СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА Российский патент 1994 года по МПК C05F3/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к машинам и оборудованию для птицеводства.

Известны способы переработки птичьего помета заключающиеся в предварительном подсушивании, окончательном его осушении горячими газами, крошении и заполнении накопителя (Кива А.А., Сухарев Ю.Н., Лукьянов В.М. Машины и оборудование для птицеводства: Справочник. М. : Агропромиздат, 1987, с. 183-184). Данный способ выбран в качестве прототипа.

Недостатки прототипа: низкая энергоэффективность, связанная с необходимостью выпара большого количества воды (относительный расход дизельного топлива составляет 0,2...0,3 кг топлива на кг сухого продукта). Для уменьшения расхода топлива применяют предварительное подсушивание либо неподогретым наружным воздухом по пути в барабан окончательной осушки, либо путем смешения с частью уже осушенного помета. Однако в первом случае увеличивается вредное воздействие на окружающую среду, а во втором уменьшается производительность установки по сухому продукту. Оба эти способа не позволяют существенно подсушить влажный птичий помет и повысить экономичность переработки; большая металлоемкость (вращающийся барабан для установки производительности 2 т/ч имеет длину 7...14 м при диаметре 1,5...2,5 м) и потребность в значительных производственных площадях; значительное экологическое воздействие на окружающую среду, куда выбрасывается более 1,5 т водяного пара в час и 200 м³/ч продуктов сгорания топлива; процесс высокотемпературной осушки в сушильной камере приводит к образованию сухой корки, т.е. ухудшает процесс девитализации, снижает содержание протеина и лизина в сухом птичьем помете.

Цель изобретения - повышение экономичности, уменьшение массы и габаритов, улучшение свойств выходного продукта и экологичности процесса переработки птичьего помета.

Сущность изобретения заключается в предварительном подсушивании птичьего помета, окончательном его осушении горячими газами, крошении и заполнении накопителя. Новым является то, что предварительное подсушивание производят за счет отделения жидкости в центрифуге с дальнейшим ее испарением в вакуумном разделителе, повышением давления в насосе и смешением с сухим пометом в эжекторе. Испарение обеспечивают теплом сжатого в вакуум-компрессоре водяного пара, а окончательное осушение производят горячими отходящими газами приводного дизеля. Более эффективное предварительное подсушивание влажного птичьего помета в центрифуге приводит к тому, что необходимо окончательно выпаривать значительно меньшее количество воды. Это повышает экономичность установки, уменьшает ее массу и габариты (за счет более компактных теплообменных и других аппаратов установки), усиливает экологическое воздействие на окружающую среду (уменьшается количество выбрасываемого в атмосферу водяного пара и продуктов сгорания). Испарение отделенной жидкости в вакуумном разделителе позволяет получить концентрированный раствор, богатый азотсодержащими соединениями. Окончательная осушка помета в контактном теплообменнике отходящими от дизеля газами при относительно небольшой их температуре (≈250^оС) предотвращает образование корки на катышах, а также, наряду с оптимальной окончательной влажностью помета (14,5%), обеспечивает высокое содержание протеина и лизина в выходном продукте, т.е. улучшает процесс девитализации. Использование для испарения жидкости в вакуумном разделителе вакуум-компрессора, приводящимся дизелем позволяет перейти на схему теплового насоса, тем самым повысить эффективность без дополнительных затрат.

Экономичность данного способа можно еще увеличить, если подсушенный после центрифуги птичий помет дополнительно подогревать в регенеративном теплообменнике конденсатом после вакуумного разделителя. Это позволит снизить требуемое для испарения жидкости количество топлива, хотя и несколько повысит массогабаритные показатели установки, реализующей предлагаемый способ переработки птичьего помета.

При анализе технических решений не обнаружено решений со сходными признаками, поэтому предлагаемое решение обладает новизной и позволяет повысить экономичность, уменьшить массу и габариты, улучшить свойства выходного продукта и экологичность процесса переработки, а следовательно, обладает существенными отличиями.

На чертеже изображена установка, реализующая предлагаемый способ переработки птичьего помета.

Влажный птичий помет подают на предварительное подсушивание в центрифугу 1, где из него отделяют большую часть жидкости и направляют ее в вакуумный разделитель 2. Оставшуюся часть влажного помета подогревают в регенеративном теплообменнике 3 и направляют на окончательную осушку в контактный теплообменник 4. Поступившую жидкость в вакуумном разделителе 2 при пониженном давлении перегревают и испаряют, пары ее сжимают в вакуум-компрессоре 5, конденсируют (теплота конденсации расходуется на испарение жидкости) в вакуумном разделителе 2 и конденсат переохлаждают в регенеративном теплообменнике 3. Вакуум-компрессор 5 приводят в действие дизелем 6, горячими отходящими газами которого производят окончательную осушку птичьего помета в контактном теплообменнике 4. Сухой помет крошат в мельнице 7 и направляют в эжектор 8, где смешивают с оставшимся после испарения в вакуумном разделителе 2 концентрированным раствором, давление которого повышают в насосе 9. Увлажненный до требуемой величины продукт при избыточном давлении направляется в накопитель 10.

Установка, реализующая предлагаемый способ переработки птичьего помета, обеспечивает потребление топлива на 1 кг сухого продукта 0,068 кг при современном уровне - 0,15...0,30 кг, имеет в 2-3 раза меньшие массу и габариты. Эффективная девитализация улучшает свойства выходного продукта и общее воздействие линии на окружающую среду минимально. Все это позволяет утверждать, что предлагаемое изобретение имеет существенный социальный эффект.

Сущность изобретения: в способе, включающем разделение птичьего помета на твердую и жидкую фракции путем центрифугирования, контактную сушку твердой фракции газами сгорания топлива с последующим измельчением и сбором в накопителе, жидкую фракцию подвергают упариванию в вакуумном разделителе при пониженном давлении. Отведенный пар сжимают в вакуумном компрессоре и конденсируют с использованием тепла конденсации для подогрева жидкой фракции в вакуумном разделителе. Упаренную жидкую фракцию смешивают с сухой измельченной твердой фракцией в эжекторе, а полученный продукт направляют в накопитель. Возможен подогрев твердой фракции перед контактной сушкой за счет утилизации тепла конденсата в регенеративном теплообменнике. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА, включающий разделение его на твердую и жидкую фракции путем центрифугирования, контактную сушку твердой фракции газами сгорания топлива с последующим измельчением и сбором в накопителе, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа и улучшения качества готового продукта, жидкую фракцию подвергают упариванию в вакуумном разделителе при пониженном давлении, отведенный пар сжимают в вакуумном компрессоре и конденсируют с использованием тепла конденсации для подогрева жидкой фракции в вакуумном разделителе, упаренную жидкую фракцию смешивают с сухой измельченной твердой фракцией в эжекторе, а полученный продукт направляют в накопитель. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердую фракцию перед контактной сушкой подогревают за счет утилизации тепла конденсата в регенеративном теплообменнике.