CN110385053A - 餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，由超导搅拌器、传动装置、中心电加热器、上控温器、下电加热器、下控温器、双层搅拌缸、废气处理装置、支架、电源和微电脑控制器组成。其特征是超导搅拌器的搅拌桨和搅拌缸设计成中空通入超导加热工质的高效超导传热***，对双层搅拌缸内的餐厨垃圾通过发热搅拌轴、超导传热散热搅拌桨和超导传热散热搅拌缸对参与反应的餐厨物料进行全面均匀加热，实施对微生物在反应器中不同时段发酵温度精准控制，使餐厨垃圾在反应器中处理得彻底，工作效率和经济效益高，不产生影响环境的有害物质。

Description

餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾处理装置，具体讲是一种高效率餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置。
背景技术
餐厨垃圾具有害性和物质资源的双重性，餐厨垃圾有机物和油脂含量高，经合理处理是制作饲料、有机肥料和生物能源的重要资源。如今国内外对其处理认知的有效方法是高温生化无害化处理制取饲料和或者有机肥料。
因餐厨垃圾是一种固、液、汽态混合体，目前对其生化处理过程是通过人工控制反应器环境，将微生物菌种及辅料与餐厨垃圾充分搅拌，进行快速高温好氧发酵的过程。这个过程遵循物理、化学、生化动力学及热动力学等方面的规律，即微生物在反应器中发酵时不同时段需要相应的均匀的温度，这就要求生化处理过程中反应器中不同时段需要均匀的加热过程，以促进高温好氧菌种对有机物质的降解效率，因之不同时段的均匀搅拌均匀加热是垃圾生化处理的一个重要环节。满足微生物菌种在反应器中的生长不同阶段不同温度要求的现有的电加热搅拌技术，从加热方式(局部加热)、控温(人工控温，无法达到满意效果)、热转换效率(很低)上都存在技术缺陷，造成垃圾处理不彻底，所制饲料或有机肥料质量不高，工作效率低，经济收益差，甚至还会产生影响环境的有害物质。
发明内容
经长期探索实践，在餐厨垃圾生化处理中，当物料含有固体颗粒较多时，采用可控的均温的超导加热搅拌技术制取饲料或有机肥料比其它加热搅拌方式要优越得多。超导加热搅拌是把搅拌器的搅拌桨和搅拌缸做成中空结构，将加热工质通入其中，也就是做成高效传热、散热均热的超导传热管，在微电脑控制下，通过发热搅拌轴、超导散热搅拌桨和超导均热搅拌缸对反应的物料进行全面均匀加热，微生物在反应器中发酵时不同时段温度可控，这样既保证了餐厨垃圾处理得彻底，工效高，经济收益可观，且不产生影响环境的有害物质。
餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置的具体方案如下：一种餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，由超导搅拌器、传动装置、中心电加热器、上控温器、下电加热器、下控温器、双层搅拌缸、废气处理装置、支架、电源、微电脑控制器组成。其特征是超导搅拌器置于双层搅拌缸内，由中空发热旋转轴，装在中空发热旋转轴内的中心电加热器，焊接在中空发热旋转轴上的若干根超导搅拌桨构成。若干根超导搅拌桨均为双层真空腔式结构，等距离排列在中空发热旋转轴上，每根超导搅拌桨的内部装有等量的相变工质，超导搅拌桨的内壁装有吸液芯。中空发热旋转轴通过两端的轴承放置在支架上，同时中空发热旋转轴通过双层搅拌缸两端的密封轴承与双层搅拌缸构成一体。中空发热旋转轴左端与传动装置的减速器的动力输出轴连接，减速器的动力输入轴与传动装置的电动机连接，电动机通过变频器与微电脑控制器连接。设备工作时，传动装置的电动机通过减速器，带动中空发热旋转轴及中心电加热器一起转动，将中心电加热器产生的热量通过与其紧贴的中空发热旋转轴传导到若干根超导搅拌桨内的相变工质，相变工质立即气化将潜热通过若干根超导搅拌桨迅速均匀传导给双层搅拌缸中的餐厨垃圾使其得热发生反应。所述的双层搅拌缸侧面和底面均为中空双层连通结构，底部呈弧形，弧形底部装有下电加热器和相变工质。所述的双层搅拌缸侧面和底面内侧壁和内底面上装有散热翅片，下电加热器工作产生热量，通过相变工质产生的潜热快速加热双层搅拌缸内壁面，通过散热翅片将热量迅速传导给双层搅拌缸运动中的餐厨垃圾，达到餐厨垃圾彻底肥化或饲料化效果。
