堆肥设备

第一节 前处理设备

现代化堆肥厂是以广泛采用各种各样的堆肥设备为特征的。一个完整的机械化堆肥系统必然要保证生产出符合相关卫生学与环境学控制指标的堆肥产品，其中堆肥发酵设备是实现整个堆肥机械化生产的关键，而相应的辅助机械与设施也必不可少，应尽量使这些设备在设计上满足堆肥工艺的特殊要求。

如图6－1所示，堆肥化系统设备的基本工艺流程大致可分为计量设备、进料供料设备、预处理设备、发酵设备、后处理设备及其它辅助处理设备等。由于计量设备和进料供料设备处于整个工作流程的最前端，通常也可并人前处理设备之内讨论。堆肥物料在经计量设备称重后，通过进料供料设备进人预处理装置，完成破碎、分选与混合等工艺；接着被送至一次发酵设备，在将发酵过程控制在适当的温度和通气量等条件下，使物料达到基本无害化和资源化的要求；然后，一次熟化物料被送至二次发酵设备中进行完全发酵，并通过后处理设备对其进行更细致的筛分，以去除杂质；最后烘干、造粒并压实，形成最终堆肥产品后包装运出。在堆肥的整个过程中可能产生多种二次污染，如臭气、噪声和污水等，这些二次污染同样需要采用对应的辅助设备予以去除，以达到环境能够接受的水平。

其它辅助设备 计量设备 进料供料设备 前处理设备 一次发酵设备 二次发酵设备 后处理设备 堆肥产品

图6－1 堆肥化系统设备的基本工作流程（柴晓利等,2005）

第一节 前处理设备

前处理设备主要包括计量设备、破碎设备、混合设备和贮料装置等。在整个堆肥工艺流程的前端设置前处理设备的目的主要在于以下三个方面。

（1）提高堆肥物料中的有机物含量

高温是堆肥化成功与否的关键，高温的产生来源于微生物的正常繁衍，而微生物的生长繁衍又是以充足的有机物为基础的，因此堆肥物料中的有机物含量高低是正常发酵的首要条件。农村固体废弃物中往往含有大量如泥土、石头等不可堆腐物质，通过前处理工艺可以提高堆肥物料中有机物的比例，以保证微生物有足够的营养物质和提高最终堆肥产品的质量。

（2）保证合适的物料粒度

不同类型的有机物料粒度大小有很大的差异，直接影响到发酵的效果和发酵的周期。粒度大的块状物料，菌种只能附着在物料的外表面，里表面的物料在发酵过程中不易熟透；秸秆类原料纤维素含量高，如果物料太大，则降解时间长，堆制效果差。如果物料粒度太细，发酵过程中物料的透气性很差也会影响到发酵的效果，所以前期物料粒度的处理非常重要，也非常必要。为了取得好的发酵效果，进入发酵前的物料粒度一般不能大于50mm，但也不能小于0.65mm。粒度太大的物料可以通过粗粉碎，改变粒度的大小；粒度太小的物料可以加入一定比例的填充料，以确保进入发酵的物料粒度均匀、适中。

（3）调节物料适宜的含水率和C/N比

堆肥物料合适的含水率和C/N比，不仅可以提高堆肥厂的生产效率，而且可以保证获得高效的堆肥，特别是对于含水率高的固体废弃物的处理，如中药渣等。通常使用堆肥成品、稻草、木屑、油渣、干草粉等作为高湿度、低含碳量物料的调理剂，而使用人粪尿作为低湿度物料的水分调节剂。解决以上环节的常用的设备有贮料装置、给料装置和物料混合设备等。

一、计量装置

常用的计量设备有如下三种： 1、地磅秤称量

常选用20kg或更小的最小刻度，并装备有快速稳定机构的地磅秤。地磅秤一般安装在堆肥厂内废弃物收运车的通道上（最好将其设置在高出防雨路面50～100mm 处，并建造顶棚），同时容易检测进出车辆的开阔位置。为了便于检修计量装置，最好在计量装置前后约10m 处建一条直通道。在地磅秤旁还应建造副车道，供不需称量的车辆通过。地磅秤的选择要根据所用车辆载重量的大小而定。分选后的固体废物或分选物需要称量时，可选用皮带秤或吊车秤计量。

图6－2 磅秤基坑示意图（柴晓利等,2005）

2、自动配料系统

自动配料系统包括失重式计量系统和变频调速皮带式计量系统。自动配料系统是借助工业计算机、将各种物料按照计算机预先设定的比例加入到一起，达到自动配料的目的。其优点是计量方便、准确。缺点是设备投资高，物料粘性大、湿度高时在配料过程中流动性不好，很容易影响到计量的准确性。所以自动配料系统在前期搅拌、混合中实际应用较少。

