一种槽式粪肥发酵尾气热回收装置的制作方法

1.本实用新型涉及粪污处理尾气回收净化技术领域，尤其是一种槽式粪肥发酵尾气热回收装置。


背景技术：

2.目前，随着环保理念以及畜禽粪污无害化、资源化利用理念的不断深入，各规模化养殖场及农业废弃物处理中心相继配置了相应的畜禽粪污无害化处理设施，其中很多选择了槽式发酵处理模式。
3.槽式粪肥发酵在有氧的情况下通过微生物有氧发酵、有氧碳化降解粪肥有机质，产生热量，通过蒸发的方式，粪肥中的水分和降解粪肥有机质产生的水分和氨气、硫化氢、二氧化碳等物质以混合水蒸汽的方式排出发酵槽，达到粪肥无害化降解、干燥、肥料化的目的。其特点是成本低，处理量大、机械化自动化程度高。
4.但是，现行的槽式粪肥发酵模式，在现实应用中有如下问题与不足：(1) 原粪肥需要添加大量的辅料改善水分和通气性，大幅度增加成本；(2)曝气强度与维持槽内发酵温度严重矛盾。曝气强度大，槽内物料温度提不起来，影响槽内物料微生物有氧发酵、有氧碳化降解粪肥有机质，严重影响粪肥处理效率；曝气强度小，槽粪肥基料很大部分走厌氧发酵和无氧酵解这条路线，代谢产物会产生大量的氨气、硫化氢、甲硫醇、醚类、胺类等污染臭气因子伴随着水汽散发到周围空气中，在降低肥效的同时，还造成严重的环境污染； (3)能量浪费大，随着曝气，物料发酵降解，发酵槽内含有大量的水蒸汽、氨、硫化氢、二氧化碳等物质的高温尾气(尾气温度在60℃左右)源源不断排入周围大气，造成大量能量散失，同时槽内粪肥酵解需要大量的热能，利用锅炉或电加热供热需要大量的人力、物力和财力。
5.因此，如何提供一种能够在不增加额外耗能的情况下，低成本对槽式粪肥发酵过程中排出的高温高湿尾气与鼓入发酵槽中新鲜空气进行热交换，提高槽内粪肥酵解温度，减少辅料添加数量，提高粪肥处理效率，增加曝气强度，改善酵解路径，氧化降解污染臭气因子，使其变成硫基、硝基等不易挥发物质，减少肥效散失，同时回收尾气中的氨、硫化氢等环境污染物的装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决现有技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种槽式粪肥发酵尾气热回收装置，该装置可以与原粪肥发酵槽配合使用，解决了现有的粪肥发酵槽能耗大、尾气热能无法得到有效利用等问题。
7.本实用新型的目的是以下述方式实现的：
8.一种槽式粪肥发酵尾气热回收装置，包括发酵槽，所述发酵槽的底部设有新风通路系统，所述发酵槽的上方设有尾气回收通路系统，所述新风通路系统与尾气回收通路系统之间设有热交换器。
9.作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述新风通路系统包括鼓风机，所述
鼓风机的进风口通入新风，所述鼓风机的出风口连接有新风总管，所述新风总管上连接有若干新风支管，每个所述新风支管连接有有曝气管，所述曝气管上设有若干曝气孔，所述曝气管设于发酵槽的槽底，每个所述新风支管上设有控制气阀。
10.作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述发酵槽的上方设有保温密封薄膜，所述尾气回收通路系统包括设于保温密封薄膜下方、粪肥基料上方的尾气导流管，所述尾气导流管的出气口与热交换器连接。
11.作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述热交换器包括壳体，所述壳体内设有热交换列管，所述热交换列管上方设有进气室，所述进气室上设有尾气进气口，所述尾气进气口通过尾气连接管道与尾气导流管的出气口，所述热交换列管下方设有尾气分离室，所述进气室和尾气分离室与热交换列管连通，所述尾气分离室上设有冷凝液排出口和尾气排放管，所述尾气排放管与引风机连接，所述壳体的下方设有新风入口，所述壳体的上方设有新风出口，所述新风出口通过新风连接管道与鼓风机的进风口连接。
12.作为本实用新型技术方案的一种可选方案，所述尾气导流管从出气口的近端到远端包括若干段管径依次减小的尾气导流管段，靠近热交换器的尾气导流管段的管径最大，远离热交换器的尾气导流管段管径最小，相邻两段尾气导流管段通过变径插接，所述尾气导流管段上设有尾气进气孔。
13.本实用新型的有益效果是：
14.使用中不额外消耗能源，不影响原发酵槽设备的性能。该技术方案在发酵槽的底部设有新风通路系统，发酵槽的上方设有尾气回收通路系统，新风通路系统与尾气回收通路系统之间设有热交换器，防止污染物及热量散失，高温高湿尾气均匀穿过尾气导流管，通过尾气连接管道连接热交换器，尾气自上而下走热交换器列管管程，通过热交换列管与逆流而上的冷的壳程新风进行热交换，尾气从上而下逐步降温并冷凝；冷的新风在鼓风机吸力作用下，从热交换器底部新风入口吸入的新鲜冷空气走壳程，吸收热交换列管尾气中的热能从下而上逐步升温，升温后的新风从新风出口通过鼓风机加压、加温鼓入发酵槽中，进一步提高槽内粪肥酵解温度，循环往复，达到减少辅料添加数量，提高粪肥处理效率，增加曝气强度，改善酵解路径，氧化降解污染臭气因子，使其变成硫基、硝基等不易挥发物质，减少肥效散失的目的，同时，尾气还通过热交换列管逐步降温，水汽、氨、硫化氢等物冷凝成液态，在重力的作用下从管程内壁到达气液分离室进行气液分离，避免粪肥发酵过程中产生的尾气直接排放污染环境的问题，该装置结构简单、安装便捷，更适合推广应用。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型槽式粪肥发酵尾气热回收装置的新风通路系统与尾气回收通路系统的安装示意图；
