一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置的制作方法

1.本实用新型属于废弃物资源化利用设备技术领域，具体涉及的是一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置。


背景技术：

2.随着食用菌产业的快速发展，产生大量的废弃菌包、菌棒、菌袋、菌渣等废料并产生新的污染问题，另一方面磷石膏是一类产生和堆存量特别巨大的工业固体废弃物，高温改性是磷石膏农业利用的前提。如何解决废料处理并进行有效的回收利用，是我们所亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置，解决现有食用菌废料和磷石膏废料处理工艺复杂、无法进行回收再利用等技术问题。
4.为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置，其中包括生物质烘干装置、热解炉、生物炭冷却装置、热解烟气除杂装置、磷石膏烘干装置、磷石膏煅烧炉、磷石膏冷却装置、还原炉、气体净化脱硫装置和若干传输送料装置；
5.所述生物质烘干装置、热解炉、生物炭冷却装置、磷石膏烘干装置、磷石膏煅烧炉、磷石膏冷却装置均设有进料口和出料口；所述热解炉上设有热解炉出烟口和热解炉回烟口，所述热解烟气除杂装置上设有一个烟气进口、一个烟气除杂出料口和两个烟气出口，所述还原炉上设有两个还原进气口、一个回气进口、一个还原出气口和一个催化剂进口；所述气体净化脱硫装置上设有脱硫进气口、余气出口和脱硫出料口；所述煅烧炉上设有煅烧炉出烟口；
6.所述生物质烘干装置的出料口与热解炉的进料口之间、所述热解炉的出料口与生物炭冷却装置的进料口之间均设有传输送料装置；
7.所述热解炉出烟口通过连接管道与热解烟气除杂装置的烟气进口连接，所述热解烟气除杂装置上的一个烟气出口与还原炉的一个还原进气口连通，所述热解烟气除杂装置上的另一个烟气出口与热解炉回烟口连通；
8.所述磷石膏烘干装置的出料口与煅烧炉的进料口之间、所述煅烧炉的出料口与磷石膏冷却装置的进料口之间均设有传输送料装置；
9.所述煅烧炉出烟口通过连接管道与还原炉的另一个还原进气口连接，所述还原炉出气口与气体净化脱硫装置的脱硫进气口连接，所述气体净化脱硫装置的余气出口通过连接管道与还原炉的回气进口连接。
10.所述生物质烘干装置、生物炭冷却装置、磷石膏烘干装置和磷石膏冷却装置内均设有换热循环回流系统；
11.所述生物炭冷却装置的换热循环回流系统的出口与生物质烘干装置的换热循环回流系统的进口连通；
12.所述磷石膏冷却装置的换热循环回流系统的出口与磷石膏烘干装置的换热循环回流系统的进口连通。
13.所述热解炉出烟口与热解烟气除杂装置的烟气进口之间的连接管道上设有风机一；所述煅烧炉的出烟口与还原炉的还原进气口之间的连接管道上设有风机二；所述热解炉和煅烧炉上均设有鼓风风机。
14.食用菌废料处理协同改性磷石膏的方法，包括以下步骤：
15.1)将食用菌废弃物由生物质烘干装置的进料口加入生物质烘干装置内烘干使得其含水量降至25％以下，通过传输送料装置输送至热解炉，在500～600摄氏度温度下进行无氧热解炭化反应，炭化反应20～40分钟，然后将其送入生物炭冷却装置中进行冷却后制得生物炭产品；
16.2)将磷石膏磷由石膏烘干装置的进料口加入磷石膏烘干装置内烘干使得其含水量降至20％以下，通过传输送料装置输送至煅烧炉，在 700～900摄氏度温度下进行煅烧，煅烧20～40分钟，然后将其送入磷石膏冷却装置中进行冷却后制得改性磷石膏产品；
17.3)步骤1)中热解炉热解食用菌废弃物产生的热解烟气由热解炉出烟口排出，通过连接管道和热解烟气除杂装置的烟气进口输送至热解烟气除杂装置中，热解烟气除杂装置经过冷却吸附除杂分离得到木醋液产品，热解烟气除杂装置净化后的不凝热解气(co、h2、ch4)，一部分与热解炉回烟口连通为热解炉燃烧提供热能，另一部分由还原炉的一个还原进气口进入还原炉中作为后续工艺还原剂；
18.4)步骤1)中磷石膏在煅烧炉中发生caso4分解反应生成的so2气体由煅烧炉出烟口排出，通过还原炉的另一个还原进气口进入还原炉中；
19.5)向还原炉的催化剂进口内加入铁铝复合催化剂，还原炉内so2气体利用还原性气体(co、h2、ch4)和催化剂在温度600
‑
700度下进行还原反应，得到单质硫及混合气体进入气体净化脱硫装置；
20.6)步骤5)中的单质硫及混合气体经过气体净化脱硫装置净化后得到硫磺产品，剩余气体通过还原炉的回气进口重新通入还原炉。
21.本实用新型采用了上述技术方案，利用农业废弃菌棒热解制生物炭，在热解工艺过程中提供高温还原气氛煅烧环境，协同处理磷石膏固体废物，使磷石膏达到资源化利用质量标准。实现食用菌废弃物热解制生物炭，得到副产品木醋液，并提供热能及还原剂对磷石膏进行热处理改性活化，使磷石膏达到资源化利用质量标准，同时得到副产品硫磺。实现两种废弃物的协同处置，在不消耗其它能源的同时，得到生物炭、木醋液、硫磺、改性磷石膏四种产品，达到两种固废资源化利用效益最大化。
