1.本发明涉及环保领域，尤其涉及一种农林废弃物及畜禽粪污资源化综合利用方法。


背景技术：

2.为了保护环境，稻秸秆等农林废弃物不得进行焚烧，生鲜稻秸秆不得直接返用，对稻秸秆等农林废弃物进行无害化处理，已经成为趋势。目前常用的方法是将稻秸秆等农林废弃物进行炭化成粉，再次利用。
3.为了保护环境，畜禽粪污也不得直接排放，对畜禽粪污进行回收发酵，产生沼气用于燃烧，产生沼渣用于生物肥料，已经成为趋势。
4.但是，现有技术还缺少可以对农林废弃物及畜禽粪污进行资源化综合利用的方法，对产生的可燃性气体直接回收利用，生产有效产品。


技术实现要素：

5.发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种农林废弃物及畜禽粪污资源化综合利用方法，对农林废弃物及畜禽粪污进行资源化综合利用，最终形成单个产品
ꢀ‑
土壤改良剂，具有节能高效的有益效果。
6.技术方案：本发明的农林废弃物及畜禽粪污资源化综合利用方法，包括下述步骤：
7.1)粉碎机将稻秸秆等农林废弃物打碎，打碎后的物料进入原料烘干装置进行烘干，烘干后的物料进入干烧炭化装置进行炭化，炭化后的炭粉进入多级水冷系统进行冷却，获得中间产品炭粉；
8.2)将收集池中的畜禽粪污送至发酵装置中发酵，产生沼气与中间产品沼渣；
9.3)物料炭化产生的可燃余气、发酵产生的沼气，通过可燃余气回收装置进行回收利用对炭化炉加热，作为物料炭化的热源；可燃余气与沼气燃烧后产生的高温尾气，进入原料烘干装置中进行回收利用对物料加热烘干，作为原料烘干的热源；
10.4)尾气进入尾气净化系统进行多次降温多次清洗净化操作，达到排放的标准；
11.5)将中间产品炭粉与沼渣送至混料机中，按照比例进行混合，混匀后的混合物进入造粒机制作成颗粒，颗粒进入颗粒烘干机进行烘干，然后进入成品包装机中打包制成土壤改良剂。
12.其中，所述的干烧炭化装置包括依次连接的进料斗、旋转式炭化炉与出料斗，旋转式炭化炉下方设有燃烧加热器，出料斗通过冷却管与多级水冷系统连接；所述可燃余气回收装置包括依次连接的旋风除尘器、高温风机与稳压罐，旋风除尘器通过管道与出料斗连接，稳压罐通过可燃余气管与燃烧加热器连接；所述原料烘干装置内部设有烘干弯管，烘干弯管一端通过热尾气管与干烧炭化装置连接，烘干弯管另一端通过尾气管与尾气净化系统连接，原料烘干装置设有出料口，出料口位于进料斗上方；所述的旋转式炭化炉倾斜设置，旋转式炭化炉与水平面之间的夹角角度为5
°‑
30
°
，旋转式炭化炉的进料端高于旋转式炭化
炉的出料端；所述的燃烧加热器与旋转式炭化炉平行设置；所述可燃余气管与发酵装置连通。
13.所述的干烧炭化装置使用的原料通过原料烘干装置的出料口进入干烧炭化装置的进料斗，进而进入旋转式炭化炉进行旋转炭化；旋转式炭化炉炭化物料后产生的炭粉通过出料斗进入冷却管，进而进入多级水冷系统进行冷却，获得中间产品炭粉。
14.所述的旋转式炭化炉炭化物料后产生的可燃余气通过管道进入可燃余气回收装置的旋风除尘器进行除尘，在高温风机的作用下进入稳压罐，与发酵装置中畜禽粪污发酵产生的沼气一起通过可燃余气管进入干烧炭化装置的燃烧加热器，通过燃烧对旋转式炭化炉进行加热，促进旋转式炭化炉内物料的炭化。
