温差式加热处理系统及其加热方法
技术领域
本发明涉及加热处理技术领域，尤其涉及一种温差式加热处理系统及其加热方法。
背景技术
高致病性的禽流感，口蹄疫，非洲猪瘟，以及新型冠状病毒肺炎等疾病，对社区环境及大众健康存在一定程度的风险。在疾病发生地人禽畜粪便内检测到残留的病毒已是事实。
传统农业中，常采用粪便污水直接浇地种菜，存在病毒污染农作物并通过农作物感染人类的风险。因此，人禽畜粪便必须要先经过无害化处理才可以灌溉农作物。
目前人禽畜粪便无害化处理时常采用的是直接加热处理方式，但是，在加热处理过程中难免遇到过度加热使有机物碳化，造成有机物质流失的现象。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种温差式加热处理系统及其方法，使得待处理物不但可以杀灭病毒达到无害化的效果，而且待处理物不会被碳化。
于是，本发明提供了一种温差式加热处理系统，包括：圆柱形加热反应炉、贯穿所述加热反应炉的带有叶片的搅拌杆、以及为搅拌杆提供动力的马达，搅拌杆的两端分别支撑在轴承上，加热反应炉的内壁层为加热层，外壁层为保温层，搅拌杆轴心内设有加热层。
其中，所述加热反应炉加热层和搅拌杆轴心加热层内均添加有传热油。
所述加热反应炉加热层和搅拌杆轴心加热层内均设有电热片。
所述加热反应炉加热层和搅拌杆轴心加热层连通。
上述温差式加热处理系统，还包括：设在加热反应炉顶部的进料门和设在加热反应炉底部的出料门。
本发明还提供了一种温差式加热方法，包括：
将待处理物投入到加热反应炉内，开启加热反应炉和搅拌杆轴心内的加热层加热，并开启搅拌杆搅拌待处理物；
当加热反应炉的加热层加热到第一预置温度时，关闭热反应炉的加热层加热，并继续保持搅拌杆加热层的加热；
当搅拌杆加热层加热到第二预置温度时，关闭搅拌杆加热层加热；
继续搅拌待处理物至处理完成。
其中，所述第二预置温度比第一预置温度高20至40度。
本发明所述温差式加热处理系统及其方法，通过在将加热反应炉的加热层加热到第一预置温度时，关闭热反应炉的加热层加热，并继续保持搅拌杆加热层的加热；将搅拌杆加热层加热到第二预置温度时，关闭搅拌杆加热层加热的方式，使得待处理物经过两段升温，这样不但可以杀灭病毒达到无害化的效果，而且待处理物不会被碳化，并且通过搅拌杆翻拌的关系不容易粘到搅拌杆上。这样经过无害化处理后的有机废弃物，可以经由微生物菌发酵而成为适合农畜业应用的肥料或饲料。
附图说明
图1为本发明所述温差式加热系统的结构示意图。
图2为本发明所述的温差是加热系统的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行详细描述。
如图1所示，本实施例提供了一种尤其是针对废弃有机物的温差式加热处理系统10及其加热方法，包括：安置在固定支持结构14上的圆柱形的加热反应炉12、贯穿整个加热反应炉12的搅拌杆16、以及为搅拌杆16提供动力的动力马达22。其中，搅拌杆10的两端分别支撑在轴承18和轴承20上，动力马达22经链条装置24为搅拌杆16提供动力，使搅拌杆16转动。
在加热反应炉12的顶部设有进料门26，图1中的进料门26采用横拉开启方式，也可以采用上盖式开启方式。加热反应炉12的底部设有出料门28，当出料时，打开出料门28即可卸料。
进料时，拉开进料门26，把待处理物输送到加热反应炉12的内部。待处理物为有机物，可以是人禽畜粪便、或者打碎的其他有机废弃混合物，例如稻草、茎蔓、落叶、玉米杆、塘泥、厨余等。待处理物虽然湿度高，但仍维持固形物状态，用输送带经进料门26送入加热反应炉12内部。
搅拌杆16在加热反应炉12内搅动待处理物，搅拌杆16的叶片从中间点，即出料门28的位置，向两边看为左右镜像对称。镜像对称是指类似人的左右手般的对称。搅拌杆16在搅动待处理物时，会把待处理物沿着内壁向上推，高于搅拌杆16中间的轴，然后落于搅拌杆16中间轴上再分别从轴的两边落下。
图2是上述温差式加热处理系统10的侧视图，其中，搅拌杆16的中间轴心以中间园表示，而十字型架构是搅拌杆16上的支撑结构。另外四个同心园为搅拌杆16上的叶片侧视图。在图2中，加热反应炉的壁层有两层，分别是内壁32和夹层壁34，其共同形成一壁层，此壁层内添加传热油，因此这壁层又可称之为传热油层。还可以在内壁32和夹层壁34之间安装电热片36，电热片36可以是多组，图2中只标示了其中一组电热片36。夹层壁34和外壁38之间形成另一壁层，该壁层内设有保温材料，因此该壁层又可称之为保温层，在图2及图1中，以斜纹表示。
