一种复合肥的制备工艺装置及其方法配比与流程

本发明属于复合肥领域，尤其涉及一种复合肥的制备工艺装置及其方法配比。

背景技术

有机肥为农作物提供全面营养，而且肥效长，但是肥力不如化学肥料强劲，化学肥料中元素较为单一，若将的肥料混合以后施用，这样可以减少施肥次数，优势互补；而有机肥在发酵时可以产生沼气，而沼气正好可以用作用于有机肥脱水的燃料，现有的技术中没能很好的实施方案。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种有机肥化肥混合的复合肥的制备工艺装置及其方法配比。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种复合肥的制备工艺装置，包括粪便沼气发酵单元、脱水筒、复合肥配置筒和接料塔；

所述粪便沼气发酵单元的固体粪渣排出端连接所述脱水筒的进料斗，所述脱水筒的出料端对应连接所述复合肥配置筒的混合肥进料管，所述混合肥进料管的侧部还旁通连接有化肥导入管，所述化肥导入管上端还设置有化肥进料斗；所述复合肥配置筒的出料端对应在所述接料塔正上方。

进一步的，所述脱水筒的外壁下侧与所述复合肥配置筒的外壁上侧通过结构柱固定连接；还包括沼气储气单元，所述粪便沼气发酵单元的沼气排出端通过导气管连接所述沼气储气单元。

进一步的，所述复合肥配置筒的筒内同轴心转动设置有混合搅动轴，混合搅动轴与所述复合肥配置筒之间形成搅动混合通道，所述混合搅动轴的中部呈发散圆周阵列均布有若干搅拌桩；混合搅动轴的右侧轴壁盘旋设置有第一推进蛟龙叶片，所述混合搅动轴的左侧轴壁盘旋设置有第二推进蛟龙叶片；所述混合搅动轴的左端设置有出料口，所述混合肥进料管下端连通于所述搅动混合通道右端上侧；所述混合搅动轴右端连接有第一皮带传动轮；还包括固定安装的皮带电机，所述皮带电机通过皮带传动单元驱动连接所述第一皮带传动轮。

进一步的，所述脱水筒为横柱壳体的结构；所述脱水筒的筒内还同轴心设置有传送脱水内筒，所述传送脱水内筒与所述脱水筒之间形成烟气换热通道，

述传送脱水内筒的左端呈同轴心的尖锥形壳体状的引流换热头，所述尖锥形引流头的壳体外壁与所述脱水筒左端壁体之间形成燃烧腔，所述引流换热头的壳体内壁还同轴心设置有若干圈散热翅片；

所述燃烧腔连通所述烟气换热通道的左端，所述烟气换热通道右端上侧竖向连接有尾气导出管；所述脱水筒的左端安装有火焰燃烧器，所述火焰燃烧器的喷火管同轴心伸入所述燃烧腔中；

还包括配气单元和恒压送风机，所述恒压送风机的出风口通过助燃空气供给管连通所述配气单元的助燃空气进气端，所述沼气储气单元的燃气导出端通过燃气供给管连通所述配气单元的燃气进气端，所述配气单元的燃气出气端通过燃气出气管连通所述火焰燃烧器的燃气进气端，所述配气单元的助燃空气出气端通过助燃空气出气管连通所述火焰燃烧器的助燃空气进气端。

进一步的，所述传送脱水内筒的筒内左端上侧还竖向连通连接有进料管，所述进料管上端还连接有进料漏斗，所述进料管上还设置有第一下料器，所述传送脱水内筒的右端下侧竖向连通连接有出料管，所述出料管下方设置有传送带，所述出料管上设置有第二下料器；所述传送脱水内筒的右端上侧还竖向设置有水气排出管，所述水气排出管与所述尾气导出管同轴心设置，且所述尾气导出管与所述水气排出管之间形成尾气排出通道；

