一種病死害動物炭化處理工藝及其裝置的製作方法

2023-10-09 10:23:59 1

專利名稱：一種病死害動物炭化處理工藝及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種炭化處理工藝，尤其涉及一種病死害動物炭化處理工藝。
背景技術：
隨著現代養殖業的迅速發展，規模化養殖方興未艾，取得了長足的進步。但是由於規模化動物養殖場不斷擴大，養殖量逐漸增加，受飼養管理、營養水平、疫病防治技術及免疫應激反應等因素影響，禽畜的死亡率較高，因而產生了大量病死動物屍體。中小型養殖場及家庭養殖戶由於沒有專門的病死動物屍體處理設施，將動物屍體隨意丟棄在路旁河溝， 甚至有的養殖戶為了減少損失，低價拋售病死動物。這種處理病死動物屍體的方式不僅影響環境衛生，汙染土壤、水源、空氣，還會隨著病死動物屍體的腐敗腐爛，造成病毒細菌的擴散甚至由於環境的影響而發生變異，造成新的動物疫源，給我國的畜牧業帶來難以估計的損失，並且會嚴重危害人畜健康和經濟建設的健康發展。病死動物屍體已經成為人畜共患病的播種機，成了疫情的火種。如果對病死害動物屍體無害化處理不徹底、不規範，不僅會引起疫病的傳播擴散，造成環境汙染，而且極易危害動物性食品的安全，甚至影響社會經濟的健康穩定發展。如何正確處理病死動物的屍體，已成為現代化動物養殖中需要認真研究的重要課題。
KR101199831 BI (2012_11_15)公開了一種動物屍體的炭化裝置和炭化處理方法， 該發明將動物屍體和炭黑混合均勻，在微波下加熱動物屍體和破碎的死動物，並通過微波加熱。然而該發明是通過微波進行內部加熱，穿透深度不超過10cm，因此必須將動物屍體破碎成塊，故其工序複雜，勞動量大，並且耗電量大、獲得的炭化物收率低。
JP2007204563 (2007_08_16)公開了一種炭化處理裝置及炭化處理方法，該方法是用過熱蒸汽含有的熱量完成熱解或炭化，也必須事先將動物屍體破碎成塊，操作不便，在粉碎過程中會產生的血水等，存在後續廢水處理困難和病原菌感染危險，而且炭化物收率低。發明內容
本發明的目的是提供一種不需破碎、減少環境汙染和人工勞動的易操作、安全環保、炭化物收率高的病死害動物炭化處理工藝。
本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的:一種病死害動物炭化處理工藝，其包括以下步驟:(O熱解炭化:將病死害動物屍體在隔氧、常壓和300-600°C條件下，進行熱解炭化處理；(2)熱解氣回收利用:熱解炭化過程中產生的可燃性熱解氣自動輸出並在800-1300°C 條件下燃燒，燃燒產生的高溫煙氣供能支持熱解炭化，實現熱解氣的熱能回收利用；(3 )煙氣淨化處理:熱解炭·化和熱解氣回收利用過程中產生的煙氣經淨化處理後排放。
本發明處理工藝的優點為:1.隨著熱解炭化的進行，處理病死害動物屍體的裝置內會形成微正壓，熱解炭化產生的熱解氣自動輸出到與處理病死害動物屍體的裝置相通的燃燒室內，熱解氣燃燒後可用於維持所述熱解炭化溫度條件，從而達到熱能充分回收的目的；2.由於是無氧環境下的熱解處理，加上後續的熱解氣經過燃燒後進行煙氣淨化處理， 使炭化與煙氣處理緊密結合進行，在充分利用煙氣熱效應進行熱能回收以節省能源的同時，確保熱解氣的充分燃燒，避免產生黑色難溶物質、臭氣或有害氣體，達到環保目的；3.由於是無氧環境下的熱解處理，動物屍體無需破碎即可直接處理，降低了勞動強度和在處理過程中可能導致的病原菌傳染的危險；4.採用本發明的無氧熱解炭化，可充分保持處理對象中的N、P、K以及熱值，使最終炭化物產品具有高附加價值；5.炭化物收率高，可達到質量比20%以上，回收的炭化物作為具有高附加價值的有用資源可以再利用，從而最終實現動物屍體處理零排放。
