CN103480632A - 一种餐厨垃圾水热三相分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及餐厨垃圾处理的技术领域，更具体地，涉及一种餐厨垃圾水热三相分离系统。餐厨垃圾水热三相分离系统，在水热反应器罐体的外壁上设有加热装置，加热装置为导热油盘管；导热油盘管紧贴着水热反应器侧壁设置，为餐厨垃圾提供热能，且水热反应器内受热均匀。三相分离器设有热能回收装置，热能回收装置包括设于三相分离器罐体外壁上的热能回收盘管、与热能回收盘管连接的热能回收导管。本发明由导热油加热餐厨垃圾，可节省能源及成本。餐厨垃圾在有水的条件下加热可以充分实现水解，然后通过喷爆方式排放，使水解更彻底，利于后续利用。三相分离器将承爆、闪蒸、三相分离功能合为一体，设置外盘水管以回收热能，实现热能循环利用，同时不会堵塞、阻隔餐厨垃圾。

Description

一种餐厨垃圾水热三相分离系统

技术领域

本发明涉及餐厨垃圾处理的技术领域，更具体地，涉及一种餐厨垃圾水热三相分离系统，用于水热处理及三相分离餐厨垃圾。

背景技术

餐厨垃圾具有含水率高、油脂和有机物含量高的特点，是炼制生物柴油、发酵生产饲料、乙醇等产品的良好原料。由于餐厨垃圾主要含有淀粉、脂肪、纤维素等大分子有机物，因此需要将其水解为小分子有机物。目前用于水解的装置有喷爆罐等。喷爆罐工作时常通入蒸汽，以实现有机垃圾的高压水解，而产生蒸汽需要较高的成本。同时，冷却回收热能的水管通常设置在罐体内部，易造成有机垃圾的堵塞及阻隔。此外，现有喷爆罐往往是将有机垃圾喷爆到一个容器后再送至下一工序进行处理，增加了环境污染机率及运行成本。

如中国专利CN102674909A公开了一种餐厨垃圾水解喷爆系统，包括喷爆罐和设置于喷爆罐下方的承爆仓。喷爆罐加热方式为水蒸汽加热，蒸汽热能回收管设于承爆仓内。上述系统所使用的蒸汽加热耗能较大，且未涉及三相分离功能。中国专利CN202829741U公开了一种餐厨垃圾高油脂废水的油水分离组合系统，包括具有加热和搅拌功能的反应装置，通过管路与所述反应装置配合连接的两相卧螺离心装置，通过管路与所述两相卧螺离心装置配合连接的三相碟片分离装置，以及用于集中控制所述反应装置、两相卧螺离心装置和三相碟片分离装置工作的PLC。但是上述组合系统并没有公开使用何种方式加热餐厨垃圾而且其没有将热能回收，不能实现热能循环利用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的目的是提供一种餐厨垃圾水热三相分离系统，能够克服现有技术不足，系统设计紧凑、成本低，在实现餐厨垃圾的水解、三相分离功能的同时充分回收热能。

本发明采用的技术方案是：一种餐厨垃圾水热三相分离系统，包括水热反应器和设于水热反应器下部的三相分离器，所述的水热反应器包括水热反应器罐体、设于水热反应器罐体顶部的进料口、卸压口、温度计、压力计，水热反应器罐体内还设有搅拌装置；水热反应器罐体的底部设有出料口，出料口连通三相分离器；

所述的三相分离器包括三相分离器罐体、设于三相分离器罐体顶部的闪蒸汽出口、设于三相分离器罐体侧壁的出油口、设于三相分离器罐体底部的出水口；所述的三相分离器罐体顶部设有进料口，进料口与水热反应器罐体的出料口连通，三相分离器罐体底部设有出料口，出料口连接螺旋输送器；

所述的水热反应器罐体的外壁上设有加热装置，所述的加热装置为导热油盘管；所述的三相分离器除罐体外还包括热能回收装置，热能回收装置包括设于三相分离器罐体外壁上的热能回收盘管、与热能回收盘管连接的热能回收导管，加热后的水由热能回收导管排出。

