制肥料的成套设备，包括粗、细粉碎机10、水解罐20、第一空气热泵30、第二空气热泵30a、第一往复偶联脱水机40、第二往复偶联脱水机40a、高压引风机50、气水分离器60、电脑配料机70、发酵机80、计量包装机90和控制装置100。

粗、细粉碎机10、高压引风机50、气水分离器60、电脑配料机70、发酵机80、计量包装机90已是公开成熟的技术设备，不详细说明。

第一空气热泵30和第二空气热泵30a均为已获实用新型专利名称一种新型空气热泵，专利号201920182439.9。

粗、细粉碎机10的出料口11与水解罐20的进料口21相连，第一空气热泵30的出气口31、32与水解罐20的进气口22和发酵机80的进气口81相连，水解罐20的出料口23分别与第一往复偶联脱水机40的总进料口41和第二往复偶联脱水机40a的总进料口41a相连。

第一往复偶联脱水机40的循环进料口42与第二往复偶联脱水机40a的循环出料口43a相连，第一往复偶联脱水机40的循环出料口43与第二往复偶联脱水机40a的循环进料口42a相连；第一往复偶联脱水机40的总出料口44与电脑配料机70的第一进料口71相连，第二往复偶联脱水机40a的总出料口44a与电脑配料机70的第二进料口72相连，电脑配料机70的第三进料口73与添加剂槽110的出料口111相连。

第二空气热泵30a的出气口31a、32a分别与第一往复偶联脱水机40的进气口45与第二往复偶联脱水机40a的进气口45a相连，高压引风机50的进风口51分别与第一往复偶联脱水机40的出气口46与第二往复偶联脱水机40a的出气口46a相连；高压引风机50的气溶胶出口52与气水分离器60的入口61相连；发酵机80的进料口82分别与电脑配料机70的出料口74和菌液槽120的出料口121相连；发酵机80的出料口83与计量包装机90的进料口91相连。

控制装置100与水解罐20中的快开电动出料阀门控制连接；控制装置100还分别与第一空气热泵30中的电机和第二空气热泵30a中的电机控制连接，同时控制装置100还与第一空气热泵30中的压力传感器和第二空气热泵30a中的压力传感器信号连接；控制装置100还分别与第一往复偶联脱水机40中的控制电动阀门和第二往复偶联脱水机40a中的控制电动阀门控制连接，以控制第一往复偶联脱水机40中的控制电动阀门和第二往复偶联脱水机40a中的控制电动阀门的开启状态；同时控制装置100还分别与第一往复偶联脱水机40中的时间继电器和第二往复偶联脱水机40a中的时间继电器信号连接；控制装置100还分别与高压引风机50的进气口51上的电动阀门开关和电机控制连接，控制装置100通过编程控制。

用农作物秸秆为例经粗、细粉碎机10粉碎成细料后，进水解罐20因秸秆物料含水量少，为15％－20％需加水补充。加水量为秸秆重量的1.5倍。打开第一空气热泵30的出气口31向水解罐20的进气口22注入空气。使水解罐20的压力控制在2.5mpa，使水解罐20的水解时间保持4h。

当第一空气热泵30向水解罐20加压产生压缩热180℃使物料温度上升到100℃时，控制水解罐20压力在0.6mpa，打开第一往复偶联脱水机40的总进料口41和出气口46上的控制电动阀门，开启高压引风机50的进气口51上的电动阀门和电机，打开水解罐20的出料口23上的快开电动出料阀门，使水解罐20物料向第一往复偶联脱水机40喷射释压到常压，这时，大量乳白色的气溶胶从水解罐20释放出来，同时被喷射的水解物料同时向第一往复偶联脱水机40上部的固定靶冲击，产生的冲击力，二次使物料中的乳白色气溶胶释放出来，由高压引风机50的负压将二次释放的气溶胶送到气水分离器60中进行空气和水的分离，空气放空，水回收。

