CN105392572A - 多重注入蒸汽型反应器和包括其的有机废物处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理有机废物的反应器包括安装在反应容器中以使从外部蒸汽供应器件供应的蒸汽可被供应至所述反应容器的内部的蒸汽供应管。所述蒸汽供应管具有多个蒸汽供应孔以便通过孔向所述反应容器中的废物供应从所述蒸汽供应器件供应的蒸汽。提供一种包括具有以上构型的反应器的有机废物处理装置。归因于向反应器供应的蒸汽的热量在短时间内被向反应器中的废物均匀供应，并且由此增加处理效率。

Description

多重注入蒸汽型反应器和包括其的有机废物处理装置
技术领域
本发明涉及一种使用多重蒸汽注入的反应器和一种采用其的有机废物处理装置，并且更具体来说，涉及一种可通过能够高效分解有机废物的方法(在高温：150～220℃和高压：3.7～22巴(bar)下)使废物处理作用最大化的装置。
背景技术
用于处理在污水/废水污泥、食品垃圾、废物、家畜排泄物、动物尸体等的处置中产生的有机废物(水分含量80～90％)的有机废物处理装置包括其中放置有一定量的待处理的有机废物的废物槽(污泥斗)、用于在高温下分解储存的废物的反应器、用于将分解的废物分离成气体和液体的气-液分离器、和用于使含有一定量的固体的液化反应产物废物脱水的脱水器(压滤机)。
如同通过向有机废物施加水和热量来分解所述有机废物的器件一样，反应器必须保持适合于分解反应的温度。为此，反应器通常包括反应容器、用以通过向所述反应容器供应蒸汽来保持适当温度的蒸汽供应器件、和用以搅拌所述反应容器中的有机废物以向有机废物均匀传递供应的蒸汽的热量的搅拌器。
然而，常规反应器具有使处理效率降低的问题，因为向反应容器供应的热量不均匀传递至待处理的废物。也就是说，在常规方法中，热量主要从蒸汽仅传递至放置在反应容器中的废物的上部，因为外部蒸汽供应管与反应容器的上侧连接并向反应容器中的上部供应蒸汽，并且因此需要搅拌器搅拌废物以使供应的蒸汽可遍及废物加以散布。然而，即使搅拌器运转，热量从蒸汽向废物均匀传递也会花费时间，并且因此存在使反应的效率降低的问题。
发明内容
[技术问题]
本发明被设想来解决前述问题，并且本发明的一方面在于在短时间内将热量从向反应器供应的蒸汽均匀传递至反应容器中的废物，由此增加处理效率。
[技术解决方案]
根据本发明的一实施方案，用于处理有机废物的反应器包括提供在反应容器内部以使蒸汽可从外部蒸汽供应器件向所述反应容器供应的蒸汽供应管，所述蒸汽供应管被形成有多个蒸汽供应孔，通过所述孔，来自所述蒸汽供应器件的蒸汽被向所述反应容器中的废物供应。
蒸汽供应管包括垂直安置在反应容器中的第一蒸汽供应管、从所述第一蒸汽供应管水平延伸的第二蒸汽供应管、和径向提供在垂直安装于反应容器中的搅拌器的转轴中的第三蒸汽供应管。
第一蒸汽供应管安置在反应容器的内壁侧，第二蒸汽供应管向反应容器的中心部分延伸，搅拌器的转轴被成形为管样以接收来自蒸汽供应器件的蒸汽并向第三蒸汽供应管供应接收的蒸汽，并且蒸汽供应管的孔被向上以及向下开口。
根据本发明的另一实施方案，提供一种具有前述反应器的有机废物处理装置。
[有利作用]
根据一示例性实施方案，热量在短时间内从向反应器供应的蒸汽均匀传递至反应容器中的废物，由此改进处理效率。
附图说明
图1说明用于本发明的反应器中的蒸汽供应管的结构。
图2说明本发明的反应器的第一实施方案。
图3和图4说明本发明的反应器的第二实施方案，其中图3从横向侧视图，而图4从顶侧视图。
图5说明本发明的反应器的第三实施方案。
图6说明根据本发明的前述实施方案的反应器所应用的有机废物处理装置。
