连续分段式死猪炭化处理装置及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种连续分段式死猪炭化处理装置及工艺，解决现有动物与植物的特性区别导致现有的秸秆炭化装置无法拥有死猪的炭化问题。本装置包括提供热风的燃烧炉、切碎物料的切碎机以及用于翻炒并输送切碎后物料的滚筒，切碎机的出料口及燃烧炉出风口连接滚筒的首端，滚筒的末端底部设有固形物出口，固形物出口连接有炭化炉，滚筒的末端还设有排气口，排气口连接尾气处理装置，滚筒的首端具有一次配风口，滚筒内部距离首端1/4～1/2处设有二次配风口，二次配风口通过从滚筒端部进入的导气管探入滚筒内。本发明利用死猪炭化装置的分段式温度控制方式，减少二噁英的产生，避免二次污染；炭化之前经过高温杀菌和低温干燥前处理，实现了动物物料的炭化。
【专利说明】连续分段式死猪炭化处理装置及工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种炭化装置及工艺，特别涉及一种连续分段式死猪炭化处理装置及工艺。
【背景技术】
[0002]我国是畜禽养殖大国，养殖规模居世界前列。畜禽养殖的过程中，由于天气、疫病等原因养殖过程中存在一定的死亡率。以生猪养殖业为例，一般情况下，生猪养殖成活率在97%左右，这些死亡生猪如不能及时有效处理，必然对生态环境、养殖业健康发展造成潜在危害。传统的死猪处理方法一般采用深埋、焚烧等方式。深埋法存在一定的环境污染风险；而焚烧法处理成本高，且焚烧过程中如果燃烧不完全容易产生二噁英造成二次污染。
[0003]而目前也有采用封闭循环的死猪处理方式，如中国专利局2012年10月18日公开的CN102921696A号专利申请文件，名称为病死猪处理工艺，该工艺包括步骤一、接收处理；把病死猪收集到处理场所内；步骤二、消毒处理；把收集到处理场所内的病死猪进行消毒；步骤三、密封粉碎处理；把经消毒处理后的病死猪送到密闭的处理车间，用切断机，把病死猪切断，再送入粉碎机中，把切断的物料粉碎；步骤四、蒸煮和压榨处理；粉碎的物料送入到高压容器内进行高温消毒和灭菌；步骤五、蝇蛆养殖；所得的渣作为蝇蛆饲料，进行蝇蛆养殖；然后进行分离，分离后得到残物、排泄物和鲜蛆；步骤六、油水进一步分离为油和水，得到的油作为生物柴油及化工原料，进行下一步加工，分离出的水经浓缩后送入到步骤五中为蝇蛆养殖用。该工艺采用高温蒸煮过程中，需要大量的能源对水进行加热，而加热后的水又是带着大量的热量排放，耗能大，处理成本高，而且上述工艺非常复杂。
[0004]目前很少有针对死猪进行炭化的装置，而用于农作物秸杆炭化装置显然不适合死猪等动物原料的炭化。动物和植物属于完全不同的生物，具有不同的特性，使炭化过程中存在不同的要求。动物与植物组织的区别主要有以下几点:1、动物组织中含骨质，难以像植物一样粉碎成细小颗粒；2、以死猪为例，死猪含水率一般在70%以上，由于粉碎的难度，干燥过程长，温度要求高，需要专门的干燥装置；3、动物组织中含氯，干燥过程中与高温干燥气流接触，容易产生二噁英有害气体，尤其是动物毛发、油脂如果不完全燃烧，更容易促使二噁英的产生。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决现有动物与植物的特性区别导致现有的秸杆炭化装置无法适用死猪的炭化问题，提供连续分段式死猪炭化处理装置及工艺。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种连续分段式死猪炭化处理装置，包括提供热风的燃烧炉、切碎物料的切碎机以及用于翻炒并输送切碎后物料的滚筒，切碎机的出料口及燃烧炉出风口连接滚筒的首端，滚筒的末端底部设有固形物出口，固形物出口连接有炭化炉，滚筒的末端还设有排气口，排气口连接尾气处理装置，滚筒的首端具有一次配风口，滚筒内部距离首端1/4?1/2处设有二次配风口，二次配风口通过从滚筒端部进入的导气管探入滚筒内。