3、容器式定量计量设备

用定量的容器如翻斗车、铲车的料斗等，来粗略地统计每次加入的物料重量。这种计量方式设备投资少、操作简单，所以在实际生产中应用非常广泛。

二、破碎设备

堆肥物料的粒度大小决定着发酵时间的长短和发酵速率的快慢。堆肥物料粒度越小，其表面积越大，微生物新陈代谢越快，堆肥物料的发酵速度也就越高，因此可堆肥化物料粒度是提高堆肥厂生产效率的关键环节。根据国内外有关资料，可堆肥化物料的粒度以50mm以下为宜，而精破碎的要求的物料粒度在12mm以下，以利于造粒和深加工。通过选用合适的破碎设备，可以提供合理的堆肥物料粒度。

常用破碎设备包括锤滚式磨、破碎机、槽式粉碎机、水平旋转磨和切割机，可根据物料特点、设备性能、维护要求、投资及运行费用选择这些设备。限于篇幅，这里仅介绍常用的两种破碎机：剪切式破碎机和锤滚式破碎机。破碎设备运行时最需要注意的是安全问题。

1、剪切式破碎机

剪切式破碎机是以剪切作用为主的破碎机，它是通过固定刀和可动刀之间的啮合作用，将固体废物破碎成适宜的形状和尺寸。剪切式破碎机特别适合破碎二氧化硅含量低的松散物料（如图6－3所示）。

剪切式破碎机的转子上布置刀片，可以是旋转刀片与定子刀片组合，也可以是反向旋转的刀片组合。以上两种情况下，都必须有机械措施阻止在万一发生堵塞时所可能造成的损害。通常由一负荷传感器检测超压与否，必要时使刀片自动反转。剪切式破碎机属于低速破碎机，转速一般为20～60r / min。（如图6－4）。

不管物料是软的还是硬的，有无弹性，剪切破碎总是发生在切割边之间。刀片宽度或旋转剪切破碎机的齿面宽度（约为0.1mm）决定了物料尺寸减小的程度。若物料黏附于刀片上时，破碎不能充分进行。为了确保体积庞大的物料能快速的供料，可以使用水压等方法，将其强制供向切割区域。实践经验表明，最好在剪切破碎机运行前，人工去除坚硬的大块物体如石头、金属块、轮胎及其它难以破碎的杂质，这样可有效确保系统正常运行。

图6－3 移动式剪切破碎机实物图

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图6－4 剪切破碎机的刀片组合结构 2、锤滚式破碎机

锤滚式粉碎机的结构如图6－5 所示，机壳内装有两主轴平行排列的转子，一根主轴挂有若干重锤的转子，另一主轴上固装着滚筒转子，两转子分别由电动机驱动作相对转动。进入机内的物料，受到随转子高速旋转的重锤而被破碎并撞击向另一低速旋转的滚筒表面而挤压和物料间相互碰撞而进一步地粉碎。粉碎后物料由机器下方出料口排出。在沿滚筒轴线方向表面安装有刮刀，在连续作业中，由液压缸带动作往复运动，以清理滚筒表面上的黏结料。故不需停车，自动清理。检修、维护也方便。

图6－5 锤滚式破碎机的结构示意图

1－机架;2－机壳;3－锤子;4－挡料板;5－滚简;6－清理刮刀;7 －液压泵站

如图6－6所示，作者曾在进行葡萄冬剪枝条高温堆肥化研究中试制过一台小型移动式锤滚式破碎机，其破碎粒度能达到30～70mm，完全符合堆制化粒度要求（如图6－7）。

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图6－6 小型移动式锤滚式破碎机实物图

图6－7 小型移动锤滚式的破碎效果实例 锤滚式破碎机具有破碎比大、适应性强、构造简单、外形尺寸小、操作方便、易于维护等特点，适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性及纤维状等多种固体废物。锤滚式破碎机适宜于秸秆和树枝类等相对其它物料前期粉碎难度大，粉碎成本高的物料。

三、混合搅拌设备

混合搅拌的目的主要是将要进行堆制并有一定粘性的有机物料与填充料（如秸杆）等按比例搅拌均匀，以提高堆制效果，缩短堆制周期。如果在堆制发酵前不经过混合搅拌工序，几种不同物料的搭配不均匀的，会直接影响堆制效果，尤其是堆制初期的效果，最终会延长堆肥化生产周期。