第一往复偶联脱水机40的脱气溶胶的物料，沉到下部。关掉第一往复偶联脱水机40的总进料口41、循环进料口42、循环出料口43、总出料口44、出气口46的控制电动阀门和高压引风机50的进气口51上的电动阀门和电机，同时打开第一往复偶联脱水机40的进气口45上的控制电动阀门，由第二空气热泵30a的出气口31a和第一往复偶联脱水机40的进气口45向第一往复偶联脱水机40中注入压缩空气，压力通过控制装置100控制第一往复偶联脱水机40中的压力传感器，使压力控制在0.6mpa时延续持压2min。

然后打开第一往复偶联脱水机40的循环出料口43上的控制电动阀门、第二往复偶联脱水机40a的循环进料口42a上的控制电动阀门、第二往复偶联脱水机40a的出气口46a上的控制电动阀门、高压引风机50的进气口51上的电动阀门，第一往复偶联脱水机40快速出料，释压射向第二往复偶联脱水机40a中立即产生乳白色的气溶胶，同时高速喷射的料流向第二往复偶联脱水机40a的固定靶冲击，其强大的冲击力，使水解物料中气溶胶二次释放。

第二往复偶联脱水机40a上部的高压引风机50产生的负压，将二次释放的气溶胶自动输入到气水分离器60中进行空气与水分离，空气放空，水回收。

第二往复偶联脱水机40a中的水解物料落入下部，关闭第二往复偶联脱水机40a的总进料口41a、循环进料口42a、循环出料口43a、总出料口44a、出气口46a的控制电动阀门和高压引风机50的进气口51上的电动阀门和电机,同时打开第二往复偶联脱水机40a的进气口45a上的控制电动阀门，由第二空气热泵30a的出气口31a和第二往复偶联脱水机40a的进气口45a向第二往复偶联脱水机40a中注入压缩空气，压力通过控制装置100控制第二往复偶联脱水机40a中的压力传感器，使压力控制在0.6mpa时延续持压2min。

接着打开第二往复偶联脱水机40a的循环出料口43a上的控制电动阀门、第一往复偶联脱水机40的循环进料口42上的控制电动阀门、第一往复偶联脱水机40的出气口46上的控制电动阀门、高压引风机50的进气口51上的电动阀门，第二往复偶联脱水机40a快速出料，释压射向第一往复偶联脱水机40中立即产生乳白色的气溶胶，同时高速喷射的料流向第一往复偶联脱水机40的固定靶冲击，其强大的冲击力，使水解物料中气溶胶二次释放。第一往复偶联脱水机40上部的高压引风机50产生的负压，将二次释放的气溶胶自动输入到气水分离器60中进行空气与水分离，空气放空，水回收。

由第一往复偶联脱水机40和第二往复偶联脱水机40a的互相加压、释压，向固定靶冲击，二次释放气溶胶脱水，往复次数以物料含水量达到20％为准，为往复4次。物料含水量达19.4％。脱掉水的干物料，松散细度达60目－80目的混合物料。

混合物料达到要求后，打开第一往复偶联脱水机40的总出料口44上的控制电动阀门或者第二往复偶联脱水机40a的总出料口44a上的控制电动阀门进行出料，混合物料由输送机输送到电脑配料机70。

如生产有机－无机复合肥，则通过添加剂槽110向电脑配料机70添加化肥添加剂进行配料得到有机－无机复合肥。

如生产复合微生物混料，电脑配料机70则将添加有化肥添加剂的混合物料输送到发酵机80中，同时将菌液槽120中的菌液也加入发酵机80中进行发酵，发酵到成熟后，有益活菌数达标时，由第一空气热泵30的空气注入到发酵机80强制脱水到小于等于30％的标准时为止，最后到计量包装，产品入库。

或者：

当第一空气热泵30向水解罐20加压产生压缩热180℃使物料温度上升到100℃时，控制水解罐20压力在0.6mpa，打开第二往复偶联脱水机40a的总进料口41a和出气口46a上的控制电动阀门，开启高压引风机50a的进气口51a上的电动阀门和电机，打开水解罐20的出料口23上的快开电动出料阀门，使水解罐20物料向第二往复偶联脱水机40a喷射释压到常压，这时，大量乳白色的气溶胶从水解罐20释放出来，同时被喷射的水解物料同时向第二往复偶联脱水机40a上部的固定靶冲击，产生的冲击力，二次使物料中的乳白色气溶胶释放出来，由高压引风机50的负压将二次释放的气溶胶送到气水分离器60中进行空气和水的分离，空气放空，水回收。

