一种基于有机废弃物生物干化设备的热能循环装置

技术领域

本发明涉及环保处理技术领域，尤其是涉及一种基于有机废弃物生物干化设备的热能循环装置。

背景技术

生物干化是处理生物干化是处理城市有机废弃物的一种重要手段，也叫做生物干燥、生物稳定。传统的生物干化最早由美国康奈尔大学Jewell等人于1984年研究牛粪生物干燥的操作参数时提出，并将其定义为利用微生物高温好氧发酵过程中有机物降解所产生的生物热能，通过过程调控手段促进水分蒸发，从而实现快速去除水分的一种干化处理工艺。

生物干化包含以下2点：(1)生物干化反应发生在反应器内部；(2)在生物干化反应器中，微生物降解有机废弃物释放热能与过量的曝气相互结合，使物料干化。

干化通常是减少基质中的含水量，使液态水变成气态水，使物料干化。干化现象已经被广泛研究。然而，干化的微尺度机制极其复杂，并没有完全弄清楚。干化技术已经应用于食品、农业、医药、造纸等多个行业。在环境工程方面，已有带热源的烘干机处理污泥的报道。

生物干化的主要机制是微生物好氧发酵过程分解有机物产热，使液态水变成气态水，然后随废气一起排出，通常加以人工强制通风，促进将水分降低；此外，部分游离水以渗滤液的形式排出。生物干化产生的高温废气如直接排放至空气中，不仅使相当大的一部分热能未被有效利用，造成浪费，且这些高温废气中含有颗粒物杂质，直接排放到大气中会对环境造成不利的影响。

通风和温度对生物干化是极其重要的，通风主要有3个作用：(1)去除水分；(2)使热量分布均匀，去除过多热量传递；(3)输送氧气满足微生物好氧分解。温度越高，干化速率越快，有机物降解的也就越多；生物干化最好在相对低温条件下进行，以期用最少的有机物分解换来最大的水分去除。底物温度是影响微生物生长的最关键因素。温度也不是越高越好，微生物作为整个生物干化过程的唯一产热来源，其生命活动具有适宜的范围，超过这个范围，微生物会被杀死。有很多研究表明，较高的曝气率可导致较低的基质温度，且实现水分有效地去除。

在通风时，利用进气风机将低温外气通入仓内，若要提供预热的外部气体，则要增加预热用的加热装置。也就是说，在不具热回收的制程中，直接排放高温不但造成环境破坏，通气的预热设备也会增加能源损耗成本。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明公开了一种基于有机废弃物生物干化设备的热能循环装置，利用废热气对物料进行预加热，实现干化反应器内气体的热能循环利用。

技术方案：本发明公开的一种基于有机废弃物生物干化设备的热能循环装置，包括带式爬坡进料输送管道，所述带式爬坡进料输送管道内设有输送履带，所述带式爬坡进料输送管道对应输送履带的传输始端开设物料倾倒口，所述带式爬坡进料输送管道与干化反应器连接，输送履带的传输末端与干化反应器的物料进口连接；

所述带式爬坡进料输送管道的输送履带侧边设有废热气管道，并且在带式爬坡进料输送管道管壁设有除臭装置，所述废热气管道的一端连接干化反应器的排气口，另一端连接除臭装置排出带式爬坡进料输送管道外部，所述废热气管道上间隔设有多个朝着输送履带的曝气孔；

所述带式爬坡进料输送管道的流水低点处开口并连接有废水收集装置。

进一步的，所述带式爬坡进料输送管道上半部为可开盖结构，上半部与下半部的开盖缝隙处设有胶条，盖合后，通过连接上、下半部的卡扣实现管体固定。

进一步的，所述废热气管道与干化反应器排气口连接处设有旋风分离器，将干化反应器排除的废热气中固体颗粒物进行分离。

进一步的，所述废热气管道在输送履带侧边平行设置多根。

进一步的，所述带式爬坡进料输送管道的下管体部分设有瓦楞状导流板，将含水的物料在传送过程沥下的液体导流至废水收集装置。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点为：

(1)热能循环利用，减少能源损耗成本。干化的高温含尘废气通过废热气管道预热物料，预热后的物料进入干化反应器，如此可提升物料温度，促进物料水分沥干，缩短干化周期，克服了废热直接回通入干化反应器导致的氧气浓度减小的问题；

(2)设置颗粒物和除臭装置，减少废气排放造成的大气污染。高温含尘废气在风机作用下被吸入旋风分离器中进行气固分离，将颗粒物分离出来；循环后的废气进入除臭装置进行处理，克服了臭气无组织排放带来的污染问题；同时，对液体收集再利用，实现功能化与资源化。物料沥出的液体进行收集，用于指标监测与资源化利用，可指示生物干化设备运行情况及用于探索将其制成生物油。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示的基于有机废弃物生物干化设备的热能循环装置，包括带式爬坡进料输送管道1，外壳材质为304不锈钢，具有良好的防腐性能。所述带式爬坡进料输送管道1上半部为可开盖结构，上半部与下半部的开盖缝隙处设有胶条，盖合后，通过连接上、下半部的卡扣实现管体，防止气体外泄。

所述带式爬坡进料输送管道1内设有输送履带2，设有无毒、耐腐蚀材料。所述带式爬坡进料输送管道1对应输送履带2的传输始端开设物料倾倒口3，所述带式爬坡进料输送管道1与干化反应器连接，输送履带2的传输末端与干化反应器的物料进口连接，所述废热气管道4与干化反应器排气口连接处设有旋风分离器7，除尘效率最好，可防止颗粒物阻碍换热和阻塞换热塔管路。

所述带式爬坡进料输送管道1的输送履带2侧边设有废热气管道4，所述废热气管道4在输送履带2侧边平行设置多根，采用H型鳍片管，在保证换热效果的前提下，其流动阻力更小，综合传热性能好，可提高换热效率。并且在带式爬坡进料输送管道1管壁设有除臭装置5，所述废热气管道4的一端连接干化反应器的排气口，另一端连接除臭装置5排出带式爬坡进料输送管道1外部，所述废热气管道4上间隔设有多个朝着输送履带2的曝气孔。废热气由干化反应器排气口进入废热气管道4，根据需要进行曝气对物料进行预热，并由除臭装置5排出。

所述带式爬坡进料输送管道1的流水低点处开口并连接有废水收集装置6，所述带式爬坡进料输送管道1的下管体部分设有瓦楞状导流板8，将含水的物料在传送过程沥下的液体导流至废水收集装置6。