CN108203319A - 一种连续式水解装置 - Google Patents
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Abstract
一种连续式水解装置，包括搅拌罐、提压泵、水解反应器和泄压罐，以及将它们连接的进料管道。水解反应器包括中空的壳体和设置在壳体内的反应盘管，反应盘管自上而下呈连续Z字形盘绕，管内通入进料浆液，管外的壳体空间充填热介质。提压泵设置若干级串联，至少包括首级提压泵和末级提压泵，两级相邻的提压泵之间设置有缓冲罐。反应盘管在水平方向并联设置至少两根，通过联箱与进料管道相连。本发明采用导热油或熔盐作介质实现低压高温，降低设备造价，且连续操作条件稳定，延长工作寿命，显著提高经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续式水解装置，尤其涉及一种用于畜禽粪便、秸秆、农产品加工剩余物、林业废弃物等有机废弃物制备有机肥的水解装置。
背景技术
一方面，随着农村养殖业的发展，养殖粪便造成的农村水、气、土污染也受到关注，未经有效处理会造成病菌、激素、抗生素等有毒物质通过畜禽粪便农用的方式进入到土壤、水体中，对环境构成深层威胁的同时也会进入食物链构成食品安全问题。而秸秆就地焚化是造成大气污染的重要原因之一。
另一方面，农村化肥的大量使用，导致土壤板结、肥力下降，危害食品安全的同时，还加剧了水土污染，浪费大量资源。
随着公众对环境的重视程度越来越高，农村畜禽粪便、秸秆、农产品加工剩余物等有机废弃物不能随便丢弃或焚毁,而收集起来焚烧处理的成本相对比较高。类同于堆肥法对这些有机废弃物进行发酵制肥，无疑是一条有效的资源化处理途径。
水解是制肥工艺中一个重要的环节，为了实现灭菌降解的作用，水解装置往往选用高压反应釜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用畜禽粪便、秸秆、农产品加工剩余物等有机废弃物制备有机肥的连续进出料式水解装置。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种连续式水解装置，包括搅拌罐、提压泵、水解反应器和泄压罐；所述搅拌罐、提压泵和水解反应器之间通过进料管道连接；所述搅拌罐用于将物料与水搅拌混合均匀，形成进料浆液；所述提压泵用于将所述进料浆液压力提升到设定压力范围，并将进料浆液给入水解反应器；所述水解反应器包括中空的壳体和设置在壳体内的反应盘管，所述反应盘管在所述壳体内自上而下呈连续Z字形（即蛇形）盘绕；所述反应盘管进口与所述进料管道相连，所述反应盘管出口与所述泄压罐相连，使得进料管道内的进料浆液进入反应盘管内发生水解反应后生成水解产物进入所述泄压罐泄压；所述壳体内部装纳热介质，所述热介质位于所述反应盘管外部的壳体空间。
上述技术方案中，所述提压泵设置若干级，至少包括首级提压泵和末级提压泵；所述若干级提压泵为串联设置。
上述技术方案中，所述两级相邻的提压泵之间设置有缓冲罐，提压泵和缓冲罐之间通过进料管道连接。
上述技术方案中，所述进料管道上设置有定压装置，且所述定压装置位于所述提压泵与所述水解反应器之间。
上述技术方案中，所述反应盘管在水平方向并联设置至少两根，并联设置的反应盘管通过联箱与所述进料管道连接。
作为改进的一种技术方案，所述反应盘管呈连续Z字形向下盘旋的过程中，反应盘管水平段均按进料浆液的流动方向呈下倾角度布置，所述下倾角度为5°~20°。
上述技术方案中，水解反应器内的热介质为导热油或熔盐。
上述技术方案中，热介质为250~ 450℃的无压或低压导热介质。
上述技术方案中，水解反应器还包括设置在壳体上方的热介质入口，以及设置在壳体上方或者下方的热介质出口。
本发明具有以下优点及有益效果：1）导热油或熔盐可以实现低压高温的目的，降低设备造价；2）连续式反应器，操作条件均匀稳定，承压系统工作可靠，避免了热应力和热疲劳，延长了工作寿命；3）连续反应的效果更佳，属于稳定工况的连续操作，操作更简单，反应条件更优化，可以提供产率，降低能耗；4）连续式反应器可以大大提高单位容积的生产速率，提高设备的产能，显著改善投入产出的经济性。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种实施方式的连续式水解装置示意图。
图2为本发明所涉及的一种实施方式的进料管道与反应盘管间联箱结构俯视示意图。
图3为本发明所涉及的另一种实施方式的进料管道与反应盘管间联箱结构俯视示意图。
图中：1－搅拌罐；2－提压泵；2a－首级提压泵；2b－二级提压泵；2c－末级提压泵；3a－第一缓冲罐；3b－第二缓冲罐；4－进料管道；5－水解反应器；51－壳体；52－热介质入口；53－热介质出口；54－反应盘管；6－定压装置；7－泄压罐；8－联箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
本发明所述有机肥水解装置，用于将经过浸润和均质化的畜禽粪便（包括牛粪、猪粪、鸡粪）、餐厨垃圾、农作物秸秆、食品加工企业废料、糖厂酒厂废渣等原料连续供给进行高温高压水解降解处理，生产有机肥。
如图1所示，一种连续式水解装置，包括搅拌罐1、提压泵2、水解反应器5和泄压罐7。搅拌罐1、提压泵2和水解反应器5之间通过进料管道4连接。有机肥原材料破碎后送入搅拌罐1中。搅拌罐1用于将物料与水搅拌混合均匀，形成进料浆液，便于后续给料。提压泵2用于将进料浆液压力提升到设定压力范围，并将进料浆液给入水解反应器5。
