CN101406895B - 用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜 - Google Patents
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Abstract
用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，包括釜体(1)、进料口(8)、出料口(9)，所述釜体(1)的下部设有伞型装置(2)，该伞型装置(2)包括向上凸起的伞体(4)和由输气管道构成的伞把(3)，所述伞把(3)的下端与位于水解反应釜外部的输气管道(11)相连，所述伞体(4)包括伞叶(5)和由若干输气管道构成的伞骨(6)，所有伞骨(6)上端与伞把(3)的上端交汇连通，在所有伞骨(6)的输气管道上开有多个小孔(7)；所述伞体(4)的周边与釜内侧壁、釜底内壁之间留有空隙，以形成通道使水解反应后的物料沿此通道流向出料口(9)。本发明的反应釜能够使釜内的温度场和压力场保持均匀，也能使釜内的催化剂与物料混合均匀；并且不会造成物料堵塞，釜内散热性好，物料清理容易。
Description
技术领域
本发明涉及一种反应釜，用于混合生活垃圾实时处理中的有机质水解反应控制。
背景技术
混合生活垃圾处理中的有机质部分，其大分子快速降解为小分子的过程是在水解反应釜中进行的。现有的水解反应釜结构是在釜的下端安装固定的两排或两排以上的环形管，管上开有许多小孔，当罐内放足有机垃圾同时加以催化剂后，通过管子将高温(190℃左右)高压(16大气压左右)的饱和蒸汽或过热干燥气轮流输送到罐内，对送入罐内的有机垃圾进行水解与脱水，当反应充足以后，物料从反应釜正下端圆形出料口高压状态进到常压状态，产生喷爆效应使有机质起到膨化的作用，但这种设施在实践中存在以下问题：(1)由于饱和蒸汽或高热干燥气不能均匀快速输送到每个角落，所以釜内的温度场、压力场是不均匀的；又由于催化剂与物料不能均匀混合，所以反应往往也是不完全均衡的。(2)在打开下泄料阀门时，由于物料外流时出口的中间部分流速快而靠釜边缘部分流速慢，很快形成了堵塞现象，这时由于物料外送釜内空间部分扩大，内部压力减小，但仍然远远高于大气压，所以堵塞的物料被压成质密状态，更加流动不了，从而造成了清理上的困难；并且釜内温度高达200℃，釜外有保温层，散热不好，一般要两三天冷却后才能进行清理。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜。所述的反应釜能够使釜内的温度场和压力场保持均匀，也能使釜内的催化剂与物料混合均匀；并且不会造成物料堵塞，釜内散热性好，物料清理容易。
本发明的技术解决方案是：用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，包括釜体、进料口、出料口，所述釜体的下部设有伞型装置，该伞型装置包括向上凸起的伞体和由输气管道构成的伞把，所述伞把的下端与位于水解反应釜外部的输气管道相连，所述伞体包括伞叶和由若干输气管道构成的伞骨，所有伞骨上端与伞把的上端交汇连通，在所有伞骨的输气管道上开有多个小孔；所述伞体的周边与釜内侧壁、釜底内壁之间留有空隙，以形成通道使水解反应后的物料沿此通道流向出料口。
所有伞骨上所开小孔的面积总和等于为水解反应釜输气的外部输气管道截面积。所述小孔平均分布在伞体的所有伞骨上，并且每一根伞骨上的小孔也呈均匀分布。所述小孔的开口角度为从小孔射出的气流与伞体呈垂直散射状，小孔的出射气流能够射到水解反应釜的内壁上。
所述伞型装置为金属材质，最好为不锈钢。
进一步地，在伞把的输气管道上也开有多个小孔。
更进一步地，所述伞型装置是在气流作用下能够旋转的旋转装置。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明通过在釜体下部设置伞型装置，在伞体上布以成伞骨状排列的输气管道，并且在输气管道上开有小孔，从而解决了反应釜内温度场和压力场不均匀的问题，同时也使反应釜内的催化剂与物料能够均匀混合。
(2)本发明的伞型装置能够在气流作用下旋转，旋转的伞型装置起到了机械的搅拌作用，这样更能使反应釜内的压力场、温度场和物料场分布均匀。
(3)本发明的伞体包括伞叶和由输气管道构成的伞骨，这种结构能使水解反应后的物料沿着伞体四周边沿等速滑下，不再存在差速现象，所以不会造成物料堵塞，不需要再清理反应釜。
(4)本发明在伞骨和伞把的输气管道上开有多个小孔，保证了出射气流能够射到反应釜的各个角落。根据小孔出射气流在反应釜中应达到的射程决定小孔的孔径大小，这样保证了出射气流能够射到反应釜内壁上应达的位置，从而形成均匀的温度场、压力场和物料场。
(5)本发明所有伞骨上所开小孔的面积总和等于为水解反应釜输气的外部输气管道截面积，这样既保证了伞骨的输气管道承受压力不会过大，又保证了气流到达反应釜后不致使釜内泄压。
(6)本发明小孔平均分布在伞体的所有伞骨上，并且每一根伞骨上的小孔也呈均匀分布，伞骨上小孔的开口角度为从小孔射出的气流与伞体呈垂直散射状，这样进一步保证了反应釜内温度场、压力场和物料场的均匀。
附图说明
图1为实施例的水解反应釜结构；
图2为图1中伞型装置2沿A向的示意图。
图中，1—釜体，2—伞型装置，3—伞把，4—伞体，5—伞叶，6—伞骨，7—小孔，8—进料口，9—出料口，10—支柱，11—外部输气管道。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的实施例进行说明。
