[發明專利]一種將沼液沼渣發酵產生的氨氮資源轉化的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010310530.1
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111423282A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 牛曉君;鄭小賢;郭華芳;唐志華;劉敏茹;張荔;張冬青;李霞
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C05G3/40
• 分類號: C05G3/40;C05G3/90;C05G5/12;C01B32/348;C01B32/324
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 余柯薇

1.一種將沼液沼渣發酵產生的氨氮資源轉化的裝置，其特征在于，氨氮資源轉化裝置(1)包括轉化主體(11)、噴淋裝置(12)、吹脫裝置(13)、沼液回收裝置(14)、脫氣膜(15)、吸附槽(16)、負壓發生器(17)和氣體處理器(18)，

所述轉化主體(11)從下至上分為吹脫部(111)、脫氣部(112)和吸附部(113)，

所述噴淋裝置(12)包括設置在轉化主體(1)外部的沼液罐(121)和設置在吹脫部(111)內頂部的噴淋頭(122)，所述噴淋頭(122)通過液體加壓泵(123)與所述沼液罐(121)出液端連接，噴淋頭(122)包括呈米字型設置的多個噴淋管(1221)，所述每個噴淋管(1221)下方均勻設有噴淋嘴(1222)，

所述吹脫裝置(13)包括設置在所述吹脫部(111)外側用于向吹脫部(111)內吹入空氣的氣體泵(131)，設置在氣體泵(131)出氣端用于加熱吹入空氣的空氣加熱器(132)和設置在吹脫部(111)內底部的吹脫氣座(133)，所述吹脫氣座(133)包括與所述噴淋管(1221)對應呈米字型設置的多個吹脫氣管(1331)，所述每個吹脫氣管(1331)上均勻設有與所述噴淋嘴(1222)相對的吹脫氣嘴(1332)，

所述沼液回收裝置(14)包括設置在所述吹脫氣座(133)下方的回收槽(141)和與所述回收槽(141)底部連通的液體泵(142)，所述液體泵(142)與所述沼液罐(121)進液端連通，

所述脫氣膜(15)設置在所述噴淋頭(122)上方的脫氣部(112)，

所述吸附槽(16)設置在所述吸附部(113)中，吸附槽(16)內填充有介孔沼渣活性炭，

所述負壓發生器(17)設置在所述吸附部(113)側部，負壓發生器(17)與所述吸附部(113)內部連通，用于通過負壓吸力使吸附部(113)內形成負壓狀態，

所述氣體處理器(18)連接在負壓發生器(17)的出氣端，用于對負壓發生器(17)吸出的氣體進行處理后再排放。

2.根據權利要求1所述的一種將沼液沼渣發酵產生的氨氮資源轉化的裝置，其特征在于，所述空氣加熱器(132)內部為交錯設置的多個電加熱板(1321)，所述電加熱板(1321)的方向與進入空氣加熱器(132)的空氣方向相反。

3.利用權利要求1或2所述裝置進行氨氮資源轉化的方法，其特征在于，主要包括以下步驟：

S1：沼液、沼渣預處理

將發酵產物沼液收集后密封靜置1-2d，取沼液上清液在4-10℃下密封保存備用，將沼液沉淀物加入至發酵產物沼渣中混合均勻得到混合沼渣，將所述混合沼渣在烘干爐中以100-110℃烘干后粉碎過200目篩，得到干沼渣；

S2：沼渣活化熱解

配置沼渣活化液，將S1得到的干沼渣以1g：2-3ml的固液比加入所述沼渣活化液中，10-20℃下在電磁攪拌器上攪拌5-8h，靜置16-18h后過濾，將沉淀沼渣重新放入烘干爐中以100-110℃烘干得到活化干沼渣，將所述活化干沼渣送至真空馬弗爐中，向真空馬弗爐中充入氮氣使馬弗爐中為無氧環境，以10℃/min的升溫速率將馬弗爐中溫度提高至600-700℃，在升溫過程中將真空馬弗爐中真空度抽至1.2×10^-2MPa，真空下高溫熱解1-2h，得到介孔沼渣活性炭；

S3：活性炭吸附沼液中的氨氮

將S1中得到的沼液上清液加入至氨氮資源轉化裝置(1)的沼液罐(121)中，將S2得到的介孔沼渣活性炭填充在氨氮資源轉化裝置(1)的吸附槽(16)中，將所述沼液罐(121)中的沼液通過氨氮資源轉化裝置(1)中的噴淋裝置(12)向吹脫裝置(13)上噴淋，吹脫裝置(13)將沼液中的氨氮吹脫至蒸汽中，蒸氣上升通過脫氣膜(16)，在負壓發生器(17)的作用下，蒸汽中的氨氮通過脫氣膜，剩余蒸汽掉落至沼液回收裝置(14)中，通過脫氣膜的氨氮氣體被吸附槽(16)內的介孔沼渣活性炭吸附，將吸附槽(16)內吸附飽和的介孔沼渣活性炭取出；

S4：氨氮資源化處理

將S3中經吸附槽(16)內取出的氨氮吸附飽和介孔沼渣活性炭粉碎后直接作為有機肥施用。