所述的装在中空旋转轴中的中心电加热器是电热管或者加热碳棒，其加热体的表面与中空旋转轴的内壁面紧贴，以减低间隙传导热阻，提高热量传导效率。中心电加热器由加热体、电源和装配在两者之间间的汇流环构成，汇流环是两者电气连接而非机械连结的旋转通电装置，汇流环与微电脑控制器连接，工作时中心电加热器随同中空发热旋转轴转动，汇流环不转动。上控温器与微电脑控制器连接，其探头与双层搅拌缸内垃圾接触，微电脑控制器根据上控温器探头和下控温器探头探测到的垃圾温度变化，综合比较后控制中心电加热器输出功率以调节垃圾在不同时段需要的反应温度。
所述的下电加热器是装有翅片的电热管或者加热碳棒，下电加热器和下控温器与微电脑控制器连接，下控温器探头与双层搅拌缸内垃圾接触，微电脑控制器根据下控温器探头和上控温器探头探测到的垃圾温度变化，综合比较后来控制下电加热器输出功率以调节垃圾在不同时段需要的反应温度。
所述的微电脑控制器是可以预设不同时段温度的可编程电子温控器，根据上控温器和下控温器探测到的垃圾温度变化信息，通过控制加热器的输出功率、通过调节变频器控制的传动装置转速和超导传热***，可满足双层搅拌缸中餐厨垃圾物料在不同时段的温度精准要求，保证垃圾生物反应沿最优温度线进行。
所述的焊接在中空发热旋转轴上的若干根超导搅拌桨为内部内壁装有吸液芯相变工质或者不装吸液芯只装等量相变工质的超导搅拌桨。超导搅拌桨的相变工质为工作温度在70℃～200℃的电子水与溴化锂混合溶液，其质量比为9∶1，水与溴化锂混合溶液占超导搅拌桨空间15％～30％。超导搅拌桨的空间不工作时呈负压态。
所述的双层搅拌缸侧面和底面均为中空双层连通空腔负压结构，底部呈弧形，弧形底部装有下电加热器和相变工质。所述的相变工质为高效率液体相变工质，其相变工质为工作温度在120℃～300℃的联苯和联苯醚共溶点混合物，其共溶点混合物质量比为26.5％的联苯(C8H5)2∶73.5％的联苯醚(C6H5)2，相变工质的体积占双层搅拌缸侧面和底面双层腔总容积的25％。
所述的超导搅拌器上部设置有顶盖，顶盖上装配有废气处理装置，可将餐厨垃圾处理过程中产生的废气经处理后排出。
为防止双层搅拌缸外壁热量散失，在其外壁面和顶盖上裹装有保温层。
所述的双层搅拌缸下部设置有锁紧装置，确保双层搅拌缸工作时缸体本身不转动，工作完后排料时可以松开锁紧装置，倾翻双层搅拌缸，将料从双层搅拌缸中倒出。
餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置的优势：采用在微电脑控制下的超导加热搅拌技术可对餐厨垃圾物料在搅拌缸内全方位均匀加热，彻底消除了传统发酵缸中使用电热管局部静态加热温度分布不均的弊端，确保反应缸里轴向和径向温度分布的均匀。通过预设控温、控速和超导传热***的调节作用，对微生物在反应器中发酵不同时段温度可灵敏精确地按预定值控制，保证生物反应沿最优温度线进行。超导加热***良好的传热性能和等温性保持搅拌缸内足够的传热速率，餐厨垃圾处理的彻底，堆肥或垃圾饲料化效率高，经济收益可观，且不产生影响环境的有害物质。
附图说明
图1是餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置结构示意图
1、超导搅拌器 2、传动装置 3、中心电加热器 4、上控温器 5、下电加热器 6、下控温器 7、双层搅拌缸 8、废气处理装置 9、支架 10、电源 11、中空发热旋转轴 12、超导搅拌桨 13、相变工质 14、轴承 15、轴承 16、密封轴承 17、密封轴承 18、减速器 19、电动机20、吸液芯 21、相变工质 22、散热翅片 23、顶盖 24、锁紧装置 25、汇流环 26、保温层 27、变频器 28、微电脑控制器 29、翅片
具体实施方案
现结合附图1做具体说明：
