一种沼液肥制备装置及其沼液肥制备方法与流程

本发明属于沼液后处理设备技术领域，具体涉及一种沼液肥制备装置及其沼液肥制备方法。

背景技术：

随着社会的进步与发展，人们对能源的需求越来越大，沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。沼气作为可再生能源在广大农村得到了广泛的应用，同时随着我国的畜牧养殖业向着规模化、集约化的方向发展，大中型沼气工程的数量也与日俱增，但也带来了一系列的问题。不论是农村户用沼气池，还是大中型沼气工程，在运转过程中除产生新能源-沼气外，还会产生大量的沼液。因目前沼液应用的方法很少，大部分沼液随意排放造成二次污染。沼液是很好的肥料，沼肥中含有大量的植物所需的营养元素，在沼液进行发酵制肥的过程中，需要进行浓缩、加热溶解，并进行乳化、过滤等步骤，现有的乳化装置还存在如下技术问题：1、为了将乳化效果更加彻底，需要对乳化罐进行加热，但是现有的乳化罐未带加热装置或者是加热装置设置不够合理，导致乳化效果较差。2、另外现有的市场上一部分乳化罐是将乳化罐内部空气抽空，以免空气影响乳化质量，而另一部分乳化罐采用充入保护性惰性气体，但是现有的充气管道在长时间使用过程中容易被物料堵塞。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种沼液肥制备装置及其沼液肥制备方法，该装置设计合理，可以对罐体进行稳定加热，方便通入保护性气体，避免通入气体管道的堵塞，利用该装置生产的沼液肥，变废为宝，生产步骤少，成本低廉。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种沼液肥制备装置，包括罐体、搅拌机构和自动加热装置，所述搅拌机构包括设置在罐体顶部的搅拌电机和设置在罐体内的搅拌轴，在罐体的顶部还设置有物料进料管，在罐体的底部设置有物料出料管，在物料出料管上设置有过滤器，所述搅拌轴包括搅拌杆组件和搅拌轮，所述搅拌杆组件设置有多组并对称设置在搅拌轴中段，所述罐体的内壁上设置有折流板，所述自动加热装置包括循环水池、循环泵、加热水进口管、加热水出口管和回流管道，所述循环泵进口与循环水池底部连通，循环泵出口与加热水进口管连接，加热水进口管另一端与罐体的夹套下方连通，在加热水进口管设置有进水阀，所述加热水出口管与夹套上段连通，在加热水出口管上设置有回水阀，所述回流管道一端与加热水进口管连通，另一端与加热水出口管连通，在循环水池内设置有蒸汽加热机构，蒸汽加热机构包括固定在循环水池侧壁上的蒸汽进口管和从上至下依次排布在蒸汽进口管上的蒸汽分支管道，所述蒸汽分支管道的一端与蒸汽进口管连通，另一端焊接固定在循环水池的内壁上，蒸汽分支管道上沿其长度方向分布有多个排汽孔。进一步改进本方案，在蒸汽分支管道中段设置有用于将两根相邻蒸汽分支管道的中段固定连接的加强杆。

进一步改进本方案，在循环水池出水口设置有用于检测进水温度的温度套管，所述温度计套管下端与循环水池连通，以用于测量循环水池的水温。

进一步改进本方案，每组搅拌杆组件包括搅拌杆和安装在搅拌杆端部的搅拌叶片，所述搅拌叶片竖直设置，

进一步改进本方案，所述搅拌轮设置在搅拌轴的下端部，所述搅拌轮为锥体结构，在搅拌轮的外圆面围绕其的轴线分布有搅拌齿。

进一步改进本方案，所述罐体上方设置有通气组件，所述通气组件包括通气管道和安装在通气管道部的保护管，所述通气管道的出气口设置在保护管内。

本发明还提供一种沼液肥的制备方法，包括如下步骤，

1、将发酵产气2个月以上的沼液，抽入权利要求1-6任一所述沼液肥制备装置的罐体中，开启罐体的搅拌机构，开启循环泵，将循环水池与罐体的夹套进行水循环，开启蒸汽进口管道上的蒸汽阀门，向循环水池中通入蒸汽，将循环水升温至80-85℃，控制罐体内的体系温度升至75-80℃，并开启罐体的蒸馏管道，开启真空，控制真空泵的真空度至-0.5～-0.6mpa，开始浓缩沼液，待沼液含水率达到60%以下，停止加热；

