本發(fā)明屬于發(fā)酵罐技術領域，具體是一種固體有機物好氧加壓高溫發(fā)酵罐。

技術背景

目前，我國高效、集約化農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)獲得飛速發(fā)展，同樣帶來了大量固體有機物資源被閑置、丟棄，也造成了有機物資源的浪費，很多地方還造成了對環(huán)境的污染。固體有機物包括秸稈、中草藥渣、木薯渣、甘蔗渣、畜禽糞渣、壓濾菌泥等等，經(jīng)過粉碎等預處理后，可以利用生物技術，在厭氧或好氧發(fā)酵的條件下轉化成為富含豐富腐植酸質和動植物可吸收的養(yǎng)分產(chǎn)物，重新回到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥的使用量，有利于提高土壤的有機質、改善土壤活性、提高農(nóng)產(chǎn)品質量，也可以作為畜禽飼養(yǎng)的飼料，減少飼料投資成本。但是，目前，由于固體有機物質量輕，體積大，包裝搬運困難，一般長距離集中發(fā)酵處理制成產(chǎn)品后，再一次長距離分散銷售，造成運輸成本高昂。固體有機物資源化就是要通過生物發(fā)酵的方式實現(xiàn)物料的脫水、腐熟和無害化，傳統(tǒng)條跺式、槽式的固體有機物發(fā)酵工藝，多為露天或車間內(nèi)進行發(fā)酵，受環(huán)境溫度、臭氣處理等因素制約，而且存在占地大、工藝控制困難、水分蒸發(fā)慢、發(fā)酵周期長等問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種固體有機物好氧加壓高溫發(fā)酵罐，解決傳統(tǒng)方式占地大、廢氣處理困難、發(fā)酵溫度和工藝難于控制、水分蒸發(fā)慢、發(fā)酵周期長、收集運輸成本高昂的問題，實現(xiàn)系統(tǒng)裝備化，固體有機物可就地資源化利用，有利于技術和裝備的推廣應用。

本發(fā)明通過以下技術方案解決上述技術問題：

一種固體有機物好氧加壓高溫發(fā)酵罐，包括罐體、進料系統(tǒng)、固定軸、布料機構、移料機構、出料機構、泄氣口、出料口和內(nèi)熱交換器；

進料系統(tǒng)設于罐頂，包括儲料倉和進料艙門，進料艙門設于儲料倉底部；

固定軸設于罐體內(nèi)，為中空結構，兩端分別軸承連接罐頂和罐底，固定軸底端密封且伸出罐底連接液壓馬達，液壓馬達連接液壓油泵；固定軸頂端伸出罐頂；

布料機構、移料機構和出料機構均為不銹鋼材質或碳鋼防腐處理，均呈剪刀狀結構，從上而下依次排布在固定軸上；

泄氣口設于罐頂；出料口設于罐底；

內(nèi)熱交換器設于罐體內(nèi)壁，內(nèi)熱交換器的進氣口開設在罐體中部或中下部，出氣口設于罐體上部或頂部且管道連接固定軸頂端。

所述罐體為圓柱體，高徑比為1.0～3.5。

還包括固定支架；罐體置于固定支架上。

所述進料艙門四周設有密封墊，進料艙門的艙門板通過活動耳與罐體固定；艙門板連接氣缸，氣缸安裝在儲料倉頂上。

所述布料機構包括：上旋切刀和下旋切刀呈剪刀狀連接在固定軸上，上旋切刀和下旋切刀上各設有兩個導板；

移料機構包括：上旋切刀和下旋切刀呈剪刀狀連接在固定軸上，上旋切刀在刀身尾端、刀身中部各設兩個導板，下旋切刀在刀身尾端、刀身中部各設兩個導板，且刀背上均設有氣孔，氣孔連通固定軸內(nèi)；

出料機構包括：下旋切刀與固定軸連接，下旋切刀的刀身尾端、刀身中部分別設有兩個導板，刀口上間隔均布有多片刀片。

所述內(nèi)熱交換器的進氣口連接充氧加壓系統(tǒng)，充氧加壓系統(tǒng)包括高壓鼓風機、儲氣罐、外熱交換器和加熱系統(tǒng)，高壓鼓風機連接儲氣罐，儲氣罐管道連接外熱交換器的進氣口，外熱交換器的出氣口管道連接內(nèi)熱交換器的進氣口；加熱系統(tǒng)連接外熱交換器。

