CN105800898B - 一种污泥处理反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥处理反应器，包括竖直设置的釜体以及包覆在所述釜体外侧的保温层，所述釜体内上部设有预热氧化介质的换热器，所述釜体内中部设有预热污泥浆料的换热结构，所述换热结构与设置在所述釜体中部外侧的进料口相连，所述釜体内下部设有纵向设置的至少一根电加热棒和横向设置的至少一个搅拌器，所述釜体的底部和顶部分别设有进气口、排气口，所述釜体的底部还设有出料口和排污口。本发明的污泥处理反应器通过换热器、换热结构分别预热氧化介质、污泥物料，使得刚进入反应器内的氧化介质和污泥物料就具有较高温度，进而能够更快、更完全地进行氧化反应。

Description

一种污泥处理反应器

技术领域

本发明涉及一种处理污泥的设备，特别是涉及一种污泥处理反应器。

背景技术

进入“十一五”以来，我国的污水处理产业得到了快速发展，污水处理能力及处理率增长迅速，带来了迅速增加的污泥产量。根据住建部资料显示，截止到2009年年底，全国城镇污水处理量达到280亿立方米，湿污泥(含水率80％)产生量突破2000万吨。根据调研结果显示，我国污水处理厂所产生的污泥，有80％没有得到妥善处理，污泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显出来，并且引起了社会的关注。

现行的污泥处理方法，主要包括填埋、焚烧、堆肥等，填埋占用土地量大，且渗滤液对地下水资源造成严重污染；焚烧要消耗大量能源，焚烧产生的二噁英对大气造成二次污染；堆肥时间长，且对大气有一定的污染。

而污泥氧化技术作为一种先进的污泥处理技术，为污泥处理行业所广泛采用。而反应器作为污泥氧化技术中的核心部件，对其进行设计、研发就显得尤为重要了。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够控制污泥的流速、反应器的温度、压力、通入气体量的污泥处理反应器，以高效、彻底地在反应器中进行污泥氧化处理。

为实现上述目的，本发明提供了一种污泥处理反应器，包括竖直设置的釜体以及包覆在所述釜体外侧的保温层，所述釜体内上部设有预热空气的换热器，所述釜体内中部设有预热污泥浆料的换热结构，所述换热结构与设置在所述釜体中部外侧的进料口相连，所述釜体内下部设有纵向设置的至少一根电加热棒和横向设置的至少一个搅拌器，所述釜体的底部和顶部分别设有进气口、排气口，所述釜体的底部还设有出料口和排污口。

优选地，所述釜体的材质为爆炸复合金属板，所述爆炸复合金属板内层为316不锈钢，外层为碳钢。

优选地，所述釜体外侧还设有至少一个压力表接口、至少一个料位计口、至少一个安全阀、至少一个测温口、至少一个注水口、至少一个检测口、至少一个手孔。

优选地，所述釜体的顶部还设有除沫器、反吹气进口以及反吹气出口。

优选地，所述换热结构采用换热管进行换热，所述换热管的形式为螺旋式或直管式或折叠式，所述换热结构的末端设有出口。

优选地，所述搅拌器设置在所述电加热棒之间的间隙中，或者设置在所述电加热棒与所述釜体之间的间隙中。

优选地，所述进气口中设有伸入所述釜体内部的管道，所述管道上开具有孔洞。

优选地，所述换热器包括横向设置在所述釜体内的管板、纵横交错设置在所述管板上的支架以及竖直设置在所述支架上并与所述管板相连接的列管。

优选地，所述搅拌器上设有搅拌桨叶，并且所述桨叶的规格与所述釜体的内径相匹配。。

优选地，所述换热器分别与设置在所述釜体上部外侧的进气口、出气口相连接。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

本发明的污泥处理反应器通过控制进入污泥的流速，反应器的温度和压力和通入的气量，使污泥在反应器中进行氧化反应，能够达到高效处理污泥的效果。通过换热器、换热结构分别预热氧化介质、污泥物料，使得刚进入反应器内的氧化介质和污泥物料就具有较高温度，进而能够更快、更完全地进行氧化反应。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为污泥处理反应器结构示意图；