所述脱水筒的筒内还同轴心包设置有传送叶片轴，所述脱水筒内壁与所述传送叶片轴外壁之间形成传输脱水通道，所述传送叶片轴的右端转动穿出从所述脱水筒的右端壁体，所述传送叶片轴的内部同轴心贯通设置有送风通道；位于所述脱水筒筒内的传送叶片轴轴壁上盘旋设置有螺旋传输叶片；传送叶片轴的左端设置有锥形壳体状的出风头，所述出风头壳体外壁与所述引流换热头的壳体内壁之间形成空气预热腔，所述出风头的壳体上均布镂空有若干气体导出孔，各所述气体导出孔将所述空气预热腔与所述送风通道相互连通；所述空气预热腔连通所述传输脱水通道的左端；

还包括固定安装的增压送风机，所述增压送风机的出风筒转动套接所述传送叶片轴的右端；从所述出风筒吹出的风压入送风通道并通过若干气体导出孔吹入所述空气预热腔中；

所述传送叶片轴的外壁还同轴心同步安装有第二皮带传动轮；所述皮带电机还通过皮带传动单元传动连接所述第二皮带传动轮。

进一步的，一种复合肥的制备工艺方法及配比：

有机肥脱水过程，启动皮带电机进而同时驱动传送叶片轴和混合搅动轴同步持续旋转，与此同时将粪便沼气发酵单元排出的固体粪渣有机肥通过进料管连续下料至传送脱水内筒内的传输脱水通道中，传输脱水通道中的有机肥在螺旋传输叶片的搅动下连续翻滚，并且缓慢朝出料管方向缓慢推进，与此同时启动火焰燃烧器，进而喷火管向燃烧腔喷火，位于燃烧腔中的尖锥形引流头受到直接加热，进而使尖锥形引流头处于持续高温状态，进而对其锥腔内形成持续热传导效果，与此同时燃烧腔中产生的高温烟气在尖锥形引流头的引流作用下进入烟气换热通道中，并最终通过尾气导出管排出，在高温烟气经过烟气换热通道的过程中对传送脱水内筒进行均匀热，进而对其传送脱水内筒内部的有机肥进持续均匀加热，促进其有机肥的脱水蒸发；与此同时启动增压送风机，进而出风筒吹出的风压入送风通道并通过若干气体导出孔吹入所述空气预热腔中，进而空气预热腔中的增压空气顺着传输脱水通道流向水气排出管，并且空气预热腔中的增压空气通过传输脱水通道流出水气排出管的过程中顺便加速带走传输脱水通道中因发热翻滚脱水产生的水蒸气，促进传输脱水通道中的脱水进程；与此同时空气预热腔中的空气还会受到尖锥形引流头的热传导作用，进而对锥腔中的空气还具有一定的预热效果，进一步增加其传输脱水通道内的脱水进程；

传输脱水通道中被逐步脱水的有机肥通过出料管连续下料至混合肥进料管中，与此同时将化肥按配比连续投料至化肥进料斗中，进而通过化肥导入管导入混合肥进料管中，并同脱水后的有机肥一同下料至搅动混合通道中，进入到搅动混合通道中的有机肥和化肥的混合物在第一推进蛟龙叶片的下逐渐搅动推进至若干搅拌桩所在位置，并受到均匀搅拌，被搅拌好的混合肥料在第二推进蛟龙叶片的推进作用下从出料口排出至接料塔中，完成混合复合肥的制备过程；

所述化肥为钙镁磷肥，下料至搅动混合通道307中的混合复合肥中干燥的有机肥重量占比为70-75％，钙镁磷肥的重量占比为25-30％。

有益效果：本发明的结构简单，有机肥发酵产生的沼气直接作为脱水工序的燃料，充分利用其能源；将有机肥和化肥混合以后施用，这样可以减少施肥次数，优势互补；尖锥形引流头处于持续高温状态，进而对其锥腔内形成持续热传导效果，与此同时燃烧腔中产生的高温烟气在尖锥形引流头的引流作用下进入烟气换热通道中，并最终通过尾气导出管排出，在高温烟气经过烟气换热通道的过程中对传送脱水内筒进行均匀热，进而对其传送脱水内筒内部的有机肥进持续均匀加热，促进其有机肥的脱水蒸发。