所述的加熱系統(tǒng)為電加熱、太陽能加熱、熱泵加熱、沼氣加熱、蒸汽加熱的一種或幾種。

所述泄氣口連接泄氣裝置，泄氣裝置包括高壓排風機，高壓排風機一端管道連接與泄氣口，另一端管道連接生物洗氣塔。

還包括倉內(nèi)物料感應器、罐內(nèi)物料感應器、氧氣傳感器、壓力傳感器和溫度探測器；倉內(nèi)物料感應器、罐內(nèi)物料感應器、氧氣傳感器、壓力傳感器和溫度探測器分別與控制中心連接；倉內(nèi)物料感應器設于儲料倉內(nèi)，罐內(nèi)物料感應器、氧氣傳感器和壓力傳感器分別設于罐體內(nèi)，溫度探測器為多個，分別設于罐體內(nèi)的上部、中部和下部。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明固體有機物好氧加壓高溫發(fā)酵罐利用充氧加壓系統(tǒng)保障了發(fā)酵所需的氧氣，分別設置內(nèi)外兩套加溫系統(tǒng)，有效利用生物發(fā)酵產(chǎn)生的溫度，保證發(fā)酵溫度穩(wěn)定，升溫快速，腐熟和無害化更快、更徹底，利用加壓負壓交替循環(huán)蒸發(fā)技術，通過壓力差控制，使水份快速蒸發(fā)，縮短了發(fā)酵周期，提高了效率；

(2)固體有機物好氧加壓高溫發(fā)酵裝置實現(xiàn)了模塊化設計，采用罐式裝備結構，占地小，裝備化、自動化程度高，降低了勞動強度；

(3)可多組并聯(lián)使用，滿足各種處理量的生產(chǎn)要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明固體有機物好氧加壓高溫發(fā)酵罐結構示意圖。

圖2為圖1中的布料機構結構示意圖。

圖3為圖1中的移料機構結構示意圖。

圖4為圖1中的出料機構結構示意圖。

圖中：5-罐體，510-儲料倉，511-進料艙門，512-倉內(nèi)物料感應器，513-罐內(nèi)物料感應器，515-氣缸，516-活動耳，517-液壓馬達，518-液壓油泵，519-固定支架，52-泄氣口，520-出料口，521-高壓排風機，53-氧氣傳感器，54-壓力傳感器，55-上軸承，56-下軸承，571-高壓鼓風機，572-儲氣罐，573-外熱交換器，574-內(nèi)熱交換器，575-加熱系統(tǒng)，58-布料機構，581-上旋切刀，582-下旋切刀，583-導板，584-固定軸，585-法蘭，586-氣孔，588-刀片，59-移料機構，60-出料機構，7-溫度探測器，6-生物洗氣塔，9-控制中心。

具體實施方式

下面結合實例、附圖對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施不限于下列實施例。

如圖1所示，一種固體有機物好氧加壓高溫發(fā)酵罐，主體為不銹鋼材質或碳鋼防腐處理，包括罐體5、進料系統(tǒng)、固定軸584、布料機構58、移料機構59、出料機構60、泄氣口52、出料口520和內(nèi)熱交換器574；

進料系統(tǒng)設于罐體5頂部，包括儲料倉510和進料艙門511，進料艙門511設于儲料倉510底部，用于控制物料從儲料倉510進入罐體5內(nèi)；進料艙門511四周設有密封墊，進料艙門511的艙門板通過活動耳516與罐體5固定連接；艙門板連接氣缸515，氣缸515安裝在儲料倉510頂上。通過氣缸515控制進料艙門511的開閉，控制物料儲料倉510的物料進入罐體5。

固定軸584設于罐體5內(nèi)，為中空結構。固定軸584的上端伸出罐頂且通過上軸承55連接罐頂，下端伸出罐底且通過下軸承56連接罐底，下端還連接液壓馬達517，液壓馬達517連接液壓油泵518；固定軸584的底端密封。

布料機構58、移料機構59和出料機構60均為不銹鋼材質或碳鋼防腐處理，均呈剪刀狀結構，布料機構58和出料機構60各一組分別連接在固定軸584的上部和下部，移料機構59為若干組呈螺旋排布固定在固定軸584中部。

也可以是：布料機構58、移料機構59、出料機構60各連接一根中空短軸分別形成整體結構，再通過法蘭585依次串連成固定軸584。

如圖2所示，布料機構58包括上旋切刀581和下旋切刀582，上旋切刀581和下旋切刀582呈剪刀狀連接在固定軸584上，上旋切刀581和下旋切刀582上各設有兩個導板583。

如圖3所示，移料機構59包括上旋切刀581和下旋切刀582，上旋切刀581和下旋切刀582呈剪刀狀連接在固定軸584上，上旋切刀581在刀身尾端、刀身中部各設兩個導板583，下旋切刀582在刀身尾端、刀身中部各設兩個導板583，且刀背上均設有氣孔586，氣孔586連通固定軸584內(nèi)。

如圖4所示，出料機構60包括下旋切刀582，下旋切刀582與固定軸584連接，下旋切刀582的刀身尾端、刀身中部分別設有兩個導板583，刀口上間隔均布有多片刀片588。