如图1所示，水解反应釜包括釜体1、进料口8、出料口9，所述釜体1的下部设有伞型装置2，该伞型装置2包括向上凸起的伞体4和由输气管道构成的伞把3，所述伞把3的下端与位于水解反应釜外部的输气管道11相连，所述伞体4包括伞叶5和由若干输气管道构成的伞骨6，所有伞骨6上端与伞把3的上端交汇连通，在所有伞骨6的输气管道上开有多个小孔7，在所述伞把3的输气管道上也开有多个小孔7，这样保证了出射气流能够射到反应釜的各个角落。所述伞体4的周边与釜内侧壁、釜底内壁之间留有空隙，以形成通道使水解反应后的物料沿此通道流向出料口9。
图2为图1中伞型装置2沿A向的示意图。所述伞型装置2在气流作用下能够旋转。
构成三角支架的三根支柱10的一端分别焊接在所述伞把3的中部，三根支柱10的另一端分别焊接在釜底的内壁上，这三根支柱10将所述伞型装置2固定在釜体1的下部。
所述伞型装置2和支柱10的材质为不锈钢。
从进料口8加入垃圾有机质，同时加以催化剂后，外部输气管道11(位于水解反应釜外部的输气管道)将高温高压的饱和水蒸汽输送到伞把3的输气管道，通过伞把3与伞体4的交汇处O饱和水蒸汽又输送到所有伞骨6的输气管道，输气管道上的小孔7将气流射出；与此同时，伞型装置2在涡流型气流的冲击作用下开始旋转，带动密布于伞骨6上的气孔成旋转状，这样旋转的伞型装置2起到了很好的机械搅拌作用。从伞骨6的输气管道射出的饱和水蒸汽在反应釜中形成旋转气场，使得釜内的压力、温度、物料能够均匀分布，物料与催化剂也会得到充分反应。待到水解反应完成后，从外部输气管道11将高热干燥气输送到反应釜内，对水解反应后的物料进行脱水烘干，同理，高热干燥气也使釜内的压力、温度、物料都能均匀分布。脱水完成以后，降低反应釜内的气压，物料从伞体4四周边沿等速滑下，不再存在差速现象，所以不会堵塞出料口9。高压物料在出料口9处变成常压，形成喷爆现象，水解反应后的有机质得以膨化。
所述小孔7平均分布在伞体4的所有伞骨6上，并且每一根伞骨6上的小孔7也呈均匀分布。在输气管道内压力恒定的情况下，若管壁上开的小孔孔径小，则出射气流压力大、射程远；若管壁上开的小孔孔径大，则出射气流射程近。小孔7的出射气流要保证能够射到水解反应釜的内壁上。
确定小孔孔径的计算方法是：所有伞骨6上所开小孔7的面积总和等于为水解反应釜输气的外部输气管道11截面积。以此决定所开小孔的总数目和小孔的平均截面积，然后将所开小孔的位置平均分布在每一根伞骨上，小孔7的开口角度要保证每根伞骨6上射出的气流与伞体4呈垂直散射状，这样能使射出的气流均匀散射到水解反应釜的内壁上。最后测量出每根伞骨6上每个小孔7到水解反应釜内壁的距离，以平均开孔孔径截面积的直径为参照值，依据小孔7到反应釜内壁的距离长短对开孔孔径的大小进行放大或缩小。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知技术。
本发明不局限于权利要求和具体实施例所述及的保护内容，只要是根据本发明的构思所创作出来的任何发明，都应归属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，包括釜体(1)、进料口(8)、出料口(9)，其特征在于：所述釜体(1)的下部设有伞型装置(2)，该伞型装置(2)包括向上凸起的伞体(4)和由输气管道构成的伞把(3)，所述伞把(3)的下端与位于水解反应釜外部的输气管道(11)相连，所述伞体(4)包括伞叶(5)和由若干输气管道构成的伞骨(6)，所有伞骨(6)上端与伞把(3)的上端交汇连通，在所有伞骨(6)的输气管道上开有多个小孔(7)；所述伞体(4)的周边与釜内侧壁、釜底内壁之间留有空隙，以形成通道使水解反应后的物料沿此通道流向出料口(9)。
2.根据权利要求1所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：所述伞型装置(2)是在气流作用下能够旋转的旋转装置。
3.根据权利要求1或2所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：所述伞把(3)的输气管道上开有多个小孔(7)。
4.根据权利要求1或2所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：构成三角支架的三根支柱(10)的一端分别与所述伞把(3)的中部连接，三根支柱(10)的另一端分别与釜底的内壁连接，这三根支柱(10)将所述伞型装置(2)固定在釜体(1)的下部。
5.根据权利要求3所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：构成三角支架的三根支柱(10)的一端分别与所述伞把(3)的中部连接，三根支柱(10)的另一端分别与釜底的内壁连接，这三根支柱(10)将所述伞型装置(2)固定在釜体(1)的下部。
6.根据权利要求1或2所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：所有伞骨(6)上所开小孔(7)的面积总和等于为水解反应釜输气的外部输气管道(11)截面积。
7.根据权利要求1或2所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：所述小孔(7)平均分布在伞体(4)的所有伞骨(6)上，并且每一根伞骨(6)上的小孔(7)也呈均匀分布。
8.根据权利要求1或2所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：所述小孔(7)的开口角度为从小孔(7)射出的气流与伞体(4)呈垂直散射状。
9.根据权利要求1或2所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：所述伞型装置(2)为金属材质。
10.根据权利要求9所述的用于混合生活垃圾实时处理的水解反应釜，其特征在于：所述伞型装置(2)为不锈钢材质。
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