其中，进料口用于餐厨垃圾的输入；卸压口用于水热反应器罐体压力的释放，防止水热反应器罐体内压力过高；温度计用于检测水热反应器罐体内的温度；压力计用于检测水热反应器罐体内的压力；经搅拌加热后的餐厨垃圾由水热反应器罐体出料口排出至三相分离器罐体。

闪蒸汽出口用于排出三相分离器罐体内的闪蒸汽，出油口用于排出餐厨垃圾中的油脂，出水口用于排出餐厨垃圾中的水，出料口用于排出餐厨垃圾中的固体，再通过螺旋输送器送至发酵罐进行发酵。

加热装置为导热油盘管，采用导热油盘管加热餐厨垃圾，比水蒸汽加热餐厨垃圾节省能源及成本。导热油盘管紧贴着水热反应器侧壁设置，为餐厨垃圾提供热能。餐厨垃圾在有水的条件下能充分实现水解，且水热反应器内各部分受热均匀。另外，在三相分离器罐体外壁上设置热能回收盘管以回收热能，实现热能循环利用，同时不会堵塞、阻隔餐厨垃圾，加热后的水由热能回收导管排出，以进一步利用。

优选的，餐厨垃圾水热处理条件为：90℃～200℃，5min～90min。三相分离器位于水热反应器下部，实现承爆、闪蒸及三相分离的作用。

进一步的，所述的搅拌装置包括设于水热反应器罐体外部的搅拌电机、与搅拌电机连接的搅拌轴、设于搅拌轴上的搅拌叶片。搅拌电机驱动搅拌轴转动，带动搅拌叶片对餐厨垃圾进行搅拌。

进一步的，水热反应器罐体的出料口处设有水热反应器出料口挡板，三相分离器罐体的出料口处设有三相分离器出料口挡板。当餐厨垃圾在水热反应器中完全加热并搅拌均匀后打开水热反应器出料口挡板，将餐厨垃圾排进三相分离器罐体；当餐厨垃圾在三相分离器罐体内分层并三相分离后打开三相分离器出料口挡板，将餐厨垃圾排进螺旋输送器中。

进一步的，所述的水热反应器罐体或三相分离器罐体的外部还设有U型夹套，导热油盘管设于U型夹套与水热反应器罐体之间，热能回收盘管设于U型夹套与三相分离器罐体之间。上述的U型夹套用于将导热油盘管、热能回收盘管夹紧，不容易脱落。

进一步的，所述的三相分离器罐体内设有筛网，优选的，所述的筛网与三相分离器罐体的出料口呈45度设置。通过筛网，可将餐厨垃圾的固体与水或油脂隔离。

进一步的，所述的出油口与三相分离器罐体顶部之间的距离为三相分离器罐体侧壁高度的三分之一。由于餐厨垃圾油脂、水、固体分层时，油脂在最上层，在此处设置出油口，可将油脂排出。

进一步的，所述的三相分离器罐体下部还设有支架。这样，可将整个系统稳定的支撑起来，不容易晃动。

进一步的，所述的水热反应器罐体和（或）三相分离器罐体上设有视窗，通过视窗，可看到水热反应器罐体和（或）三相分离器罐体内情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用导热油盘管加热餐厨垃圾，比水蒸汽加热餐厨垃圾节省能源及成本。导热油盘管紧贴着水热反应器侧壁设置，为餐厨垃圾提供热能。餐厨垃圾在有水的条件下能充分实现水解，且水热反应器内各部分受热均匀。

2、采用水热处理后喷爆的方式，使餐厨垃圾水解更彻底，更利于后续利用。

3、三相分离器将承爆、闪蒸、三相分离功能合为一体，闪蒸产生的气体统一收集后处理；设置外盘水管以回收热能，实现热能循环利用，同时不会堵塞、阻隔餐厨垃圾。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，一种餐厨垃圾水热三相分离系统，包括水热反应器和设于水热反应器下部的三相分离器，水热反应器包括水热反应器罐体22、设于水热反应器罐体22顶部的进料口5、卸压口1、温度计2、压力计3，水热反应器罐体22内还设有搅拌装置；水热反应器罐体22的底部设有出料口，出料口连通三相分离器；

