本實用新型屬于污染治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)廢棄物發(fā)酵臭氣換熱冷凝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、污水處理、垃圾處理和堆肥等過程中，會產(chǎn)生大量的臭氣和有機(jī)廢氣，不但對周圍環(huán)境造成污染，同時對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，臭氣和有機(jī)廢氣的治理越來越受到人們的關(guān)注。

在有機(jī)廢棄物發(fā)酵過程中，微生物通過代謝活動，把其中一部分有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物，為生物生命活動提供所需的能量，另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物體所需的營養(yǎng)物質(zhì)，形成新的細(xì)胞體，使微生物不斷增殖，在此過程中，放出大量能量，除小部分為細(xì)胞質(zhì)合成提供能量外，其余均以熱量的形式放出，據(jù)文獻(xiàn)介紹，在有機(jī)廢棄物高溫發(fā)酵階段，微生物氧化分解有機(jī)廢棄物平產(chǎn)生的熱量約420 kJ/kg，這些熱能隨臭氣排出，使臭氣溫度最高可達(dá)60~70℃，同時，由于物料堆體溫度升高，導(dǎo)致物料水分蒸發(fā)速度加快，大量水分也隨臭氣排出。

礦質(zhì)原料如煤炭、柴油等在燃燒過程中不可避免地產(chǎn)生煙塵等顆粒物、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NO_x)等有毒有害氣體，同時，燃燒尾氣也會帶走大量熱量，而這部分熱量未經(jīng)利用，造成熱能的浪費，加劇對環(huán)境的污染。

治理臭氣和有機(jī)廢氣的技術(shù)有很多，如吸收吸附、焚燒法、化學(xué)轉(zhuǎn)化法、冷凝法及生物法等，但在這些方法中，最為經(jīng)濟(jì)有效的是生物除臭法，生物除臭法是一種無臭化、無害化的工藝方法，即利用具有除臭功能的微生物菌群轉(zhuǎn)化廢氣中的硫化氫、還原硫化物等臭氣物質(zhì)，具有去除率高，運轉(zhuǎn)費用低，操作管理簡單，不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，但是，生物除臭法除臭效果依賴除臭微生物的活性，除臭進(jìn)氣溫度過高或過低都會影響微生物的生長繁殖，進(jìn)而降低除臭效果，當(dāng)除臭進(jìn)氣溫度高于40℃或低于15℃時，除臭微生物生長繁殖受到抑制；當(dāng)除臭進(jìn)氣溫度高于60℃時，除臭微生物大量死亡，喪失除臭效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而提供一種臭氣換熱冷凝系統(tǒng)，滿足生物除臭裝置對于臭氣溫度控制在10℃~40℃的要求，避免溫度過高或過低影響微生物的生長繁殖，降低除臭效果，本實用新型的系統(tǒng)及方法換熱比表面積大，換熱效率高，檢測控制裝置智能化程度高，新鮮空氣經(jīng)換熱冷凝器加熱后還可作為有機(jī)廢棄物進(jìn)行好氧發(fā)酵 的熱源和其他熱能負(fù)載的部分熱能，本實用新型既節(jié)能，又環(huán)保，真正實現(xiàn)污染治理與能源循環(huán)利用和諧統(tǒng)一。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種臭氣換熱冷凝系統(tǒng)，包括換熱冷凝器、溫度傳感器、生物除臭裝置、檢測控制裝置、臭氣收集管道和臭氣排氣管道，所述的換熱冷凝器包括依次連接固定的上端蓋、罐體、下端蓋，上端蓋的上端具有臭氣進(jìn)氣法蘭，臭氣收集管道與臭氣進(jìn)氣法蘭連接固定；在罐體側(cè)壁上，下部設(shè)有新鮮空氣進(jìn)氣法蘭，上部設(shè)有熱空氣排氣法蘭；熱空氣排氣法蘭通過熱空氣引風(fēng)機(jī)及熱空氣管道連接熱能負(fù)載；在罐體上部安裝有上管板，下部安裝下管板，上、下管板上均勻布置有若干孔，穿過上、下管板的對應(yīng)孔之間用換熱管連接，換熱管兩端分別固定在上、下管板上，使上、下管板、換熱管外側(cè)和罐體外壁之間形成一個密閉腔體，并通過新鮮空氣進(jìn)氣法蘭和熱空氣排氣法蘭與外界連通；在下管板上均勻固定多根拉桿，在罐體內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)氣法蘭和熱空氣排氣法蘭之間的空間內(nèi)均勻布置有多塊隔板，隔板固定在拉桿上；換熱管內(nèi)腔連通上、下端蓋；下蓋板底部設(shè)置有U形管；下端蓋的側(cè)壁上設(shè)有臭氣排氣法蘭，臭氣排氣法蘭與臭氣排氣管道連接固定，臭氣排氣管道連接引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口，引風(fēng)機(jī)排氣口連接生物除臭裝置；在臭氣收集管道與引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口之間還連接有旁通支路及旁通支路電磁閥；臭氣收集管道末端安裝有臭氣進(jìn)氣電磁閥，在臭氣排氣口或臭氣排氣管道內(nèi)安裝有溫度傳感器，溫度傳感器的輸出連接檢測控制裝置的信號輸入端，而檢測控制裝置輸出的控制信號連接臭氣進(jìn)氣電磁閥或旁通支路電磁閥。