附图说明

附图1为本方案整体系统示意图；

附图2为有机肥脱水筒与复合肥配置筒相结合结构示意图；

附图3为附图2的第一剖视图；

附图4为附图2的第二剖视图；

附图5为附图4的标号211处的局部结构示意图；

附图6为传送叶片轴出风头处的局部破开示意图；

附图7为配气单元的整体示意图；

附图8为配气单元的第一剖视图；

附图9为配气单元的第二剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至9所示的一种复合肥的制备工艺装置，包括粪便沼气发酵单元316、脱水筒107、复合肥配置筒302和接料塔314；

所述粪便沼气发酵单元316的固体粪渣排出端317连接所述脱水筒107的进料斗206，所述脱水筒107的出料端对应连接所述复合肥配置筒302的混合肥进料管304，所述混合肥进料管304的侧部还旁通连接有化肥导入管303，所述化肥导入管303上端还设置有化肥进料斗305；所述复合肥配置筒302的出料端对应在所述接料塔314正上方。

所述脱水筒107的外壁下侧与所述复合肥配置筒302的外壁上侧通过结构柱301固定连接；还包括沼气储气单元123，所述粪便沼气发酵单元316的沼气排出端通过导气管315连接所述沼气储气单元123。

所述复合肥配置筒302的筒内同轴心转动设置有混合搅动轴308，混合搅动轴308与所述复合肥配置筒302之间形成搅动混合通道307，所述混合搅动轴308的中部呈发散圆周阵列均布有若干搅拌桩310；混合搅动轴308的右侧轴壁盘旋设置有第一推进蛟龙叶片309，所述混合搅动轴308的左侧轴壁盘旋设置有第二推进蛟龙叶片311；所述混合搅动轴308的左端设置有出料口312，所述混合肥进料管304下端连通于所述搅动混合通道307右端上侧；所述混合搅动轴308右端连接有第一皮带传动轮313；还包括固定安装的皮带电机130，所述皮带电机130通过皮带传动单元驱动连接所述第一皮带传动轮313。

所述脱水筒107为横柱壳体的结构；所述脱水筒107的筒内还同轴心设置有传送脱水内筒145，所述传送脱水内筒145与所述脱水筒107之间形成烟气换热通道141，

述传送脱水内筒145的左端呈同轴心的尖锥形壳体状的引流换热头138，所述尖锥形引流头138的壳体外壁与所述脱水筒107左端壁体之间形成燃烧腔137，所述引流换热头138的壳体内壁还同轴心设置有若干圈散热翅片213；

所述燃烧腔137连通所述烟气换热通道141的左端，所述烟气换热通道141右端上侧竖向连接有尾气导出管124；所述脱水筒107的左端安装有火焰燃烧器204，所述火焰燃烧器204的喷火管208同轴心伸入所述燃烧腔137中；

还包括配气单元125和恒压送风机126，所述恒压送风机126的出风口通过助燃空气供给管51连通所述配气单元125的助燃空气进气端，所述沼气储气单元123的燃气导出端通过燃气供给管51.1连通所述配气单元125的燃气进气端，所述配气单元125的燃气出气端通过燃气出气管10连通所述火焰燃烧器204的燃气进气端，所述配气单元125的助燃空气出气端通过助燃空气出气管11连通所述火焰燃烧器204的助燃空气进气端。

所述传送脱水内筒145的筒内左端上侧还竖向连通连接有进料管106，所述进料管106上端还连接有进料漏斗，所述进料管106上还设置有第一下料器205，所述传送脱水内筒145的右端下侧竖向连通连接有出料管131，所述出料管131下方设置有传送带207，所述出料管131上设置有第二下料器128；所述传送脱水内筒145的右端上侧还竖向设置有水气排出管126，所述水气排出管126与所述尾气导出管124同轴心设置，且所述尾气导出管124与所述水气排出管126之间形成尾气排出通道127；