混合搅拌设备有立式混合搅拌机和卧式混合搅拌机两类。立式混合搅拌机搅拌效果差、设备故障率高，所以在物料发酵前的搅拌处理中实际中应用得很少。卧式混合搅拌机又可以分为单轴和双轴两种。双轴卧式搅拌机搅拌效果好、产量高，所以应用极为非常广泛。图6－8所示为湖北荆门市万泰机械有限公司生产的卧式搅拌机。该产品已在河南银鸽集团无道理生物技术有限公司年产8万吨有机肥一期、二期发酵工程，新疆石河子金阳光农资有限公司和浙江湖州等多家有机肥发酵工程中进行了应用，具有搅拌效果好、性能稳定的特点，深受用户的欢迎和好评。

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图6－8 卧式搅拌机实物图 卧式搅拌机的工作原理如图6－9所示。

图6－9 卧式搅拌机的工作原理

四、贮料装置

在堆肥厂实际运行当中，为临时贮存将送入处理设施中的固体废弃物，以保证能均匀地将物料送入处理设施，以及为防止当进料速度大于生产速度或因机械故障、短期停产而造成物料堆积，在进入发酵设备前必须为待处理的物料同时配备贮料装置。根据所应用堆肥厂生产规模的大小，贮料装置分为存料区和贮料池两种类型。

对于日处理量在20t以上规模的堆肥厂的贮料装置，必须设置存料区。存料区的容积一般要求达到最大日处理量的2倍，以适应各种临时变动情况。存料区必须建立在一个封闭的仓内，它由固体废物车卸料地台、封闭门、滑槽、固体废物贮存坑等组成。固体废弃物物贮存坑一般设置在地下或半地下，采用钢筋混凝土制造，要求耐压防水并能够承受起重机抓斗的锤滚式。固体废物贮存坑底部必须有一定的坡度，并具备集水沟，使固体废物堆积过程中产生的渗滤液能顺利排出。此外，为了防止火灾和扬尘，存料区还必须配置洒水、喷雾、通风等装置，以便在必要情况下工作人员可进人仓内清理或排除故障。

对于日处理量20t以下的堆肥厂的贮料装置则一般采用贮料池的形式。贮料池是一个底部设有固体废物传送设备的固体废物贮料设施，其功能和固体废物存料区相同，但是结构相对较简单，造价也相对便宜。贮料池由地坑、固体废物输送设备、雨棚等组成。地坑一般设置在地下，地坑容积一般为10～20m3。由于贮料池设置在地下，因此要求其能够承受水压、土压，堆集废物重和内压以及废物吊车铲车的锤滚式；同时还要求其不受废物的流出物影响。因此，贮料池最好建成钢筋混凝土结构，外层为防水结构，内层为混凝土。此外，为了易于排放由堆集废物中挤榨出的废水，防止其渍积在地坑内，必须使地坑有适当的坡度，并在底部设置集水沟。

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第三节 后处理设备

经过一次发酵、二次发酵好后的熟化有机物料，往往含有大量的石子等杂质和未完全腐熟的物料，粒度也还很大。为了提高堆肥产品质量，必须设置后处理工艺。

后处理的设备主要包括筛选设备、粉碎设备、造粒设备和打包装袋设备。在实际工艺中，应根据当地的需要来选择组合后处理设备。

一、筛选设备

筛选设备是利用筛子将固体废物中各种组成成分进行分类的机械装置。常用的筛选设备有固定筛、滚筒筛、振动筛、弛张筛等。

1、固定筛

固定筛筛面由许多平行排列的筛条组成，可以水平安装或倾斜安装。由于构造简单、不耗用动力、设备费用低和维修方便，故在固体废物处理中被广泛应用。固定筛又可分为格筛和棒条筛两种。

格筛一般安装在粗碎机之前，起到保证入料块度适宜的作用。

棒条筛主要用于粗碎和中碎之前，安装倾角应大于废物对筛面的摩擦角，一般为30°～35°，以保证废物沿筛面下滑。棒条筛筛孔尺寸为要求筛下粒度的1.1～1.2倍，一般筛孔尺寸不小于50mm 。筛条宽度应大于固体废物中最大块度的2.5倍。这种筛适用于筛分粒度大于50mm的粗粒废物。