作為優選，所述步驟(I)中熱解炭化過程中所需要的能量來源於生物質燃料或其他具有熱值的廢料的燃燒。
作為優選，所述病死害動物炭化處理工藝還包括在所述熱解炭化步驟前進行的預處理步驟，具體是將病死害動物屍體冷凍暫存。
對於農業部門查獲或養殖戶主動上交的病害動物，如果已經死亡，則肉屍直接卸入冷庫冷凍暫存；對於活體，先卸到暫養車間，電擊致死後送入冷庫冷凍暫存。
當病死害動物數量較多，不能立即熱解炭化時，可先將其進行冷凍暫存，以減少環境汙染，便於工人操作，使得處理過程更安全環保。
作為優選，所述熱解炭化過程採用病死害動物經炭化處理所得炭化物進行加熱。
作為優選，所述病死害動物炭化處理工藝還包括熱解炭化物回收:熱解炭化結束後，熱解炭化固體產物經冷卻後回收。
更優選地,所述熱解炭化固體產物的低位發熱量不低於2000kcal/kg。
作為優選，所述步驟(I)熱解炭化產生的熱解氣的燃燒時間為2s。
作為優選，所述步驟(3)煙氣淨化處理包括將熱解炭化和熱解氣回收利用過程中產生的煙氣經溼式噴淋急冷並脫酸處理後進行活性炭吸附。
更優選地，煙氣在氫氧化鈉鹼溶液中以400_500°C /s的冷卻速率冷卻。
煙氣在鹼溶液中急冷，可以在I秒中內快速降溫400-500°C，有助於防止有害氣體的產生。
本發明還提供了一種病死害動物炭化處理裝置，包括將病死害動物屍體進行熱解炭化的熱解炭化裝置，其所述熱解炭化裝置內設置有熱解炭化室和燃燒室；所述熱解炭化室內設置有熱解炭化罐和用於使所述熱解炭化罐加熱或冷卻的循環空間；所述熱解炭 化室與所述燃燒室通過與所述循環空間連通且設置在所述熱解炭化室與所述燃燒室之間的連通口相通；所述熱解炭化罐的封閉端底部設置有熱解氣導出管，熱解氣導出管的一端與炭化罐相通，熱解氣導出管的另一端位於燃燒室內；所述熱解炭化罐設有可打開或關閉的罐門；所述燃燒室設置有通風口。
本發明裝置的優點是:(I)熱解炭化室和燃燒室一體化設置在熱解炭化裝置內，通過所述連通口而不需通過耐高溫管道即可利用燃燒室產生的熱量使熱解炭化罐工作，降低了熱損失，減小了管道後期維護成本；(2 )通過所述熱解氣導出管將熱解炭化罐內熱解產生的可燃熱解氣導出到燃燒室內進一步燃燒以使燃燒熱解氣的熱能返回到熱解炭化罐進一步供熱解炭化罐工作，煙氣中的部分熱能被回收，溫度由原來的900 1000°C降至500°C左右，達到減小整體裝置佔地面積、 降低成本、節能環保的目的；(3)對病死害動物屍體無需進行破碎即可直接進行無害化處理，降低了勞動強度和在處理過程中可能導致的病原菌傳染風險；(4)通過所述熱解炭化室對病死害動物屍體進行無氧環境下的熱解炭化，減重減容率聞。
作為優選，所述熱解炭化裝置外設置有與所述燃燒室相通的生物質燃燒器，所述燃燒室上設置有投料口和熱風口，所述熱風口為所述生物質燃燒器的熱風出口。
所述生物質燃燒器可以對所述燃燒室供熱，從而進一步為所述熱解炭化室供熱， 避免了生物質燃燒器的燃燒噴火直接與熱解炭化罐接觸，從而延長熱解炭化罐的使用壽命。通過生物質燃料，實現「以廢制廢」，降低處理成本，減少環境汙染；同時可通過生物質燃燒器自動控制熱解炭化罐內的溫度；所述熱風口使所述燃燒室和所述燃燒器相通，使燃燒室可以充分利用燃燒器燃燒產生的熱量；並且這樣的熱能利用效果更佳。
