CN108380636A - 水热法处理生活垃圾的连续式中试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，包括发动机、原料桶、泥浆泵、预热器、氧化剂泵、氧化剂存储罐、过滤器、固液分离器、冷却器以及反应器，还包括控制连接机构。该装置处理能力为湿垃圾1t/天，能够有效的将生活垃圾氧化处理至排放标准，无废气、异味等二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种装备，具体地，涉及一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置及方法。
背景技术
传统的城市生活垃圾处理方式主要采用填埋处理和焚烧处理。其中填埋处理对垃圾渗滤液、垃圾堆体产生的沼气等污染物很难做到导出、收集和处理，不仅对周围环境造成严重污染，而且存在着安全隐患，严重影响城镇的形象；而垃圾焚烧处理则容易产生二噁英等有毒气体，污染空气并产生异味，对周边环境造成严重影响。而城市生活垃圾中，餐厨垃圾、废弃纸张和各类含生物质的制品等含水率高、油脂和有机物含量高的废弃物占绝大多数，这些垃圾容易滋生各种害虫和细菌并产生异味，严重影响城市环境，但由于其含水率高，难以进行传统的焚烧处理，填埋处理则会造成更难以解决的二次污染和疾病传播。
利用水热法处理生活垃圾的技术非常适合处理此类城市生活垃圾，是一种快速、高效、环保地垃圾处理技术，特别是其他技术难以处理的高含水量生活垃圾。目前，已有利用水热法处理生活垃圾的间歇式实验室技术，而连续化、工业化的水热垃圾处理技术仍然没有出现，因此，需要开发一种能够工业化的连续式水热垃圾处理技术。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置及方法。
根据本发明提供的一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，包括发动机、原料桶、泥浆泵、预热器、氧化剂泵、氧化剂存储罐、过滤器、固液分离器、冷却器以及反应器；
所述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，还包括控制连接机构；
所述发动机、原料桶、泥浆泵、预热器、氧化剂泵8、氧化剂存储罐、过滤器、固液分离器、冷却器以及反应器通过控制连接机构紧固连接。
优选地，所述控制连接机构包括流体控制阀4、三通阀以及背压阀；
所述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，还包括产品储存罐；
所述发动机、原料桶均通过流体控制阀4、泥浆泵连接至预热器；
所述预热器通过三通阀、氧化剂泵8连接至氧化剂存储罐；
所述预热器通过三通阀连接至反应器；
所述反应器通过流体控制阀连接至冷却器；
所述冷却器通过流体控制阀连接至固液分离器；
所述固液分离器通过过滤器、背压阀连接至产品储存罐。
优选地，所述发动机连接至原料桶的进口；
所述原料桶的出口通过流体控制阀、泥浆泵连接至预热器的进口；
所述预热器的出口通过三通阀、氧化剂泵连接至氧化剂存储罐的进口；
所述预热器的出口通过三通阀连接至反应器的进口；
所述反应器的出口通过流体控制阀连接至冷却器的进口；
所述冷却器的出口通过流体控制阀连接至固液分离器的进口；
所述固液分离器的出口通过过滤器、背压阀连接至产品储存罐的进口。
优选地，生活垃圾的路径为从原料桶的出口通过流体控制阀、泥浆泵连接至预热器的进口；
所述预热器的出口通过三通阀连接至反应器的进口；
同时，氧化剂从氧化剂存储罐通过氧化剂泵、三通阀连接至反应器的进口；
所述反应器的出口通过流体控制阀连接至冷却器的进口；
所述冷却器的出口通过流体控制阀连接至固液分离器的进口；
所述固液分离器的出口通过过滤器、背压阀连接至产品储存罐的进口。
优选地，所述原料桶包括粉碎搅拌器；
所述粉碎搅拌器用于粉碎生活垃圾，并使生活垃圾成液体。
优选地，所述发动机、原料桶、泥浆泵、预热器、氧化剂泵、氧化剂存储罐、过滤器、固液分离器、冷却器、反应器流体控制阀、三通阀以及背压阀通过流体管道相互连接。
优选地，所述氧化剂包括氧气、空气、H2O2、Cl2或ClO2中的任一种或任多种；
所述氧化剂为液体或气体。
本发明还提供了一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置的控制方法，其特征在于，包括上述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置对生活垃圾进行处理的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、实现了水热法处理生活垃圾(含餐厨垃圾)的中试级连续化生产。
2、所述装置操作简便，有利于实际应用。
3、所述装置生产过程中无异味、废气等二次污染。
4、所述装置中的反应是热启动反应，反应进行过程中自行放热，不需要过多的额外能源消耗。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的水热法处理生活垃圾的连续式中试设备的结构示意图。