图7说明有机废物处理装置的另一实施方案。
图8说明有机废物处理装置的另一实施方案。
具体实施方式
在下文中，将关于附图详述本发明的示例性实施方案。
如上所述，有机废物处理装置包括废物槽、反应器、气-液分离器和脱水器。本发明提出一种结构，其中待用于有机废物处理装置的反应器在处理效率方面得以改进。
图1是显示用于本发明的反应器中的蒸汽供应管的结构的视图。本发明的蒸汽供应管P具有一般性管被穿孔以具有多个蒸汽供应孔H的结构。在规则间隔下沿管的纵向形成孔H。此外，孔H可被安置在一行或多行中，或不规则或在规则间隔下安置。蒸汽供应管P被安装在反应器的反应容器的内部，并且具有连接于蒸汽供应器件S的一端。当蒸汽从蒸汽供应器件S向蒸汽供应管P供应时，蒸汽通过孔H排放，接着向反应器的反应容器供应。
顺便说一句，术语“蒸汽”通常是指水被加热和蒸发的状态，但在以下实施方案中也指空气自身被加热的状态，即加热的空气。因此，由蒸汽供应器件S供应的蒸汽涉及热空气以及水蒸汽。
图2说明本发明的反应器的第一实施方案，并且显示蒸汽供应管P施加于反应器时的平面视图。
如图2中所示，反应器包括反应容器110，并且蒸汽供应管180从外部蒸汽供应器件S分支成进入反应容器110中的多个管，并且向反应容器110的内部延伸。在反应容器110中，以多个管在水平方向上被彼此平行安置的方式来安置蒸汽供应管180。在蒸汽供应管180的对应于反应容器110的内部的区域中形成蒸汽供应管180的孔H。因此，由蒸汽供应器件S供应的蒸汽通过孔H被供应至反应容器110中。
以这个结构，在反应器的反应容器110填充有有机废物的状态下，蒸汽被供应至有机废物中。此时，通过多重蒸汽注入(即当在其中形成孔H的多个点处注入蒸汽时)来传递热量。因此，遍及有机废物均匀传递热量，由此改进反应效率。
此外，在前述结构中，蒸汽供应管180被放置在反应容器110的下侧。因为供应的蒸汽的热量通常向上传递，所以通过将蒸汽供应管180放置在反应容器110的下侧，有可能增加对传热的作用。
反应器中的反应如下。当具有高温(150～220℃)和高压(3.7～22巴)的蒸汽由蒸汽供应管180供应时，放置至反应容器110中的低压废物被均匀和快速加热，并且接着在高于蒸汽压力曲线以在高温(150～220℃)和高压(3.7～22巴)的条件下在反应容器110内部保持其液态的压力下气密维持约10～90分钟。因此，废物被分解。
图3和图4说明本发明的反应器的第二实施方案，其中图3从横向侧视图，而图4从顶侧视图。
在这个实施方案中，蒸汽供应管包括垂直安置在反应容器110中的第一蒸汽供应管120、和从第一蒸汽供应管120水平延伸并在规则间隔下安置的第二供应管130。第一蒸汽供应管120邻近于反应容器110的内壁安置，并且被形成有面向反应容器110的内部，由此向反应容器110的内部供应蒸汽的孔。第二蒸汽供应管130从第一蒸汽供应管130向反应容器110的内部中心部分延伸，并且被形成有面向上方，以使可在反应容器110内部向上供应蒸汽的孔。蒸汽通过第一蒸汽供应管120从外部蒸汽供应器件S向第二蒸汽供应管130供应。此时，第一蒸汽供应管120向反应容器的中心部分供应蒸汽，并且第二蒸汽供应管130向上供应蒸汽。
以这个结构，在反应容器110内部，蒸汽被向所有部分供应，由此对在反应容器110内部遍及有机废物均匀供应蒸汽具有作用。当如上供应蒸汽时，提供在反应容器110中的搅拌器104搅拌反应容器110中的有机废物与供应的蒸汽两者，由此帮助反应。
图5说明本发明的反应器的第三实施方案。图5显示除图3和4中所示的结构之外，也将第三蒸汽供应管140提供在搅拌器的转轴106中的实例。