泄氣口52設于罐頂，泄氣口52連接泄氣裝置，泄氣裝置包括高壓排風機521，高壓排風機521一端管道連接與泄氣口52，另一端管道連接生物洗氣塔6。出料口520設于罐底；

內(nèi)熱交換器574設于罐體5內(nèi)壁，內(nèi)熱交換器574的進氣口開設在罐體5中部或中下部，內(nèi)熱交換器574本體沿罐體5內(nèi)壁向上環(huán)繞，內(nèi)熱交換器574的出氣口開設在罐體5上部并管道連接固定軸584頂端。內(nèi)熱交換器574的進氣口連接充氧加壓系統(tǒng)，充氧加壓系統(tǒng)包括高壓鼓風機571、儲氣罐572、外熱交換器573和加熱系統(tǒng)575，高壓鼓風機571連接儲氣罐572，儲氣罐572管道連接外熱交換器573的進氣口，外熱交換器573的出氣口管道連接內(nèi)熱交換器574的進氣口；加熱系統(tǒng)575連接外熱交換器573。所述的加熱系統(tǒng)575為電加熱、太陽能加熱、熱泵加熱、沼氣加熱、蒸汽加熱的一種或幾種。

所述罐體5為圓柱體，高徑比為1.0～3.5。

還包括固定支架519；罐體5置于固定支架519上。

還包括分別與控制中心9連接的倉內(nèi)物料感應器512、罐內(nèi)物料感應器513、氧氣傳感器53、壓力傳感器54和溫度探測器7；倉內(nèi)物料感應器512設于儲料倉510內(nèi)，罐內(nèi)物料感應器513、氧氣傳感器53和壓力傳感器54分別設于罐體5內(nèi)，溫度探測器7為多個，分別設于罐體5內(nèi)的上部、中部和下部。

包括秸稈、中草藥渣、木薯渣、甘蔗渣、畜禽糞渣、壓濾菌泥等固體有機物粉碎處理后送入混料機，由配料機分別向混料機加入發(fā)酵菌劑、N營養(yǎng)鹽和水進行混合，混合均勻后送入儲料倉510，由儲料倉510投料入好氧加壓高溫發(fā)酵罐中發(fā)酵5-12天，在好氧加壓高溫發(fā)酵罐中根據(jù)控制中心9的信號指令循環(huán)實現(xiàn)進料、布料、充氧加壓、移料、泄氣、出料的工序處理，利用加壓負壓交替循環(huán)蒸發(fā)方法，提高固體有機物的水份蒸發(fā)速度，生物發(fā)酵使固體有機物快速轉化為富含豐富腐植酸質和動植物可吸收的養(yǎng)分產(chǎn)物，達到固體有機物資源化利用的要求，排出物料可以作為飼料使用，也可以作為有機肥料、生物有機肥使用。好氧加壓高溫發(fā)酵罐排出的廢氣經(jīng)由生物洗氣塔6凈化再排放，解決廢氣污染問題。

投料、出料為序批式模式，充氧加壓、泄壓為序批式模式，發(fā)酵罐內(nèi)至上而下形成升溫區(qū)50-60℃、高溫區(qū)60-72℃、降溫區(qū)45-60℃三個梯度，水分自上而下從60％-70％遞減為30％-45％，發(fā)酵罐內(nèi)形成正壓、負壓狀態(tài)，快速蒸發(fā)水分。

倉內(nèi)物料感應器512根據(jù)儲料倉510的物料堆高信號反饋給控制中心9，控制投料到儲料倉510；罐內(nèi)物料排出后，形成一定的物料位差，罐內(nèi)物料感應器513反饋信號給控制中心9，控制氣缸515打開進料艙門511投料到罐內(nèi)，同時啟動泄氣裝置。進料艙門511關閉，泄氣裝置停止，投料完成，液壓馬達517驅動固定軸584順時針轉動，布料機構58把固體物料均勻布置于罐內(nèi)，移料機構59同時把物料在罐內(nèi)水平位移，并起到破橋、混合作用，溫度傳感器7、氧氣傳感器53、壓力傳感器54分別反饋檢測信號給控制中心9，管理充氧加壓系統(tǒng)的啟停。當發(fā)酵物料溫度達到設定溫度后，升溫區(qū)溫度達到55℃或高溫區(qū)達到65℃，液壓油泵、充氧加壓系統(tǒng)啟動；或氧氣濃度低于18％的設定濃度后，液壓驅動、充氧加壓系統(tǒng)啟動；或發(fā)酵罐氣壓達到正壓0.08MPa設定壓力后，泄氣裝置和高壓排風機521啟動,發(fā)酵罐氣壓達到負壓0.07MPa設定壓力，泄氣裝置和高壓排風機521停閉；儲氣罐壓力低于設定壓力2MPa，高壓鼓風機571啟動，壓力達到設定壓力4MPa，高壓鼓風機571停止。