所述脱水筒107的筒内还同轴心包设置有传送叶片轴142，所述脱水筒107内壁与所述传送叶片轴142外壁之间形成传输脱水通道144，所述传送叶片轴142的右端转动穿出从所述脱水筒107的右端壁体，所述传送叶片轴142的内部同轴心贯通设置有送风通道140；位于所述脱水筒107筒内的传送叶片轴142轴壁上盘旋设置有螺旋传输叶片142.1；传送叶片轴142的左端设置有锥形壳体状的出风头214，所述出风头214壳体外壁与所述引流换热头138的壳体内壁之间形成空气预热腔138.1，所述出风头214的壳体上均布镂空有若干气体导出孔212，各所述气体导出孔212将所述空气预热腔138.1与所述送风通道140相互连通；所述空气预热腔138.1连通所述传输脱水通道144的左端；

还包括固定安装的增压送风机129，所述增压送风机129的出风筒127转动套接所述传送叶片轴142的右端；从所述出风筒127吹出的风压入送风通道140并通过若干气体导出孔212吹入所述空气预热腔138.1中；

所述传送叶片轴142的外壁还同轴心同步安装有第二皮带传动轮125；所述皮带电机130还通过皮带传动单元133传动连接所述第二皮带传动轮125。

本方案的方法、过程以及技术进步整理如下：

有机肥脱水过程，启动皮带电机130进而同时驱动传送叶片轴142和混合搅动轴308同步持续旋转，与此同时将粪便沼气发酵单元316排出的固体粪渣有机肥通过进料管106连续下料至传送脱水内筒145内的传输脱水通道144中，传输脱水通道144中的有机肥在螺旋传输叶片142.1的搅动下连续翻滚，并且缓慢朝出料管131方向缓慢推进，与此同时启动火焰燃烧器204，进而喷火管208向燃烧腔137喷火，位于燃烧腔137中的尖锥形引流头138受到直接加热，进而使尖锥形引流头138处于持续高温状态，进而对其锥腔138.1内形成持续热传导效果，与此同时燃烧腔137中产生的高温烟气在尖锥形引流头138的引流作用下进入烟气换热通道141中，并最终通过尾气导出管124排出，在高温烟气经过烟气换热通道141的过程中对传送脱水内筒145进行均匀热，进而对其传送脱水内筒145内部的有机肥进持续均匀加热，促进其有机肥的脱水蒸发；与此同时启动增压送风机129，进而出风筒127吹出的风压入送风通道140并通过若干气体导出孔212吹入所述空气预热腔138.1中，进而空气预热腔138.1中的增压空气顺着传输脱水通道144流向水气排出管126，并且空气预热腔138.1中的增压空气通过传输脱水通道144流出水气排出管126的过程中顺便加速带走传输脱水通道144中因发热翻滚脱水产生的水蒸气，促进传输脱水通道144中的脱水进程；与此同时空气预热腔138.1中的空气还会受到尖锥形引流头138的热传导作用，进而对锥腔138.1中的空气还具有一定的预热效果，进一步增加其传输脱水通道144内的脱水进程；

传输脱水通道144中被逐步脱水的有机肥通过出料管131连续下料至混合肥进料管304中，与此同时将化肥按配比连续投料至化肥进料斗305中，进而通过化肥导入管303导入混合肥进料管304中，并同脱水后的有机肥一同下料至搅动混合通道307中，进入到搅动混合通道307中的有机肥和化肥的混合物在第一推进蛟龙叶片309的下逐渐搅动推进至若干搅拌桩310所在位置，并受到均匀搅拌，被搅拌好的混合肥料在第二推进蛟龙叶片311的推进作用下从出料口312排出至接料塔314中，完成混合复合肥的制备过程；

所述化肥为钙镁磷肥，下料至搅动混合通道307中的混合复合肥中干燥的有机肥重量占比为70-75％，钙镁磷肥的重量占比为25-30％；有机肥的有机酸可以促进难溶性磷的分解，与过磷酸钙混合，可以减少磷肥中的有效磷与土壤接触，防止磷被土壤的固定。酸性强的有机肥，如高位草炭与碱性肥料如石灰、钢渣磷肥、石灰氮或草木灰等混合时，碱性肥料中的碱性可以来中和草炭的酸性；人粪尿混入少量过磷酸钙可以形成磷酸二铵，减少和防止氨的挥发损失。