图2为本发明提供的水热法处理生活垃圾的连续式中试设备的流程图。
图中所示：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，包括发动机1、原料桶2、泥浆泵5、预热器6、氧化剂泵8、氧化剂存储罐9、过滤器10、固液分离器13、冷却器14以及反应器15；所述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，还包括控制连接机构；所述发动机1、原料桶2、泥浆泵5、预热器6、氧化剂泵8、氧化剂存储罐9、过滤器10、固液分离器13、冷却器14以及反应器15通过控制连接机构紧固连接。所述原料桶2优选的为上方有进料口。
所述控制连接机构包括流体控制阀4、三通阀7以及背压阀11；所述原料桶2优选的为下方安装有至少一个流体管道和流量控制阀门，即流体控制阀4，所述流体控制阀4用于控制进料流量；所述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，还包括产品储存罐12；所述发动机1、原料桶2均通过流体控制阀4、泥浆泵5连接至预热器6；所述预热器6通过三通阀7、氧化剂泵8连接至氧化剂存储罐9；所述预热器6通过三通阀7连接至反应器15；所述反应器15通过流体控制阀4连接至冷却器14；所述冷却器14通过流体控制阀4连接至固液分离器13；所述固液分离器13通过过滤器10、背压阀11连接至产品储存罐12。所述预热器6优选的为盘管式或法兰式密封的耐压加热装置，所述加热装置优选的为由电热棒或电热外套进行加热，所述预热器6上优选的安装有两个流体管道与开关阀门；所述反应器15优选的为耐压加热装置，所述反应器15上优选的安装有两个流体管道与开关阀门；
所述发动机1连接至原料桶2的进口；所述原料桶2的出口通过流体控制阀4、泥浆泵5连接至预热器6的进口；所述预热器6的出口通过三通阀7、氧化剂泵8连接至氧化剂存储罐9的进口；所述预热器6的出口通过三通阀7连接至反应器15的进口；所述反应器15的出口通过流体控制阀4连接至冷却器14的进口；所述冷却器14的出口通过流体控制阀4连接至固液分离器13的进口；所述固液分离器13的出口通过过滤器10、背压阀11连接至产品储存罐12的进口。
优选地，所述氧化剂储存罐9的材料优选的为金属、塑料、陶瓷；所述氧化剂储存罐9，优选的为，上方有进料口，下方安装有至少一个流体管道与流量控制阀门，所述流量控制阀门用于控制进料流量；所述冷却器14为间壁式、蓄热式、流体连接间接式、混合式、复式耐压换热器，安装有两个流体管道与开关阀门；所述固液分离器13为静置式或离心式塔型或釜型耐压分离器，装有三个流体管道与开关阀门分别用于流体进出与固体分离；所述产品储存罐12为塑料、玻璃、陶瓷、金属质地，上方为进料口，下方为出料口，安装有两个流体管道与开关阀门；所述高压泥浆泵，即泥浆泵5安装在进料桶，即原料桶2的下方的流量控制阀门后端，用于输送流体与系统加压。优选地，所述高压氧化剂泵，即氧化剂泵8安装在氧化剂储存罐9的下方的流量控制阀门后端，用于输送氧化剂流体，氧化剂流体在反应器15的前端与系统中的流体混合；所述开关阀门为中压或高压的中温或高温的针阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、闸阀、旋塞阀；所述背压阀门，即背压阀11安装在高效过滤器后端，产品储存罐12前端，用于调节系统压力；所述高效过滤器，即，过滤器10为金属、陶瓷材质的高效过滤器，用于过滤液体产品。
生活垃圾的路径为从原料桶2的出口通过流体控制阀4、泥浆泵5连接至预热器6的进口；所述预热器6的出口通过三通阀7连接至反应器15的进口；同时，氧化剂从氧化剂存储罐9通过氧化剂泵8、三通阀7连接至反应器15的进口；所述反应器15的出口通过流体控制阀4连接至冷却器14的进口；所述冷却器14的出口通过流体控制阀4连接至固液分离器13的进口；所述固液分离器13的出口通过过滤器10、背压阀11连接至产品储存罐12的进口。
所述原料桶2包括粉碎搅拌器3；所述粉碎搅拌器3用于粉碎生活垃圾，并使生活垃圾成液体。
所述发动机1、原料桶2、泥浆泵5、预热器6、氧化剂泵8、氧化剂存储罐9、过滤器10、固液分离器13、冷却器14、反应器15流体控制阀4、三通阀7以及背压阀11通过流体管道相互连接。
所述氧化剂包括氧气、空气、H2O2、Cl2或ClO2中的任一种或任多种；所述氧化剂为液体或气体。
本发明还提供了一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置的控制方法，包括利用上述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置对生活垃圾进行处理的步骤。
优选地，本发明提供的水热法处理生活垃圾的连续式中试装置的工作压力为0.1-30Mpa，处理生活垃圾的能力优选的为大于每小时1千克。
下面描述本发明提供的水热法处理生活垃圾的连续式中试装置的工作原理：
