Способ и устройство вакуумной сушки экскрементов домашних животных и птицы

 

Использование: в сельском хозяйстве, при переработке экскрементов домашних животных, в частности птичьего помета на удобрение. Сущность изобретения: способ заключается в том, что сушку биомассы производят при 80 125°С в вакуумной камере. Использование сушки под вакуумом позволяет снизить температуру сушки вплоть до 80°С, при этом в биомассе не происходит никаких превращений и качественных изменений, в сухой массе остаются тяжелые органические кислоты, значительно сокращается количество отходящих газов. Влага и выделяющиеся газы, подлежащие нейтрализации, отсасываются вакуумным насосом, влага конденсируется в теплообменнике. Конденсат собирается в специальную емкость, обезвоженные газы вакуумным насосом подаются во всасывающий патрубок вентилятора, подающего воздух на горение топлива в топку, подготавливающую теплоноситель, обогревающий вакуумную камеру. Горение топлива протекает при 1350 1500°С с коэффициентом избытка воздуха α = 1,05-1,10 в присутствии паров аммиака, поступающих с отходящими газами, что обеспечивает полную нейтрализацию отходящих газов. Выбросы дымовых газов в атмосферу экологически чистые. Высушенная биомасса собирается и затаривается в мешки. Устройство состоит из вакуумной сушильной камеры с топкой для сжигания топлива и обезвоженных отходящих из сушилки газов, подаваемых по трубопроводу вакуумным насосом во всасывающий патрубок вентилятора, подающего в топку воздух на горение, и системы рециркуляции теплоносителя, вакуумной системы с фильтрами, теплообменником для конденсации влаги, выделенной в процессе сушки, вентилятором для обдува теплообменника холодным воздухом вакуумного насоса емкости для сбора конденсата, системы приема и подачи сырой биомассы в сушильную камеру, механизма транспортировки высушиваемой биомассы вдоль сушильной камеры, приемоного бункера, механизмов размола и затаривания высушенной биомассы в мешки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к переработке экскрементов домашних животных, в частности птичьего помета на удобрение путем вакуумной сушки.

Наиболее известен способ сушки экскрементов домашних животных (биомассы) во вращающихся барабанных сушилках.

Известно устройство [1] для сушки птичьего помета, выполненное в виде вращающегося сушильного барабана, топки, питателя, бункера, разгрузочного устройства и системы удаления дымовых газов в смеси с выпаренной влагой.

Недостатком этого устройства является то, что теплоноситель (дымовые газы) с температурой 600-650^оС подается непосредственно в сушильный барабан, в котором в процессе сушки контактирует непосредственно с биомассой, ухудшая ее свойства, при этом испаряемая влага и дурнопахнущие органические вещества типа индола, меркаптана и скатола уносятся в дымовую трубу и отравляют атмосферу в округе нескольких километров. В данном устройстве вопрос очистки выбросов не решен.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является машина [2] для обработки экскрементов домашних животных, которая содержит бункер с лопастями для перемешивания биомассы и опилок, узел подачи смеси, шнек с вентиляционными отверстиями, первую электропечь для сушки смеси, мельницу для дробления смеси, вторую печь, вентилятор для продувки машины воздухом и выноса выпаренной влаги и ленточный транспортер для перемещения и выдачи готовой смеси.

Недостатком данной конструкции является то, что в ней не предусмотрена очистка отходящих газов; испаряемая влага вместе с дурнопахнущими органическими веществами в смеси с воздухом выбрасываются в атмосферу.

При указанных выше способах сушки очистка газов от аминов, меркаптанов индола и скатола крайне затруднена в связи с большими количествами выбрасываемых газов и низкими концентрациями дурнопахнущих органических веществ.

Целью изобретения является создание экологически чистого способа и устройства для сушки биомассы-экскрементов домашних животных в частности птичьего помета.

Для достижения этой цели необходимо сократить количество отходящих газов, в сотни раз повысить концентрацию органических веществ, подлежащих нейтрализации и организовать их полное окисление.

Предлагается способ, при котором сушка биомассы производится при 80-125^оС в вакуумной камере. Использование сушки под вакуумом позволяет снизить температуру сушки вплоть до 80^оС, при этом в биомассе не происходит никаких превращений и качественных изменений, в сухой массе остаются тяжелые органические кислоты, значительно сокращается количество отходящих газов. Влага и выделяющиеся газы, подлежащие нейтрализации, отсасываются вакуумным насосом, влага конденсируется в теплообменнике. Конденсат собирается в специальную емкость, обезвоженные газы вакуумным насосом подаются во всасывающий патрубок вентилятора, подающего воздух на горение топлива в топку, в которой подготавливается теплоноситель, обогревающий вакуумную камеру. Горение топлива протекает при 1350-1500^оС, с коэффициентом избытка воздуха α= 1,05-1,10 в присутствии паров аммиака, поступающих с отходящими газами, что обеспечивает полную нейтрализацию отходящих газов.

Выбросы дымовых газов в атмосферу экологически чистые. Высушенная биомасса собирается и затаривается в мешки.

