[发明专利]用于在滚筒装置中处理材料的方法及实施该方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及处理农事生产和人类在农业活动中产生的农业废料的领域。具体而言，本发明涉及用于回收(recycling)并处理粪便(manure)、稻草、锯末和其它废料和/或产品的方法，这些废料和/或产品会潜在地污染农业人口生活的地方，从而不利地影响小的居留地、农场、移动群体的居民和其他群体的居民的健康，这些群体的居民在远离科技先进的中心区域的基础设施达不到标准的区域工作和/或生活。另外，本发明可以用于处理固态生活废料。

背景技术

众所周知，农业废料会严重地影响环境。任何农业专业化区的副产品都是特定的废料，即使该废料本身是与环境相容的，但当在有限区域之内过量地且过于集中地存在时，这些废料在生态上也是破坏性的。这样的废料尤其包括牲畜的粪便以及供其睡眠用的干草、谷物类稻草、酿酒废料、伐木碎片等。通常，由于运输费用不合理并且/或者处理成本高昂，将导致主产品的成本显著升高，所以在专门工厂中处理这些废料是不能获利的。通常，不可能在原地处理废料，这要么是因为不能促动这些产品，要么是因为缺少适当的通用设备，该通用设备能够在对应的季节期间进行转变成处理特定的废料，例如，在秋季处理稻草，在冬季处理粪便等等。

在许多乡村，广泛地采用将粪便用生物过程转化为沼气，但这并未解决完全利用的问题，因为在已经产生沼气之后，许多材料仍然留在沼气池中，这些材料应当被处理为有用的产品而不是被掩埋。目前，大部分设备着眼于处理特定类型的废料，并且假设废料处理器在专门的行业中使用，并且废料量多得足以使处理废料获利。这样的量可以由例如大型家畜农场或者家禽饲养来提供，从而处理器能够从粪便生产出有机肥料。

该问题只有通过开发充分通用的技术且创造出用于执行该技术的设备才能够得以解决，该技术和设备能够处理充分宽范的种类的废料，例如，大部分的农业废料。

用于处理废料的方法以及实施该方法的装置应满足一系列要求，即：

-该方法和装置都将是通用的，能够进行一系列的技术操作，例如干燥、破碎、均匀化、搅拌、各种种类的热处理(热解、气化、焚化、煅烧(calcinations)、燃烧)、湿处理(包括洗涤)、化学处理(包括还原氧化、离子交换和置换反应、吸附处理、催化处理等)以及生物处理(包括堆制肥料)，而无需进行任何特殊设计；

-该方法和装置都将保证环境安全性，以便之后不必通过进一步的方法和装置对环境进行复原(revitalize)，这种进一步的方法和装置通常会更为昂贵；

-该方法和装置都将为处理农业废料提供经济效益，这经济效益通常只有在原始废料被处理为可市售的材料时才能得以提供，可市售的材料例如为确实可以使用在农业中的肥料或堆肥；

-该方法和装置都将易于实现，并将不需要用于调整、校正(readjustment)、加工找准(process tuning)、维护和修理的高技术团队(staff)。

在现有技术中公知的是通过对废料进行气化和热解来处理易燃城市废料以产生能量和气化产品的方法，RU 2150045中描述了该方法。根据该方法，待处理废料被装载到竖炉式气化反应器内，可选地，竖炉式气化反应器采用了多块便于装载物的气体渗透的非易燃且难熔的材料。在反应器的经处理的固态产品出现累积的相对的端上，供应含氧的气化剂，并且在回流的气化剂中对经装载的废料进行气化。该方法对于固态废料的处理和产生热量是充分有效的。

在RU 2150045中描述的方法的主要缺点之一是其目的功能单一，该功能对固态废料进行气化以产生热能和气化产品。众所周知，农事单位在温暖季节期间并不需要太多热能，因此，竖炉将要么被空置，要么无效地对废料进行燃烧。

在RU 2150045中描述的方法的另一个主要缺点是，实施该方法需要昂贵的设备和专业的团队。因此，这样的方法只能在城市中才能实施，在城市中，由于能够足量地获得城市废料，并且能够容易地雇用必要的团队(处理管理员、修理员、炉操作员等)，所以全年处理废料将是划算的。

在现有技术中还公知一种在回转炉中实施块状材料热处理的方法，在RU 2027134中描述了该方法，该方法包括如下步骤：通过在炉的输入端上具有较小直径的轴向孔隙将快状材料装载到滚筒式炉(drum-type furnace)内；使炉回转；在炉的输出端上将热气体供应到炉内，以便对炉之内的材料进行加温；并且通过在炉的输出端上具有较大直径的轴向孔隙排放材料。该方法从技术的角度来看相当简单，并不需要复杂的设备和专业团队。