第二往复偶联脱水机40a的脱气溶胶的物料，沉到下部。关掉第二往复偶联脱水机40a的总进料口41a、循环进料口42a、循环出料口43a、总出料口44a、出气口46a的控制电动阀门和高压引风机50的进气口51上的电动阀门和电机，同时打开第二往复偶联脱水机40a的进气口45a上的控制电动阀门，由第二空气热泵30a的出气口31a和第二往复偶联脱水机40a的进气口45a向第二往复偶联脱水机40a中注入压缩空气，压力通过控制装置100控制第二往复偶联脱水机40a中的压力传感器，使压力控制在0.6mpa时延续持压2min。

然后打开第二往复偶联脱水机40a的循环出料口43a上的控制电动阀门、第一往复偶联脱水机40的循环进料口42上的控制电动阀门、第一往复偶联脱水机40的出气口46上的控制电动阀门、高压引风机50的进气口51上的电动阀门，第二往复偶联脱水机40a快速出料，释压射向第一往复偶联脱水机40中立即产生乳白色的气溶胶，同时高速喷射的料流向第一往复偶联脱水机40的固定靶冲击，其强大的冲击力，使水解物料中气溶胶二次释放。

第一往复偶联脱水机40上部的高压引风机50产生的负压，将二次释放的气溶胶自动输入到气水分离器60中进行空气与水分离，空气放空，水回收。

第一往复偶联脱水机40中的水解物料落入下部，关闭第一往复偶联脱水机40的总进料口41、循环进料口42、循环出料口43、总出料口44、出气口46的控制电动阀门和高压引风机50的进气口51上的电动阀门和电机,同时打开第一往复偶联脱水机40的进气口45上的控制电动阀门，由第二空气热泵30a的出气口31a和第一往复偶联脱水机40的进气口45向第一往复偶联脱水机40中注入压缩空气，压力通过控制装置100控制第一往复偶联脱水机40中的压力传感器，使压力控制在0.6mpa时延续持压2min。

接着打开第一往复偶联脱水机40的循环出料口43上的控制电动阀门、第二往复偶联脱水机40a的循环进料口42a上的控制电动阀门、第二往复偶联脱水机40a的出气口46a上的控制电动阀门、高压引风机50的进气口51上的电动阀门，第一往复偶联脱水机40快速出料，释压射向第二往复偶联脱水机40a中立即产生乳白色的气溶胶，同时高速喷射的料流向第二往复偶联脱水机40a的固定靶冲击，其强大的冲击力，使水解物料中气溶胶二次释放。第二往复偶联脱水机40a上部的高压引风机50产生的负压，将二次释放的气溶胶自动输入到气水分离器60中进行空气与水分离，空气放空，水回收。

由第二往复偶联脱水机40a和第一往复偶联脱水机40的互相加压、释压，向固定靶冲击，二次释放气溶胶脱水，往复次数以物料含水量达到20％为准，为往复4次。物料含水量达19.4％。脱掉水的干物料，松散细度达60目－80目的混合物料。

混合物料达到要求后，打开第一往复偶联脱水机40的总出料口44上的控制电动阀门或者第二往复偶联脱水机40a的总出料口44a上的控制电动阀门进行出料，混合物料由输送机输送到电脑配料机70。

如生产有机－无机复合肥，则通过添加剂槽110向电脑配料机70添加化肥添加剂进行配料得到有机－无机复合肥。

如生产复合微生物混料，电脑配料机70则将添加有化肥添加剂的混合物料输送到发酵机80中，同时将菌液槽120中的菌液也加入发酵机80中进行发酵，发酵到成熟后，有益活菌数达标时，由第一空气热泵30的空气注入到发酵机80强制脱水到小于等于30％的标准时为止，最后到计量包装，产品入库。

本实用新型的成套设备能生产多种类型的有机肥料，包括普通有机肥、生物有机肥、复合微生物肥料和农用微生物菌剂等。

本实用新型尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和原则精神的情况下，可以对这个实施例进行多种变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。