图6－10 棒条筛示意图

2、滚筒筛

滚筒筛也称转筒筛。如图6－11所示为一简易的手动滚筒筛。滚筒筛为一缓慢旋转的圆柱形筛分面，以筛筒轴线倾斜安装。筛分时，固体废物由稍高一端供入，随即跟着转筒在筛内不断翻滚，细颗粒最终穿过筛孔而透筛。滚筒筛倾斜角度决定了物料轴向运行速度，而垂直于筒轴的物料行为则由转速决定。图6－12所示为大型滚筒筛，其机械化程度较高，但工作原理与手动滚筒筛相同。

图6－11 手动滚筒筛示意图

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图6－12 大型滚筒筛实物图 3、振动筛

振动筛是利用振动原理进行筛分的机械。振动筛具有以下特点：① 由于筛面强烈振动，因此与其它网眼筛相比，能较少筛孔堵塞，生产能力和筛分效率均很高；② 可以在封闭条件下筛分和输送，能防止环境污染；③ 结构简单，耗费功率小。因此，振动筛在堆肥处理系统中应用较广泛。但是，振动筛对粗大物料的分选效果不理想，因此在预分选中一般不采用振动筛。经预分选发酵腐熟后的堆肥物料，用振动筛进行分选，能取得较好效果，在精分选中往往选用振动筛作为精分选机械。

振动筛对物料的含水率有一定要求，一般对于含水率小于30%的物料，能取得较理想效果，而对于纤维含量较高的废弃物，使用振动筛则容易造成筛孔堵塞，一般不宜选用。振动筛主要有惯性振动筛（图6－13）和共振振动筛（图6－14）。

(a)构造 (b)工作原理

图6－13 惯性振动筛结构示意图（柴晓利等,2005）

1－筛箱;2－筛网;3－皮带轮;4－主轴;5－轴承;6－配重轮;7－重块;8－板簧

图6－14 共振振动筛原理示意图（柴晓利等,2005）

1－上筛箱;2－下机体;3－传动装置;4－共振弹簧;5－板簧;6－支承弹簧

4、弛张筛

弛张筛是以摇动筛为基础发展起来的一种新型筛具，对于含水量较高、豁滞性强的物料能取得较好的筛分效果。

弛张筛具有内外两个筛箱，通过两套曲柄连杆机构的传动，使内外筛箱做往复摆动，从而带动固定在箱底上的弹性筛板做伸缩运动（弛张运动）。由于筛板的伸屈变形交替着呈绷紧或松弛状态，使带面上的物料以较高的速度抛掷而弹跳，在较高频率的弹跳过程中，增加了透筛的机会，从而有效地防止黏结潮湿物料对筛孔的堵塞而获得了较高的筛分效率。

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二、粉碎设备

目前粉碎处理的工艺有两种：一种是先将发酵后的物料烘干到10%左右的水分后再进行直接粉碎。如河南银鸽集团无道理生物技术有限公司年产8万吨有机肥厂和浙江湖州科航公司年产2万吨有机肥生产厂都按这种工艺设计的。这种处理工艺的物料含水率较低，粉碎粒度较细，粉碎后的成品可以达到70～80目，甚至更高，缺点是前期粉碎烘干成本高，能源浪费大；另一种是将发酵后的物料直接在高湿状态下进行粉碎，如新疆石河子金阳光农资有限公司年产5万吨有机肥厂和江门美商年产1万吨有机肥厂是按这种工艺方式进行设计的。这种粉碎工艺不需要烘干，所以成本低，缺点是湿度大、粉碎机容易堵塞，成品的粒度能达到40～50目。这种状态的原料配上合适的造粒工艺，造粒后依然可以获得很好的外观和成品率，目前在国内有机肥生产中得到了广泛的应用，也是有机肥生产及发展的一种方向。

烘干后的物料粉碎比较容易，普通的粉碎机就可满足要求，本书不作介绍。下面只对湿物料的粉碎及筛选进行了说明。

目前国内生产的湿物料粉碎设备种类较多，但是在堆肥生产中真正可以投入批量应用的设备实际很少。其主要问题是产量低或者粉碎粒度达不到规定的要求。在实际应用的湿物料粉碎设备主要有两种：双层链式粉碎机和卧式湿物料粉碎机。

1、双层链式粉碎机

双层链式粉碎机的结构与普通链式粉碎机相似，增加了独特的双层结构设计后粉碎的物料粒度可以达到30目，甚至更细。这种粉碎机产量高，粉碎成本低，机体堵塞情况相对其它湿料粉碎机要好。其缺点是粉碎粒度比较粗，对秸杆等纤维性柔软的物料粉碎效果较差。

