本技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)應(yīng)用，特別是指一種堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著中國畜牧業(yè)的快速發(fā)展，畜禽糞污處理和資源化利用成為畜牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性制約因素。好氧堆肥能夠?qū)⑿笄菁S便轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)。反應(yīng)器堆肥是指利用集進(jìn)出料、曝氣、攪拌和除臭為一體的密閉式反應(yīng)器進(jìn)行好氧發(fā)酵的一種堆肥工藝，具有發(fā)酵周期短、占地面積小、保溫節(jié)能效果好、自動(dòng)化程度高，臭氣易于集中處理等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為當(dāng)前國內(nèi)畜禽養(yǎng)殖場的主流糞便處理技術(shù)。畜禽糞便在反應(yīng)器堆肥過程中會(huì)產(chǎn)生氨氣、硫化氫、甲硫醇等臭氣和粉塵、微生物氣溶膠、二氧化碳溫室氣體等，直接排放一方面會(huì)污染周邊空氣環(huán)境，引發(fā)居民臭氣投訴；另一方面，堆肥反應(yīng)器排放的二氧化碳濃度可達(dá)25%，直接排放不僅加劇了溫室效應(yīng)，更是一種資源的浪費(fèi)。

2、公開號為cn117654170a的專利公開了一種用于堆肥反應(yīng)器的除臭和氨氣回收的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括降塵單元、預(yù)熱單元、氨氣回收單元、冷卻回流單元和除臭單元，將多臺密閉式堆肥反應(yīng)器產(chǎn)生的臭氣統(tǒng)一收集后送入降塵單元進(jìn)行高效降塵，再經(jīng)過預(yù)熱單元加熱到設(shè)定溫度后進(jìn)入氨氣回收單元將臭氣中氨氣高效率分離出來，分離出的氨氣再經(jīng)過冷卻回流單元形成氨水和剩余氣體，氨水經(jīng)過回流進(jìn)一步精餾濃縮直至達(dá)到設(shè)定濃度則排入氨水儲(chǔ)存罐中儲(chǔ)存，剩余氣體進(jìn)入除臭單元進(jìn)行噴淋除臭達(dá)標(biāo)后進(jìn)行排放。本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法在實(shí)現(xiàn)回收氨的同時(shí)同步處理了高氨臭氣及除臭廢水，回收得到的高濃度氨水可作為液體肥原料產(chǎn)生收益。上述堆肥反應(yīng)器配備降塵單元和除臭單元，將堆肥反應(yīng)器產(chǎn)生的臭氣進(jìn)行降塵除臭，但是在堆肥尾氣中還存在大量的二氧化碳沒有進(jìn)行處理，容易加劇溫室效應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型提出一種堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)器堆肥尾氣中二氧化碳未處理，加劇溫室效應(yīng)的問題。

2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，包括堆肥反應(yīng)器，堆肥反應(yīng)器的出氣端連接有尾氣凈化模塊，尾氣凈化模塊的出氣端連接有二氧化碳捕集模塊，二氧化碳捕集模塊的二氧化碳輸出端與氣肥施用模塊連接。在尾氣凈化模塊將堆肥反應(yīng)器排出的尾氣進(jìn)行降塵除臭后，通過二氧化碳捕集模塊對尾氣中的二氧化碳進(jìn)行收集，避免二氧化碳直接排入空氣中，減少二氧化碳的排放，降低對溫室效應(yīng)造成的影響，同時(shí)通過氣肥施用模塊將二氧化碳通入溫室種植大棚內(nèi)供作物進(jìn)行光合作用，提高作物光合作用強(qiáng)度和效率。

4、所述二氧化碳捕集模塊包括捕集塔、電化學(xué)解吸反應(yīng)器和閃蒸罐，尾氣凈化模塊的出氣端與捕集塔的進(jìn)氣口連通，電化學(xué)解吸反應(yīng)器包括陽極室和陰極室，捕集塔的捕集塔出液口與陽極室的陽極室進(jìn)液口連通，陽極室的陽極室出液口與閃蒸罐的閃蒸罐進(jìn)液口連通，閃蒸罐出液口與陰極室的陰極室進(jìn)液口連通，陰極室的陰極室出液口與捕集塔連通。捕集塔通過噴淋有機(jī)胺溶液的方式將二氧化碳從尾氣中分離出來，然后通過電化學(xué)解吸反應(yīng)器和閃蒸罐將溶液中的二氧化碳提取出來，分離出來的二氧化碳通入儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存。