本实施例的配气单元125包括：水平的助燃空气硬管55，所述助燃空气硬管55的管体外侧密封包裹设置有助燃空气弹性蓄压气囊54，所述助燃空气弹性蓄压气囊54与所述助燃空气硬管55的管外壁之间形成弹性助燃空气气囊腔56；所述助燃空气弹性蓄压气囊54的外侧还包裹有第一气囊容纳箱体54；所述助燃空气硬管55的管内活动设置有第一调节活塞63，所述第一调节活塞63左侧为助燃空气进气腔507，位于所述第一调节活塞63的左侧的助燃空气硬管55的壁体上设置有助燃空气导入口52，且所述助燃空气导入口52连通所述弹性助燃空气气囊腔56；位于所述第一调节活塞63的右侧的助燃空气硬管55的壁体上呈圆周阵列均布有若干助燃空气导出孔57，且各所述助燃空气导出孔57均连通所述弹性助燃空气气囊腔56；所述助燃空气硬管55的左端连通连接有助燃空气进气接头65；所述助燃空气供给管51的进气端连接恒压送风机126，所述助燃空气供给管51的出气端连通连接所述助燃空气进气接头65；

所述配气单元125还包括与所述助燃空气硬管55同轴心的燃气硬管55.1，所述燃气硬管55.1的管体外侧密封包裹设置有燃气弹性蓄压气囊54.1，所述燃气弹性蓄压气囊54.1与所述燃气硬管55.1的管外壁之间形成弹性燃气气囊腔56.1；所述燃气弹性蓄压气囊54.1的外侧还包裹有第二气囊容纳箱体54.1；所述燃气硬管55.1的管内活动设置有第二调节活塞63.1，所述第二调节活塞63.1右侧为燃气进气腔507.1；位于所述第二调节活塞63.1的右侧的燃气硬管55.1的壁体上设置有燃气导入口52.1，且所述燃气导入口52.1连通所述弹性燃气气囊腔56.1；位于所述第二调节活塞63.1左侧的燃气硬管55.1的壁体上呈圆周阵列均布有若干燃气导出孔57.1，且各所述燃气导出孔57.1均连通所述弹性燃气气囊腔56.1；所述燃气硬管55.1的右端连通连接有燃气进气接头65.1；所述燃气供给管51.1的出气端连通连接所述燃气进气接头65.1；

所述助燃空气硬管55与所述燃气硬管55.1之间还同轴心设置有调节管64，所述调节管64左端连通连接所述助燃空气硬管55的右端；所述调节管64的右端连通连接所述燃气硬管55.1的左端；所述调节管64的管内中部活动设置有气压差推力活塞61，所述气压差推力活塞61的左端通过第一联动杆58联动连接所述第一调节活塞63，所述气压差推力活塞61的右端通过第二联动杆58.1连动连接所述第二调节活塞63.1；

所述气压差推力活塞61与所述第一调节活塞63之间形成助燃空气出气腔59，所述气压差推力活塞61与所述第二调节活塞63.1之间形成燃气出气通道59.1；还包括助燃空气出气管11和燃气出气管10，所述助燃空气出气管11的进气端连通连接所述助燃空气出气腔59；所述燃气出气管10的进气端连通连接所述燃气出气通道59.1；所述助燃空气出气管11的出气端连接火焰燃烧器204的助燃空气进气端；燃气出气管10的出气端连接火焰燃烧器204的燃气进气端；

所述助燃空气出气腔59的内壁同轴心设置有左弹簧挡环560，所述燃气出气通道59.1的内壁同轴心设置有右弹簧挡环560.1，所述左弹簧挡环560与所述气压差推力活塞61之间设置有第一顶压弹簧59，所述右弹簧挡环560.1与所述气压差推力活塞61之间设置有第二顶压弹簧59.1。