图2为电加热棒与搅拌器示意图；

图3为污泥处理反应器底部示意图；

图4为污泥处理反应器底部截面图；

图5为进气口内的管道结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供了一种污泥处理反应器，参见图1，所述反应器包括竖直设置的釜体1以及包覆在所述釜体1外侧的保温层，设置保温层能够有效地防止外界与釜体1之间进行热交换，对保持釜体1内部的温度恒定起至关重要的作用。所述釜体1的材质为爆炸复合金属板，所述爆炸复合金属板内层为316不锈钢，外层为碳钢，以保证足够的强度，使得釜体1能够在高温、高压下工作。

所述釜体1内上部设有预热空气的换热器10，所述换热器10分别与设置在所述釜体1上部外侧的进气口23、出气口24相连接。优选地，所述釜体1的顶部还设有除沫器13、反吹气进口14以及反吹气出口22，所述反吹气口14能够对所述除沫器13进行清洗。所述除沫器13可以用于分离反应器中排出气相物料中夹带的雾沫、液滴，以改善操作条件，优化工艺指标，减少设备腐蚀，保护环境，减少大气污染等。

具体地，所述换热器10包括横向设置在所述釜体1内的管板28、纵横交错设置在所述管板28上的支架26以及竖直设置在所述支架26上并与所述管板28相连接的列管27。该设置充分利用釜体1内部的热量对氧化介质(如空气、氧气、臭氧或其混合物)进行预加热，使得刚进入反应器内的氧化介质就具有较高温度，进而能够更快、更完全地进行氧化反应。上述氧化介质从所述釜体1下部的进气管道17进入釜体1，如图4所示，所述管道17上开具有孔洞，能够使氧化介质更加均匀地进入釜体1的内部，使得氧化介质与污泥物料混合更加充分，有利于充分处理污泥以及缩短处理时间。

进一步，所述釜体1外侧还设有至少一个压力表接口11、至少一个料位计口12、至少一个安全阀15、至少一个测温口16、至少一个注水口19、至少一个检测口20、至少一个手孔21。所述压力表接口11通过外接压力表，以显示所述釜体1内的压力。所述料位计口12设置在釜体1的不同位置上，用以观察釜体1内的污泥物料量。所述安全阀15能够有效防止釜体1内因压力过高而造成危险。所述釜体1上开设有若干测温口16，用以监测釜体1内的温度，以控制反应温度。控制系统依据反应器上测温口16安装的温度传感器信号自动调节电加热器输出功率，保证物料的温度达到工艺的要求；当发热元件超温时，发热元件独立的过热保护装置立即切断加热电源，避免加热物料超温引起结焦、变质、碳化。所述注水口19不仅可用于补充水量，还可作为催化剂投放口来投放催化剂，所以通过所述注水口19则能够保证物料的含水量和催化剂用量。所述检测口20、手孔21则可根据检修规模级别、检修部位灵活选择进行检修。

在本发明中，所述釜体1内中部设有预热污泥浆料的换热结构2，所述换热结构2与设置在所述釜体1中部外侧的进料口7相连。所述换热结构2通过换热管进行换热，所述换热结构2采用换热管进行换热，换热管形式可以采用螺旋式、直管式、折叠式等结构，所述换热结构2的末端设有出口25。在本实施例中，所述换热结构2为直管式换热管，采用直管式换热管可有效防止弯头结构对物料造成阻塞。

反应器工作时，所述污泥物料从所述进料口7进入，通过导热介质的换热，导热介质中的热能进入到污泥物料中，并沿换热管的方向对污泥进行加热，加热后的污泥从换热管最上部的出口25中出来，进入釜体1进行氧化反应。所述换热结构2不仅能实现反应器产生的高温介质向外输出的同时能预热送进反应器的污泥，充分利用系统本身的热能，减少额外的能耗。所述换热结构2的进料形式保证不但使得污泥进入反应器前先充分加热，同时还能够增加污泥在反应器中停留时间，有利于更完全地进行氧化处理。

如图2所示，所述釜体1内下部设有纵向设置的至少一根电加热棒3和横向设置的至少一个搅拌器4。所述搅拌器4设置在所述电加热棒3之间的间隙中，或者设置在所述电加热棒3与所述釜体1之间的间隙中，以避免电加热棒3与搅拌器4相互碰撞干扰。所述搅拌器4设有桨叶，并且所述桨叶的直径与所述釜体1的内径相匹配，以使得桨叶不与所述釜体1的内壁相碰。

