CN201062237Y - 含有机废弃物的连续处理装置 - Google Patents

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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Abstract

本实用新型涉及废弃物的处理，本实用新型公开的一种含有机废弃物的连续处理装置，设有粉碎机、称量配料输送机、配料仓、柱塞泵、高温消解反应釜、高温螺旋挤压机、重金属沉淀分离系统、多效蒸发系统、稳定反应釜、闪蒸控制螺旋输送机、闪蒸干燥机、旋风分离机、高压风机、高压蒸汽入口、液氨入口，本实用新型能够使物料可控、稳定、连续地在封闭条件下完成处理过程，将含有机废弃物转化为对环境友善的有机肥料，而且还具有消耗低，节约能源的特点。

Description

含有机废弃物的连续处理装置
技术领域
本实用新型涉及废弃物的处理，具体涉及含有机废弃物的连续处理装置。
背景技术
含有机废弃物是伴随人们生产`生活而产生的一类物质的统称，例如城市生活垃圾`粪便`城市水处理厂污泥`糖渣`糠醛渣`酒糟`木糖醇渣`作物秸秆`养殖场粪便等，如处置不当便会对周围环境造成污染，目前国际国内处理上述废弃物的方法达到实用规模的主要有填埋法，焚烧法和堆肥法；这些方法都存在着各自的问题，填埋法要占用大量土地，在自然消解完成前的几十年漫长时间里都是危险的潜在污染源，当发生战争`地质灾害`或气象灾害如洪水时都可能破坏其埋藏条件，造成对水源的污染，现在还不能在技术上完全收集消解过程中产生的甲烷气，致使这种具有明显温室效应的气体进入大气造成环境恶化，在完成设计的填埋量之前基本上就是一个开放的垃圾堆，对周围的影响是不言而喻的，对完成消解过程后土地的重新利用也只是在探索之中。焚烧法需要消耗燃料，组织燃烧的条件不理想，其运行的稳定性受废弃物含水量和可燃物的含量影响较大，当偏离设计运行条件时会产生大量的污染性气体，如二恶因氮氧化物硫氧化物一氧化碳等；即使在正常运行条件下对气体排放物的处置过程实际就是污染物转移过程，洗涤吸收后的气体排放物虽然能够达标，但吸收了污染气体的吸收液实际上就是一种新的污染源；上述两种方法的另一个致命的缺点就是其在经济上依赖政府的资金补贴才能得以实施，所以现在仍有大量废弃物未经任何处理。堆肥法的缺点在于有大量含甲烷的发酵气排入大气，发酵过程较长，因其核心还是逐级氧化分解过程，致使其中的大量有机质流失，制得的肥料肥效较低，难以商品化，表面上看起来处理成本较低但仍要依靠政府的补贴资金才能维系。现在还有一种以高温水解为基础的小规模试探性处理方法，其做法是将废弃物装入一个底部有出料阀门的高压容器，而后通入高温高压蒸汽进行水解，完成水解后突然打开底部出料阀门以喷爆的方式实现出料，其致命的缺点就是间歇式处理装置导致的一系列问题，第一就是由于废弃物成分的复杂性出现了大量的已认识和尚未认识的中间产物，其中的相当大部分在喷爆时会以气态进入大气造成污染；第二是在间歇工况下常规的余热回收方式难以实施导致相当高的能耗；第三是由于大部分含有机废弃物常温下容重较低，致使装置的装料量很低，也就导致了处理能力低下，不得已的情况下采用多次装料，在每次装料之间封闭进料口通一次蒸汽，这就进一步强化了前面提到的两项缺点；第四是恶劣的工作环境和较大的劳动强度以及喷爆所带来事故隐患，伴随着周期性的巨大喷爆噪音，大量热量和酸性气体被排放到工作环境。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型所要解决的问题是提供一种含有机废弃物的连续处理装置，从而使物料可控、稳定、连续地在封闭条件下完成处理过程，将含有机废弃物转化为对环境友善的有机肥料，并达到消耗低，节约能源的效果。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本实用新型采取以下方案：