15.其中，所述的尾气净化系统包括依次连接的尾气管、进尾气管、换热器的竖向热管、出尾气管、风机、第一喷淋塔、第二喷淋塔、净化塔、换热器的横向冷管、烟囱；所述竖向热管包括若干根竖向换热热管，竖向换热热管之间通过弯管进行连接；所述横向冷管包括若干根横向换热冷管，横向换热冷管之间通过弯管进行连接。
16.所述的尾气净化系统使用时，燃烧尾气从进尾气管进入换热器的竖向热管，竖向热管与横向冷管垂直交叉设置，竖向热管与横向冷管进行换热，对竖向热管中的尾气进行一次降温；在风机作用下，尾气进入第一喷淋塔，对尾气进行清洗和二次降温；然后尾气进入第二喷淋塔，对尾气进行清洗和三次降温；尾气再进入净化塔，处理后达到排放标准。
17.其中，所述的多级水冷系统包括与冷却管连接的池体，池体通过外部的循环冷却管与冷却塔连通，池体通过第一隔板、第二隔板、第三隔板与第四隔板将其分隔为依次连接相通的第一区域、第二区域、第三区域、第四区域与第五区域，池体内设有依次连接的冷却斗、第一螺旋送料器、第二螺旋送料器、第三螺旋送料器、第四螺旋送料器、第五螺旋送料器、第六螺旋送料器与出料口；所述冷却斗位于循环冷却管的进水端，出料口位于循环冷却管的出水端；所述第二螺旋送料器穿过第四隔板，第三螺旋送料器穿过第三隔板，第四螺旋送料器穿过第二隔板，第五螺旋送料器穿过第一隔板，第六螺旋送料器穿过池体的侧壁；所述冷却斗与冷却管连接。进一步的，所述的第一区域、第二区域、第三区域、第四区域与第五区域通过端部的通道首尾依次连接；所述的第一螺旋送料器、第二螺旋送料器、第三螺旋送料器、第四螺旋送料器、第五螺旋送料器、第六螺旋送料器均为倾斜设置；所述第一螺旋送料器、第二螺旋送料器、第三螺旋送料器、第四螺旋送料器、第五螺旋送料器、第六螺旋送料器与水平面之间的夹角角度为35
°ꢀ‑
55
°
；所述第一螺旋送料器、第二螺旋送料器、第三螺旋送料器、第四螺旋送料器、第五螺旋送料器、第六螺旋送料器之间通过竖向连接管进行连接。
18.所述的池体通过外部的循环冷却管与冷却塔连通，冷却斗位于循环冷却管的进水端，出料口位于循环冷却管的出水端，冷却后的水体从冷却斗处进入池体，依次经过第五区域、第四区域、第三区域、第二区域与第一区域，对第一螺旋送料器、第二螺旋送料器、第三螺旋送料器、第四螺旋送料器、第五螺旋送料器、第六螺旋送料器内的物料进行冷却，吸收走物料的热量，高温的水体进入循环冷却管达到冷却塔进行冷却，冷去后的水体通过循环冷却管再次进入池体，对物料进行冷却。
19.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明通过自主设计的综合利用方法，对农林废弃物物料炭化产生的可燃余气、畜禽粪污发酵产生的沼气进行直接
利用，用于对炭化炉加热，作为物料炭化的热源。同时，本发明对燃烧后产生的高温尾气，进行了再次利用，用于对物料加热烘干，作为原料烘干的热源。而且，通过尾气净化系统进行多次降温多次清洗净化操作，最终达到排放的标准，节能环保。
20.本发明针对干烧炭化装置1中物料炭化产生的高温炭粉，通过多级水冷系统进行多级多次冷却，便于对炭粉进行再次利用。而炭粉仅是中间产物，本发明将炭粉和畜禽粪污发酵后产生的沼渣送至混料机中，按照比例进行混合，可以加入其他需要的元素，制作成为土壤改良剂。土壤改良剂是本发明的最终产品。本发明可以对农林废弃物及畜禽粪污进行资源化综合利用，最终形成单个产品
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土壤改良剂，具有节能高效的有益效果。
附图说明