将死猪切碎成小块后，利用滚筒的翻炒，增大了与热气流的接触面积，杀菌和干燥效果好，并且充分利用热量。第一区段，死猪物料含水率起始在70%以上，滚筒首端的温度高，保证杀菌效果，而且起到一定的干燥效果；第二区段，当物料含水率下降到50%左右，再在高温环境下、尤其是毛发及油脂不完全燃烧，产生二噁英，因此进行二次配风，将干燥温度降低到150?250°C度之间，减少二噁英产生；第三区段，滚筒末端物料含水率在30%以下，送入炭化炉进行高温绝氧炭化，温度保持在800°C以上，二噁英在高温下产生也能快速分解，而且可以将物料炭化析出的裂解气导入燃烧炉或者滚筒首端高温区进行燃烧。高温气流杀菌的尾气经过尾气处理后排放。
[0007]作为优选，所述导气管从滚筒末端探入滚筒内，并在导气管中部设有温度传感器。对第二区段的温度进行监控，及时调整二次配风量。
[0008]作为优选，所述二次配风口出风方向朝向滚筒径向、或者朝向滚筒末端、或者偏向滚筒末端倾斜出风。确保二次配风不会对第一区段的温度产生影响。
[0009]作为优选，所述滚筒采用内螺纹输送，二次配风口前侧的螺纹螺距大于后侧的螺纹螺距。物料干燥过程中水分不断析出，重量降低，通过调节输送螺纹，延长物料在第二区段低温干燥的时间，保证干燥效果，同时又不会导致物料积压。
[0010]作为优选，所述滚筒的首端设有与燃烧炉连通的进风室，滚筒末端设有具有固形物出口和排气口的出风室，炭化炉两侧分别与进风室和出风室连通，滚筒和炭化炉分别作为进风室和出风室之间的独立气流支路。进风室进行统一配风，提供高温气流，滚筒内通过两次配风控制第一区段和第二区段的温度，炭化炉直接引入进风室的高温气流进行炭化。
[0011]作为优选，所述炭化炉内设有封闭输送的炭化绞龙，炭化绞龙进口与滚筒固化物出口连接，炭化绞龙的侧壁连接有裂解气导管，裂解气导管另一端连接到燃烧炉或者滚筒首端。裂解气可燃且可能含有毒性物质，直接导入高温、含氧的燃烧炉或者滚筒首端进行燃
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[0012]作为优选，所述炭化绞龙包括上下布置的多个分段式绞龙，上下相邻的绞龙分段首尾相接、输送方向相反。保证物料有足够的炭化时间。
[0013]作为优选，所述尾气处理装置包括依次连接的旋风分离器和水幕除尘器，水幕除尘器入口还设有提供气流动力的引风机。
[0014]作为优选，所述切碎机为多级切碎机，多级切碎机首尾相连，物料切碎体积逐级减小，最后一级的切碎机通过绞龙连接滚筒的首端。
[0015]作为优选，所述切碎机置于隔离室中，隔离室通过通风管道与燃烧炉的进风口连通，通风管道上设有引风机。死猪含有大量的致病菌，在前处理过程中，未经高温杀菌，尤其在切割粉碎过程中，切割过程中粉尘和病死猪本身散发的有毒气体会严重污染环境。将切碎过程单独设置在隔离室中，防止污染环境，并将隔离室的空气通过引风机送到燃烧炉作为助燃风，不仅能对隔离室内的空气进行置换，避免有毒气体浓度过高从进料的开口溢出造成污染或者对操作人员致病，而且能直接利用燃烧炉的燃烧和高温，杀菌，除尘，使隔离室内的空气进入循环，最终污染排放。
[0016]作为优选，所述隔离室进料侧通过输送带与外部连通，输送带连接有将物料送入切碎机进料口的提升机。
[0017]一种连续分段式死猪炭化处理工艺，包括以下步骤: a、启动燃烧器，向滚筒和燃烧炉通入热风，并在滚筒首端一次配风，使滚筒首端温度处于500?600°C之间，在二次配风口处配风，使二次配风口往后的温度处于150?250°C之间；
b、将死猪送入粉碎机，粉碎后物料送入滚筒；
C、控制滚筒转速，使物料在滚筒首端到二次配风口之间进行高温杀菌，并保证物料到达二次配风口时含水率在45% — 55%之间；
d、物料在二次配风口和滚筒末端之间进行低温干燥，滚筒末端时处物料含水率低于
30% ；
