[发明专利]一种多维扫频超声波生物质资源化装置及工艺

权利要求书

1.一种多维扫频超声波生物质资源化装置，其特征在于：该资源化装置包括破碎装置、控制电柜、多维扫频超声波预处理装置、水浴控温装置、资源化发酵装置、废水收集装置和气体收集装置；

其中，超声波预处理装置包括超声波预处理罐、超声波振子机构、水浴盘管和搅拌装置；超声波预处理罐包括罐体、上封头、下封头，超声波预处理罐中设置有温度传感器；

搅拌装置包括搅拌轴，超声波振子机构分别设置于预处理罐的罐体的X、Y、Z方向和搅拌轴上，为预处理罐内部提供多维扫频超声波；位于X、Y、Z方向的超声波振子机构为球面超声波振子扫描机构，做椭圆形路径的循环旋转扫描动作，位于搅拌轴上的超声波振子机构发出的超声波伴随搅拌轴旋转并竖直向下传播超声波；

球面超声波振子扫描机构包括电机、万向轮、球面超声波振子，球面超声波振子的振子发射端加装有与超声波预处理罐的罐体相对应的空心球面，球面内部填入超声波介质，形成椭圆形轨迹的旋转；

破碎装置与超声波预处理罐连通，对需要资源化利用的生物质原材料进行物理破碎处理，为超声波预处理罐提供生物质原料；破碎装置上有进料口、破碎机体、绞龙推进输送装置以及与超声波预处理罐体相连接的物料输送管路，通过破碎装置破碎达到反应需要的粒径后的物料，经绞龙推进输送装置推送至物料输送管路进而输送至超声波预处理装置中；与超声波预处理装置相连的水浴控温装置采用冷热水换热式控温，水浴控温装置与水浴盘管相连接，提供加热所需的热水，冷水直接由水源接入水浴盘管，提供冷却水；

控制电柜控制各电器元件开启及运行，包括超声波控制器、智能温度控制仪、搅拌电机控制器和控制面板；其中，超声波控制器控制X、Y、Z方向以及搅拌轴的超声波产生与发射、超声振子的扫描变频；智能温度控制仪接收温度传感器的信号后根据信号要求及时发出反馈信号，控制水浴控温装置中的水泵和电磁阀的闭合，从而完成换热和控温；搅拌电机控制器控制搅拌电机的转速；资源化发酵装置与超声波预处理装置连接，超声波预处理装置的产物通过输送管路进入资源化发酵装置中，通过发酵产出可利用的能源产物，产后废弃物进一步利用处理。

2.一种多维扫频超声波生物质资源化处理工艺，其特征在于：所述工艺采用权利要求1所述的多维扫频超声波生物质资源化装置，该装置包括破碎装置、控制电柜、多维扫频超声波预处理装置、水浴控温装置、资源化发酵装置、废水收集装置和气体收集装置；

其中，超声波预处理装置包括超声波预处理罐、多个方向的超声波振子机构、水浴盘管和搅拌装置；工艺流程包括：

S1）将预处理生物质置入破碎装置中进行粉碎，通过输送装置送入预处理罐内部，并保证超声波预处理罐中的介质水淹没预处理生物质；

S2）调整预处理罐中的温度，保证处于反应需要的温度环境；根据反应预设的超声波频率和方向分别打开总电源开关和多个方向超声波振子机构的开关，并调整对应方向上需要的频率，产生要求下的超声波环境，进行多维扫频超声波预处理；

S3）待预处理反应完全，预处理罐中的产物通过输送管路送入资源化发酵装置中，由资源化发酵装置进行发酵处理，发酵产出可利用的能源产物，发酵装置的排污口将产后废弃物排放出来进入收集池中，待进一步利用处理。