上述技術(shù)方案中，下端蓋的的容積大于或等于上端蓋的容積。

上述技術(shù)方案中，隔板為切邊的圓形結(jié)構(gòu)，隔板的直徑等于罐體的內(nèi)徑，隔板沿軸線方向錯落、均勻地分布于罐體內(nèi)，隔板固定在拉桿上，使得新鮮空氣走向為“Z”字型，以增加空氣的路徑，增大空氣與換熱管的接觸面積。

上述技術(shù)方案中，所述的下端蓋出水口位于下端蓋的最低處，下端蓋出水口連接U型管的進(jìn)水口，U型管的最高液位低于臭氣排氣法蘭的最低點。

上述技術(shù)方案中，所述的檢測控制裝置設(shè)定的換熱冷凝器下端臭氣排氣口或臭氣排氣管道內(nèi)的溫度控制范圍為10℃~40℃，當(dāng)換熱冷凝器下端臭氣排氣口或臭氣排氣管內(nèi)的溫度傳感器檢測到臭氣溫度大于40℃時，檢測控制裝置輸出控制信號打開換熱冷凝器上端蓋上方的臭氣進(jìn)氣電磁閥，關(guān)閉旁通支路電磁閥，使臭氣經(jīng)換熱冷凝器冷卻后再進(jìn)入生物除臭裝置；而當(dāng)換熱冷凝器下端臭氣排氣口或臭氣排氣管內(nèi)的溫度傳感器檢測到臭氣溫度小于10℃時，檢測控制裝置輸出控制信號關(guān)閉換熱冷凝器上端蓋上方的臭氣進(jìn)氣電磁閥，打開旁通支路電磁閥，使臭氣不進(jìn)入換熱冷凝器降溫；檢測控制裝置通過溫度傳感器檢測換熱冷凝器的臭氣排氣溫度，檢測控制裝置輸出控制信號控制換熱冷凝器的臭氣進(jìn)氣電磁閥或旁通支路電磁閥，使生物除臭裝置在10℃~40℃溫度區(qū)間工作，既保證除臭效果，又避免生物除臭裝置中微生物的休眠和死亡。

有益效果：

本實用新型充分考慮有機(jī)廢棄物發(fā)酵臭氣熱量高、濕度大的特點，創(chuàng)造性地設(shè)計一種換熱冷凝器，換熱冷凝器內(nèi)均勻豎直排列中若干個換熱管，換熱管內(nèi)含熱臭氣與管外的新鮮空氣對流，通過換熱管進(jìn)行充分地?zé)峤粨Q，該方式與傳統(tǒng)換熱方式相比，換熱比表面積大，換熱效率高，同時，新鮮空氣經(jīng)換熱冷凝器加熱成熱空氣，熱空氣可以作為有機(jī)廢棄物的熱源，對有機(jī)廢棄物進(jìn)行加熱、供氧，縮短有機(jī)廢棄物發(fā)酵升溫時間，提高發(fā)酵效率。

