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一种农村人畜粪便阴燃处理装置和方法

阅读:69发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种农村人畜粪便阴燃处理装置和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种农村人畜 粪便 阴燃处理装置和方法。该装置包括粪便存储箱、沙粪搅拌箱、沙子存储箱、搅拌器、阴燃反应容器、空气 压缩机 、电加热器、温差发电片和烟气 净化 器,所述粪便储存器连接沙粪搅拌箱;沙子存储箱通过第一螺旋 输送机 连接沙粪搅拌箱;沙粪搅拌箱通过第二 螺旋输送机 连接阴燃反应容器,阴燃反应容器上部通过烟气管道连接烟气净化器,温差发电片均匀设置在阴燃反应容器的 中间层 ,温差发电片顶部与照明灯连接,阴燃反应容器下部设有电加热器,空气压缩机、压式流量 控制器 和阴燃反应容器底部通过空气管道连接。本发明将阴燃产生的热量转化为 电能 ,将其燃烧过后的无机物进行无害化处理;同时将阴燃产生的 热能 转化为电能用于家庭照明。,下面是一种农村人畜粪便阴燃处理装置和方法专利的具体信息内容。

1.一种农村人畜粪便阴燃处理装置,其特征在于:包括粪便存储箱、沙粪搅拌箱、沙子存储箱、搅拌器、阴燃反应容器、空气压缩机、电加热器、温差发电片和烟气净化器,其中:
所述的粪便储存器连接沙粪搅拌箱;所述的沙子存储箱通过第一螺旋输送机连接沙粪搅拌箱;沙粪搅拌箱内部设有搅拌器,用于充分搅拌粪便与沙子;
所述的沙粪搅拌箱通过第二螺旋输送机连接阴燃反应容器,阴燃反应容器上部通过烟气管道连接烟气净化器,用于清洁阴燃反应容器内产生的烟气;
所述的温差发电片均匀设置在所述的阴燃反应容器的中间层,温差发电片顶部与照明灯连接,以用于将沙粪阴燃产生的热能转化为电能
所述阴燃反应容器下部设有电加热器,用于沙粪混合物发生阴燃;
所述空气压缩机、压式流量控制器和阴燃反应容器底部通过空气管道连接,以用于将空气导入所述阴燃反应容器;
所述的阴燃反应容器出口通过第三螺旋输送机连接沙灰混合物收集器,用于收集沙灰混合物。
2.根据权利要求1所述的农村人畜粪便阴燃处理装置,其特征在于:所述阴燃反应容器内设有空气分布器,所述的空气分布器设置在电加热器的下方。
3.根据权利要求1所述的农村人畜粪便阴燃处理装置,其特征在于:电加热器选取双U型防热管
4.根据权利要求1所述的农村人畜粪便阴燃处理装置,其特征在于:所述热电偶选用镍铬—康,测量范围在0 800℃。
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5.根据权利要求1所述的农村人畜粪便阴燃处理装置,其特征在于:所述温差发电片耐温500℃,功率为80W,大小为100mm*100mm;所述照明灯为高压钠灯,功率为150W。
6.根据权利要求1所述的农村人畜粪便阴燃处理装置,其特征在于:所述的粪便储存器为圆柱形结构,直径为2m,高为0.5m,材质为玻璃
所述沙粪搅拌箱为圆柱形结构,直径为1m,高为3m,材质为玻璃钢;
第一螺旋输送机的长为0.5m,螺旋直径为50mm;
所述的沙子存储箱的直径为1m,高为2m,材质为聚氯乙烯;
所述的搅拌器为涡轮搅拌器,转速为400 800r/min;
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第二螺旋输送机的长为0.5m,螺旋直径为50mm。
7.一种农村人畜粪便阴燃处理方法,采用权利要求1 6任一项所述的农村人畜粪便阴~
燃处理装置,其特征在于包括以下步骤:
A、将粪便储存器中粪便与沙粪存储箱中的沙子输送到沙粪搅拌箱内,输送过程中边输送边搅拌,可以使粪便与沙子充分混合,以提高阴燃过程中的热传质效率;
B、将混合均匀的沙粪混合物通过第二螺旋输送机导入柱状阴燃反应容器中;启动阴燃反应容器底部的电加热器并设定加热温度为400 500℃,对反应容器内的沙粪混合物进行~
加热;
C、当热电偶连接的温度记录仪显示温度值达到设定加热温度时,打开空气压缩机,使空气进入空气分布器,其流速通过压式流量控制器控制在1.5 3.5的范围内;
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D、将沙粪混合阴燃后生成的热烟气通过烟气管道进入烟气净化器内,以确保排入大气的气体不含任何有害成分;
E、在柱状阴燃反应容器内壁距离底部2/3处相同间隔的安装温差发电片,将其沙粪阴燃产生的热能通过温差发电片转化为电能以用于家庭照明;
F、将粪便阴燃后生成的灰与沙子混合物通过第三螺旋输送机导入到沙灰混合物收集器中,自然干燥后沙子可重新循环利用。
8.根据权利要求7所述的农村人畜粪便阴燃处理方法,其特征在于:所述沙子的粒径小于3mm;粪便与沙子的质量比为1:20 1:28。
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说明书全文