17.图2为本实用新型槽式粪肥发酵尾气热回收装置的结构示意图；
18.图3为本实用新型槽式粪肥发酵尾气热回收装置中尾气导流管的结构示意图。
19.附图标记：
20.1-发酵槽；
21.2-新风通路系统；201-鼓风机；202-新风总管；203-新风支管；204-曝气管；205-控制气阀；
22.3-尾气回收通路系统；301-尾气导流管；3011-尾气导流管段；3012-尾气进气孔；
23.4-热交换器；401-壳体；402-热交换列管；403-进气室；404-尾气分离室； 405-冷凝液排出口；406-尾气排放管；407-新风入口；408-新风出口；409
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尾气进气口
24.5-保温密封薄膜；6-粪肥基料；7-引风机；8-新风连接管道；9-尾气连接管道。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.一种槽式粪肥发酵尾气热回收装置，包括发酵槽1，所述发酵槽1的底部设有新风通路系统2，发酵槽1的上方设有尾气回收通路系统3，新风通路系统2与尾气回收通路系统3之间设有热交换器4。
29.具体的，新风通路系统包括鼓风机201，鼓风机201的进风口通入新风，鼓风机201的出风口连接有新风总管202，新风总管202上连接有若干新风支管203，每个新风支管203连接有有曝气管204，曝气管204上设有若干曝气孔，曝气管204设于发酵槽1的槽底，每个新风支管203上设有控制气阀205，本实施例中，鼓风机201为罗茨风机，新风总管202、新风支管203 和曝气管204为pvc压力管。
30.具体的，发酵槽1的上方设有保温密封薄膜5，保温密封薄膜5优选高性能聚乙烯(pe)材质，外覆保温材料，是覆盖在原粪肥发酵槽内粪肥基料顶部不透气且保温薄膜，薄膜四周用密封沙袋密封压实，防止槽内水汽等尾气散失及槽内热量散失，尾气回收通路系统包括设于保温密封薄膜5下方、粪肥基料6上方的尾气导流管301，尾气导流管301为pvc材质通风管道，所述尾气导流管301的出气口与热交换器4连接。
31.热交换器4包括壳体401，壳体401内设有热交换列管402，热交换列管402上方设有进气室403，进气室403上设有尾气进气口409，尾气进气口409通过尾气连接管道9与尾气导流管301的出气口，热交换列管402下方设有尾气分离室404，进气室403和尾气分离室404与热交换列管402连通，尾气分离室404上设有冷凝液排出口405和尾气排放管406，尾气排放管406与引风机7连接，壳体401的下方设有新风入口407，壳体401的上方设有新风出口408，新风入口407和新风出口408同径，新风出口408通过新风连接管道8与鼓风机201的进风口
连接。
32.本实施例中，尾气导流管301从出气口的近端到远端包括若干段管径依次减小的尾气导流管段3011，靠近热交换器4的尾气导流管段3011的管径最大，远离热交换器4的尾气导流管段3011管径最小，相邻两段尾气导流管段3011通过变径插接，尾气导流管段3011上设有尾气进气孔3012。
33.本实施例的槽式粪肥发酵尾气热回收装置的工作原理：
34.发酵槽1的粪肥基料6产生的尾气在引风机7的负压下，高温高湿尾气均匀穿过尾气导流管301，通过尾气连接管301进入热交换器5的热交换列管402，尾气自上而下通过热交换列管402，空气中的冷新风在鼓风机201 的作用下，从热交换器4的新风入口吸入到热交换器4的壳体401中，高温的尾气与逆流而上的壳程中的冷新风进行热交换后，将热量传递给热交器4 壳体内的逆流而上的冷新风中，使排出的高温高湿的尾气通过热交换列管 402自上而下逐渐降温，其中的水汽及可溶物在管壁内产生冷凝，在重力的作用下聚集到尾气分离室404底部，经冷凝液排出口405排到冷凝液收集罐中，通过降温、净化的尾气气体部分通过尾气排放口、引风机7、尾气排气管406排到室外，尾气排放管406与热交换器4并行直立，高度超过热交换器4。
35.冷新风自下而上通过壳体401与热交换列管402中的高温尾气进行热交换后变热后通过新风出口408进入到新风连接管道8，经鼓风机201进气口吸入，通过鼓风机201压缩加压升温，进入新风总管202和新风支管203，控制气阀205依次开启和关闭，开启时，高温高压新风依次通过新风支管 203、发酵槽底的曝气管204的曝气孔进入需发酵的粪肥基料曝气发酵代谢氧化粪肥基料，产生大量含有粪肥发酵、代谢氧化的高温高湿混合尾气在通过尾气导流管301进入到热交换器4进行热回收，依次循环往复。
36.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。