e、物料进入炭化炉的炭化绞龙进行高温炭化；
f、滚筒和炭化炉的尾气进入尾气处理装置净化处理排放；
g、生物炭从炭化绞龙末端输出。
[0018]本发明利用死猪炭化装置的分段式温度控制方式，减少二噁英的产生，避免二次污染；炭化之前经过高温杀菌和低温干燥前处理，实现了动物物料的炭化。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明一种结构示意图。
[0020]图中:1.输送带，2.斗式提升机，3.隔离室，4.一级切碎机，5.通风口，6.二级粉碎机，7.进风室，8.滚筒，9.导气管，10.出风室，11.燃烧炉，12.温度传感器，13.炭化炉，14.旋风分离器，15.水幕除尘器，16.炭化绞龙，17.内螺纹。
【具体实施方式】
[0021]下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
[0022]实施例:一种连续分段式死猪炭化处理装置及工艺，如图1所示。本装置左端为起始端，病死猪通过输送带I进入隔离室3内。在隔离室3内，病死猪通过斗式提升机2提升到一级切碎机4的进料口，一级切碎机将病死猪切碎成较大的块状，通过绞龙送到二级切碎机6切碎成小块，一级切碎机也可以直接出料口与二级切碎机进料口对齐，采用一级切碎机下侧的料斗的开闭控制输送量。隔离室3的靠近滚筒的一侧设有通风口，通风口处设有通风管道连接燃烧炉的进风口，并在通风管道上设置提供气流动力的引风机，对隔离室内空气进行置换。
[0023]二级切碎机6通过绞龙连接滚筒8的首端，将切碎后的病死猪物料送入滚筒翻炒并向滚筒末端输送，滚筒内壁设有用于翻炒和输送的内螺纹17。滚筒的首端设有进风室7，滚筒的末端设有出风室10。进风室的一侧设有燃烧炉11，燃烧炉的热风进入进风室温度在SOO0C以上，热风从滚筒首端进入、并在滚筒首端设置一次配风口，将滚筒首端温度调节到500?600°C,作为第一区段,进行杀菌和干燥；从滚筒末端伸入一根导气管9,导气管端部距离滚筒首端1/3滚筒长度，导气管端部为二次配风口，二次配风口朝向滚筒末端倾斜出风，将二次配风口后方的滚筒内温度控制到150?250°C，作为第二区段进行低温干燥；热风从滚筒的末端进入出风室，通过尾气处理装置进行排放。滚筒内部二次配风口前侧的内螺纹螺距要大于后侧的内螺纹螺距。
[0024]滚筒末端固形物出口设置在出风室10处，固形物出口通过炭化绞龙16进入炭化室13，作为第三区段，进行高温绝氧炭化。炭化室13进风引自进风室7，出风排出到出风室10，炭化室内温度通过高温气流控制在800°C以上。炭化绞龙16上设有裂解气导管，将炭化过程析出的可燃有毒性的裂解气导入到第一区段进行燃烧。炭化绞龙包括上下两个绞龙分段，两个绞龙分段首尾相接，输送方向相反，炭化绞龙出口输出生物炭。
[0025]出风室10还有排气口，排气口连接旋风分离器14，旋风分离器的气流出口通过引风机连接水幕除尘器15。旋风分离器的粉尘出口收集的粉尘物料，送入燃烧炉11燃烧，燃烧底物集中处理。
[0026]整个系统的滚筒、燃烧炉、切碎机设置在相对封闭的空间内，在上述封闭空间内将切碎机单独隔离在隔离室中，燃烧炉的助燃风引自隔离室，对隔离室空气进行置换。
[0027]本装置的工艺步骤为:
a、启动燃烧器，向滚筒和燃烧炉通入热风，并在滚筒首端一次配风，使滚筒首端温度处于500?600°C之间，在二次配风口处配风，使二次配风口往后的温度处于150?250°C之间；
b、将死猪送入粉碎机，粉碎后物料送入滚筒；
C、控制滚筒转速，使物料在滚筒首端到二次配风口之间进行高温杀菌，并保证物料到达二次配风口时含水率在45% — 55%之间；
d、物料在二次配风口和滚筒末端之间进行低温干燥，滚筒末端时处物料含水率低于
30% ；
e、物料进入炭化炉的炭化绞龙进行800°C高温炭化；
f、滚筒和炭化炉的尾气进入尾气处理装置净化处理排放；