由于有機(jī)廢棄物發(fā)酵臭氣濕度大，在經(jīng)換熱冷凝器降溫的同時，也產(chǎn)生了大量大量冷凝水，這些冷凝水經(jīng)換熱管自然匯集到換熱冷凝器的下端蓋內(nèi)，當(dāng)冷凝水液位達(dá)到一定高度時，由于壓差的作用，冷凝水隨U型管自然外排至溝渠中，這種方式操作簡單易行，同時利用冷凝水密封下端蓋冷凝水排水口，防止冷凝后的臭氣經(jīng)下端蓋冷凝水排水口排向大氣造成二次污染。

當(dāng)在冬季進(jìn)行有機(jī)廢棄物的好氧發(fā)酵，以及好氧發(fā)酵伊始，排出的臭氣溫度低時，無需換熱冷凝，本實用新型創(chuàng)新設(shè)計，在換熱冷凝器管路上設(shè)置旁通支路，當(dāng)在冬季進(jìn)行有機(jī)廢棄物的好氧發(fā)酵，以及好氧發(fā)酵伊始，排出的臭氣溫度低時，低溫臭氣經(jīng)過旁通支路進(jìn)入生物除臭裝置，以避免低溫臭氣經(jīng)過換熱冷凝器再次降溫；而當(dāng)在有機(jī)廢棄物的好氧發(fā)酵的高溫階段，排出的臭氣溫度高、濕度大，此時關(guān)閉旁通支路，臭氣通過換熱冷凝器降溫，使生物除臭濾塔內(nèi)物料溫度始終保持在限定的范圍內(nèi)，既保證除臭效果，又使生物除臭濾塔中的微生物不至于休眠和死亡。

本實用新型既節(jié)能，又環(huán)保，真正實現(xiàn)污染治理與能源循環(huán)利用的和諧統(tǒng)一。

附圖說明：

圖1為本實用新型原理示意圖；

圖2為換熱冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3 上端蓋與罐體連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4 下端蓋與罐體連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中I局部放大圖。

附圖標(biāo)記說明：

201A—臭氣進(jìn)氣電磁閥，202—換熱冷凝器，203—熱空氣引風(fēng)機(jī)，204—熱能負(fù)載，205—引風(fēng)機(jī)，206—生物除臭裝置，207—溫度傳感器，208—檢測控制裝置，201B—旁通支路電磁閥，101—上端蓋，102—上管板，103—換熱管，104—隔板，105—拉桿，106—新鮮空氣進(jìn)氣法蘭，107—下端蓋，108—臭氣排氣法蘭，109—臭氣進(jìn)氣法蘭，110—熱空氣排氣法蘭，111—罐體，112—下管板，113—U型管。