21.图1为本发明的结构框图；
22.图2为本发明的干烧炭化装置、可燃余气回收装置、原料烘干装置、尾气净化系统的结构示意图；
23.图3为本发明的换热器的结构示意图；
24.图4为发明的多级水冷系统的结构示意图1；
25.图5为发明的多级水冷系统的结构示意图2；
26.图中1为干烧炭化装置、2为可燃余气回收装置、3为原料烘干装置、4为进料斗、 5为旋转式炭化炉、6为出料斗、7为燃烧加热器、8为冷却管、9为旋风除尘器、10为高温风机、11为稳压罐、12为可燃余气管、13为热尾气管、14为烘干弯管、15为尾气管、16为出料口、17为进尾气管、18为换热器、19为出尾气管、20为风机、21为第一喷淋塔、22为第二喷淋塔、23为净化塔、24为烟囱、25为竖向热管、26为横向冷管、 27为池体、28为循环冷却管、29为冷却塔、30为第一隔板、31为第二隔板、32为第三隔板、33为第四隔板、34为第一区域、35为第二区域、36为第三区域、37为第四区域、38为第五区域、39为冷却斗、40为第一螺旋送料器、41为第二螺旋送料器、42 为第三螺旋送料器、43为第四螺旋送料器、44为第五螺旋送料器、45为第六螺旋送料器、46为出料口、47为竖向连接管。
具体实施方式
27.下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。
28.本发明的农林废弃物及畜禽粪污资源化综合利用方法，包括下述步骤：
29.1)粉碎机将稻秸秆等农林废弃物打碎，打碎后的物料进入原料烘干装置3进行烘干，烘干后的物料进入干烧炭化装置1进行炭化，炭化后的炭粉进入多级水冷系统进行冷却，获得中间产品炭粉；
30.2)将收集池中的畜禽粪污送至发酵装置中发酵，产生沼气与中间产品沼渣；
31.3)物料炭化产生的可燃余气、发酵产生的沼气，通过可燃余气回收装置2进行回收利用对炭化炉加热，作为物料炭化的热源；可燃余气与沼气燃烧后产生的高温尾气，进入原料烘干装置3中进行回收利用对物料加热烘干，作为原料烘干的热源；
32.4)尾气进入尾气净化系统进行多次降温多次清洗净化操作，达到排放的标准；
33.5)将中间产品炭粉与沼渣送至混料机中，按照比例进行混合，混匀后的混合物进入造粒机制作成颗粒，颗粒进入颗粒烘干机进行烘干，然后进入成品包装机中打包制成土
壤改良剂。
34.一、本发明的干烧炭化装置1、可燃余气回收装置2、原料烘干装置3的结构如下：
35.干烧炭化装置1包括依次连接的进料斗4、旋转式炭化炉5与出料斗6，旋转式炭化炉5下方设有燃烧加热器7，出料斗6通过冷却管8与多级水冷系统连接；可燃余气回收装置2包括依次连接的旋风除尘器9、高温风机10与稳压罐11，旋风除尘器9通过管道与出料斗6连接，稳压罐11通过可燃余气管12与燃烧加热器7连接；原料烘干装置3内部设有烘干弯管14，烘干弯管14一端通过热尾气管13与干烧炭化装置1连接，烘干弯管14另一端通过尾气管15与尾气净化系统连接，原料烘干装置3设有出料口16，出料口16位于进料斗4上方；旋转式炭化炉5倾斜设置，旋转式炭化炉5与水平面之间的夹角角度为5
°‑
30
°
，旋转式炭化炉5的进料端高于旋转式炭化炉5的出料端；燃烧加热器7与旋转式炭化炉5平行设置；所述可燃余气管12与发酵装置连通。
36.其中，干烧炭化装置1的使用方法如下：