提压泵2往往为浆液泵或者污泥泵，压头偏低，一级提压往往难以达到压力需求，提压泵2需要设置若干级，至少包括首级提压泵2a和末级提压泵2c，如图1所示的实施例，还包括二级提压泵2b。若干级提压泵为串联设置。两级相邻的提压泵之间设置有缓冲罐，提压泵与缓冲罐之间通过进料管道4连接。如图1所示的实施例，首级提压泵2a和二级提压泵2b之间设置第一缓冲罐3a，二级提压泵2b和末级提压泵2c之间设置第二缓冲罐3b。末级提压泵2c连接水解反应器5，将进料浆液泵入水解反应器5。进料管道4上设置有定压装置6，且定压装置6位于提压泵2与水解反应器5之间，即末级提压泵2c与水解反应器5之间。定压装置6用于设定系统压力，高于设定值时会启动泄压，保证系统安全。
水解反应器5包括中空的壳体51和设置在壳体51内的反应盘管54。反应盘管54在所述壳体51内自上而下呈连续Z字形（即蛇形）盘绕。反应盘管5进口与进料管道4相连，反应盘管5出口与泄压罐7相连，使得进料管道4内的进料浆液进入反应盘管5内发生水解反应，然后反应生成水解产物进入泄压罐7泄压。壳体51内部装纳有热介质，热介质位于反应盘管54外部的壳体51空间。
如图2和图3所示，反应盘管54在水平方向并联设置至少两根，并联设置的反应盘管54通过联箱8与进料管道4连接。由于进入反应盘管54之前的进料浆液为高压物料，为防止堵塞在联箱8，联箱8需要选用化工领域的Y形三通联箱（反应盘管54设置两根时）或者枝形四通联箱（反应盘管54设置三根时）保证畅通，分别如图2和图3所示。
反应盘管54呈连续Z字形向下盘旋的过程中，反应盘管水平段（横向段）均按进料浆液的流动方向呈进口端高出口端低的下倾布置，下倾角度为5°~20°。
水解反应器5内的热介质为导热油或熔盐，热介质为250~ 450℃，无压或者低压。水解反应器5还包括设置在壳体51上方的热介质入口52，用于导热油进入，当热介质出口53也设置在壳体51上方时，壳体51内部竖直方向设有挡流板，避免导热油短路直接从壳体51上方流出。当热介质出口53设置在壳体51下方时，通常设置在热介质入口52的相对侧。换热介质为熔盐时，热介质入口52和/或热介质出口53用于熔盐更换或者补充，此时壳体51底部有加热装置，选用电加热或者热烟气加热。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种连续式水解装置，其特征在于：所述装置包括搅拌罐（1）、提压泵（2）、水解反应器（5）和泄压罐（7）；所述搅拌罐（1）、提压泵（2）和水解反应器（5）之间通过进料管道（4）连接；所述搅拌罐（1）用于将物料与水搅拌混合均匀，形成进料浆液；所述提压泵（2）用于将所述进料浆液压力提升到设定压力范围，并将进料浆液给入水解反应器（5）；所述水解反应器（5）包括中空的壳体（51）和设置在壳体（51）内的反应盘管（54），所述反应盘管（54）在所述壳体（51）内呈连续Z字形盘绕；所述反应盘管（5）进口与所述进料管道（4）相连，所述反应盘管（5）出口与所述泄压罐（7）相连，使得进料管道（4）内的进料浆液进入反应盘管（5）内发生水解反应后生成水解产物进入所述泄压罐（7）泄压；所述壳体（51）内部装有热介质，所述热介质位于所述反应盘管（54）外部的壳体（51）空间。
2.根据权利要求1所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述提压泵（2）设置若干级，至少包括首级提压泵（2a）和末级提压泵（2c）；所述若干级提压泵为串联设置。
3.根据权利要求2所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述两级相邻的提压泵之间设置有缓冲罐。
4.根据权利要求1所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述进料管道（4）上设置有定压装置（6），且所述定压装置（6）位于所述提压泵（2）与所述水解反应器（5）之间。
5.根据权利要求1所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述反应盘管（54）在水平方向并联设置至少两根，并联设置的反应盘管（54）通过联箱（8）与所述进料管道（4）连接。
6.根据权利要求1或5所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述反应盘管（54）呈连续Z字形向下盘旋的过程中，反应盘管水平段均按进料浆液的流动方向呈下倾角度布置，所述下倾角度为5°~20°。
7.根据权利要求1所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述水解反应器（5）内的热介质为导热油或熔盐。
8.根据权利要求1或7所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述热介质为250~450℃。
9.根据权利要求1或7所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述水解反应器（5）还包括设置在壳体（51）上方的热介质入口（52）。
10.根据权利要求1或7所述的一种连续式水解装置，其特征在于：所述水解反应器（5）还包括设置在壳体（51）上方或下方的热介质出口（53）。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180626 |