5、所述捕集塔內(nèi)設(shè)有有機(jī)胺溶液噴淋組件和儲(chǔ)液池；有機(jī)胺溶液噴淋組件與陰極室的陰極室出液口連通，儲(chǔ)液池與陽極室的陽極室進(jìn)液口連通。有機(jī)胺溶液重新通入噴淋組件進(jìn)行重復(fù)使用。

6、所述電化學(xué)解吸反應(yīng)器包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有極板，所述極板包括陽極板和陰極板，陽極板與陰極板之間設(shè)有離子交換膜，極板與電源連接。電源對極板進(jìn)行供電，陽極板金屬銅溶解成為銅離子進(jìn)入溶液中，銅離子取代二氧化碳與有機(jī)胺配位形成配合物，從而釋放二氧化碳。

7、所述閃蒸罐的閃蒸罐出氣口連通有儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐與氣肥施用模塊連接。閃蒸罐使溶液通過氣液分離的方式分離二氧化碳，并將二氧化碳通入儲(chǔ)氣罐進(jìn)行儲(chǔ)存。

8、所述氣肥施用模塊包括設(shè)置在溫室種植大棚內(nèi)部的布?xì)夤艿?，布?xì)夤艿赖倪M(jìn)氣端與儲(chǔ)氣罐的出氣口連通。收集到的二氧化碳通過布?xì)夤艿劳ㄈ霚厥曳N植大棚作為作物光合作用的原料，提高作物光合作用強(qiáng)度和效率，促進(jìn)根系發(fā)育，提高作物的抗病能力和抗逆能力，改善產(chǎn)品品質(zhì)并大幅提高產(chǎn)量。

9、所述溫室種植大棚內(nèi)設(shè)有二氧化碳濃度傳感器，布?xì)夤艿郎显O(shè)有電動(dòng)控制閥門，電動(dòng)控制閥門和二氧化碳濃度傳感器均與布?xì)饪刂破鬟B接。二氧化碳濃度傳感器監(jiān)測溫室種植大棚內(nèi)的二氧化碳濃度，并將監(jiān)測到的濃度信息傳遞至控制器，控制器依據(jù)濃度信息控制電動(dòng)控制閥門打開或關(guān)閉。

10、所述尾氣凈化模塊包括洗滌塔外殼，洗滌塔外殼內(nèi)從上到下依次設(shè)有除霧器、除臭噴淋組件、除臭濾料組件、污水過濾組件和循環(huán)水箱，循環(huán)水箱通過循環(huán)水泵與除臭噴淋組件連通，洗滌塔外殼上設(shè)有洗滌塔進(jìn)氣口，洗滌塔進(jìn)氣口位于除臭濾料組件下側(cè)，循環(huán)水箱上連通有補(bǔ)水加藥系統(tǒng)。除臭噴淋裝置噴淋除臭菌液對堆肥尾氣進(jìn)行降塵除臭凈化，凈化后尾氣通過除霧器去除水霧，進(jìn)入二氧化碳捕集模塊。

11、所述除臭濾料組件包括設(shè)置在洗滌塔外殼上部的第一支撐隔板，第一支撐隔板位于洗滌塔進(jìn)氣口上側(cè)，第一支撐隔板上鋪設(shè)有第一過濾填料。所述第一過濾填料為pp塑料填料，所述pp塑料填料采用s波阻力波紋設(shè)計(jì)，蜂窩式交叉分水結(jié)構(gòu)，使噴淋液能夠在pp塑料填料上形成液膜，長時(shí)間滯留于填料表面。

12、所述污水過濾組件包括設(shè)置在洗滌塔外殼下部的第二支撐隔板，第二支撐隔板上鋪設(shè)有第二過濾填料和第三過濾填料。第二過濾填料和第三過濾填料為過濾棉和pp塑料花環(huán)填料。

13、本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是：在尾氣凈化模塊將堆肥反應(yīng)器排出的尾氣進(jìn)行降塵除臭后，通過二氧化碳捕集模塊對尾氣中的二氧化碳進(jìn)行收集，避免二氧化碳直接排入空氣中，減少二氧化碳的排放，降低對溫室效應(yīng)造成的影響；并且提取的二氧化碳通過布?xì)夤艿劳ㄈ霚厥曳N植大棚供作物進(jìn)行光合作用，提高作物光合作用強(qiáng)度和效率，促進(jìn)根系發(fā)育，提高作物的抗病能力和抗逆能力，改善產(chǎn)品品質(zhì)并大幅提高產(chǎn)量。對于減少堆肥空氣污染、實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。

