一种畜禽粪便萃取脱水装置及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及农业领域，具体涉及一种畜禽粪便萃取脱水装置及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国的畜牧业发展迅速，但同时大量畜禽粪便直接排放对环境造成了一些污染。对畜禽粪便进行无害化处理，资源化利用，防止和消除养殖场畜禽粪便的污染，对于保护生态环境，推动农业可持续发展和增强中国农产品市场竞争力具有十分重要的意义。目前畜禽粪便无害化处理的方法主要是将畜禽粪便加工处理成有机肥料或作为沼气厌氧发酵原料。畜禽粪便如果含水量高、体积大对贮藏、运输和加工理处都不方便。
[0003]减少粪便含水量对于粪便的去容、贮藏、加工运输及使用十分重要。同时对于畜禽粪便加工处理而言，将粪便进行脱水处理然后颗粒化生产将会促进畜禽粪便堆肥的流通及其在农业中的应用。常见的畜禽粪便脱水主要采用，自然晾干、烘干干燥以及生物干燥的方式。但自然烘干受天气影响较大且会污染环境;烘干干燥能耗高且烘干过程排放的气体会影响周边环境;生物干燥过程也会排放气体影响周边环境也会而且干燥时间太长，不利于规模化生产。本发明专利提供了一种畜禽粪便萃取脱水工艺，这个脱水过程不需要加热，采用二甲醚(DME)萃取湿物料中的水，萃取之后将水与二甲醚进行闪蒸分离，闪蒸后得到的二甲醚压缩、冷却、液化再次利用。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种畜禽粪便萃取脱水装置及方法，以克服畜禽粪便干燥脱水污染空气、能耗高的不足。
[0006]本发明通过以下技术方案来实现。
[0007]—种畜禽粪便萃取脱水装置，包括第一球形碾磨机、储料罐、多级转盘脱水塔、第一闪蒸罐、第一盘管、第一恒温水槽、第一储液罐、膜过滤器、第二闪蒸罐、第二球形碾磨机、第二恒温水槽、第二盘管和第二储液罐；
所述第一球形碾磨机与储料罐、多级转盘脱水塔顺次连接;所述第一闪蒸罐与多级转盘脱水塔的塔顶出口连接;所述第一闪蒸罐与第一恒温水槽、第一储液罐顺次连接;所述第一储液罐与多级转盘脱水塔连接;所述多级转盘脱水塔的塔底出口与膜过滤器连接;所述膜过滤器的底部浓缩液出口与第二闪蒸罐、第二恒温水槽、第二储液罐顺次连接;所述膜过滤器的滤液出口与第二储液罐连接;所述第二储液罐与储料罐连接;所述第一盘管设置于第一恒温水槽内部;所述第二盘管设置于第二恒温水槽内部。
[0008]上述装置，还包括微孔过滤板和过滤膜;所述微孔过滤板设置于多级转盘脱水塔内部;所述过滤膜设置于膜过滤器内部。
[0009]上述装置，还包括第一减压阀和第二减压阀；所述第一减压阀设置于多级转盘脱水塔与第一闪蒸罐之间;所述第二减压阀设置于膜过滤器与第二闪蒸罐之间。
[0010]上述装置，还包括第一离心栗、第二离心栗和第三离心栗;所述第一离心栗设置于储料罐和多级转盘脱水塔之间；所述第二离心栗设置于第一储液罐与多级转盘脱水塔之间;所述第三离心栗设置于第二储液罐与储料罐之间。
[0011 ]上述装置，还包括第一压缩机和第二压缩机;所述第一压缩机设置于第一闪蒸罐与第一恒温水槽之间;所述第二压缩机设置于第二闪蒸罐与第二恒温水槽之间。
[0012]—种畜禽粪便萃取脱水的方法，将湿物料粉碎，然后输送至储料罐与二甲醚混合，将混合后的物料输入多级转盘脱水塔，塔顶物料进行减压闪蒸，闪蒸后的二甲醚压缩、冷却、液化输入至多级转盘脱水塔中萃取湿物料，塔底物料输入至膜过滤装置中进行过滤浓缩，滤液输入二甲醚储罐，浓缩液进行减压闪蒸，闪蒸后的二甲醚压缩、冷却、液化输入至二甲醚储罐，闪蒸后的干物料进入碾磨机碾磨最终得到干燥的产品;所述湿物料为畜禽粪便。
[0013]上述方法中，所述储料罐内衬为聚四氟乙烯，同时兼具有耐压、保温的属性。所述的储料罐采用带搅拌的耐压保温罐。所述的多级转盘脱水塔进料方式采用逆流进料，即原料从塔顶进入，溶剂从塔底进入。所述的干物料进入碾磨机碾磨，碾磨机采用球磨机。
[0014]上述方法中，所述二甲醚冷却采用盘管间壁式冷却的方式，冷却介质为水。
[0015]上述方法中，包括如下步骤:
(I)向第一储液罐、第二储液罐充入0.6-1.2 MPa氮气吹扫装置，并预先将第一恒温水槽、第二恒温水槽升温至298.2?308.2 K；
(2 )吹扫、升温完毕，向第一储液罐、第二储液贮满二甲醚；
(3)将湿物料(含水率50%?90%)倒入第一球形碾磨机，然后输送至储料罐与二甲醚混合;所述湿物料与二甲醚混合的体积比为I:2-1:4;
(4 )将混合后的物料输入多级转盘脱水塔，输入多级转盘脱水塔物料的流量通过第一离心栗控制，输入多级转盘脱水塔的二甲醚通过第二离心栗控制;所述湿物料与二甲醚的流量满足:湿物料的含水量与二甲醚比为I体积水需24?36体积的二甲醚；
(5)塔顶物料输出进入第一闪蒸罐进行减压闪蒸;塔底物料输入至膜过滤器中进行过滤浓缩，浓缩液与滤液体积比控制在I: 15-1:30；
(6)浓缩液进入第二闪蒸罐进行减压闪蒸，闪蒸后的二甲醚压缩、冷却、液化输入至二甲醚储罐，闪蒸后的干物料进入第二球形碾磨机碾磨，然后得到最终的干燥产品。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、本发明采用萃取的方式实现了湿物料(畜禽粪便)的脱水过程。由于本发明采用的是萃取的方式进行脱水，选取的萃取剂也易液化，能耗低。
[0017]2、由于本发明采用的是萃取的方式进行脱水，相比于干燥过程脱水而言，本专利的干燥过程不会产生废气，脱水方法更环保。
[0018]3、本发明采用了将萃取剂与原料事先混合的方式，使得原料与萃取剂呈现浆状，
从而使得整个过程物料的输送过程更为简单、方便。
[0019]
【附图说明】
[0020]图1是本发明一种畜禽粪便萃取脱水工艺框架图。
[0021]图2是本发明一种畜禽粪便萃取脱水工艺的工艺流程图。
[0022]图中所示为:第一球形碾磨机I;储料罐2;第一离心栗3;微孔过滤板4;多级转盘脱水塔5 ；第一减压阀6;第一闪蒸罐7 ；第一压缩机8;第一盘管9 ；第一恒温水槽10 ；第一储液罐11;第二离心栗12;膜过滤器13;过滤膜14;第二减压阀15;第二闪蒸罐16;第二球形碾磨机17;第二压缩机18;第二恒温水槽19;第二盘管20;第二储液罐21;第三离心栗22。
[0023]
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明的内容作进一步详细说明。
[0025]如图1所示一种畜禽粪便萃取脱水工艺框架图。此工艺过程包含原料前处理、脱水和溶剂回收、干物料与溶剂分离和溶剂回收、粗产品加工四个部分。其中，原料前处理部分包含原料粉碎A过程;脱水和溶剂回收部分包含萃取脱水B、萃取液闪蒸C、二甲醚液化D过程;干物料与溶剂分离和溶剂回收部分包含膜过滤E、浓缩液闪蒸F、二甲醚液化G过程;粗产品加工部分包含粗产品粉碎H过程。
[0026]具体工艺过程的实现，如图2所示一种畜禽粪便萃取脱水工艺的工艺流程图。一种畜禽粪便萃取脱水装置，包括第一球形碾磨机1、储料罐2、多级转盘脱水塔5、第一闪蒸罐7、第一盘管9、第一恒温水槽1、第一储液罐11、膜过滤器13、第二闪蒸罐16、第二球形碾磨机17、第二恒温水槽19、第二盘管20和第二储液罐21;所述第一球形碾磨机I与储料罐2、多级转盘脱水塔5顺次连接;所述第一闪蒸罐7与多级转盘脱水塔5的塔顶出口连接;所述第一闪蒸罐7与第一恒温水槽10、第一储液罐11顺次连接;所述第一储液罐11与多级转盘脱水塔5连接;所述多级转盘脱水塔5的塔底出口与膜过滤器13连接;所述膜过滤器13的底部浓缩液出口与第二闪蒸罐16、第二恒温水槽19、第二储液罐21顺次连接;所述膜过滤器13的滤液出口与第二储液罐21连接;所述第二储液罐21与储料罐2连接;所述第一盘管9设置于第一恒温水槽10内部;所述第二盘管20设置于第二恒温水槽19内部。还包括微孔过滤板4和过滤膜14;所述微孔过滤板4设置于多级转盘脱水塔5内部;所述过滤膜14设置于膜过滤器13内部。还包括第一减压阀6和第二减压阀15;所述第一减压阀6设置于多级转盘脱水塔5与第一闪蒸罐7之间;所述第二减压阀15设置于膜过滤器13与第二闪蒸罐16之间。还包括第一离心栗3、第二离心栗12