具體實施方式：

參見圖1、圖2、圖3和圖4，本實用新型的一種臭氣換熱冷凝系統(tǒng)，包括換熱冷凝器、溫度傳感器、生物除臭裝置、檢測控制裝置、臭氣收集管道和臭氣排氣管道，所述的換熱冷凝器包括依次連接固定的上端蓋、罐體、下端蓋，上端蓋的上端具有臭氣進(jìn)氣法蘭，臭氣收集管道下端與臭氣進(jìn)氣法蘭連接固定，下端蓋的下端具有臭氣排氣法蘭，臭氣排氣法蘭與臭氣排氣管道連接固定，臭氣排氣管連接引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口，引風(fēng)機(jī)排氣口連接生物除臭裝置；在臭氣收集管道與引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口之間還連接有旁通支路及旁通支路電磁閥；所述換熱冷凝器的罐體側(cè)壁下部設(shè)有新鮮空氣進(jìn)氣法蘭，換熱冷凝器的罐體側(cè)壁上部設(shè)有熱空氣排氣法蘭，熱空氣排氣法蘭通過熱空氣引風(fēng)機(jī)及熱空氣管道連接熱能負(fù)載；在換熱冷凝器的罐體內(nèi)安裝空氣換熱器；臭氣收集管道下部安裝有臭氣進(jìn)氣電磁閥，在換熱冷凝器下端臭氣排氣口或臭氣排氣管道內(nèi)安裝有溫度傳感器，溫度傳感器的輸出連接檢測控制裝置的信號輸入端，而檢測控制裝置輸出的控制信號連接至臭進(jìn)氣電磁閥或旁通支路電磁閥，所述換熱冷凝器罐體內(nèi)安裝的空氣換熱器為列管式熱交換器，具體結(jié)構(gòu)為：在罐體內(nèi)上部安裝上管板，在罐體內(nèi)下部安裝下管板，上管板上和下管板上均勻布置很多氣孔，上管板和下管板的對應(yīng)氣孔間用換熱管連接，換熱管內(nèi)腔與臭氣連通，換熱管外側(cè)空間與新鮮空氣連通，在下管板上固定多根拉桿，在罐體內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)氣和熱空氣排氣之間的空間內(nèi)均勻布置有多塊切邊的隔板，隔板的直徑等于罐體的內(nèi)徑，隔板沿軸線方向錯落地固定在拉桿上，所述的下端蓋出水口連接U型管的進(jìn)水口，U型管的排水口位置低于下端蓋，所述的檢測控制裝置設(shè)定的換熱冷凝器下端臭氣排氣口或臭氣排氣管道內(nèi)的溫度控制范圍為10℃~40℃，當(dāng)換熱冷凝器下端臭氣排氣口或臭氣排氣管內(nèi)的溫度傳感器檢測到臭氣溫度大于40℃時，檢測控制裝置輸出控制信號打開換熱冷凝器上端蓋上方的臭氣進(jìn)氣電磁閥，關(guān)閉旁通支路電磁閥，使臭氣經(jīng)換熱冷凝器冷卻后再進(jìn)入生物除臭裝置；而當(dāng)換熱冷凝器下端臭氣排氣口或臭氣排氣管內(nèi)的溫度傳感器檢測到臭氣溫度小于10℃時，檢測控制裝置輸出控制信號關(guān)閉換熱冷凝器上端蓋上方的臭氣進(jìn)氣電磁閥，打開旁通支路電磁閥，使臭氣不進(jìn)入換熱冷凝器降溫；檢測控制裝置通過溫度傳感器檢測換熱冷凝器的臭氣排氣溫度，檢測控制裝置輸出控制信號控制換熱冷凝器的臭氣進(jìn)氣電磁閥或旁通支路電磁閥，使生物除臭裝置在10℃~40℃溫度區(qū)間工作，既保證除臭效果，又避免生物除臭裝置中微生物的休眠和死亡。

一種臭氣換熱冷凝方法，包括：

（1）設(shè)計制造臭氣換熱冷凝器：臭氣換熱冷凝器包括依次連接固定的上端蓋、罐體、下端蓋；上端蓋上端具有臭氣進(jìn)氣法蘭，臭氣收集管道與臭氣進(jìn)氣法蘭連接固定，臭氣收集管道下部安裝有臭氣進(jìn)氣電磁閥，下端蓋底端具有臭氣排氣法蘭，臭氣排氣法蘭與臭氣排氣管道連接固定，換熱冷凝器下端臭氣排氣口或臭氣排氣管道內(nèi)安裝有溫度傳感器，所述罐體內(nèi)安裝有空氣換熱器，在罐體側(cè)壁上部設(shè)有熱空氣排氣法蘭，罐體側(cè)壁下部設(shè)有新鮮空氣進(jìn)氣法蘭；