2、关闭蒸汽进口管道上的蒸汽阀门，停止循环泵，关闭加热水进口管和加热水出口管上的截止阀，打开罐体夹套上的低温水阀门，将罐体内的体系温度降至60-65℃，打开循环水池的低温水补水阀，将循环水池内循环水温度降至65-68℃，并向罐体内投入尿素、硫酸钾、乙二胺四乙酸亚铁盐和柠檬酸，在60-65℃的温度下搅拌1-1.5h；

3、向罐体内加入乳化剂，经过通气组件向罐体内通入保护性氮气，保持罐体内压力为0.1-0.15mpa，在60-65的温度下搅拌1-2h，然后关闭加热水进口管和加热水出口管上的截止阀，打开罐体夹套上的低温水阀门，将罐体内的体系温度降至40℃以下，打开罐体底部阀门放料，通过过滤器进行过滤，收集滤出的残渣，将抽滤后的滤液加入砂磨机中进行砂磨，得到成品。

进一步改进本方案，上述步骤中，尿素、硫酸钾、沼液的质量比例为10～12:3-～5:100。

有益效果

1、本发明通过对结构的合理设计，使得罐体得到稳定的加热，从而乳化效果得到较大提高，结合具体结构分析如下：其一、设置了蒸汽加热机构，通过蒸汽对循环水池中的水进行加热，蒸汽分支管道从上至下依次排开，可以对不同位置的水同时加热，能够有效提高循环水池的升温速度，在蒸汽分支管道上开设有排汽孔，能够避免加热过程出现蒸汽分支管道的振动和噪音，因为严重的水击现象甚至可能导致蒸汽分支管道的开裂，因此该种设置可以延长设备的使用寿命，其二、循环水池、加热水进口管、加热水出口管、回流管道和循环泵，可以形成一个闭路循环，通过关闭进水阀和回水阀，闭路的水循环可以起到对循环水的循环搅拌作用，能够达到使得循环水快速升温的效果，其三、通气组件中通气管道设置在保护管内，在乳化搅拌的过程中，大大减少了物料与通气管道出口直接接触的机率，能够有效避免物料长期在管道口累积造成堵塞现象；其四、搅拌杆组件通过设置竖直的搅拌叶片，提升了搅拌剪切的效果，与折流板配合，使得乳化效果达到最佳，在搅拌轮上设置节流孔和搅拌齿，一方面，锥形轮结构适应了罐体下方的逐渐缩小的结构，可以提升下料口处的搅拌效果，避免了罐体内的死角的产生；另一方面，搅拌齿的设置能够在局部形成很强的紊流，对物料具有很强的分散乳化效果。

2、本发明的沼液肥制备方法，将经过充分产气后的沼液依次经过减压浓缩、乳化、过滤等三步得到沼液肥成品，该制备过程原料解决了沼气工程中沼液可能造成的二次污染，且生产成本低廉，是对于废弃物的合理再利用，能够变废为宝，保护环境，步骤较少，且能够显著的降低能耗，而且，本制备方案，不用在多个反应罐之间来回中转，设备投资较小，不用提取中间产物，与常规的间歇生产工艺相比，能够有效减少损耗，可以实现连续化生产。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明沼液肥制备装置的结构示意图；

图2为本发明中搅拌机构的结构示意图；

图3为本发明中通气组件的结构示意图；

图中标记：1、罐体，2、过滤器，3、搅拌杆组件，4、搅拌轮，4-1、搅拌齿，5、折流板，6、循环水池，7、循环泵，8、加热水进口管，9、加热水出口管，10、回流管，11、蒸汽进口管，12、蒸汽分支管道，13、加强杆，14、温度套管，15、通气组件，15-1、通气管道，15-2、保护管，16、蒸馏管道。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

如图所示：本实施例提供一种沼液肥制备装置，包括罐体1、搅拌机构，所述搅拌机构包括设置在罐体1顶部的搅拌电机和设置在罐体1内的搅拌轴，在罐体1的顶部还设置有物料进料管，在罐体1的底部设置有物料出料管，在物料出料管上设置有过滤器2，所述搅拌轴包括搅拌杆组件3和搅拌轮4，所述搅拌杆组件3设置有多组并对称设置在搅拌轴中段，所述搅拌轮4为锥体结构，在搅拌轮4的外圆面围绕其轴线分布有搅拌齿4-1。所述罐体1的内壁上设置有折流板5，本装置还包括对罐体1进行加热的自动加热装置；需要指出的是，此处的自动加热装置与罐体1的夹套连通，用于为夹套提供源源不断的热水进行加热循环或保温。