三相分离器包括三相分离器罐体20、设于三相分离器罐体20顶部的闪蒸汽出口21、设于三相分离器罐体20侧壁的出油口11、设于三相分离器罐体20底部的出水口14；三相分离器罐体20顶部设有进料口，进料口与水热反应器罐体22的出料口连通，三相分离器罐体20底部设有出料口，出料口连接螺旋输送器16。

水热反应器罐体22的外壁上设有加热装置，加热装置为导热油盘管7。采用导热油加热餐厨垃圾，比水蒸汽加热餐厨垃圾节省能源及成本。导热油盘管7紧贴着水热反应器罐体22侧壁设置，为餐厨垃圾提供热能。餐厨垃圾在有水的条件下能充分实现水解，且水热反应器内各部分受热均匀。

三相分离器包括了热能回收装置。热能回收装置包括设于三相分离器罐体20外壁上的热能回收盘管12、与热能回收盘管12连接的热能回收导管18，加热后的水由热能回收导管18排出。热能回收盘管12紧贴着三相分离器罐体20侧壁设置以回收热能，实现热能循环利用，同时不会堵塞、阻隔餐厨垃圾；加热后的水由热能回收导管18排出，以进一步利用。

水热反应器进料口5用于餐厨垃圾的输入；卸压口1用于水热反应器罐体22压力的释放；温度计2用于检测水热反应器罐体22内的温度；压力计3用于检测水热反应器罐体22内的压力；经搅拌加热后的餐厨垃圾由水热反应器罐体出料口10排出至三相分离器罐体20。

三相分离器位于水热反应器下部，实现承爆、闪蒸及三相分离的作用。闪蒸汽出口21用于排出三相分离器罐体20内的闪蒸汽；出油口11用于排出餐厨垃圾中的油脂；出水口14用于排出餐厨垃圾中的水；餐厨垃圾中的固体由出料口15排出，再通过螺旋输送器16送至发酵罐进行发酵。

优选的，餐厨垃圾水热处理条件为：90℃～200℃，5min～90min。

本实施例中，搅拌装置包括设于水热反应器罐体22外部的搅拌电机4、与搅拌电机4连接的搅拌轴6、设于搅拌轴6上的搅拌叶片9。搅拌电机4驱动搅拌轴6转动，带动搅拌叶片9对餐厨垃圾进行搅拌。水热反应器罐体的出料口处设有水热反应器出料口挡板10，三相分离器罐体的出料口处设有三相分离器出料口挡板15。当餐厨垃圾在水热反应器中完全加热并搅拌均匀后，打开水热反应器出料口挡板10，将餐厨垃圾排进三相分离器罐体20。当餐厨垃圾在三相分离器罐体内分层并三相分离后，打开三相分离器出料口15挡板，将餐厨垃圾排进螺旋输送器16中。

水热反应器罐体22和三相分离器罐体20的外部还设有U型夹套8，导热油盘管7设于U型夹套8与水热反应器罐体22之间，热能回收盘管12设于U型夹套8与三相分离器罐体20之间。上述的U型夹套8用于将导热油盘管7、热能回收盘管12夹紧，不容易脱落。

三相分离器罐体20内设有筛网13；优选的，筛网13与三相分离器罐体20的出料口呈45度设置。通过筛网13，可将餐厨垃圾的固体与水或油脂隔离。

出油口11与三相分离器罐体20顶部之间的距离为三相分离器罐体20侧壁高度的三分之一。由于餐厨垃圾油脂、水、固分层时，油脂在最上层，在此处设置出油口，可将油脂排出。三相分离器罐体20下部还设有支架17。这样，可将整个系统稳定的支撑起来，不容易晃动。水热反应器罐体22和（或）三相分离器罐体20上设有视窗19，通过视窗19，可看到水热反应器罐体22和（或）三相分离器罐体20内情况。

将收集的餐厨垃圾分拣后，把餐厨垃圾从进料口5投入水热反应器罐体22；根据餐厨垃圾含水率决定是否加水，使餐厨垃圾完全浸没在水中。开始工作时，使水热反应器罐体22处于关闭状态。在导热油盘管7中通入导热油。开启搅拌电机4，带动搅拌轴6及搅拌叶片9进行搅拌，以破碎及均匀加热餐厨垃圾。控制水热温度为150℃，水热处理时间为50min。