g、生物炭从炭化绞龙末端输出。
【权利要求】
1.一种连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:包括提供热风的燃烧炉、切碎物料的切碎机以及用于翻炒并输送切碎后物料的滚筒，切碎机的出料口及燃烧炉出风口连接滚筒的首端，滚筒的末端底部设有固形物出口，固形物出口连接有炭化炉，滚筒的末端还设有排气口，排气口连接尾气处理装置，滚筒的首端具有一次配风口，滚筒内部距离首端1/4?1/2处设有二次配风口，二次配风口通过从滚筒端部进入的导气管探入滚筒内。
2.根据权利要求1所述的连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:所述导气管从滚筒末端探入滚筒内，并在导气管中部设有温度传感器。
3.根据权利要求1所述的连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:所述二次配风口出风方向朝向滚筒径向、或者朝向滚筒末端、或者偏向滚筒末端倾斜出风。
4.根据权利要求1或2或3所述的连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:所述滚筒采用内螺纹输送，二次配风口前侧的螺纹螺距大于后侧的螺纹螺距。
5.根据权利要求1或2或3所述的连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:所述滚筒的首端设有与燃烧炉连通的进风室，滚筒末端设有具有固形物出口和排气口的出风室，炭化炉两侧分别与进风室和出风室连通，滚筒和炭化炉分别作为进风室和出风室之间的独立气流支路。
6.根据权利要求1或2或3所述的连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:所述炭化炉内设有封闭输送的炭化绞龙，炭化绞龙进口与滚筒固化物出口连接，炭化绞龙的侧壁连接有裂解气导管，裂解气导管另一端连接到燃烧炉或者滚筒首端。
7.根据权利要求6所述的连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:所述炭化绞龙包括上下布置的多个分段式绞龙，上下相邻的绞龙分段首尾相接、输送方向相反。
8.根据权利要求1或2或3所述的连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:所述尾气处理装置包括依次连接的旋风分离器和水幕除尘器，水幕除尘器入口还设有提供气流动力的引风机。
9.根据权利要求1或2或3所述的连续分段式死猪炭化处理装置，其特征在于:所述切碎机为多级切碎机，多级切碎机首尾相连，物料切碎体积逐级减小，最后一级的切碎机通过绞龙连接滚筒的首端。
10.一种适用权利要求1至8任意一条所述装置的连续分段式死猪炭化处理工艺，其特征在于:包括以下步骤: a、启动燃烧器，向滚筒和燃烧炉通入热风，并在滚筒首端一次配风，使滚筒首端温度处于500?600°C之间，在二次配风口处配风，使二次配风口往后的温度处于150?250°C之间； b、将死猪送入粉碎机，粉碎后物料送入滚筒； C、控制滚筒转速，使物料在滚筒首端到二次配风口之间进行高温杀菌，并保证物料到达二次配风口时含水率在45% — 55%之间； d、物料在二次配风口和滚筒末端之间进行低温干燥，滚筒末端时处物料含水率低于30% ； e、物料进入炭化炉的炭化绞龙进行高温炭化； f、滚筒和炭化炉的尾气进入尾气处理装置净化处理排放； g、生物炭从炭化绞龙末端输出。
【文档编号】B09B3/00GK103736710SQ201310643765
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】杨生茂, 吕豪豪, 曹志洪, 刘玉学, 何世山, 杜克镛, 钟哲科 申请人:浙江省生物炭工程技术研究中心