[發明專利]太陽能協同熱解余熱制糞便生物炭及產水沖廁系統及方法

有效

• 申請號: 202210176260.9
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114634286B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 汪群慧;高明;王潔;王萬清;白海飛;王曉娜;吳川福
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/10;C02F11/13;C10B53/00;B01D53/00;B01D53/18;B01D53/86;B01D53/44;C02F9/00;C02F1/02;C02F1/28;C02F1/32;E03B1/04;E03D1/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;于春曉

1.一種太陽能協同熱解余熱制糞便生物炭及產水沖廁系統，其特征在于，包括糞尿分離單元、糞便干化熱解單元、燃燒供熱單元和尿液煙氣處理單元；

其中，糞尿分離單元包括腳踏滑板式分離器和便池；

糞便干化熱解單元包括干化室和熱解室；

燃燒供熱單元包括燃燒室和配風系統；

尿液煙氣處理單元包括尿液暫存室、光催化反應器、錐形太陽能板和不凝氣吸附塔；

便池底部設置腳踏滑板式分離器，便池連接沖廁水箱；

腳踏滑板式分離器下部分別連接干化室和尿液暫存室；

干化室中干化后的物料進入熱解室，干化室通過配風系統輸入熱煙氣，廢氣進入光催化反應器，熱解室通過三通閥連接燃燒室和配風系統；

尿液暫存室將尿液處理后得到的初級凈水進入光催化反應器，經光催化反應器處理后返回沖廁水箱，光催化反應器內的不凝氣進入不凝氣吸收塔，光催化反應器由蓄電池供電，蓄電池由錐形太陽能板充電；

所述尿液暫存室內設置攪拌器，尿液暫存室底部為糞便生物炭儲室，尿液暫存室上部留有尿液入口和初級凈水出口。

2.根據權利要求1所述的太陽能協同熱解余熱制糞便生物炭及產水沖廁系統，其特征在于，所述腳踏滑板式分離器包括滑動板、復位彈簧、腳踏滑動式連桿、踩推板和帶濾網滲水孔，

帶濾網滲水孔位于便池最低處，且豎直設置，帶濾網滲水孔一側為尿液出口，另一側設置滑動板，滑動板通過復位彈簧連接腳踏滑動式連桿，腳踏滑動式連桿連接地面上的踩推板。

3.根據權利要求1所述的太陽能協同熱解余熱制糞便生物炭及產水沖廁系統，其特征在于，所述干化室包括帶篩孔分散輪、粉碎刀、高溫煙氣入口I、糞便進料口、干化糞便出料口、帶濾網廢氣出口、第一傳感器模塊、旋轉軸、粉碎間和熱風間，

干化室上部為粉碎間，下部為熱風間，通過帶篩孔分散輪分隔，帶篩孔分散輪的篩孔直徑為5-10mm，帶篩孔分散輪與干化室內壁有5-10mm間隙；干化室內壁安裝第一傳感器模塊，用于檢測干化室內溫度；粉碎間頂部留有糞便進料口，粉碎間上部側面留有帶濾網廢氣出口，帶篩孔分散輪中心連接旋轉軸，帶篩孔分散輪上均勻布置粉碎刀；熱風間留有高溫煙氣入口I，熱風間底部設置干化糞便出料口。

4.根據權利要求1所述的太陽能協同熱解余熱制糞便生物炭及產水沖廁系統，其特征在于，所述熱解室包括干化糞便進料口、糞便生物炭出料口、熱解氣出口、換熱裝置、換熱裝置煙氣入口、換熱裝置煙氣出口和第二傳感器模塊，

熱解室頂部設置干化糞便進料口和熱解氣出口，底部設置糞便生物炭出料口，熱解室內設置換熱裝置，換熱裝置下部設置換熱裝置煙氣入口，上部設置換熱裝置煙氣出口，熱解室內壁安裝第二傳感器模塊，用于檢測熱解室內溫度。

5.根據權利要求1所述的太陽能協同熱解余熱制糞便生物炭及產水沖廁系統，其特征在于，所述干化室通過連接熱泵室實現低溫干化，熱泵室包括高溫煙氣入口Ⅱ、低溫煙氣出口、濕冷空氣入口、干熱空氣出口、煙氣換熱器、冷凝水出口、循環空氣管道和熱泵，熱泵由翅片式蒸發器、壓縮機、翅片式冷凝器、節流閥和工作介質管道組成；

來自熱解室換熱裝置出口的高溫煙氣通過高溫煙氣入口II進入熱泵室后經煙氣換熱器后從低溫煙氣出口排出，并流至光催化反應器；

干化室內濕冷空氣通過氣泵經濕冷空氣入口進入熱泵室的循環空氣管道，在煙氣換熱器中與高溫煙氣入口II內進入的高溫煙氣換熱后沿循環空氣管道依次經過翅片式蒸發器、翅片式冷凝器后通過干熱空氣出口送至干化室；

熱泵內介質沿工作介質管道，經壓縮機后進入翅片式冷凝器，再經節流閥后進入翅片式蒸發器。

6.根據權利要求1所述的太陽能協同熱解余熱制糞便生物炭及產水沖廁系統，其特征在于，所述光催化反應器包括紫外燈管、光觸媒涂層外筒和光觸媒涂層內筒，

光催化反應器上部留有沖廁水出口，底部一側留有初級凈水入口，底部側面設置廢氣入口，光催化反應器底部中心留有不凝氣出口，光催化反應器內套設光觸媒涂層外筒和光觸媒涂層內筒，光觸媒涂層外筒的上端與光催化反應器的頂端相連，光觸媒涂層內筒的下端與光催化反應器的底端相連，光觸媒涂層外筒和光觸媒涂層內筒之間布置紫外燈管，紫外燈管數量為4-8根；紫外燈管通過導線連接蓄電池。