37.干烧炭化装置1使用的原料通过原料烘干装置3的出料口16进入干烧炭化装置1 的进料斗4，进而进入旋转式炭化炉5进行旋转炭化；旋转式炭化炉5采用现有技术的炭化炉产品，旋转式炭化炉5炭化物料后产生的炭粉通过出料斗6进入冷却管8，进而进入多级水冷系统进行冷却，获得中间产品炭粉。
38.其中，可燃余气回收装置2的使用方法如下：
39.旋转式炭化炉5炭化物料后产生的可燃余气通过管道进入可燃余气回收装置2的旋风除尘器9进行除尘，在高温风机10的作用下进入稳压罐11，与发酵装置中畜禽粪污发酵产生的沼气一起通过可燃余气管12进入干烧炭化装置1的燃烧加热器7，通过燃烧对旋转式炭化炉5进行加热，促进旋转式炭化炉5内物料的炭化。
40.本发明采用这样的方法，对物料炭化后的可燃余气、发酵产生的沼气，进行回收利用，作为物料炭化的热源之一，降低了成本。可燃余气、发酵产生的沼气在燃烧后，产生的高温尾气通过热尾气管13进入原料烘干装置3的烘干弯管14内，通过热尾气对原料进行烘干，使用过后的尾气进入尾气管15，尾气管15与外部的尾气净化系统连接。这样的结构设计，对可燃余气、沼气燃烧后产生的高温尾气进行再次利用，作为原料烘干的热源之一，降低了成本。
41.二、本发明的尾气净化系统的结构如下：
42.尾气净化系统包括依次连接的尾气管15、进尾气管17、换热器18的竖向热管25、出尾气管19、风机20、第一喷淋塔21、第二喷淋塔22、净化塔23、换热器18的横向冷管26、烟囱24；竖向热管25包括若干根竖向换热热管，竖向换热热管之间通过弯管进行连接；横向冷管26包括若干根横向换热冷管，横向换热冷管之间通过弯管进行连接。
43.其中，尾气净化系统的使用方法如下：
44.尾气净化系统使用时，燃烧尾气从进尾气管17进入换热器18的竖向热管25，竖向热管25与横向冷管26垂直交叉设置，竖向热管25与横向冷管26进行换热，对竖向热管25中的尾气进行一次降温；在风机20作用下，尾气进入第一喷淋塔21，对尾气进行清洗和二次降温；然后尾气进入第二喷淋塔22，对尾气进行清洗和三次降温；尾气再进入净化塔23，处理后达到排放标准。
45.本发明采用这样的方法，处理后的气体进入换热器18的横向冷管26，由于气体温
度较低，可以吸收竖向热管25中燃烧尾气的热量，对竖向热管25中的尾气进行一次降温。最终，达到排放标准的气体从烟囱24排出。烟囱24采用高空排放的方式，气体在上升过程中，可以进行四次降温，不影响气体的安全排放。本发明针对燃烧尾气进行设计的净化系统及使用方法，对尾气进行多次降温多次清洗净化操作，最终达到排放的标准。同时，特异性设计了换热器18，竖向热管25与横向冷管26垂直交叉设置，竖向热管25与横向冷管26进行换热，对竖向热管25中的尾气进行降温。这样的结构，避免进入风机20、第一喷淋塔21的尾气温度过高，防止过高的温度损坏设备，延长了设备的使用寿命，降低了净化系统的使用成本。而且，通过处理后的低温气体对高温的燃烧尾气进行首次降温，在不影响气体的安全排放的基础上，通过巧妙的结构设计，降低了降温成本。
46.三、本发明的多级水冷系统的结构如下：