作為優選，所述熱解炭化罐的空心截面形狀為圓形、橢圓形、正方形或長方形。
所述風機用於炭化結束後加速所述熱解炭化罐的冷卻。該結構設置可使本裝置提高操作效率且同時使病死害動物炭化處理所需的無氧環境效果更為優化。
更優選地，所述熱解炭化罐上設置有向外延伸的安全防爆裝置，所述安全防爆裝置的一端與熱解炭化罐相通，所述安全防爆裝置的另一端直接與外界大氣相通，與外界大氣相通的所述安全防爆裝置端採用水封結構的形式密封，或者採用砂封結構的形式密封。
所述安全防爆裝置在所述熱解炭化罐內壓力過高時打開，使所述熱解炭化罐安全工作。
作為優選，所述熱解炭化罐內活動設置有多層結構的病死害動物放置器。
多層結構的病死害動物放置器方便多個或大量病死害動物的移動和放置，以提高炭化處理效率。
作為優選，所述燃燒室上設置有燃燒室排煙口。
作為優選，所述熱解炭化裝置連接有第一排煙道的一端，所述第一排煙道的另一端連接有煙氣處理裝置。
通過進一步的煙氣處理，無臭氣產生，安全環保。
作為優選，所述病死害動物炭化處理裝置還包括設置在所述熱解炭化裝置外的輸送裝置，所述輸送裝置包括用於承載病死害動物屍體的承載機構、將所述承載機構移送的移送機構、供所述移送機構運行的移送軌道以及將所述移送機構上的承載機構自動輸送至所述熱解炭化室的自動輸送機構。
進一步優 選地，所述承載機構為料筐，所述移送機構為叉車，所述移送軌道為叉車導軌；所述自動輸送機構為料車。
待處理的病死(害)動物先被送往處理車間的堆料平臺，然後被堆放至所述料筐，然後由專用叉車將料筐送至叉車軌道上的料車上，由料車將料筐送入熱解炭化室。
作為優選，所述煙氣處理裝置包括依次相連的溼式噴淋塔、第二排煙管道以及活性炭吸附塔，所述溼式噴淋塔與所述第一排煙道相通，所述活性炭吸附塔頂端設置有煙囪。
煙氣進入溼式噴淋塔，在溼式噴淋塔中一方面將煙氣進行急冷降溫，另一方面使煙氣中的SO2和HCL等酸性氣體與溼式噴淋塔中的NaOH溶液進行中和，達到去除煙氣中SO2 和HCL等酸性氣體的目的。煙氣經過在溼式噴淋塔的急冷和脫酸後進入活性炭吸附塔進行吸附處理，此後煙氣中的汙染物含量完全達到環保標準，進入高15m的煙 達標外排。


圖1是本發明病死害動物炭化處理裝置立體示意圖；圖2是本發明病死害動物炭化處理裝置的熱解炭化裝置內部結構剖視圖；圖3是本發明實施例一病死害動物炭化處理工藝流程圖；圖中，1-熱解炭化裝置；11-熱解炭化室；111-熱解炭化罐；112-安全防爆裝置；113-循環空間；12-燃燒室；121-燃燒室排煙口； 122-投料口 ； 123-熱風口 ； 124-通風口 ；13-風機；14-熱解氣導出管；15-連通口；2-輸送裝置；21_移送機構；22_移送軌道；23_自動輸送機構；3-燃燒器；31-燃料進料倉；4-第一排煙道；5-煙氣處理裝置；51_溼式噴淋塔；52_活性炭吸附塔；53_煙囪；54_第二排煙管道。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，病死害動物炭化處理工藝用裝置包括將病死害動物屍體進行熱解炭化的熱解炭化裝置1，熱解炭化裝置I內設置有熱解炭化室11和與熱解炭化室11相通的燃燒室12，熱解炭化室11內設置有熱解炭化罐111和用於使熱解炭化罐111加熱或冷卻的循環空間113，熱解炭化室11通過與循環空間113相通且設置在熱解炭化室11與燃燒室12之間的連通口 15相通。