（2）連接臭氣換熱冷凝系統(tǒng)：換熱冷凝器下端臭氣排氣口的溫度傳感器輸出的模擬信號連接至檢測控制裝置輸入端，檢測控制裝置輸出的控制信號連接至臭氣進(jìn)氣電磁閥或旁通支路電磁閥；臭氣換熱冷凝器下端連接的臭氣排氣管道與引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口連接，引風(fēng)機(jī)排氣口連接生物除臭裝置，在臭氣收集管道與引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口之間還連接有旁通支路及旁通支路電磁閥；罐體側(cè)壁下部的新鮮空氣進(jìn)氣法蘭為新鮮冷空氣入口，而罐體側(cè)壁上部的熱空氣排氣法蘭通過熱空氣引風(fēng)機(jī)及熱空氣管道連接熱能負(fù)載；在換熱冷凝器下端蓋出水口連接U型排水管；

（3）檢測控制裝置控制開啟換熱冷凝器的進(jìn)氣管道上的臭氣進(jìn)氣電磁閥，啟動引風(fēng)機(jī)，臭氣經(jīng)臭氣收集管道引入換熱冷凝器的換熱管內(nèi)，啟動熱能負(fù)載前端的引風(fēng)機(jī)，新鮮空氣經(jīng)新鮮空氣進(jìn)氣口進(jìn)入換熱冷凝器的換熱管外周，換熱管內(nèi)含熱臭氣與管外的新鮮空氣在換熱冷凝器內(nèi)形成對流，通過換熱管管壁進(jìn)行充分的熱交換；

（4）臭氣經(jīng)換熱冷凝器換熱、冷卻后經(jīng)臭氣排氣口排出，再經(jīng)引風(fēng)機(jī)引至生物除臭裝置內(nèi)，臭氣經(jīng)生物除臭裝置吸收、轉(zhuǎn)化，達(dá)標(biāo)后排放；另外，將經(jīng)換熱冷凝器加熱的新鮮空氣從熱空氣排氣口排出，引入熱能負(fù)載中，為熱能負(fù)載提供新鮮的熱空氣；

（5）臭氣經(jīng)換熱冷凝器降溫后產(chǎn)生的冷凝水匯集在換熱冷凝器的下端蓋中，當(dāng)下端蓋中的冷凝水液位達(dá)到一定值時，由于壓差作用，冷凝水自動從U型管排水口排至溝渠中；

（6）當(dāng)換熱冷凝器臭氣排氣口的溫度傳感器所檢測的臭氣溫度大于40度時，檢測控制裝置輸出控制信號打開換熱冷凝器進(jìn)氣管道上的臭氣進(jìn)氣電磁閥，關(guān)閉旁通支路電磁閥，使進(jìn)入生物除臭濾裝置的臭氣在換熱冷凝器內(nèi)冷卻；而當(dāng)溫度傳感器所檢測的臭氣溫度小于10度時，檢測控制裝置輸出控制信號關(guān)閉換熱冷凝器的臭氣進(jìn)氣電磁閥，打開旁通支路電磁閥，使臭氣不進(jìn)入換熱冷凝器內(nèi)降溫，使生物除臭裝置在10°C至40°C溫度區(qū)間工作，既保證除臭效果，又使生物除臭裝置中的微生物不至于休眠和死亡。

下面結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步具體說明：

本實用新型所涉及的換熱冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，換熱冷凝器從上到下依次由上端蓋101、上管板102、罐體111、下管板112、下端蓋107和U型管113構(gòu)成，上管板102和下管板112上均勻布置很多氣孔，上管板102和下管板112對應(yīng)氣孔間用換熱管103連接，在下管板112上固定多根拉桿105，且在空氣進(jìn)、出口之間錯落、均勻地布置有多塊切邊的 隔板104，隔板104固定在拉桿105上，隔板104的直徑小于罐體111的內(nèi)徑，上端蓋101上設(shè)置有臭氣進(jìn)氣法蘭109，下端蓋107的上部設(shè)置有臭氣排氣法蘭108，罐體111側(cè)壁下部設(shè)置有冷空氣進(jìn)氣法蘭106，罐體111側(cè)壁上部設(shè)置有熱空氣排氣法蘭110，U型管113的進(jìn)水口固定在下端蓋107的底部，U型管113的最高液位低于臭氣排氣法蘭108的最低點。