2、卧式湿物料粉碎机

卧式湿物料粉碎机的结构如图6－15所示。这种粉碎机粉碎干料的效果较好，在粉碎水分≤25%的有机物料的时，每小时的产量可以达到4～5t；粉碎30%水分的物料每小时的产量为2～3t。卧式湿物料粉碎机粉碎效果好、粉碎粒度细，其缺点是锤滚式磨损快、更换麻烦，仍需要进一步地改进。。

图6－15 卧式湿物料粉碎机结构示意图

三、造粒精化设备

造粒精化能提高堆肥的商品性能。造粒工序是当前有机无机复合肥生产的关键工序，其造粒质量是复合肥质量的关键指标：① 水溶性很低的肥料通常要碾成小颗粒才能确保它在土壤中有效地迅速溶解，并被植物所吸收；② 肥粒粒度的控制对于确保良好的贮存和运输性能也是很重要的，随着施肥设备的改进而增加的造粒使得肥料的贮存和运输性能有了很大的改进，使它具有更好的流动性能及在颗粒产品中不结块等优点；③ 为改进农艺性质，粒度控制的另一个作用与某些不易溶组分缓慢释放出氮的性质相关；④ 在早期混合操作中，若不考虑粒度的配合就将物料混合，在贮运中混合物料就很容易分离（不混合），对掺合性能造成影响。

造粒机必须具有处理一定粒度比的能力，粒度比指的是堆肥未压缩的粒度体积与压缩后的粒度体积之比，这可通过筛选测量。造粒机的成型机理与下面一些因素有关，在使用设备时要充分注意到这些因素，以便得到理想的效果：① 湿度与水分的表面张力或毛细管的形成有关；② 颗粒组成与注人造粒机的物料有关；③ 颗粒形状与注人造粒机的物料的附着力有关。

有机无机复合肥的造粒与无机肥的造粒相比较，因其原料纤维粗、比重轻、杂质大，所以造粒较无机肥造粒困难得很多，成品的外观相对无机肥也不是很美观。

传统的有机肥造粒设备主要有转鼓造粒机、圆盘造粒机、挤压造粒机。近两年，国内复混肥设备生产厂家又陆续开发出了一些新的造粒设备，比如挤压抛光设备。最近湖北荆门市万泰机械有限公司已成功研发出了模糊造粒机组等。

1、圆盘造粒机

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圆盘造粒机是最传统的有机肥造粒设备，其结构见图6－16。圆盘造粒机的工作原理是：有机物料通过输送装置，输送到圆盘造粒机中部或顶部。其工作圆盘在电机减速机及传动轴的带动下转动，将物料带到一定的高度后物料在重力的作用下顺着底括板沿圆盘的底部滑落，搓揉后形成颗粒，造粒后大颗粒物料浮在圆盘的上面，小颗粒沉入底部。有机原料经过多次搓揉，形成符合要求的颗粒，最后在出料刮板的作用下沿盘缘排出。调节圆盘造粒机圆盘的倾斜角度可以改变物料造粒时间，以获得较好的造粒效果。圆盘造粒机圆盘与水平面的夹角一般在35～45°之间。

图6－16 圆盘造粒机结构示意图

1－工作盘体;2－传动装置;3－转盘调节装置;4－支座

一般低含量的有机无机复混肥都可以采用大直径圆盘造粒机进行造粒。圆盘造粒机生产出来的颗粒圆润度好、产量高，单台直径为3mm的圆盘造粒机，每小时造粒的成品可以达到2～3t；设备成本低、功耗小，操作简单、直观。缺点是成品强度差、造粒时物料含水率要达到30%左右，烘干难度大，生产有机质含量超过35%以上的有机无机复混肥、成品率低。

2、转鼓造粒机

图6－17为转鼓造粒机结构示意，其主要造粒部分为一倾斜的旋转圆筒，进口处有挡圈以防止进料溢出，出口处也有挡圈以保证料层深度。工作筒体在传动齿轮的带动下在托轮上转动，挡轮限制了筒体沿轴向上下窜动。物料在筒体内随着筒体的转动而转动，转动到一定高度后，物料在重力的作用下开始下滑，与筒体的内壁进行搓揉，形成颗粒。筒体内壁衬有内衬，内衬的材料有高分子、聚丙稀、耐热橡胶、不锈钢等多种。内衬主要目的是防止物料粘壁，提高造粒的光滑度和成品率。近两年来有些生产设备厂家及用户对转鼓造粒机进行了多种改进，比如在筒体中增加与筒体转动方向相反的带耙齿的搅拢，增加原料与造粒机的搓揉，提高造粒的成品率，收到了一定的效果。