通過連通口，可以利用燃燒室的熱量且通過循環空間對炭化罐進行加熱；通過熱解炭化室對病死害動物屍體進行無氧環境下的熱解炭化，實現減重減容。 為了充分利用熱解炭化罐內熱分解產生的可燃煙氣，在熱解炭化罐111與燃燒室12之間連接有熱解氣導出管14。通過熱解氣導出管，熱解炭化罐內產生的可燃熱解氣煙氣進入燃燒室燃燒；燃燒室產生的高溫煙氣通過通過熱解氣導出管返回到熱解炭化罐對熱解炭化罐進行加熱，煙氣中的部分熱能被回收。煙氣經過熱解炭化室熱能回收後，溫度由原來的900 1000°C降至5 00°C左右。
為了對燃燒室供熱，從而進一步為熱解炭化室供熱，熱解炭化裝置I外設置有與燃燒室12相通的燃燒器3。生物質燃燒器3的熱風出口通入所述燃燒室12內。燃燒器3 可以為生物質燃燒器，生物質燃燒器頂部設置有燃料進料倉31。燃燒室12上設置有中心位於同一軸線上的投料口 122、熱風口 123和通風口 124，熱風口 123使燃燒室12和燃燒器3 相通，熱風口 123為所述生物質燃燒器3的熱風出口。熱解炭化罐111的空心截面形狀為圓形、橢圓形、正方形或長方形，為了用於炭化結束後加速熱解炭化罐的冷卻，熱解炭化室 11還與風機13連通。
為了使熱解炭化罐安全工作，熱解炭化罐111上設置有向外延伸的安全防爆裝置112，所述安全防爆裝置112的一端與熱解炭化罐相通，所述安全防爆裝置112的另一端直接與外界大氣相通，與外界大氣相通的所述安全防爆裝置端112採用水封結構的形式密封，或者採用砂封結構的形式密封。為了提高炭化處理效率，熱解炭化罐111內活動設置有多層結構的病死害動物放置器未在圖中示出。
為了更安全環保，熱解炭化裝置I連接有第一排煙道4的一端，第一排煙道4的另一端連接有煙氣處理裝置5。為使本裝置更安全環保，排煙效果更好，第一排煙道結構可以是在熱解炭化室長度方向延伸的第一橫管和與第一橫管垂直且貫通的第一縱管。燃燒室上設置有燃燒室排煙口 121，為了更有效處理煙氣，燃燒室排煙口 121與第一排煙道4相通，煙氣處理裝置5可以是包括依次相連的溼式噴淋塔51、第二排煙管道54以及活性炭吸附塔 52，溼式噴淋塔51與第一排煙道4相通，活性炭吸附塔52頂端設置有煙囪53。
為了更有效輸送病死害動物屍體，在熱解炭化裝置I外設置輸送裝置2，輸送裝置2包括用於承載病死害動物屍體的承載機構未在圖中示出、將承載機構移送的移送機構 21、供移送機構21運行的移送軌道22以及將移送機構21上的承載機構自動輸送至熱解炭化室11的自動輸送機構23。
實施例一如圖3所示，對於農業部門查獲或養殖戶主動上交的病害豬，如果已經死亡，則肉屍直接卸入冷庫冷凍暫存；對於活體，先卸到暫養車間，電擊致死後送入冷庫冷凍暫存。當病死害動物數量較多，不能立即熱解炭化時，可先將其進行冷凍暫存，減少環境汙染和工人的可操作性，使得處理過程更安全環保。
承載機構為料框，移送機構為叉車，移送軌道為料車導軌；自動輸送機構為料車。 待處理的病死(害)動物先送往處理車間的堆料平臺，將屍體堆放至料框，然後由專用叉車將料框送至叉車軌道上的料車上，由自動輸送機構將料車送入熱解炭化室。燃燒器3為生物質燃燒器，生物質燃燒器頂部設置有燃料進料倉。
將病死害動物屍體在隔氧、常壓狀態下，在溫度550°C進行熱解炭化處理，熱解氣在1100°C燃燒；熱解炭化過程採用廢木頭燃燒熱解氣產生的熱量進行加熱。