本实用新型的含有机废弃物的连续处理装置，设有粉碎机、称量配料输送机、配料仓、柱塞泵、高温消解反应釜、高温螺旋挤压机、重金属沉淀分离系统、多效蒸发系统、稳定反应釜、闪蒸控制螺旋输送机、闪蒸干燥机、旋风分离机、高压风机，高压蒸汽入口、液氨入口，其中，粉碎机通过称量配料输送机与配料仓上部连接，配料仓的下部通过柱塞泵与高温消解反应釜上部连接，高温消解反应釜的下部通过高温螺旋挤压机与稳定反应釜连接，稳定反应釜底部通过闪蒸控制螺旋输送机与闪蒸干燥机连接，闪蒸干燥机通过旋风分离机和高压风机反馈连接至配料仓的下部；所述高温螺旋挤压机的下部还与重金属沉淀分离系统的上部连接，重金属沉淀分离系统的底部与旋液分离器连接，旋液分离器与多效蒸发系统连接，多效蒸发系统与稳定反应釜上部连接；所述高压蒸汽入口位于高温消解反应釜的下部，所述液氨入口位于稳定反应釜下部。
其中，所述柱塞泵是动力阀柱塞泵或S型摆管柱塞泵。
其中，所述高温消解反应釜和稳定反应釜内按需要可以设有搅拌器。
其中，所述高温螺旋挤压机能够由限流螺旋输送机替换，并将其固定在一个能承受高温、高压的密封容器内。
(三)有益效果
本实用新型与已有技术相比，由于采用以上技术方案，能够使物料可控、稳定、连续地在封闭条件下完成处理过程，操作安全，劳动强度小，对环境无污染；能够将含有机废弃物转化为符合国家还田要求的有机肥料；而且，本实用新型还具有消耗低，节约能源的特点。
附图说明
图1是本实用新型的总体结构示意图；
图中：1、粉碎机；2、配料仓；3、柱塞泵；4、高温消解反应釜；5、高温螺旋挤压机；6、稳定反应釜；7、闪蒸控制螺旋输送机；8、闪蒸干燥机；9、重金属沉淀分离系统；10多效蒸发系统；11、旋风分离机；12、高压风机；13、称量配料输送机；14、高压蒸汽入口；15、液氮入口；16、旋液分离机。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型的一种含有机废弃物的连续处理装置，由粉碎机1、称量配料输送机13、配料仓2、柱塞泵3、高温消解反应釜4、高温螺旋挤压机5、重金属沉淀分离系统(一个罐)9、多效蒸发系统10、稳定反应釜6、闪蒸控制螺旋输送机7、闪蒸干燥机8、旋风分离机16、高压风机12，高压蒸汽入口14、液氨入口15组成。本发明通过称量配料输送机13从粉碎机1出料口连接至配料仓2上部入料口，由柱塞泵3及输送管路从配料仓2底部出料口连接到高温消解反应釜4上部入料口，由高温螺旋挤压机5(或限流螺旋输送机)及输送管路从消解反应釜底部出料口连接到稳定反应釜6上部入料口，由闪蒸控制螺旋输送机7从稳定反应釜6底部出料口连接到闪蒸干燥机8入料口，由旋风分离器11和高压风机12及管路从闪蒸干燥机8出气口连接至配料仓2下部回收气入口，由管路从高温螺旋挤压机5下部出液口连接至重金属反应沉淀分离系统9上部入料口，由管路从重金属反应沉淀分离系统9底部出料口连接至旋液分离器16入料口，由管路从旋液分离器16上部出液口连接至多效蒸发器10入料口，由多效蒸发器10浓缩液出口连接至稳定反应釜6上部入料口前管路的浓浆并线口；在高温消解反应釜5下部有高压蒸汽入口14，在稳定反应釜6上部入料口前部管路和稳定反应釜6下部有液氨入口15。
本实用新型当被处理的废弃物重金属不超标时可以省略重金属沉淀分离系统9及旋液分离机16，含水率小于60％时可以省略多效蒸发系统10；所述的粉碎机1在某些情况下如处理污泥时可以省略；所述的高温螺旋挤压机5和限流螺旋输送机视情况选择其一，具体的说当省略重金属沉淀分离系统9和多效蒸发系统10时选用限流螺旋输送机。
本实用新型工作过程如下：将经过预处理的有机废弃物粉碎至合适粒度送入搅拌仓，并向其中按比例加入浠酸`反应催化剂和重金属萃取剂，配成适应柱塞泵3输送性能的浆料或半浆料，由柱塞泵3将其连续送入高温消解反应釜4，高温消解反应釜4内由通入的高压蒸汽维持180-230摄氏度`1.0-2.7MPa的条件，在此条件下经历30-120分钟，可起到消毒分解的作用，物料中所带有的全部病源体如细菌`病毒`寄生虫及其卵`草籽`孢子等被杀死或被破坏，大部分重金属被溶解进入液相，部分大分子有机物水解为小分子有机物进入液相，产生臭味的物质被分解转化，生物物质`菌团和胶团放出结构水，混入的部分人工合成物快速老化并降解。