Предлагаемое устройство является аппаратурным оформлением изложенного выше способа сушки биомассы и состоит из вакуумной сушильной камеры с топкой для сжигания топлива и обезвоженных отходящих из сушилки газов, подаваемых по трубопроводу вакуумным насосом во всасывающий патрубок вентилятора, подающего в топку воздух на горение, и системы рециркуляции теплоносителя; вакуумной системы с фильтрами, теплообменником для конденсации влаги, выделенной в процессе сушки, вентилятором для обдува теплообменника холодным воздухом, вакуумного насоса, емкости для сбора конденсата; системы приема и подачи сырой биомассы в сушильную камеру; механизма транспортировки высушиваемой биомассы вдоль сушильной камеры, приемного бункера, механизмов размола и затаривания высушенной биомассы в мешки.

На фиг. 1 изображена аппаратурно-технологическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вакуумная сушильная камера, вид спереди; на фиг. 3 вид сверху с частичными разрезами топки и вакуумной сушильной камеры.

Биомасса автотранспортом подается в приемный бункер 1, из которого плунжерным питателем 2 закачивается в сушильную камеру 3. Обогрев сушильной камеры производится теплоносителем с температурой 300-350^оС, получаемым за счет сжигания топлива в топке 4 и смешения дымовых газов с отработанным теплоносителем, подаваемым из сушильной камеры 3 с помощью дымососа 5 в смесительную камеру топки 4. Часть отработанного теплоносителя с температурой 150-200^оС сбрасывается в атмосферу.

Высушенная биомасса собирается в бункере 6, оборудованном измельчителем биомассы, и далее передается в загрузочный бункер 7, из которого посредством шлюзового питателя 8 производится затаривание готового продукта в мешки.

Выпариваемая влага и выделяющиеся газы отсасываются из сушильной камеры 3 насосом 9 в вакуумную систему, проходят через систему фильтров 10, где происходит чистка газов от пыли, и подаются в теплообменник 11, охлаждаемый воздухом, продуваемым через него вентилятором 12. В теплообменнике 11 производится конденсация влаги, которая стекает в насос 9, на выходе из которого во влагоотделителе 13 производится отделение газов от влаги. Влага в виде конденсата стекает в специальную емкость (рубашки) 14, а газы подаются во всасывающий патрубок дутьевого вентилятора 15, подающего воздух на горение топлива в топку 4.

Все газы, отходящие от сушилки, с топливом и парами аммиака сжигаются в топке 4 при коэффициенте избытка воздуха α=1,05-1,1.

Сушильная камера представляет собой вакуумную полость 16, оборудованную двумя шнеками 17, перемещающими подсушиваемую массу по горячей поверхности 18 вдоль оси камеры к окну разгрузки 19. Шнеки оборудованы электроприводом 20, позволяющим менять скорость вращения. Обогрев поверхности 18 производится циркуляцией теплоносителя в рубашке 21. Сжигание топлива происходит в циклонной топке 4, оборудованной рубашкой 22, в которой циркулирующий воздух охлаждает кладку топки 23, и из которой подогретый воздух через щелевые отверстия 24 подается во внутреннюю полость топки 25.

Дымовые газы через отверстие 26 поступают в вихревую камеру 27, в которой происходит смешение дымовых газов, имеющих температуру 1350-1500^оС с отработанным теплоносителем, подаваемым из патрубка 13 в рубашку 14, а далее через тангенциальные щелевые отверстия 30 во внутреннюю полость камеры 27. Подготовленный теплоноситель через патрубок 31 подается в рубашку 21.

Производительность, технические показатели работы устройства и остаточную влажность биомассы можно изменять в широких пределах путем регулирования температуры и количества теплоносителя, циркулирующего в рубашке 21, и изменением скорости вращения шнеков 17, не ухудшая экологических показателей работы устройства.

Формула изобретения

1. Способ вакуумной сушки экскрементов домашних животных и птицы, заключающийся в прогреве биомассы и удалении испаряемой влаги, теплоносителя и выделяющихся в процессе нагрева газов, отличающийся тем, что нагрев биомассы производят в вакууме при абсолютном давлении 5-25 кПа при 80-125^oС, при этом нагрев биомассы производят без контакта ее с сушащим теплоносителем.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что испаряемую в процессе сушки влагу отделяют от отходящих газов путем конденсации с помощью теплообменника.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что обезвоженные отходящие газы, состоящие в основном из паров аммиака, аминов, меркаптанов, индола и скатола, в смеси с воздухом сжигают в топке при 1350 1500^oС и коэффициенте избытка воздуха 1,05 1,1 с образованием паров воды, углекислого газа и молекулярного азота.

4. Устройство для вакуумной сушки экскрементов домашних животных и птицы, содержащее вакуумную сушильную камеру со шнеками для перемещения биомассы, приемный бункер с плунжерным насосом для подачи биомассы в сушильную камеру, дымосос для обеспечения рециркуляции теплоносителя, измельчитель сухой биомассы и разгрузочный бункер со шлюзовым дозатором, отличающееся тем, что в вакуумной системе перед вакуумным насосом для конденсации выпариваемой влаги и обезвоживанию газов установлен теплообменник.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что выход вакуумного насоса посредством трубопровода соединен со всасывающим патрубком вентилятора для подачи воздуха на горение топлива в топку и получения теплоносителя для обогрева сушильной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3