一种农村人畜粪便阴燃处理装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种农村人畜粪便阴燃处理装置和方法,具体是一种利于沙粪混合阴燃之后将产生的热能转化为电能的粪便处理方法。

背景技术

[0002] 在农村人畜粪便处理相对落后,多数粪便不经处理,直接通过长时间的自然发酵后用于灌溉农田,在自然发酵过程中,由于粪便长时间的堆积、储存装置粗糙以及不合理的管理,容易造成病菌泄露以及地下的严重污染。为了解决以上问题,学者们对此也提出了很多方法,其中沙粪混合之后发生阴燃是较为常见的一种。但使用该方法处理过后,其中产生的热量没有被合理的利用起来,导致热源的流失。因此,开发一种快速、经济、安全、能源得到有效利用的方法是十分必要的。

发明内容

[0003] 本发明旨在提供一种农村人畜粪便阴燃处理装置和方法,是基于阴燃之后用于发电的粪便处理方法,能够快速、安全、经济、绿色地实现农村人畜粪便无害化处理,将其阴燃产生的热能转化为电能,用于家庭照明;其中阴燃过后的沙灰混合物可以循环利用。
[0004] 本发明是一种利用农村人畜粪便与沙子混合阴燃方法用于发电照明的装置。
[0005] 本发明提供了一种农村人畜粪便阴燃处理装置,包括粪便存储箱、沙粪搅拌箱、沙子存储箱、搅拌器、阴燃反应容器、空气压缩机、电加热器、温差发电片和烟气净化器,其中:所述的粪便储存器连接沙粪搅拌箱;所述的沙子存储箱通过第一螺旋输送机连接沙粪搅拌箱;沙粪搅拌箱内部设有搅拌器,用于充分搅拌粪便与沙子;
所述的沙粪搅拌箱通过第二螺旋输送机连接阴燃反应容器,以用于将所述的沙粪搅拌箱的粪便和沙子送入所述的阴燃反应容器;阴燃反应容器上部通过烟气管道连接烟气净化器,用于清洁阴燃反应容器内产生的烟气;
所述的温差发电片均匀设置在所述的阴燃反应容器的中间层,温差发电片顶部与照明灯连接,以用于将沙粪阴燃产生的热能转化为电能;
所述温差发电片的工作原理:是P型和N型结合的半导体元件组成的器件的一侧维持在低温,另一侧维持在高温,这样器件高温侧就会向低温侧传导热能并产生热流。即热能从高温侧流入器件内,通过器件将热能从低温侧排出时,流入器件的一部分热能不放热,并在器件内变成电能,输出直流电压电流。通过连接多个这样的器件便可获得较大的电压;
在所述阴燃反应容器下部设有电加热器,用于沙粪混合物发生阴燃;
所述空气压缩机、压式流量控制器和阴燃反应容器底部通过空气管道连接,以用于将空气导入所述阴燃反应容器;
所述的阴燃反应容器出口通过第三螺旋输送机连接沙灰混合物收集器,用于收集沙灰混合物;
所述搅拌器、电加热器、空气压缩机、第一螺旋输送机、第二螺旋输送机和第三螺旋输送机与自动控制系统连接。此处涉及的均为常规控制操作,就不一一赘述。
[0006] 进一步地,所述的粪便储存器(直径为2m,高为0.5m,材质为玻璃)连接沙粪搅拌箱(直径为1m,高为3m,材质为玻璃钢),使粪便进入所述沙粪搅拌箱内;第一螺旋输送机(长为0.5m,螺旋直径50mm)连接所述的沙子存储箱(直径为1m,高为
2m,材质为聚氯乙烯)和沙粪搅拌箱,将沙子存储箱内的沙子送入所述的沙粪搅拌箱内;
所述的搅拌器(涡轮搅拌器,转速为400 800r/min)位于所述的沙粪搅拌箱内,以用于~
粪便与沙子混合均匀,选用涡轮搅拌器,转速为100 300r/min;