在本方案中，所述自动加热装置具有如下实施方式：其一、自动加热装置包括循环水池6、循环泵7、加热水进口管8、加热水出口管9和回流管道10，循环泵7进口与循环水池6底部连通，循环泵7出口与加热水进口管8连接，加热水进口管8另一端与罐体1的夹套下方连通，在加热水进口管设置有进水阀，所述加热水出口管9设置在夹套上方并与其连通，在加热水出口管9上设置有回水阀；开启循环泵即可对夹套进行加热；其二、由于循环水池6开始使用时，需要对水进行预热，可以在加热水进口管8和加热水出口管9之间安装回流管10，回流管10一端与加热水进口管8连通，另一端与加热水出口管9连通，使用时，将进水阀和回水阀关闭，打开回流管道10上的开关阀，使得循环水池6、循环泵7、加热水进口管8、加热水出口管9和回流管道10形成一个完整闭合的循环回路。其三、在循环水池6内设置有蒸汽加热机构，蒸汽加热机构包括固定在循环水池6侧壁上的蒸汽进口管11和从上至下依次排布在蒸汽进口管11上的蒸汽分支管道12，所述蒸汽分支管道12的另一端焊接在循环水池6的内壁上，此种设计可以对循环水池起到加强固定支撑作用，蒸汽分支管道12上沿其长度方向分布有多个排汽孔。通过蒸汽对循环水池6中的水进行加热，蒸汽分支管道12从上至下依次排开，可以对不同位置的水同时加热，可以提高循环水池6的升温速度，在蒸汽分支管道12上开设有排汽孔，能够避免加热过程出现蒸汽管道的振动和噪音，因为严重的水击现象甚至可能导致蒸汽管道的开裂，因此该种设置可以延长设备的使用寿命，其四、蒸汽分支管道12的一端也可以不与循环水池6连接，而设置为开口，此时蒸汽分支管道12的蒸汽量较大，可以对循环水快速加热。

在循环水池6出水侧设置有用于检测进水温度的温度套管14，所述温度计套管14下端与套管底板连接处的侧壁设置有多个连通孔与循环水池6连通，以用于测量循环水池6的水温。此种设置有利于温度计与加热水的直接接触，能够避免测温误差，在蒸汽分支管道12中段设置有用于将两根相邻蒸汽分支管道12的中段固定连接的加强杆13。

在本方案中，罐体1上方设置有用于向罐体1内部通入保护性气体的通气组件15，通气组件15包括通气管道15-1和保护管15-2，通气管道15-1的出气口设置在保护管15-2内。乳化罐在搅拌过程中，由于通气管道15-1设置在保护管15-2内，可以避免通气管道15-1的排气口与被搅拌带起的物料直接接触，能够达到有效避免物料将通气管道15-1的排气口堵塞的效果。本方案中，在罐体1上设置有蒸馏管道与外部减压蒸馏的冷却装置连通，蒸馏管道上设置有阀门。

实施例2

本实施例提供一种沼液肥的制备方法，由如下原料制备而成浓缩沼液100份，尿素11份，硫酸钾3.5份，乙二胺四乙酸亚铁盐0.8份，柠檬2.5份，乳化剂1.2份。上述沼液肥制备方法包括如下步骤，1、将发酵产气2个月以上的沼液，抽入实施例1中的沼液肥制备装置的罐体1中，开启罐体1的搅拌机构，开启循环泵7，将循环水池6与罐体1的夹套进行水循环，开启蒸汽进口管道11上的蒸汽阀门，向循环水池6中通入蒸汽，将循环水升温至80-85℃，控制罐体1内的体系温度升至75-80℃，并开启罐体1的蒸馏管道16，开启真空，控制真空泵的真空度至-0.5～-0.6mpa，开始浓缩沼液，待沼液含水率达到60%以下，停止加热；2、关闭蒸汽进口管道11上的蒸汽阀门，停止循环泵7，关闭加热水进口管8和加热水出口管9上的截止阀，打开罐体1夹套上的低温水阀门，将罐体1内的体系温度控制在63℃，打开循环水池6的低温水补水阀，将循环水池6温度降至65-68℃，并向罐体1内投入尿素、硫酸钾、乙二胺四乙酸亚铁盐和柠檬酸，并在60-65℃的温度下搅拌1.5h；3、向罐体1内加入乳化剂，所选用的乳化剂为斯盘-85，经过通气组件15向罐体1内通入保护性氮气，保持罐体1内压力为0.13mpa，在60-65℃的温度下搅拌1.5h，然后关闭加热水进口管8和加热水出口管9上的截止阀，打开罐体1夹套上的低温水阀门，将罐体1内的体系温度降至40℃以下，打开罐体1底部阀门放料，通过过滤器2进行过滤，收集滤出的残渣用于作为植物肥料，将抽滤后的滤液加入砂磨机中进行砂磨，得到成品。