也就是说，搅拌器的转轴106被成形为管样，并且第三蒸汽供应管140被径向提供在转轴106中。蒸汽从外部蒸汽供应器件S向成形为管样的转轴106的内部供应，并且接着向第三蒸汽供应管140供应向转轴106供应的蒸汽。通过形成在第三蒸汽供应管140上的孔向反应容器110的内部供应向第三蒸汽供应管104供应的蒸汽。第三蒸汽供应管140的孔被向上以及向下开口，以使蒸汽可从第三蒸汽供应管140向上以及向下排放。
以这个结构，电机M使转轴106旋转，以使第三蒸汽供应管140可在围绕转轴106旋转时供应蒸汽。因此，通过第三蒸汽供应管140，有可能向更多部分均匀供应蒸汽。因为有机废物在第三蒸汽供应管140旋转时被搅拌，所以第三蒸汽供应管140也充当搅拌器。因此，第三蒸汽供应管140用作搅拌器的搅拌翼。
顺便说一句，从外部蒸汽供应器件180延伸的管和搅拌器的转轴106由旋转接头J连接。尽管接收来自蒸汽供应器件180的蒸汽的管不可旋转而是不可移动的，但搅拌器的转轴106可被可旋转地连接于蒸汽供应器件180。
图6说明根据本发明的前述实施方案的反应器所应用的有机废物处理装置。
在这个实施方案中，有机废物处理装置包括废物槽10、第一反应器21、第二反应器22、蒸汽回收器30、气-液分离器40、脱水器50和锅炉60。
在废物槽10中，放置一定量的待处理的有机废物。通过馈料泵将储存在废物槽10中的废物馈入第一和第二反应器21和22中。第一和第二反应器21和22分解馈入的废物，并且分解的废物通过气-液分离器40分离成气体和液体。含有一定量的固体的液化反应产物废物通过脱水器50来脱水。从脱水器50排放的脱水饼被向锅炉60供应，并且作为锅炉的燃料加以再循环。脱水液体从脱水器50排放，并且加以关联处理。
顺便说一句，两个反应器21和22显示于图6的实施方案中。锅炉60对应于在图1至图5中所示的实施方案中描述为蒸汽供应器件S的元件，并且因此在锅炉60中产生的蒸汽用于反应器21和22中的分解反应。
此时，向第二反应器22供应锅炉60的蒸汽，以使第二反应器22的蒸汽可作为预加热蒸汽向第一反应器21供应。也就是说，在第二反应器22中分解之后的残余蒸汽通过蒸汽回收器30回收，并且向第一反应器21供应，由此预加热第一反应器21中的废物。因此，通过预加热第一反应器21中的废物，为加热废物所需的能量得以最小。在这个结构中，蒸汽回收器30充当第一反应器21的蒸汽供应器件S。
此外，保持在第一和第二反应器21和22中的蒸汽的压力用于向气-液分离器(闪蒸槽)供应反应产物废物。在反应器21和22中的反应完成之后，逐渐打开安装在反应容器110的下部中的阀门以使反应产物废物可通过反应容器110中的蒸汽的压力向气-液分离器40供应。
因此，具有所述双重反应器21和22的废物处理装置可连续运转，并且在通过蒸汽回收增加温度方面使用最小能量。也就是说，一个反应器22首先开始反应，并且在反应期间将废物放置至与反应器22具有相同尺寸的反应器21中。在反应器22中的反应完成之后，反应器22中的蒸汽被传送至反应器21中以预加热废物，由此对归因于蒸汽回收而增加能量利用效率具有作用。此外，被间歇排放以控制反应器22的压力和温度的蒸汽也被传送至反应器21中并预加热废物，由此对归因于蒸汽回收而增加能量利用效率具有作用。
根据本发明，通过多重蒸汽注入以向反应器均匀供应蒸汽，有机废物处理装置在处理效率方面得以有利改进。
图7说明本发明的反应器所应用的有机废物处理装置的另一实施方案。