22.与现有技术相比，本实用新型具有设计合理、成本低、操作简单、工作效率高等优点。
附图说明
23.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
25.如图1所示的一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置，其中：包括生物质烘干装置1、热解炉2、生物炭冷却装置3、热解烟气除杂装置4、磷石膏烘干装置5、煅烧炉6、磷石膏冷却装置7、还原炉8、气体净化脱硫装置9和若干传输送料装置；
26.所述生物质烘干装置1、热解炉2、生物炭冷却装置3、磷石膏烘干装置5、煅烧炉6、磷石膏冷却装置7均设有进料口10和出料口11；所述热解炉2上设有热解炉出烟口2
‑
1和热解炉回烟口2
‑
2，所述热解烟气除杂装置4上设有一个烟气进口4
‑
1、一个烟气除杂出料口4
‑
3和两个烟气出口4
‑
2，所述还原炉8上设有两个还原进气口8
‑
1、一个回气进口8
‑
2、一个还原出气口8
‑
3和一个催化剂进口8
‑
4；所述气体净化脱硫装置9上设有脱硫进气口9
‑
1、余气出口9
‑
2和脱硫出料口9
‑
3；所述煅烧炉6上设有煅烧炉出烟口6
‑
1；
27.所述生物质烘干装置1的出料口与热解炉2的进料口之间、所述热解炉2 的出料口与生物炭冷却装置3的进料口之间均设有传输送料装置；
28.所述热解炉出烟口2
‑
1通过连接管道与热解烟气除杂装置4的烟气进口4
‑
1 连接，所述热解烟气除杂装置上4的一个烟气出口4
‑
2与还原炉8的一个还原进气口8
‑
1连通，所述热解烟气除杂装置4上的另一个烟气出口4
‑
2与热解炉回烟口2
‑
2连通；
29.所述磷石膏烘干装置5的出料口与煅烧炉6的进料口之间、所述煅烧炉6 的出料口与磷石膏冷却装置7的进料口之间均设有传输送料装置；
30.所述煅烧炉出烟口6
‑
1通过连接管道与还原炉8的另一个还原进气口8
‑
1连接，所述还原出气口8
‑
3与气体净化脱硫装置9的脱硫进气口9
‑
1连接，所述气体净化脱硫装置9的余气出口9
‑
2通过连接管道与还原炉8的回气进口8
‑
2连接。
31.所述生物质烘干装置1、生物炭冷却装置3、磷石膏烘干装置5和磷石膏冷却装置7内均设有换热循环回流系统；
32.所述生物炭冷却装置3的换热循环回流系统的出口与生物质烘干装置1的换热循环回流系统的进口连通；
33.所述磷石膏冷却装置7的换热循环回流系统的出口与磷石膏烘干装置5的换热循环回流系统的进口连通。
34.所述热解炉出烟口2
‑
1与热解烟气除杂装置4的烟气进口4
‑
1之间的连接管道上设有风机一；所述煅烧炉出烟口6
‑
1与还原炉8的还原进气口8
‑
1之间的连接管道上设有风机二；所述热解炉2和煅烧炉6上均设有鼓风风机。
35.所述的食用菌废料处理协同改性磷石膏的方法，包括以下步骤：
36.1)将食用菌废弃物由生物质烘干装置1的进料口加入生物质烘干装置1 内烘干使得其含水量降至25％以下，通过传输送料装置输送至热解炉2，在500～600摄氏度温度下进行无氧热解炭化反应，炭化反应20～40 分钟，然后将其送入生物炭冷却装置3中进行冷却后制得生物炭产品；
37.2)将磷石膏磷由石膏烘干装置5的进料口加入磷石膏烘干装置5内烘干使得其含水量降至20％以下，通过传输送料装置输送至煅烧炉6，在 700～900摄氏度温度下进行煅烧，煅烧20～40分钟，然后将其送入磷石膏冷却装置7中进行冷却后制得改性磷石膏产品；
38.3)步骤1)中热解炉2热解食用菌废弃物产生的热解烟气由热解炉出烟口2
‑
1排出，
通过连接管道和热解烟气除杂装置4的烟气进口4
‑
1输送至热解烟气除杂装置4中，热解烟气除杂装置4经过冷却吸附除杂分离得到木醋液产品，热解烟气除杂装置4净化后的不凝热解气：co、 h2、ch4，一部分与热解炉回烟口2
‑
2连通为热解炉2燃烧提供热能，另一部分由还原炉8的一个还原进气口8
‑
1进入还原炉8中作为后续工艺还原剂；
39.4)步骤1)中磷石膏在煅烧炉6中发生caso4分解反应生成的so2气体由煅烧炉出烟口6
‑
1排出，通过还原炉8的另一个还原进气口8
‑
1进入还原炉8中；
40.5)向还原炉8的催化剂进口8
‑
4内加入铁铝复合催化剂，还原炉8内so2气体利用还原性气体：co、h2、ch4和催化剂在温度600
‑
700度下进行还原反应，得到单质硫及混合气体进入气体净化脱硫装置9；
41.6)步骤5)中的单质硫及混合气体经过气体净化脱硫装置9净化后得到硫磺产品，剩余气体通过还原炉8的回气进口8
‑
2重新通入还原炉8。