水热处理结束后关闭搅拌电机4，打开卸压口1；当压力卸至2atm时，开启水热反应器罐体22下部的水热反应器出料口挡板10，将餐厨垃圾喷爆至三相分离器罐体20，闪蒸汽由闪蒸汽出口21排出。静置餐厨垃圾的同时，往三相分离器热能回收盘管12中通入水以降低罐内温度并回收热能，加热后的水从热能回收导管18排出作下一步的利用。当三相分离器罐体20中餐厨垃圾油、水、固分层较明显时，进行油脂、水、固体三相分离。由视窗19观察餐厨垃圾油脂和水的界面高度，如油水界面未达到出油口11高度，则开启抽水泵，将水经出水口14抽入三相分离器内，使油水界面达到出油口11高度，从而使油脂顺利排出。停止抽水泵，待油脂全部排出后转换出水口阀门，使餐厨废水经筛网13从底部出水口14排出。然后，开启三相分离器出料口挡板15，将固体餐厨垃圾排至螺旋输送器16后送至发酵罐进行发酵。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种餐厨垃圾水热三相分离系统，包括水热反应器和设于水热反应器下部的三相分离器，所述的水热反应器包括水热反应器罐体（22）、设于水热反应器罐体（22）顶部的进料口（5）、卸压口（1）、温度计（2）、压力计（3），水热反应器罐体（22）内还设有搅拌装置；水热反应器罐体（22）的底部设有出料口，出料口连通三相分离器；

所述的三相分离器包括三相分离器罐体（20）、设于三相分离器罐体（20）顶部的闪蒸汽出口（21）、设于三相分离器罐体（20）侧壁的出油口（11）、设于三相分离器罐体（20）底部的出水口（14）；所述的三相分离器罐体（20）顶部设有进料口，进料口与水热反应器罐体（22）的出料口连通，三相分离器罐体（20）底部设有出料口，出料口连接螺旋输送器（16）；

其特征在于，所述的水热反应器罐体（22）的外壁上设有加热装置，所述的加热装置为导热油盘管（7）；所述的三相分离器还包括热能回收装置，热能回收装置包括设于三相分离器罐体（20）外壁上的热能回收盘管（12）、与热能回收盘管（12）连接的热能回收导管（18），加热后的水由热能回收导管（18）排出。

2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾水热三相分离系统，其特征在于，所述的搅拌装置包括设于水热反应器罐体（22）外部的搅拌电机（4）、与搅拌电机（4）连接的搅拌轴（6）、设于搅拌轴（6）上的搅拌叶片（9）。

3.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾水热三相分离系统，其特征在于，所述的水热反应器罐体（22）的出料口处设有水热反应器出料口挡板（10），三相分离器罐体（20）的出料口处设有三相分离器出料口挡板（15）。

4.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾水热三相分离系统，其特征在于，所述的水热反应器罐体（22）和三相分离器罐体（20）的外部还设有U型夹套（8），导热油盘管（7）设于U型夹套（8）与水热反应器罐体（22）之间，热能回收盘管（12）设于U型夹套（8）与三相分离器罐体（20）之间。

5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾水热三相分离系统，其特征在于，所述的三相分离器罐体（20）内设有筛网（13）。

6.根据权利要求5所述的一种餐厨垃圾水热三相分离系统，其特征在于，所述的筛网（13）与三相分离器罐体的出料口呈45度设置。

7.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾水热三相分离系统，其特征在于，所述的出油口（11）与三相分离器罐体（20）顶部之间的距离为三相分离器罐体（20）侧壁高度的三分之一。

8.根据权利要求1至7任一所述的一种餐厨垃圾水热三相分离系统，其特征在于，所述的三相分离器罐体（20）下部还设有支架（17）。

9.根据权利要求1至7任一所述的一种餐厨垃圾水热三相分离系统，其特征在于，所述的水热反应器罐体（22）和（或）三相分离器罐体（20）上设有视窗（19）。

Images