图6－17 转鼓造粒机结构示意图

1－造粒筒体;2－传动装置;3－托轮及挡轮装置

转鼓造粒机是引用原无机肥造粒设备来进行有机肥造粒的，它对有机物料细度要求比较高，一般要求原料的目数至少要达到50目以上，甚至更高。普通的转鼓造粒机只适合生产低含量的有机无机复混肥，造粒的成品率不高、外观不是很好。增加了尿素熔融装置的转鼓造粒可用于生产含量超过30%的有机无机复混肥，是大产量、高含量有机无机复混肥造粒目前常用造粒设备。

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3、挤压造粒机

挤压造粒机的挤压结构主要有对辊挤压和轮碾挤压两种型式。

（1）对辊式挤压造粒机 对辊式挤压造粒机由一个加料装置、两个平行并列，作相对旋转的轧辊组成。一个轧辊的轴心线是固定的，另一个轧辊轴心线是可平行移动的，使两轧辊间有准确的微小间隙。该间隙的大小由两个或四个液压缸的推杆移动轧辊轴心线来调节，以保持恒定的挤压力。液压缸中的压力可通过液压回路调节。

通常，加料装置装在并列轧辊的上方，靠加料系统的物料与轧辊间的摩擦力将物料强制加入两轧辊间的辊隙。在轧辊转动下将物料带入，挤压成薄饼（片）状，落下后破裂成小碎块，再经筛分得合格粒级的粒子作为成品。

图6－18所示为成都科技大学恒通科技实业公司生产的DZJ型对辊式挤压造粒机的结构，该机吸收国内外同类机型的先进技术，将造粒机组的粉碎挤压成形、破碎、成品筛分等工序合为一体，结构紧凑、方便操作。粉料从料斗连续均匀加入至两轧辊的上方，在挤压轧辊连续旋转作用下，粉料被咬人两轧辊间挤压成板料。然后，在离心作用和板料自身重力作用下脱落，至带有齿爪的整形轮经打击而被分开成粒。再进入分料筛网上。筛下粉料送回返料，筛上粒料经滚筒滚动，磨去颗粒的锐角，由筛斗上出料流出进包装。轧辊的移动侧轴承支座装有弹簧，借助弹簧的变形使支座平行移动，调整两轧辊的距离，以维持所需的挤压压力。

图6－18 DZJ 型对辊式挤压造粒机结构示意图（方天翰,2005）

1－料斗; 2－挤压轧辊; 3－轴承; 4－齿轮; 5－整形轮; 6－轴承; 7－分料筛; 8－轴承; 9－电动机; 10－链轮; 11－联轴节; 12－减速箱;13,14－传动皮带

（2）轮辗式挤压造粒机 轮辗式挤压造粒机的基本结构如图6－19所示。混合后的物料由螺旋送料器加入至造粒机的压模盘中；在辗压滚轮以3m/s的线速度和1500～2000N/mm2的比压下，在压模盘上转动，产生强大挤压力碾压物料，强制通过模盘的孔板，挤压成圆柱条形；在其排出的同时由割料刀切断成颗粒肥料，从出料斗排出。成品为φ2.5～φ4 圆柱颗粒，成粒率可达90%以上，无返料，颗粒强度可达 8～20N 。

图 6－19 轮碾式挤压造粒机结构示意图（方天翰,2005）

1－姗旋送料器; 2－碾压滚轮; 3－压模盘; 4－割料刀; 5－主电动机; 6－减速传动装; 7－送料器电动机; 8－出料斗

国内早期小规模有机肥厂基本上采用的都是挤压造粒设备。挤压的成品形状有柱状、片状、条状及椭圆

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状等多种形式。挤压造粒设备与其它造粒设备相比设备投资少、工艺简单、上马快、不需烘干节约了能源。缺点是功率消耗大，挤压机备品备件消耗高，在很大程度上制约了它的应用。但是挤压造粒设备以其初期投资规模小、成型效果显著的特点，在小规模、高含量有机无机复混肥以及单元素肥料生产中仍有着广泛的应用空间。

(3)挤压抛光设备 挤压抛光设备是近两年发展起来的有机肥造粒设备。它是将挤压后的柱状颗粒经高速整型、抛光后形成颗粒大小均匀、外观圆润的有机肥。由于挤压抛光造粒成品大小均匀、外观圆润，所以成品外观好、品质高，也可以用来生产高含量有的有机无机肥。其缺点是产量低、功耗大，单台挤压抛光机组的产量仅为1.5t左右。