熱解炭化過程產生的煙氣燃燒室內進行燃燒，燃燒室通過所述燃燒器加熱並燃燒，燃燒時間為2s。煙氣的燃燒時間，使炭化與煙氣處理結合進行，在充分利用煙氣熱效應進行熱能回收的基礎上，確保熱解氣的充分燃燒，還可進一步防止有害氣體產生。煙氣淨化處理包括將所述燃燒後的煙氣在鹼溶液中冷卻和脫酸後進行活性炭吸附。
燃燒後的煙氣在溼式噴淋塔51內的氫氧化鈉鹼溶液中以450°C /s的冷卻速率冷卻。煙氣在鹼溶液中急冷，有助於防止有害氣體例如二噁英的產生。
經在燃燒室充分燃燒的高溫煙`氣通過第一排煙煙道返回到熱解炭化室外對熱解炭化室進行加熱，將煙氣中的部分熱能回收。煙氣經過熱解炭化室熱能回收後，溫度由原來的900 1000°C降至500°C左右進入第二排煙管道。煙氣進入溼式噴淋塔，在溼式噴淋塔中一方面將煙氣進行「急冷」，另一方面煙氣中的SO2和HCL等酸性氣體與溼式噴淋塔中的 NaOH溶液進一步中和，達到去除煙氣中SO2和HCL等酸性氣體的目的。煙氣經過溼式噴淋塔進行「急冷」和「脫酸」後進入活性炭吸附塔，此時煙氣中的汙染物完全達到國家標準，進入聞15m的煙園達標外排，獲得的煙氣排放指標見表I。
當熱解炭化室不再產生熱解氣時，代表動物熱解炭化已經完成，一般需要的處理時間為4-6小時，這時熱解炭化室的冷卻風機開啟，在熱解炭化罐外形成氣流通道，加速熱解炭化室的冷卻。當熱解炭化室的溫度降至70度以下後，開啟熱解炭化室的爐門，料車驅動裝置將料車拉出。啟動卸料機構將料車中的動物屍體熱解炭化產物排出，所得炭化產物為黑色炭化物，相比於病死害動物屍體減重達80%左右，可獲得20%左右的炭化物，水分小於 1.0%。
表I煙氣排放指標
權利要求
1.一種病死害動物炭化處理工藝，其特徵在於包括以下步驟(1)熱解炭化將病死害動物屍體在隔氧、常壓和300-600°C條件下，進行熱解炭化處理；(2)熱解氣回收利用熱解炭化過程中產生的可燃性熱解氣自動輸出並在800-1300°C 條件下燃燒，燃燒產生的高溫煙氣供能支持熱解炭化，實現熱解氣的熱能回收利用；(3)煙氣淨化處理熱解炭化和熱解氣回收利用過程中產生的煙氣經淨化處理後排放。
2.根據權利要求I所述的一種病死害動物炭化處理工藝，其特徵在於所述步驟(I) 中熱解炭化過程中所需要的能量來源於生物質燃料或其他具有熱值的廢料的燃燒。
3.根據權利要求2所述的一種病死害動物炭化處理工藝，其特徵在於所述病死害動物炭化處理工藝還包括熱解炭化物回收熱解炭化結束後，熱解炭化固體產物經冷卻後回收。
4.根據權利要求3所述的一種病死害動物炭化處理工藝，其特徵在於所述熱解炭化固體產物的低位發熱量不低於2000kcal/kg。
5.根據權利要求1-4任一項所述的一種病死害動物炭化處理工藝，其特徵在於所述步驟(3)煙氣淨化處理包括將熱解炭化和熱解氣回收利用過程中產生的煙氣經溼式噴淋急冷並脫酸處理後進行活性炭吸附。
6.一種病死害動物炭化處理工藝用裝置，包括將病死害動物屍體進行熱解炭化的熱解炭化裝置(I)，其特徵在於所述熱解炭化裝置(I)內設置有熱解炭化室(11)和燃燒室(12)，所述熱解炭化室(11)內設置有熱解炭化罐(111)和用於使所述熱解炭化罐(111)加熱或冷卻的循環空間(113)，所述熱解炭化室(11)與所述燃燒室(12)通過與所述循環空間 (113)連通且設置在所述熱解炭化室(11)與所述燃燒室(12)之間的連通口(15)相通；所述熱解炭化罐(111)的封閉端底部設置有熱解氣導出管(14)，熱解氣導出管(14)的一端與炭化罐(11)相通，熱解氣導出管(14)的另一端位於燃燒室(11)內；所述熱解炭化罐(111) 設有可打開或關閉的罐門；所述燃燒室(12)設置有通風口(124)。