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第二螺旋输送机(长为0.5m,螺旋直径50mm)连接所述的沙粪搅拌箱和阴燃反应容器,以用于将所述的沙粪搅拌箱内的粪便和沙子送入所述的阴燃反应容器内;
所述的温差发电片(耐温500℃,功率为80w,大小100mm*100mm)与照明灯(高压钠灯
150w)和所述阴燃反应容器连接,用于将沙粪阴燃产生的热能转化为电能;
优选地,所述阴燃反应容器内设有热电偶(选用镍铬—康,测量范围在0 800℃),用~
于监测点火温度。温度记录仪与所述的热电偶结合使用。
[0007] 优选地,电加热器选取双U型防水电热管
[0008] 优选地,所述阴燃反应容器内设有空气分布器,所述的空气分布器设置在电加热器的下方。
[0009] 优选地,粪便与粒径小于3mm的沙子按质量比为1:20 1:28混合。~
[0010] 本发明提供了一种农村人畜粪便阴燃处理方法,采用上述装置,具体包括以下步骤:A、将粪便储存器中粪便与沙粪存储箱中的沙子输送到沙粪搅拌箱内,输送过程中边输送边搅拌,可以使粪便与沙子充分混合,以提高阴燃过程中的热传质效率;
所述沙子的粒径小于3mm;粪便与沙子的质量比为1:20 1:28;
~
B、将混合均匀的沙粪混合物通过第二螺旋输送机导入柱状阴燃反应容器中;启动阴燃反应容器底部的电加热器并设定加热温度为400 500℃范围内对反应容器内的沙粪混合物~
进行加热;
C、当热电偶连接的温度记录仪显示温度值达到400 500℃范围内时,打开空气压缩机,~
使空气进入空气分布器,其流速通过压式流量控制器控制在1.5 3.5的范围内;
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D、将沙粪混合阴燃后生成的热烟气通过烟气管道进入烟气净化器内,以确保排入大气的气体不含任何有害成分;
E、在柱状阴燃反应容器内壁距离底部2/3处相同间隔的安装温差发电片(耐温500℃,功率为80w,大小100mm*100mm),将其沙粪阴燃产生的热能通过温差发电片转化为电能以用于家庭照明;
F、将粪便阴燃后生成的灰与沙子混合物通过第三螺旋输送机导入到沙灰混合物收集器中,自然干燥后沙子可重新循环利用。
[0011] 本发明的有益效果:(1)与现有技术相比,本发明在采用粪便中添加沙子对其进行阴燃的基础在阴燃装置内上安装了温差发电片,将阴燃释放的热量转化为电能,用于家庭照明;
(2)粪便与粒径为小于3mm的沙子按质量比为1:20 1:28混合形成沙粪混合物,这种混~
合物属于多空介质便于空气进入混合物内部,有利于阴燃的持续;
(3)由于阴燃燃烧是由固相燃料化释放的能量驱动燃烧,它具有缓慢、低温、无焰和低耗氧的特点;阴燃可以极大的减少粪便在燃烧过程中的热量损失,并无需预干燥处理,从而延长粪便熄灭时间;
(4)本发明将阴燃产生的热量转化为电能,将其燃烧过后的无机物进行无害化处理。因此本发明通过阴燃可快速、低耗能和无害化的处理生物粪便,同时将阴燃过后产生的热能转化为电能用于家庭照明。
附图说明
[0012] 图1是本发明一种农村人畜粪便阴燃处理装置的结构示意图。
[0013] 图中:1为粪便储存器,2为沙子存储箱,3为第一螺旋输送机,4为沙粪搅拌箱,5为搅拌器,6为第二螺旋输送机,7为烟气净化器,8为温差发电片,9为阴燃反应容器,10为温度记录仪,11为温度控制器,12为热电偶,13为第三螺旋输送机,14为电加热器,15为空气分布器,16为沙灰混合物收集器,17为空气压缩机,18为压式流量控制器,19为照明灯。