温差式加热处理系统10的加热方式，除了上述在加热反应炉12的传热油层加热外，另外在搅拌杆16的内部亦可传递热量，如图1所示，泵39把热油经输油管40输入搅拌杆16的轴心间，然后经由输油管42回流到传热油层。此外，在搅拌杆16轴心内还可以设置有电热片，该加热片可以是多组，图1中仅标示了其中一组电热片44。搅拌杆16轴心内的电热片44，又称之为轴心电热片。
搅拌杆16的加热有两种方式，一是由泵39把传热油输入，二是由轴心内的电热片加热。这两种加热方式可以将搅拌杆16的轴心升温，通过搅拌杆16的轴心再传导到搅拌杆16的叶片上。
上述温差式加热处理系统10在进行无害化加热处理时，有模式1操作模式和模式2操作模式两种。
模式1操作模式的方法是：开启传热油层内的多组电热片及设置在搅拌杆16的轴心电热片。电热片的电力供应通常是采380V或220V。根据待处理物是实际状况，为达到消灭病毒无害化的要求，温差式加热处理系统10的温度控制点必须高于消灭病毒的基本温度。例如，若消灭某种病毒的温度必须在摄氏55度以上。考虑到热传损耗及时效，一般操作温度控制点会比这基本温度高20至40度，例如，设立在摄氏80度。并且以泵39来循环热油。加热处理并搅拌经过一段时间后，达到预期的处理效果即可开启出料门28卸料。
模式2操作模式的方法是：开启传热油层内多组电热片及设置在搅拌杆16的轴心电热片，其加热方式与模式1相同，例如设立在摄氏55度左右。然后关闭泵39以及传热油层的加热，而轴心电热片继续加热至合适的操作温度，例如操作温度可以设在摄氏80度，最高可设达到摄氏160度。待处理物通过搅拌杆16的搅动，并在搅动翻滚过程中，使得接触到搅拌杆的轴表面及叶片的病毒及病菌因受热而死亡。
模式1和模式2的操作方式，虽都能杀灭潜在病毒达到无害化效果，但实际结果却有差异，模式1的方式容易使待处理物的有机质碳化，这样经过无害化处理的粪便，在肥效上流失许多。再有就是能源的消耗。经测算，模式1操作模式比模式2操作模式耗能多出大约10%至20%，长时间不间断的作业模式1操作模式将十分耗能。
模式2操作模式的优势是：待处理物需要两段升温，即第一段与模式1操作模式相同的升温加热处理和第二段的仅由搅拌杆升温加热处理。这样不但可以杀灭病毒达到无害化的效果，而且待处理物因为翻拌的关系不容易粘到搅拌杆上，待处理物不容易被碳化，这样经过无害化处理后的有机废弃物，可以经由微生物菌发酵而成为适合农畜业应用的肥料或饲料。
若采用模式1的操作模式，加热反应炉12的内壁32，因和搅拌杆16的叶片有空隙，在操作温度超过基本温度时，容易粘在内壁32上，受热过度而碳化。且同时会降低内壁32对待处理物的热传效果。
综上所述，温差式加热处理系统10在对待处理物进行无害化处理时，先将内壁32和搅拌杆16加温到基本温度，例如前段所述的摄氏55度，然后再调升搅拌杆16在内壁32内的操作温度，例如前面所述的摄氏80度或更高的温度，最高可达到摄氏160度。这样加热处理的效果，高效节能且能够减少有机质的碳化。
温差式的加热操作方式还可以有许多其他的工业应用。例如，炼油厂的原油储存槽，在储原油一段时间后，槽底部会累积油污泥。这油污泥无法输送到炼油厂内作业，因容易会阻塞输油管道。清槽后收集的油污泥因含油量高不能随意填埋。若采燃烧方式，容易会产生大量的污染废气，且油污泥在燃烧过程中收缩成块，污泥块的外表形成碳化而油污包裹在内。若采用本实施例所述的温差式加热处理系统及其方法，首先油污泥经输送带经进料门26，完成进料后，关闭进料门26，然后一边搅拌一边加热至一基本温度。这基本温度通常是设置在摄氏300至350度。然后搅拌杆16轴心电热片再加热，使搅拌杆16的轴心达到合适的操作温度，通常约摄氏600度，而搅拌杆16的叶片温度约在摄氏520至560度。此时一边搅拌一边把油污泥内的油在缺氧条件下气化，经排气管46排出。这样逐步地把系统10内油污泥内的油烤干分离出来。等到加热分离的程序完成后，再开启出料门28卸料。若在操作时直接把传热油层的温度升高到操作温度，例如摄氏600度。沿着内壁32的油污泥会像炒焦的米饭一般，焦化结粑在内壁32上，这样就无法顺利地把油污泥内的油烤干。或是卸料后要拆解系统10，把结粑在内壁32的碳化物逐一清除。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