7.根據權利要求6所述的一種病死害動物炭化處理工藝用裝置，其特徵在於所述熱解炭化裝置(I)外設置有與所述燃燒室(12)相通的生物質燃燒器(3);所述燃燒室(12)上設置有投料口( 122)和熱風口( 123)，所述熱風口( 123)為所述生物質燃燒器(3)的熱風出 □。
8.根據權利要求6-7任一項所述的一種病死害動物炭化處理工藝用裝置，其特徵在於所述熱解炭化罐(111)的空心截面形狀為圓形、橢圓形、正方形或長方形。
9.根據權利要求6-7任一項所述的一種病死害動物炭化處理工藝用裝置，其特徵在於所述熱解炭化罐(111)上設置有向外延伸的安全防爆裝置(112)，所述安全防爆裝置 (112)的一端與熱解炭化罐相通，所述安全防爆裝置(112)的另一端直接與外界大氣相通， 與外界大氣相通的所述安全防爆裝置端(112)採用水封結構的形式密封，或者採用砂封結構的形式密封。
10.根據權利要求6-7任一項所述的一種病死害動物炭化處理工藝用裝置，其特徵在於所述熱解炭化罐(111)內活動設置有多層結構的病死害動物放置器。
11.根據權利要求6-7任一項所述的一種病死害動物炭化處理工藝用裝置，其特徵在於所述熱解炭化裝置(I)連接有第一排煙道(4)的一端，所述第一排煙道(4)的另一端連接有煙氣處理裝置(5)。
12.根據權利要求12所述的一種病死害動物炭化處理工藝用裝置，其特徵在於所述煙氣處理裝置(5)包括依次相連的溼式噴淋塔(51)、第二排煙管道(54)以及活性炭吸附塔(52)，所述溼式噴淋塔(51)與所述第一排煙道(4)相通，所述活性炭吸附塔(52)頂端設置有煙囪(53)。
13.根據權利要求6-7任一項所述的一種病死害動物炭化處理工藝用裝置，其特徵在於所述病死害動物炭化處理裝置還包括設置在所述熱解炭化裝置(I)外的輸送裝置(2)， 所述輸送裝置(2)包括用於承載病死害動物屍體的承載機構、將所述承載機構移送的移送機構(21)、供所述移送機構(21)運行的移送軌道(22)以及將所述移送機構(21)上的承載機構自動輸送至所述熱解炭化室(11)的自動輸送機構(23 )。
全文摘要
本發明涉及一種炭化處理工藝，尤其涉及一種病死害動物炭化處理工藝及其裝置。它包括以下步驟將病死害動物屍體在溫度300-600℃進行無氧熱解炭化處理，熱解炭化過程中產生的可燃性熱解氣自動輸出並在800-1300℃條件下燃燒，燃燒產生的高溫煙氣供能支持熱解炭化，實現熱解氣的熱能回收利用，然後再進行煙氣淨化處理。本發明裝置包括熱解炭化裝置，熱解炭化裝置內設置有熱解炭化室和與燃燒室，熱解炭化室內設置有熱解炭化罐和循環空間，熱解炭化室通過與循環空間相通且設置在熱解炭化室與燃燒室之間的連通口相通；熱解炭化罐與燃燒室之間連接有熱解氣導出管。本發明無需對病死害動物屍體破碎即可直接處理，減重減容率高，節能環保。
文檔編號C10B53/00GK103254916SQ20131018941
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月21日 優先權日2013年5月21日
發明者車磊, 東聖一, 施政 申請人:湖州市病死害動物處置中心有限公司, 湖州宜可歐環保科技有限公司