将生活垃圾(含餐厨垃圾)，例如，100kg粉碎后的混合液体加入原料桶2中，记为原料液，开启泥浆泵5，将原料液加压至反应所需压力后输送进入反应系统，原料液经预热器6进行加热至一定温度后，与经高压氧化剂泵输送进入系统的氧化剂进行混合，混合后的液体进入反应器15中；反应结束后的液体经冷却器14冷却后降至较低温度，在固液分离器13中分离出固体残渣，后经背压阀11减压后从系统中输出，进入产品储存罐12中。上述提到的反应系统包括预热器6、反应器15以及冷却器14。
本发明上述提到的高压、中压、高温、低温等均为相对值，可以理解为，中压的压力小于高压，高温的温度高于低温。上述提到的高压、中压、高温、低温的部件，均为本领域技术人员公知常识。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，其特征在于，包括发动机(1)、原料桶(2)、泥浆泵(5)、预热器(6)、氧化剂泵(8)、氧化剂存储罐(9)、过滤器(10)、固液分离器(13)、冷却器(14)以及反应器(15)；
所述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，还包括控制连接机构；
所述发动机(1)、原料桶(2)、泥浆泵(5)、预热器(6)、氧化剂泵(8)、氧化剂存储罐(9)、过滤器(10)、固液分离器(13)、冷却器(14)以及反应器(15)通过控制连接机构紧固连接。
2.根据权利要求1所述的水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，其特征在于，所述控制连接机构包括流体控制阀(4)、三通阀(7)以及背压阀(11)；
所述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，还包括产品储存罐(12)；
所述发动机(1)、原料桶(2)均通过流体控制阀(4)、泥浆泵(5)连接至预热器(6)；
所述预热器(6)通过三通阀(7)、氧化剂泵8连接至氧化剂存储罐(9)；
所述预热器(6)通过三通阀(7)连接至反应器(15)；
所述反应器(15)通过流体控制阀(4)连接至冷却器(14)；
所述冷却器(14)通过流体控制阀(4)连接至固液分离器(13)；
所述固液分离器(13)通过过滤器(10)、背压阀(11)连接至产品储存罐(12)。
3.根据权利要求1所述的水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，其特征在于，所述发动机(1)连接至原料桶(2)的进口；
所述原料桶(2)的出口通过流体控制阀(4)、泥浆泵(5)连接至预热器(6)的进口；
所述预热器(6)的出口通过三通阀(7)、氧化剂泵(8)连接至氧化剂存储罐(9)的进口；
所述预热器(6)的出口通过三通阀(7)连接至反应器(15)的进口；
所述反应器(15)的出口通过流体控制阀(4)连接至冷却器(14)的进口；
所述冷却器(14)的出口通过流体控制阀(4)连接至固液分离器(13)的进口；
所述固液分离器(13)的出口通过过滤器(10)、背压阀(11)连接至产品储存罐(12)的进口。
4.根据权利要求3所述的水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，其特征在于，生活垃圾的路径为从原料桶(2)的出口通过流体控制阀(4)、泥浆泵(5)连接至预热器(6)的进口；
所述预热器(6)的出口通过三通阀(7)连接至反应器(15)的进口；
同时，氧化剂从氧化剂存储罐(9)通过氧化剂泵(8)、三通阀(7)连接至反应器(15)的进口；
所述反应器(15)的出口通过流体控制阀(4)连接至冷却器(14)的进口；
所述冷却器(14)的出口通过流体控制阀(4)连接至固液分离器(13)的进口；
所述固液分离器(13)的出口通过过滤器(10)、背压阀(11)连接至产品储存罐(12)的进口。
5.根据权利要求1所述的水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，其特征在于，所述原料桶(2)包括粉碎搅拌器(3)；
所述粉碎搅拌器(3)用于粉碎生活垃圾，并使生活垃圾成液体。
6.根据权利要求1所述的水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，其特征在于，所述发动机(1)、原料桶(2)、泥浆泵(5)、预热器(6)、氧化剂泵(8)、氧化剂存储罐(9)、过滤器(10)、固液分离器(13)、冷却器(14)、反应器(15)流体控制阀(4)、三通阀(7)以及背压阀(11)通过流体管道相互连接。
7.根据权利要求1所述的水热法处理生活垃圾的连续式中试装置，其特征在于，所述氧化剂包括氧气、空气、H2O2、Cl2或ClO2中的任一种或任多种；
所述氧化剂为液体或气体。
8.一种水热法处理生活垃圾的连续式中试装置的控制方法，其特征在于，包括利用权利要求1至9所述水热法处理生活垃圾的连续式中试装置对生活垃圾进行处理的步骤。
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