实施例3

本实施例提供一种沼液肥的制备方法，由如下原料制备而成浓缩沼液100份，尿素10份，硫酸钾2份，乙二胺四乙酸亚铁盐0.5份，柠檬2份，乳化剂0.8份。上述沼液肥制备方法包括如下步骤，1、将发酵产气2个月以上的沼液，抽入实施例1中的沼液肥制备装置的罐体1中，开启罐体1的搅拌机构，开启循环泵7，将循环水池6与罐体1的夹套进行水循环，开启蒸汽进口管道11上的蒸汽阀门，向循环水池6中通入蒸汽，将循环水升温至80-85℃，控制罐体1内的体系温度升至75-80℃，并开启罐体1的蒸馏管道16，开启真空，控制真空泵的真空度至-0.5～-0.6mpa，开始浓缩沼液，待沼液含水率达到60%以下，停止加热；2、关闭蒸汽进口管道11上的蒸汽阀门，停止循环泵7，关闭加热水进口管8和加热水出口管9上的截止阀，打开罐体1夹套上的低温水阀门，将罐体1内的体系温度控制在60-65℃，打开循环水池6的低温水补水阀，将循环水池6温度降至65-68℃，并向罐体1内投入尿素、硫酸钾、乙二胺四乙酸亚铁盐和柠檬酸，尿素、硫酸钾、发酵沼液的质量比例依次为3-5:1:260-280，乙二胺四乙酸亚铁盐按照浓缩沼液质量的0.5-1%投料，并在60℃的温度下搅拌1h；3、向罐体1内加入乳化剂向罐体1内加入乳化剂，所选用的乳化剂为斯盘-85，经过通气组件15向罐体1内通入保护性氮气，保持罐体1内压力为0.1mpa，在60-65的温度下搅拌1h，然后关闭加热水进口管8和加热水出口管9上的截止阀，打开罐体1夹套上的低温水阀门，将罐体1内的体系温度降至40℃以下，打开罐体1底部阀门放料，通过过滤器2进行过滤，收集滤出的残渣用于作为植物肥料，将抽滤后的滤液加入砂磨机中进行砂磨，得到成品。

实施例4

本实施例提供一种沼液肥的制备方法，由如下原料制备而成浓缩沼液100份，尿素12份，硫酸钾5份，乙二胺四乙酸亚铁盐1份，柠檬3份，乳化剂1.5份。上述沼液肥制备方法包括如下步骤，1、将发酵产气2个月以上的沼液，抽入实施例1中的沼液肥制备装置的罐体1中，开启罐体1的搅拌机构，开启循环泵7，将循环水池6与罐体1的夹套进行水循环，开启蒸汽进口管道11上的蒸汽阀门，向循环水池6中通入蒸汽，将循环水升温至80-85℃，并开启罐体1的蒸馏管道16，开启真空，控制真空泵的真空度至-0.5～-0.6mpa，开始浓缩沼液，待沼液含水率达到60%以下，停止加热；2、关闭蒸汽进口管道11上的蒸汽阀门，停止循环泵7，关闭加热水进口管8和加热水出口管9上的截止阀，打开罐体1夹套上的低温水阀门，将罐体1内的体系温度控制在60-65℃，打开循环水池6的低温水补水阀，将循环水池6温度降至65-68℃，并向罐体1内投入尿素、硫酸钾、乙二胺四乙酸亚铁盐和柠檬酸，并在60-65℃的温度下搅拌1.5h；3、向罐体1内加入乳化剂，所选用的乳化剂为斯盘-85，经过通气组件15向罐体1内通入保护性氮气，保持罐体1内压力为0.15mpa，在65℃的温度下搅拌2h，然后关闭加热水进口管8和加热水出口管9上的截止阀，打开罐体1夹套上的低温水阀门，将罐体1内的体系温度降至40℃以下，打开罐体1底部阀门放料，通过过滤器2进行过滤，收集滤出的残渣用于作为植物肥料，将抽滤后的滤液加入砂磨机中进行砂磨，得到成品。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。