一种餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，由超导搅拌器1、传动装置2、中心电加热器3、上控温器4、下电加热器5、下控温器6、双层搅拌缸7、废气处理装置8、支架9、电源10、微电脑控制器28组成。其特征是超导搅拌器1置于双层搅拌缸7内，由中空发热旋转轴 11，装在中空发热旋转轴11中的中心电加热器3，焊接在中空发热旋转轴11上的若干根超导搅拌桨12构成。若干根超导搅拌桨12均为双层真空腔式结构，等距离排列在中空发热旋转轴11上，超导搅拌桨12的根部内面均装有等量的相变工质13，每根超导搅拌桨12 的内壁装有吸液芯20。中空发热旋转轴11通过两端的轴承14、15 放置在支架9上，同时中空发热旋转轴11通过双层搅拌缸7两端的密封轴承16、17与双层搅拌缸7构成一体。中空发热旋转轴11左端与传动装置2的减速器18的动力输出轴连接，减速器18的动力输入轴与传动装置2的电动机19连接，电动机19通过变频器27与微电脑控制器28连接。设备工作时，传动装置2的电动机19通过减速器 18，带动中空发热旋转轴11及中心电加热器3一起转动，将中心电加热器3产生的热量通过与其紧贴的中空发热旋转轴11传导到若干根超导搅拌桨12的相变工质材料13，相变工质13立即气化将潜热通过若干根超导搅拌桨12迅速均匀传导给双层搅拌缸7中的餐厨垃圾使其发生反应。所述的双层搅拌缸7侧面和内底面均为中空双层连通空腔负压结构，底部呈弧形，弧形底部装有带翅片29的下电加热器5和相变工质21，内侧壁和底面上装有散热翅片22，下电加热器 5工作产生热量，通过相变工质21产生的潜热快速加热双层搅拌缸7内壁面，通过散热翅片22将热量迅速传导给双层搅拌缸7运动中的餐厨垃圾，达到餐厨垃圾彻底肥化或饲料化效果。
所述的装在中空发热旋转轴11中的中心电加热器3是电热管或者加热碳棒，其加热体的表面与中空发热旋转轴11的内壁面紧贴，以减低间隙传导热阻，提高热量传导效率。中心电加热器3由加热体、电源10和装配两者中间的汇流环25构成，汇流环25是两者电气连接而非机械连结的旋转通电装置，汇流环25与微电脑控制器28连接，工作时中心电加热器3随同中空发热旋转轴转动，汇流环不转动。上控温器4与微电脑控制器28连接，其探头与双层搅拌缸7内垃圾接触，微电脑控制器28根据上控温器4的探头和下控温器6探头探测到的垃圾温度变化量，综合比对后控制中心电加热器3输出功率以调节垃圾在不同时段需要的反应温度。
所述的下电加热器5是装有翅片29的电热管或者加热碳棒，下电加热器5和下控温器6与微电脑控制器28连接，下控温器6探头与双层搅拌缸7内垃圾接触，微电脑控制器根据下控温器6探头和上控温器4探头探测到的垃圾温度变化量，综合比对后控制下电加热器输出功率以调节垃圾在不同时段需要的反应温度。
所述的微电脑控制器28是可以预设不同时段温度的可编程电子温控器装置，根据上控温器4和下控温器6探测到的垃圾温度变化信息，通过控制加热器的输出功率、通过调节变频器27控制的传动装置2转速和超导传热***散热量，满足双层搅拌缸7中餐厨垃圾物料在不同时段的温度精准要求，保证垃圾生物反应沿最优温度线进行。
所述的焊接在中空发热旋转轴11上的若干根超导搅拌桨12为内部内壁装有吸液芯20、相变工质13或者不装吸液芯20只装等量相变工质13的超导搅拌桨。超导搅拌桨12的相变工质13为工作温度在70℃～200℃的电子水与溴化锂混合溶液，其质量比为9∶1，电子水与溴化锂混合溶液占超导搅拌桨12空间15％～30％。超导搅拌桨 12空间不工作时呈负压态。
所述的双层搅拌缸7侧面和底面均为中空双层连通空腔负压结构，底部呈弧形，弧形底部装有下电加热器5和相变工质21，其相变工质为工作温度在120℃～300℃的联苯和联苯醚共溶点混合物，其共溶点混合物质量比为26.5％的联苯(C8H5)2∶73.5％的联苯醚(C6H5)2。相变工质的体积占双层搅拌缸侧面和底面双层腔总容积的25％。
所述的超导搅拌器1上部设置有顶盖23，顶盖上装配有废气处理装置8，可将餐厨垃圾处理过程中产生的废气经处理后排出。
所述的双层搅拌缸7下部设置有锁紧装置24，确保双层搅拌缸7 工作时缸体本身不转动，工作完后排料时可以松开锁紧装置24，倾翻双层搅拌缸7，将料从双层搅拌缸7中倒出。
为防止双层搅拌缸7外壁热量散失，在其外壁面和顶盖23上裹装有保温层26。

Claims (8)