14、在進(jìn)行二氧化碳捕集過程中，采用有機(jī)胺溶液噴淋的方式與二氧化碳進(jìn)行接觸反應(yīng)，生成氨基甲酸鹽，然后通過電化學(xué)解吸的方式重新生成有機(jī)胺溶液，將二氧化碳分離出來，有機(jī)胺溶液能夠重復(fù)利用，提高二氧化碳捕集模塊循環(huán)使用性能。

技術(shù)特征：

1.一種堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，包括堆肥反應(yīng)器（1），堆肥反應(yīng)器（1）的出氣端連接有尾氣凈化模塊（2），其特征在于，尾氣凈化模塊（2）的出氣端連接有二氧化碳捕集模塊（3），二氧化碳捕集模塊（3）的二氧化碳輸出端與氣肥施用模塊（4）連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，其特征在于，捕集塔（22）內(nèi)設(shè)有有機(jī)胺溶液噴淋組件（26）和儲(chǔ)液池（27）；有機(jī)胺溶液噴淋組件（26）與陰極室（39）的陰極室出液口（46）連通，儲(chǔ)液池（27）與陽極室（38）的陽極室進(jìn)液口（40）連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，其特征在于，電化學(xué)解吸反應(yīng)器（23）包括殼體（33），殼體（33）內(nèi)設(shè)有極板（34），所述極板（34）包括陽極板和陰極板，陽極板與陰極板之間設(shè)有離子交換膜（35），極板（34）與電源（37）連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，其特征在于，閃蒸罐（24）的閃蒸罐出氣口（47）連通有儲(chǔ)氣罐（25），儲(chǔ)氣罐（25）與氣肥施用模塊（4）連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，其特征在于，氣肥施用模塊（4）包括設(shè)置在溫室種植大棚（52）內(nèi)部的布?xì)夤艿溃?0），布?xì)夤艿溃?0）的進(jìn)氣端與儲(chǔ)氣罐（25）的出氣口連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，其特征在于，溫室種植大棚（52）內(nèi)設(shè)有二氧化碳濃度傳感器（51），布?xì)夤艿溃?0）上設(shè)有電動(dòng)控制閥門（49），電動(dòng)控制閥門（49）和二氧化碳濃度傳感器（51）均與布?xì)饪刂破鳎?8）連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或4或6所述的堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，其特征在于，尾氣凈化模塊（2）包括洗滌塔外殼（5），洗滌塔外殼（5）內(nèi)從上到下依次設(shè)有除霧器（6）、除臭噴淋組件（7）、除臭濾料組件（8）、污水過濾組件（10）和循環(huán)水箱（11），循環(huán)水箱（11）通過循環(huán)水泵（12）與除臭噴淋組件（7）連通，洗滌塔外殼（5）上設(shè)有洗滌塔進(jìn)氣口（9），洗滌塔進(jìn)氣口（9）位于除臭濾料組件（8）下側(cè)，循環(huán)水箱（11）上連通有補(bǔ)水加藥系統(tǒng)（21）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，其特征在于，除臭濾料組件（8）包括設(shè)置在洗滌塔外殼（5）上部的第一支撐隔板（15），第一支撐隔板（15）位于洗滌塔進(jìn)氣口（9）上側(cè)，第一支撐隔板（15）上鋪設(shè)有第一過濾填料（14）。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，其特征在于，污水過濾組件（10）包括設(shè)置在洗滌塔外殼（5）下部的第二支撐隔板（20），第二支撐隔板（20）上鋪設(shè)有第二過濾填料（18）和第三過濾填料（19）。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種堆肥尾氣凈化和二氧化碳捕集利用一體化系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)器堆肥尾氣中二氧化碳未處理的問題，包括堆肥反應(yīng)器，堆肥反應(yīng)器的出氣端連接有尾氣凈化模塊，尾氣凈化模塊的出氣端連接有二氧化碳捕集模塊，二氧化碳捕集模塊的二氧化碳輸出端與氣肥施用模塊連接。有益效果是：在尾氣凈化模塊將堆肥反應(yīng)器排出的尾氣進(jìn)行降塵除臭后，通過二氧化碳捕集模塊對尾氣中的二氧化碳進(jìn)行收集，避免二氧化碳直接排入空氣中，減少二氧化碳的排放；提取的二氧化碳通過布?xì)夤艿劳ㄈ霚厥曳N植大棚供作物進(jìn)行光合作用，提高作物光合作用強(qiáng)度和效率，促進(jìn)根系發(fā)育，提高作物的抗病能力和抗逆能力。

技術(shù)研發(fā)人員：趙華軒,李尚民,蒲俊華,王洪志,邢偉杰,竇新紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇省家禽科學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：20240516
技術(shù)公布日：2025/1/2