(4)模糊造粒机 模糊造粒机是最近两年发展起来的有机肥造粒设备。图6－20所示为湖北荆门万泰机械有限公司研制的一种模糊造粒机，它由两台或多台单个的造粒器串联组成。有塔式和阶梯式两种类型。这种新型的造粒设备经过生产厂家的多次改进现已日益完善，并在城市垃圾、畜禽粪便等多种原料造粒中进行了应用并取得了成功。

模糊造粒机的优点是成球率高、成品强度好、大小均匀、造粒物料范围宽；缺点是功耗相对圆盘、转鼓要高，在生产高含量的有机无机复混肥产量较低。 图 6－20 模糊造粒机实物图 10

第四节 其它辅助设备

一、物料的转运设备

转运设备包括发酵前混合搅拌工段物料的转运、进出发酵设备时物料的转运以及造粒过程中的物料转运四个阶段物料的转运。

混合搅拌前后的物料转运设备：混合前一般使用小型运输工具（如农用自卸车、小型铲车等）对物料进行转运。年产量2000t以下，也可以用拉拉车人工运转。

进发酵设备的物料转运：不同的发酵设备转运方式是不同。进发酵塔、仓筒式发酵设备的物料可以采用斗提机将物料提升上去；进回转筒式发酵设备的物料可以采用皮带输送机或者斗提机以及螺旋输送机等；进发酵槽的物料可以采用专门的布料装置或者农用运输工具等进行进料并布料。一般来说选择何种转运设备要考虑以下几个方面的问题：①生产的批量：批量大的生产线必须考虑输送量大、自动化程度高的输送设备。如自动布料系统或者用翻斗车、铲车等进行进出料和布料。②物料的特性：物料的特性也直接决定了选择什么样的输送设备。比如输送粘性很大的物料，往往采用皮带机；输送含水率高、流水性好的物料可以采用泵式输送设备。③输送的距离和高度：输送垂直距离落差大的物料可以选用提升机、卷扬机；输送高度不大、水平距离比较长的物料可以选用皮带机和螺旋输送机等。

发酵成熟后的物料转运：受发酵设备的影响，不同发酵设备对发酵好的物料转运差异很大－发酵塔对发酵好后的物料可以通过螺旋输送或皮带机将物料直接输送到造粒车间或原料场；回转筒式发酵设备发酵好后的物料可以通过收集皮带机将物料集中收集起来；槽式发酵好后的物料可以直接通过转运工具将物料从发酵槽转运出去，也可以配上荆门市万泰机械有限公司研制的出料机和皮带机一起进行出料。

二、辅助性环保设备

环保设备包括三类：发酵过程中的除臭设备，发酵过程中防止二次水污染的设备，以及造粒过程中的除尘设备。

1、除臭设备

由于绝大多数有机肥发酵前和发酵过程中的臭味、氨味都很浓，在发酵过程中很容易对空气造成一定的二次污染，所以除臭就非常重要。目前发酵过程中的除臭主要有下列两种方法：

（1）在发酵过程中加入除臭菌，不仅可以有效地抑制和降解发酵过程中产生的臭味，而且还可以杀死部分有害细菌。

（2）在发酵过程中将发酵产生的臭气和废气用管道和其它收集方式收集起来，然后通过专门的除臭装置，除去空气中的臭味，达到净化空气的目的。常用的除臭装置原理如下：收集起来的废气通过风机和管道抽入到除臭池中，除臭池底部装满了除臭介质，臭气从介质中通过时，臭气分子被吸附在介质表面上，净化的空气通过烟囱或其它装置排放到空气中。除臭介质有很多，比如活性碳等。

2、废水处理设备

在发酵过程中会产生一些废水，这些废水如不加以处理，会造成二次污染，影响环境，所以在设计发酵工艺时必须要考虑废水的处理。目前国内用得最多的一种方式就是将废水加以回收、沉淀过滤后用来发酵原料或用于造粒过程中的加水，这样既解决了废水处理的问题，同时由于发酵过程中的废水中往往含有很高的有机质和氧分，加入到有机原料中后可以提高肥料的有机质和氧分。

3、除尘设备

在造粒生产中有很多地方都会产生粉尘、这些粉尘既影响了工人的身体健康，又影响到周围的环境，所以造粒生产线上的除尘十分重要。以圆盘造粒生产线为例，整个生产线中配料、粉碎、烘干、冷却、筛分等多道工序中都会产生大量的粉尘，其中以粉碎、烘干、冷却、筛分