1.一种餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，由超导搅拌器(1)、传动装置(2)、中心电加热器(3)、上控温器(4)、下电加热器(5)、下控温器(6)、双层搅拌缸(7)、废气处理装置(8)、支架(9)、电源(10)、微电脑控制器(28)组成，其特征是超导搅拌器(1)置于双层搅拌缸(7)内，由中空发热旋转轴(11)，装在中空发热旋转轴(11)内的中心电加热器(3)，焊接在中空发热旋转轴(11)上的若干根超导搅拌桨(12)构成，若干根超导搅拌桨(12)均为双层真空腔式结构，等距离排列在中空发热旋转轴(11)上，每根超导搅拌桨(12)的根部内面装有等量的相变工质(13)，超导搅拌桨(12)的内壁装有吸液芯(20)，中空发热旋转轴(11)通过两端的轴承(14)、(15)放置在支架(9)上，同时中空发热旋转轴(11)通过双层搅拌缸(7)两端的密封轴承(16)、(17)与双层搅拌缸(7)构成一体，中空发热旋转轴(11)左端与传动装置(2)的减速器(18)的动力输出轴连接，减速器(18)的动力输入轴与传动装置(2)的电动机(19)连接，电动机19通过变频器(27)与微电脑控制器(28)连接；所述的双层搅拌缸(7)侧面和底面均为中空双层连通空腔负压结构，底部呈弧形，弧形底部装有下电加热器(5)和相变工质(21)，内侧壁和内底面上装有散热翅片(22)，下电加热器(5)的热量，通过相变工质(13)、双层搅拌缸(7)内壁面及散热翅片(22)传导给双层搅拌缸(7)中餐厨垃圾。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，其特征是：所述的装在中空发热旋转轴(11)中的中心电加热器(3)是电热管或者加热碳棒，其加热体的表面与中空发热旋转轴(11)的内壁面紧贴，中心电加热器(3)由加热体、电源(10)和装配两者中间的汇流环(25)构成，汇流环(25)是两者电气连接而非机械连结的旋转通电装置，汇流环(25)与微电脑控制器(28)连接，工作态中心电加热器(3)随同中空发热旋转轴(11)转动，汇流环(25)不转动，上控温器(4)与微电脑控制器(28)连接，其探头与双层搅拌缸(7)内垃圾接触，微电脑控制器(28)依上控温器(4)的探头和下控温器(6)探头探测的垃圾温度变化量，综合比对，控制中心电加热器(3)输出功率。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，其特征是：所述的下电加热器(5)是装有翅片(29)的电热管或者加热碳棒，下电加热器(5)和下控温器(6)与微电脑控制器(28)连接，下控温器(6)探头与双层搅拌缸(7)内垃圾接触，微电脑控制器(28)依下控温器(6)探头和上控温器(4)探头探测到的垃圾温度变化量，综合比对，控制下电加热器(5)输出功率。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，其特征是：所述的焊接在中空发热旋转轴(11)上的若干根超导搅拌桨(12)为内部内壁装有吸液芯(20)、相变工质(13)或者不装吸液芯只装相变工质(13)的超导搅拌桨，超导搅拌桨(12)的相变工质(13)为工作温度在70℃～200℃的电子水与溴化锂混合溶液，其质量比为9∶1，电子水与溴化锂混合溶液占超导搅拌桨(12)空间15％～30％。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，其特征是：所述的双层搅拌缸(7)侧面和底面均为中空双层连通空腔负压结构，底部呈弧形，弧形底部电加热器(5)周围是相变工质(21)，其相变工质(21)为工作温度在120℃～300℃的联苯(C8H5)2和联苯醚(C6H5)2共溶点混合物，其共溶点混合物质量比为26.5％的联苯：73.5％的联苯醚，相变工质的体积占双层搅拌缸侧面和底面双层腔总容积的25％。
6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，其特征是：所述的超导搅拌器(1)上部设置有顶盖(23)，顶盖上装配有废气处理装置(8)。
7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，其特征是：所述的双层搅拌缸(7)下部设置有锁紧装置(24)。
8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾超导加热搅拌处理装置，其特征是：所述的双层搅拌缸(7)外壁面和顶盖(23)上裹装有保温层(26)。
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