本實用新型所涉及的臭氣換熱冷凝方法示意圖如圖1所示，一種臭氣換熱冷凝裝置及方法主要包括換熱冷凝器202、電磁閥201A和201B、引風(fēng)機(jī)203和205、熱能負(fù)載204、生物除臭裝置206、溫度傳感器207、檢測控制裝置208、以及臭氣輸送管道等，換熱冷凝器202的臭氣進(jìn)氣法蘭109連接臭氣收集管道，臭氣排氣法蘭108經(jīng)排氣管道連接引風(fēng)機(jī)205的進(jìn)氣口，在臭氣排氣口安裝有溫度傳感器207，引風(fēng)機(jī)205的排氣口經(jīng)管道連接生物除臭裝置206的進(jìn)氣口，在換熱冷凝器202進(jìn)氣管道上設(shè)置有電磁閥201A，并設(shè)有旁通支路，臭氣換熱冷凝器202旁通支路設(shè)置有電磁閥201B，換熱冷凝器202的熱空氣排氣法蘭110經(jīng)管道連接引風(fēng)機(jī)203的進(jìn)氣口，引風(fēng)機(jī)203的排氣口經(jīng)管道連接熱能負(fù)載204的進(jìn)氣口。

本實用新型的臭氣換熱冷凝方法中，所述步驟（3）—（6）結(jié)合附圖具體描述如下：

（3）檢測控制裝置控制208開啟臭氣換熱冷凝器的進(jìn)氣管道上的電磁閥201A，啟動引風(fēng)機(jī)205，臭氣經(jīng)臭氣進(jìn)氣法蘭109引入換熱冷凝器202的換熱管103內(nèi)，啟動熱能負(fù)載204前段的引風(fēng)機(jī)203，新鮮空氣經(jīng)新鮮空氣進(jìn)氣法蘭106進(jìn)入換熱冷凝器202的換熱管103外，換熱管103內(nèi)含熱臭氣與換熱管103管外的新鮮空氣在換熱冷凝器202內(nèi)形成對流，通過換熱管202管壁進(jìn)行充分地?zé)峤粨Q；

（4）臭氣經(jīng)換熱冷凝器202換熱、冷卻后經(jīng)臭氣排氣法蘭108排出，再經(jīng)生物除臭裝置206的進(jìn)氣口引至生物除臭裝置206內(nèi)，臭氣經(jīng)生物除臭裝置206吸收、轉(zhuǎn)化，達(dá)標(biāo)后排放；將經(jīng)換熱冷凝器202加熱的空氣從熱空氣排氣法蘭110排出，經(jīng)引風(fēng)機(jī)203引入熱能負(fù)載204中，為熱能負(fù)載204提供新鮮的熱空氣；

（5）臭氣經(jīng)換熱冷凝器202降溫后產(chǎn)生的冷凝水匯集在換熱冷凝器202的下端蓋107中，當(dāng)下端蓋107中的冷凝水液位達(dá)到一定值時，由于壓差作用，冷凝水自動從U型管113排水口排至溝渠中；

（6）當(dāng)檢測控制裝置208檢測安裝在換熱冷凝器202臭氣排氣口的溫度傳感器207檢測到臭氣溫度大于40度時，檢測控制裝置208打開臭氣換熱冷凝器202的進(jìn)氣管道上的電磁閥201A，關(guān)閉旁通支路電磁閥201B，使進(jìn)入生物除臭裝置206的臭氣經(jīng)臭氣換熱冷凝器202冷卻；而當(dāng)檢測控制裝置208檢測安裝在換熱冷凝器202臭氣排氣口的溫度傳感器207檢測到生物除臭裝置206內(nèi)除臭填料的溫度小于10度時，控制系統(tǒng)208關(guān)閉換熱冷凝器202的進(jìn)氣管道上的電磁閥201A，打開旁通支路電磁閥201B，使臭氣不進(jìn)入換熱冷凝器202降溫，使生物除臭裝置206在10°C~40°C溫度區(qū)間工作，既保證除臭效果，又使生物除臭裝置206中的微生物不至于休眠和死亡。