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时的粉尘尤为严重。

现在常用的除尘方法就是将各个粉尘点进行收集、然后集中除尘。收集的方法很多，最常用的办法就是将需要除尘的部位做成密闭式的，然后通过风管引到旋风除尘器或沉降室中进行集中除尘。常用的除尘设备有：旋风除尘器（也称刹克龙）、迷宫式除尘器（沉降室）、鼓泡式除池、水幕除尘器、脉冲静电除尘器、布袋除尘器等，这些除尘设备既可以独单独使用，也可以将两外或多个并联或串联起来后一起使用。由于目前鼓泡式除池、水幕除尘器。脉冲静电除尘器、布袋除尘器应用还不普遍，因此本书不作介绍。下面就常用的旋风除尘器、迷宫式除尘器加以简要介绍。

（1）旋风除尘器

旋风除尘器的结构如图6－21所示。工作原理是：带有粉尘的空气从顶部进入旋风除尘器，进入旋风除尘器后，由于旋风除尘器的体积迅速增大近3倍以上，气流立即向旋风除尘器的四周扩散，气流的压力大幅降低，空气中的粉尘因为比重比空气重，受重力的影响自然下落，沉到除尘器的底部，滤去部分粉尘的空气由旋风除尘器的侧面抽出，达到除尘的目的。

图6－21 旋风除尘器示意图

（2）迷宫式除尘器

迷宫式除尘器，也称沉降室，是肥料生产中用得最多、最广泛的一种除尘方式。它是在迷宫式除尘器后配上水幕除尘或鼓泡式除尘，可以使排放出的空气中含尘率降到最低，肉眼基本上看不到粉尘。图6－22所示为迷宫式除尘器的结构图：

沉降室立面图 A向视图

沉降室平面图 B向视图

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图6－22 沉降室结构图

迷宫式除尘器的工作原理为：带有粉尘的空气从进风口进入沉降室，进入沉降室后的空气因沉降室的截面积突然增大，空气压力急剧下降，空气中比重较重的物料在重力的作用下，碰到墙体后而自然沉落。净化了部分粉尘的空气经洞口流入下一道沉降室，再次重复前一次的过程，经过3～5级除尘后，最后逐渐达到除尘的目的。

迷宫式除尘器除尘效果好、维护简单、故障率低，缺点是占地面积大、对于类似尘埃的粉尘处理效果不是很好。

（3）水幕除尘器

水幕除尘器一般和沉降室或旋风除尘器结合在一起，它是在旋风除尘或沉降室的后面加上一道水幕，带有粉尘的气流从水幕中通过时水幕将气流中的粉尘冲刷下来，起到除去细微粉尘的目的。水幕除尘器除尘后的水只需经简单过滤就可以循环利用，在生产中只需定期清理循环池中沉淀物即可。

水幕除尘器的除尘效果好，经水幕除尘后的空气呈白色，肉眼基本上看不到粒状的粉尘，特别适合对环境要求非常高的场所使用。其缺点必须使用循环水，冬季在北方地区使用受到一定程度的限制，其次水幕除尘器使用的水含有大量的硫化物以及有害物质不经过有效处理易造成二次污染，而且气流中的粉尘含有量不能太高，否则清理过于频繁不利于生产的连续进行。

（4）鼓泡式除尘器

鼓泡式除尘器的原理和水幕除尘器的原理基本相同，它是将带有粉尘的气流直接通过水池的液面之下，气流在鼓风机的作用下，从水中冲起形成气泡再经烟囱排放到大气中。与水幕除尘器相比鼓泡除尘器的效果更好，其缺点也与水幕除尘器的相似，而且由于除尘后的空气要从水池中的液面下排出，这样风机功率消耗大，所以使用鼓泡除尘器的风机风量要比不使用鼓泡除尘的风量大20%以上。

以上所介绍的几种除尘设备，是肥料生产中常用的除尘设备。在实际应用中为了达到理想的除尘效果，人们往往将两种或两种以上的除尘设备组合在一起使用。

目前最常见的组合是在沉降室后面配上水幕除尘或鼓泡除尘后再接烟囱。图6－23所示为某有机肥厂牛粪烘干的除尘设备示意图。粉尘首先被引入旋风除尘器，经初次除尘后再进入沉降室进行二次除尘，再经过鼓泡除尘器进一步除尘，最后经过烟囱排放到空气中。该除尘系统中风机放在旋风除尘器的后面。整个除尘系统的除尘效果非常好，特别适合粉尘量大、环保要求高的地方使用。

图6－23 除尘组合系统示意图

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