在这个实施方案中，有机废物处理装置包括固-液分离器、生物反应容器、高级氧化处理器、生物过滤器、污泥槽和溶解器。固-液分离器是一种用于将废水分离成固体和液体的器件，并且生物反应容器是一种用于通过高浓度微生物来从废水移除污染物，如有机物质、氮、磷等的反应容器。高级氧化分离器是一种用于通过凝聚和臭氧氧化来处理先前在生物反应容器中未被处理的非生物可降解有机物和色度的器件。生物过滤器是一种用于在高级氧化分离之后，使用附着于过滤介质的高浓度微生物来处理通过用生物可降解有机物替代非生物可降解有机物获得的有机物质，以及处理残余氮和漂浮物质的器件。污泥槽10是其中放置有一定量的待处理的有机废物的槽。溶解器是根据图1至图5中所示的前述实施方案的使用多重蒸汽注入的反应器。
以这个结构，放置至污泥槽中的有机废物被向溶解器供应，并且通过多重蒸汽注入加以分解。在溶解器中分解的废物被向生物反应容器供应以使如有机物质、氮、磷等的污染物可通过高浓度微生物从废物移除，接着非生物可降解有机物和色度在它们于高级氧化分离器中通过凝聚和臭氧氧化加以处理，并且在生物过滤器中经受高级氧化分离等之后被排放。此时，以使从生物反应容器和高级氧化分离器排放的饼块返回至固-液分离器中，并且使从固-液分离器排放的饼块返回至污泥槽中的方式重复各过程。从溶解器排放的产物可用作固体燃料。
这个实施方案给出用于处理有机废物的方法的一实例，并且有机废物处理方法采用使用多重蒸汽注入的反应器作为溶解器，由此增加分解效率。
图8说明本发明的反应器所应用的有机废物处理装置的另一实施方案。
在这个实施方案中，有机废物处理装置包括第一固-液分离器、厌氧消化槽、第二固-液分离器、生物反应容器、高级氧化反应处理器、生物过滤器、污泥槽和溶解器。这个实施方案与图7中所示的前述实施方案相同，例外之处是固-液分离器包括第一固-液分离器和第二固-液分离器，并且厌氧消化槽在两个固-液分离器之间。
厌氧消化槽是一种用于在厌氧条件下通过厌氧生物产生生物气体，同时从废水移除有机物质的器件。
从生物反应容器和高级氧化分离器排放的饼块被向第一固-液分离器供应，并且从两个固-液分离器排放的饼块都向污泥槽供应。
如同图7中所示的前述实施方案一样，这个实施方案处理有机废物，并且同时通过安置在两个固-液分离器之间的厌氧消化槽产生生物气体，即不仅进行有机废物的处置，而且也从废物进行能量回收。即使在这些方法中，使用多重蒸汽注入的反应器也用作溶解器，由此不仅改进处理效率，而且也改进能量回收效率。
[工业可适用性]
根据本发明，热量在短时间内从向反应器供应的蒸汽均匀传递至反应容器中的废物，由此改进处理效率。因此，反应器和采用其的有机废物处理装置在处理效率方面得以改进。

Claims (2)

1.一种用于处理有机废物的反应器，
所述反应器包括提供在反应容器内部以使蒸汽可从外部蒸汽供应器件向所述反应容器供应的蒸汽供应管，
所述蒸汽供应管被形成有多个蒸汽供应孔，通过所述蒸汽供应孔，来自所述蒸汽供应器件的蒸汽被向所述反应容器中的废物供应，
所述蒸汽供应管包括：
第一蒸汽供应管，其垂直安置在所述反应容器中，
第二蒸汽供应管，其从所述第一蒸汽供应管水平延伸，和
第三蒸汽供应管，其径向提供在搅拌器的转轴中，所述搅拌器的转轴垂直安装于所述反应容器中，
所述第一蒸汽供应管安置在所述反应容器的内壁侧，
所述第二蒸汽供应管向所述反应容器的中心部分延伸，
所述搅拌器的转轴成形为管状以接收来自所述蒸汽供应器件的蒸汽并向所述第三蒸汽供应管供应所接收的蒸汽，并且
所述蒸汽供应管的所述孔被向上以及向下开口。
2.一种有机废物处理装置，其包括根据权利要求1所述的反应器。
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