助燃空气导入口52的孔面积s1、若干所述助燃空气导出孔57的孔面积之和为s2、助燃空气出气管11的管内气体通过面积为s3，满足s1＝s2＝s3；

所述燃气导入口52.1的孔面积为c1、若干所述燃气导出孔57.1的孔面积之和为c2、燃气出气管10的管内气体通过面积为c3，满足c1＝c2＝c3；

所述燃气导出孔57.1的孔数量和孔分布与所述助燃空气导出孔57的孔数量和孔分布相同，且各助燃空气导出孔57孔面积为各燃气导出孔57.1孔面积的16至20倍。

配气单元的方法过程以及技术进步：

恒压送风机126将助燃空气导入配气单元125，并从配气单元125导出助燃空气出气管11的过程中助燃空气依次流过的路径为：助燃空气供给管51、助燃空气进气腔507、助燃空气导入口52、弹性助燃空气气囊腔56、各助燃空气导出孔57、助燃空气出气腔59、助燃空气出气管11；

沼气储气单元123将沼气导入配气单元125，并从配气单元125导出燃气出气管10的过程中沼气燃气依次流过的路径为：燃气供给管51.1、燃气进气腔507.1、燃气导入口52.1、弹性燃气气囊腔56.1、燃气导出孔57.1、燃气出气通道59.1；

理想状态下，恒压送风机126和沼气储气单元123分别对助燃空气供给管51和燃气供给管51.1所提供的风压是相同的，进而气压差推力活塞61两侧所受压力相同，进而气压差推力活塞61处于中间复位的位置，此时弹性助燃空气气囊腔56和弹性燃气气囊腔56.1内的膨胀程度和气压均相同，由于各助燃空气导出孔57孔面积为各燃气导出孔57.1孔面积的16至20倍，进而使助燃空气出气管11内的空气流量为燃气出气管10内燃气流量的16至20倍；该流量差保证了火焰燃烧器204内合适的空燃比，保证进入火焰燃烧器204内的沼气有足够的氧气支撑燃烧，又避免助燃空气过量反而浪费燃烧空间；在具体操作过程中沼气储气单元123内的气压会出现时常波动的情况，而恒压送风机126所提供的风压相对稳定，即燃气供给管51.1内的气压会出现时大时小的现象，进而会造成火焰燃烧器204内的空燃比波动幅度增大的情况；该配气单元125的结构能降低空燃比波动幅度的功能，若燃气供给管51.1内的气压相对变大，进而会造成燃气出气管10内的燃气流量高于理想流量的情况，此时气压差推力活塞61右侧所受压力要大于左侧所受压力；此时气压差推力活塞61会向左位移一段距离，此时气压差推力活塞61还会牵动第一调节活塞63和第二调节活塞63.1向左位移一段距离，只有位于第一调节活塞63右侧的助燃空气导出孔57才能起到连通弹性助燃空气气囊腔56和助燃空气出气腔59的作用，因此位于第一调节活塞63右侧的助燃空气导出孔57为“有效”助燃空气导出孔57；只有位于第二调节活塞63.1左侧的燃气导出孔57.1才能起到连通弹性燃气气囊腔56.1和燃气出气通道59.1的作用，因此位于第二调节活塞63.1左侧的燃气导出孔57.1为“有效”燃气导出孔57.1；此时第二调节活塞63.1向左位移一段距离导致“有效”燃气导出孔57.1的数量减少，第一调节活塞63向左位移一段距离导致“有效”助燃空气导出孔57的数量增加或不变，该过程至少起到降低燃气出气管10中的燃气流量的作用，进而削弱燃气供给管51.1内的气压相对变大对火焰燃烧器204内的空燃比的波动幅度，进而提高火焰燃烧器204内的燃烧稳定性；同理，若燃气供给管51.1内的气压相对变小，进而会造成燃气出气管10内的燃气流量高于理想流量的情况，此时气压差推力活塞61右侧所受压力要小于左侧所受压力；此时气压差推力活塞61会向左位移一段距离，最终起到的效果是削弱燃气供给管51.1内的气压相对变小对火焰燃烧器204内的空燃比的波动幅度。

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