47.多级水冷系统包括与冷却管8连接的池体27，池体27通过外部的循环冷却管28 与冷却塔29连通，池体27通过第一隔板30、第二隔板31、第三隔板32与第四隔板33 将其分隔为依次连接相通的第一区域34、第二区域35、第三区域36、第四区域37与第五区域38，池体27内设有依次连接的冷却斗39、第一螺旋送料器40、第二螺旋送料器 41、第三螺旋送料器42、第四螺旋送料器43、第五螺旋送料器44、第六螺旋送料器45 与出料口46；冷却斗39位于循环冷却管28的进水端，出料口46位于循环冷却管28 的出水端；第二螺旋送料器41穿过第四隔板33，第三螺旋送料器42穿过第三隔板32，第四螺旋送料器43穿过第二隔板31，第五螺旋送料器44穿过第一隔板30，第六螺旋送料器45穿过池体27的侧壁；冷却斗39与冷却管8连接。第一区域34、第二区域35、第三区域36、第四区域37与第五区域38通过端部的通道首尾依次连接；第一螺旋送料器40、第二螺旋送料器41、第三螺旋送料器42、第四螺旋送料器43、第五螺旋送料器 44、第六螺旋送料器45均为倾斜设置；第一螺旋送料器40、第二螺旋送料器41、第三螺旋送料器42、第四螺旋送料器43、第五螺旋送料器44、第六螺旋送料器45与水平面之间的夹角角度为35
°‑
55
°
；第一螺旋送料器40、第二螺旋送料器41、第三螺旋送料器42、第四螺旋送料器43、第五螺旋送料器44、第六螺旋送料器45之间通过竖向连接管21进行连接。
48.其中，多级水冷系统的使用方法如下：
49.池体27通过外部的循环冷却管28与冷却塔29连通，冷却斗39位于循环冷却管28 的进水端，出料口46位于循环冷却管28的出水端，冷却后的水体从冷却斗39处进入池体27，依次经过第五区域38、第四区域37、第三区域36、第二区域35与第一区域 34，对第一螺旋送料器40、第二螺旋送料器41、第三螺旋送料器42、第四螺旋送料器 43、第五螺旋送料器44、第六螺旋送料器45内的物料进行冷却，吸收走物料的量，高温的水体进入循环冷却管28达到冷却塔29进行冷却，冷去后的水体通过循环冷却管28 再次进入池体27，对物料进行冷却。
50.本发明采用这样的方法，增加了物料在池体28内的运行时间，可以更加充分得对物料进行冷却，冷却后的物料从出料口46排出。本发明的多级水冷系统具有对物料进行多级多次冷却，冷却效果好的有益效果。
51.四、将中间产品炭粉与沼渣送至混料机中，按照比例进行混合，混匀后的混合物进入造粒机制作成颗粒，颗粒进入颗粒烘干机进行烘干，然后进入成品包装机中打包制成土壤改良剂。
52.本发明的最终目的是对农林废弃物及畜禽粪污进行资源化综合利用，以往的方法都是产生多种产品，包括炭粉、沼气、生物肥等，这样的方法，不仅不利于综合利用，而且单独的产品往往滞销，无法产生效益。本发明通过自主设计的综合利用方法，对农林废弃物物料炭化产生的可燃余气、畜禽粪污发酵产生的沼气进行直接利用，用于对炭化炉加热，作为物料炭化的热源。同时，本发明对燃烧后产生的高温尾气，进行了再次利用，用于对物料加热烘干，作为原料烘干的热源。而且，通过尾气净化系统进行多次降温多次清洗净化操作，最终达到排放的标准，节能环保。
53.本发明针对干烧炭化装置1中物料炭化产生的高温炭粉，通过多级水冷系统进行多级多次冷却，便于对炭粉进行再次利用。而炭粉仅是中间产物，本发明将炭粉和畜禽粪污发酵后产生的沼渣送至混料机中，按照比例进行混合，可以加入其他需要的元素，制作成为土壤改良剂。土壤改良剂是本发明的最终产品。本发明可以对农林废弃物及畜禽粪污进行资源化综合利用，最终形成单个产品
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土壤改良剂，具有节能高效的有益效果。