本发明的反应器工作时，进入反应器中的污泥温度为140～230℃，如果达不到反应温度，则打开电加热棒3，使物料达到反应所需要的温度。即所述电加热棒3不作为本反应器要求工艺温度的主要热源，仅是在温度不够时辅助加热，以维持工艺温度。在工作中相对低温的污泥质通过管道在压力作用下进入反应器，沿着电加热器的特定流道运行，通过控制流速使物料停留足够的反应时间后再排出。反应器侧壁设计横向水平安装的磁力搅拌器，搅拌器的转轴不与电机出轴直接联接传动，废除了传统搅拌轴必需的填料密封或机械轴封装置，解决了传统反应器轴封失效和泄漏问题，同时可减少搅拌功率损耗，缩短搅拌时间，强化反应过程，提高设备生产能力。根据搅拌形式及介质的浓度、粘度、工作温度、工作压力等工艺参数设计了独特的带剪切流的桨叶，能充分保证反应物混合均匀，使温度均匀，进而加快反应速度。

如图5所示，所述釜体1的底部和顶部分别设有进气口5、排气口6，所述釜体1的底部还设有出料口8和排污口9。所述氧化介质从进气口5进入，其中一部分直接用于污泥处理，剩余部分氧化介质和产生的其他气体则从所述排气口6排出。而处理后的污泥物料则从所述出料口8排出，其中污泥物料中难以处理的比重较大不溶解固体，如砂石等则从排污口9排出。

如图3所示，所述进气口5中设有伸入所述釜体1内部的管道17。进一步，如图4所示，所述管道17上开具有孔洞18。通过开具有孔洞18的管道17，能够使氧化介质更加均匀地进入釜体1的内部，使得氧化介质与污泥物料混合更加充分，有利于缩短处理时间以及充分处理污泥。

本发明的污泥处理反应器通过控制进入污泥的流速，反应器的温度和压力和通入的气量，使污泥在反应器中进行氧化反应，能够达到高效处理污泥的效果。通过换热器、换热结构分别预热氧化介质、污泥物料，使得刚进入反应器内的氧化介质和污泥物料就具有较高温度，进而能够更快、更完全地进行氧化反应。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种污泥处理反应器，包括竖直设置的釜体(1)以及包覆在所述釜体(1)外侧的保温层，其特征在于：所述釜体(1)内上部设有预热氧化介质的换热器(10)，所述釜体(1)内中部设有预热污泥浆料的换热结构(2)，所述换热结构(2)与设置在所述釜体(1)中部外侧的进料口(7)相连，所述釜体(1)内下部设有纵向设置的至少一根电加热棒(3)和横向设置的至少一个搅拌器(4)，所述釜体(1)的底部和顶部分别设有进气口(5)、排气口(6)，所述釜体(1)的底部还设有出料口(8)和排污口(9)，所述搅拌器(4)设置在所述电加热棒(3)之间的间隙中，或者设置在所述电加热棒(3)与所述釜体(1)之间的间隙中，所述进气口(5)中设有伸入所述釜体(1)内部的管道(17)，所述管道(17)上开具有孔洞(18)，所述换热器(10)包括横向设置在所述釜体(1)内的管板(28)、纵横交错设置在所述管板(28)上的支架(26)以及竖直设置在所述支架(26)上并与所述管板(28)相连接的列管(27)。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述釜体(1)的材质为爆炸复合金属板，所述爆炸复合金属板内层为316不锈钢，外层为碳钢。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述釜体(1)外侧还设有至少一个压力表接口(11)、至少一个料位计口(12)、至少一个安全阀(15)、至少一个测温口(16)、至少一个注水口(19)、至少一个检测口(20)、至少一个手孔(21)。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述釜体(1)的顶部还设有除沫器(13)、反吹气进口(14)以及反吹气出口(22)。

5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述换热结构(2)采用换热管进行换热，所述换热管的形式为螺旋式或直管式或折叠式，所述换热结构(2)的末端设有出口(25)。

6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述搅拌器(4)上设有搅拌桨叶，并且所述桨叶的规格与所述釜体(1)的内径相匹配。

7.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述换热器(10)分别与设置在所述釜体(1)上部外侧的进气口(23)、出气口(24)相连接。