具体实施方式

[0014] 下面通过实施例来进一步说明本发明,但不局限于以下实施例。
[0015] 实施例1:如图1所示,本发明采用的生物排泄物处理系统包括粪便存储箱1、沙子存储箱2、第一螺旋输送机3、沙粪搅拌箱4、搅拌器5、第二螺旋输送机6、烟气净化器7、温差发电片8、阴燃反应容9、温度记录仪10、温度控制器11、热电偶12、第三螺旋输送机13、电加热器14、空气分布器15、沙灰混合物收集器16、空气压缩机17、压式流量控制器18、照明灯19,其中:
所述的粪便储存器1连接沙粪储搅拌箱4,以用于使粪便进入所述沙粪储搅拌箱4;
第一螺旋输送机3连接所述的沙子存储箱2和沙粪搅拌箱4,以用于将沙子存储箱内的沙子送入所述的沙粪搅拌箱4;
所述的搅拌器5位于所述的沙粪搅拌箱4,以用于充分搅拌粪便与沙子;
第二螺旋输送机6连接所述的沙粪搅拌箱4和阴燃反应容器9,以用于将所述的沙粪搅拌箱4的粪便和沙子送入所述的阴燃反应容器9;
烟气管道连接烟气净化器7和所述的阴燃反应容器9,以用于清洁阴燃反应容器内产生的烟气;
温差发电系统连接温差发电片8、照明灯19和所述阴燃反应容器9,以用于将沙粪阴燃产生的热能转化为电能;
所述的温差发电片8均匀的设置在所述的阴燃反应容器9的中间层;
所述温差发电片的工作原理:是P型和N型结合的半导体元件组成的器件的一侧维持在低温,另一侧维持在高温,这样器件高温侧就会向低温侧传导热能并产生热流。即热能从高温侧流入器件内,通过器件将热能从低温侧排出时,流入器件的一部分热能不放热,并在器件内变成电能,输出直流电压和电流。通过连接多个这样的器件便可获得较大的电压;
所述电加热器设置在所述阴燃反应容器内,以用于沙粪混合物发生阴燃;
空气管道连接所述空气压缩机17、压式流量控制器18和阴燃反应容器9,以用于将空气导入所述阴燃反应容器9;
第三螺旋输送机13连接所述的阴燃反应容器9,以用于送出沙灰混合物;
所述的热电偶12设置在所述阴燃反应容器内,以用于监测点火温度和阻燃峰值温度。
[0016] 所述温度记录仪10与所述的热电偶12结合使用。
[0017] 进一步,还包括设置在所述阴燃反应容器内的空气分布器15,所述的空气分布器15设置在电加热器14的下方。
[0018] 进一步,所述粪便与粒径为小于3mm的沙子按质量比为1:20 1:28混合。~
[0019] 具体实施工艺过程如下:A、将粪便储存器1中粪便与沙粪存储箱2中的沙子(粒径小于3mm)按质量比为1:20的量输送到沙粪搅拌箱4内,输送过程中边输送边搅拌,可以使粪便与沙子充分混合,以提高阴燃过程中的热传质效率。
[0020] B、将混合均匀的沙粪混合物通过第二螺旋输送机6导入柱状阴燃反应容器中。启动反应容器底部的电加热器14并设定加热温度为400℃对反应容器内的沙粪混合物进行加热。
[0021] C、当热电偶12连接的温度记录仪10显示温度值达到400℃时,打开空气压缩机17,使空气进入空气分布器15,其流速通过压式流量控制器18控制在1.5 3.5的范围内。~
[0022] D、将沙粪混合阴燃后生成的热烟气通过烟气管道进入烟气净化器7内,以确保排入大气的气体不含任何有害成分。
[0023] E、在柱状阴燃反应容器内壁距离底部2/3处相同间隔的安装温差发电片8(耐温500℃,功率为80w,大小100mm*100mm),将其沙粪阴燃产生的热能通过温差发电片转化为电能以用于家庭照明。
[0024] F、将粪便阴燃后生成的灰与沙子混合物通过第三螺旋输送机13导入到沙灰混合物收集器16,自然干燥后沙子可重新循环利用。
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