[发明专利]一种牛粪快速化学催化水解处理过程中的节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种牛粪快速化学催化水解处理过程中的节能方法。

技术背景

目前对牛粪的传统处理方法主要有两种：一种为好氧堆肥发酵，发酵时间长，发酵过程中排放大量温室气体，尤其是恶臭气体，发酵堆肥因营养大部分分解掉，只剩下不易分解的腐植酸类，有机肥施用量大，肥效差；另一种为厌氧发酵产沼气做能源，同时产大量沼液和沼渣，发酵时间也较长，投资大，占地面积大，也产生大量温室气体，尤其是恶臭气体，沼渣进一步处理可以制有机肥料，沼液量大，浓度低，不易储存和运输，若用做液肥，施用量控制不好，施用量过多会引起营养体疯长，难以过度到生殖生长阶段，使粮食作物只长茎叶，不结籽粒，过量适用于瓜菜类、果菜类，茎叶疯长，不结瓜和果，只能使用在牧草、树木和叶菜类，另外发酵产沼气也很难控制，限制因素较多，如管理不好，产气量下降，或干脆不产气。

目前，行业内对牛粪采用化学催化水解制成小分子有机肥的处理方法解破除了传统的长期堆肥发酵的旧模式，但水解过程需消耗大量的能源，限制了其应用，尤其是锅炉排出的含大量热量的烟气和化学催化水解后排出的含大量热量的尾气被直接排放到大气中，造成了热量的严重浪费，在能源日益短缺的今天，研究开发牛粪化学催化水解处理过程中的节能方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种牛粪快速化学催化水解处理过程中的节能方法，以解决现有牛粪快速化学催化水解处理过程中耗能大，资源浪费严重，成本高的技术问题，本发明的处理方法在快速处理牛粪的同时，节约了能源，同时得到了高附加值的副产品。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：

一种牛粪废弃物的化学催化水解处理过程中的节能方法，该方法包括步骤：水经机械雾化和撞击流汽化后进锅炉生成过热蒸汽，该过热蒸汽用于牛粪的化学催化水解；锅炉排放的烟气热能的梯度利用，用于烘干牛粪，用做燃料；化学催化水解产生的尾气热能的梯度利用，用于干燥水解渣和浓缩尾气中冷凝下来的醋酸水溶液。

在本发明的一优选实施例中，所述水经机械雾化和撞击流汽化后进锅炉生成过热蒸汽的过程是，用压力泵或液压方法推动喷咀使水雾化，再经撞击流，所产生的动能使之汽化形成低温蒸汽，该低温蒸汽先进入锅炉的下锅筒，使之受热膨胀，经对流管束上升到锅炉的上锅筒，最后进入过热器产生过热蒸汽，该过热蒸汽经分气缸、蒸汽流量计、稳压器，供热设备用。

在本发明的一更优选实施例中，所述低温蒸汽是具有可调压力的低温蒸汽，所用压力根据锅炉额定最高压力的0.1-0.6系数来计算，通过变频调整施动电机的转数，来控制雾化、汽化的压力。

在本发明的一优选实施例中，所述烟气热能的梯度利用方法是，锅炉排放的烟气先经热管换热器吸热段，其温度得到降低，再进入牛粪滚筒干燥预热器，对牛粪进行预热，预热后的牛粪进入牛粪干燥机，同时烟气的温度得到进一步降低，该烟气经除尘脱硫，可直接排放到空气中；用鼓风机向与热管换热器吸热段相连接的热管换热器放热段吹风，放热段放出的热能被吹进牛粪干燥机，对预热牛粪进行干燥，所得干燥牛粪经过压块机压块，即得牛粪块燃料，供锅炉用。

在本发明的一优选实施例中，所述化学催化水解产生的尾气热能的梯度利用方法是，化学催化水解罐产生的具有一定温度和压力并含有醋酸的尾气，经减压阀进入一级热管换热器吸热段，降温得到降低后，再进入二级热管换热器吸热段，使尾气中含有的醋酸和水冷凝下来，同热空气分开，得到醋酸水溶液，热能经两级热管换热器的放热段，作为加热醋酸水溶液蒸发浓缩的补充热源。

在本发明的一更优选实施例中，醋酸水溶液蒸发浓缩的方法是，将醋酸水溶液进行加压雾化后，以射流方式喷射到热管换热器的放热段，闪蒸的水蒸气用引风机吸收送至冷凝器，冷却成冷凝水回收利用。

在本发明的一更进一步的优选实施例中，所述雾化过程中，雾化角度为30°-75°，喷射速度为0.1m/s-10m/s。

本发明的牛粪废弃物的化学催化水解处理过程中的节能方法通过水先经机械雾化和撞击流汽化后进锅炉，替代水直接进锅炉，使水在锅炉中的停留时间短，跨越水的沸腾阶段和饱和阶段，直接被加热形成过热蒸汽，该方法可节省燃料费用50％以上；锅炉排放的烟气热能的梯度利用，用来烘干牛粪，该干牛粪用做燃料来水解牛粪；对化学催化水解产生的尾气热量的梯级利用，采用热管换热器快速吸热、传热，尾气热量梯级利用的同时，尾气中含有的醋酸和水得到了快速冷凝，同时被热管换热器吸收的热量使醋酸溶液得到了快速浓缩，该方法综合节能措施的效果显著。

附图说明