经高温螺旋挤压机5进行初步固液分离，液相进入重金属反应沉淀分离系统9经旋液分离器16去处重金属沉淀物，去除重金属的液相进入多效蒸发系统进行浓缩，尔后与高温挤压机5排出的固相并线进入稳定反应釜6，当省略高温挤压机5、重金属沉淀分离系统9和多效蒸发系统10时，从高温消解反应釜4排出的物料在限流螺旋输送机内与泵入的碱液混合并在其控制下直接送入稳定反应釜6，在0.5-0.8MPa 150-170摄氏度的条件下与送入的含氨物质反应30-60分钟使N以-NH4或-O-NH4的形式与多碳链物质结合使双方都得以稳定，其它不稳定的反应产物其较活泼的键会与-NH4结合得以稳定，当然这里的稳定是从肥料的储运使用角度相对而言，我们也把这一过程称为固铵；完成固铵的物料在闪蒸控制螺旋输送机的控制下进入闪蒸干燥机8进行闪蒸，排除掉部分水分，闪蒸汽含有氨气，通过旋风分离器11和高压风机12将其送回配料仓进行热量和氨回收；初步干燥的物料在闪蒸干燥机8出料口排出系统至后续工艺。自高温消解反应釜4至闪蒸口存在着一个较大的压力降，物料便是在这一压力降和其间螺旋输送机的协同作用下，受控地连续走完全程。
下面对照图进行说明。如图1所示，将经分选的城市生活垃圾120mm筛下物送入粉碎机1，粉碎至小于12mm后送入搅拌仓，按比例加入洛合剂`催化剂`稀酸等充分搅拌至适合柱塞泵泵送性能的半浆料，同时由回收单元送回的含氨蒸汽在此冷凝，放出冷凝热将物料加热至约95摄氏度，其中的氨被稀酸吸收；搅拌均匀的物料到达底部时，被搅拌器末端螺旋强制送入S型摆管柱塞泵3，并由柱塞泵3将其泵入通有1.2MPa蒸汽的高温消解反应釜4，从上至下要经历50分钟的历程，可起到消毒分解的作用，物料中所带有的全部病源体如细菌`病毒`寄生虫及其卵`草籽`孢子等被杀死或被破坏，大部分重金属被溶解进入液相，部分大分子有机物水解为小分子有机物进入液相，分解反应产生的杂糖`醇`醛`酸`脂等与铵一起进一步和物料中的无机成分反应产生具有自催化作用的物质，并通过螯合作用促使部分无机物溶解，产生臭味的物质被分解转化，以及一些至今尚未完全认识的物理化学变化，生物物质`菌团和胶团放出结构水，混入的部分人工合成物快速老化并降解。经高温螺旋挤压机5进行初步固液分离，液相进入重金属沉淀分离系统9，去除重金属的液相进入多效蒸发系统10进行浓缩，尔后与高温挤压机5排出的固相并线，与泵入的碱液混合并在其控制下送入稳定反应釜6，在0.6MPa 160摄氏度的条件下与送入的氨反应40分钟使N以-NH4或-O-NH4的形式与多碳链物质结合使双方都得以稳定，其它不稳定的反应产物其较活泼的键会与-NH4结合得以稳定，当然这里的稳定是从肥料的储运使用角度相对而言，我们也把这一过程称为固铵；完成固铵的物料在闪蒸控制螺旋输送机7的控制下进入闪蒸干燥机8进行闪蒸，排除掉部分水分，闪蒸汽含有氨气，通过旋风分离器11和高压风机12将其送回配料仓2进行热量和氨回收；初步干燥的物料在闪蒸干燥机出料口排出系统至后续工艺。自高温消解反应釜4至闪蒸口存在着一个较大的压力降，物料便是在这一压力降和其间螺旋输送机的协同作用下，受控地连续走完全程。经实际检测通过上述装置过程的处理，产物的所有理化指标都能达到国家还田的有关法规要求，并且富营养`富有机质含量和具有适度的水溶性`保水性`适用的稳定性，并且实现了工厂化`快速化全封闭无中间产物泄露地处理含有机废弃物的处理过程。
本实用新型所述柱塞泵3采用中联重科股份有限公司生产的ZLJ5110PHD型S摆管。
本实用新型所述高温螺旋挤压机5采用郑州鼎力干燥设备有限公司生产的500型螺旋挤压脱水机。

Claims (4)

1.一种含有机废弃物的连续处理装置，其特征在于：设有粉碎机、称量配料输送机、配料仓、柱塞泵、高温消解反应釜、高温螺旋挤压机、重金属沉淀分离系统、多效蒸发系统、稳定反应釜、闪蒸控制螺旋输送机、闪蒸干燥机、旋风分离机、高压风机，高压蒸汽入口、液氨入口，其中，粉碎机通过称量配料输送机与配料仓上部连接，配料仓的下部通过柱塞泵与高温消解反应釜上部连接，高温消解反应釜的下部通过高温螺旋挤压机与稳定反应釜连接，稳定反应釜底部通过闪蒸控制螺旋输送机与闪蒸干燥机连接，闪蒸干燥机通过旋风分离机和高压风机反馈连接至配料仓的下部；所述高温螺旋挤压机的下部还与重金属沉淀分离系统的上部连接，重金属沉淀分离系统的底部与旋液分离器连接，旋液分离器与多效蒸发系统连接，多效蒸发系统与稳定反应釜上部连接；所述高压蒸汽入口位于高温消解反应釜的下部，所述液氨入口位于稳定反应釜下部。
2.如权利要求1所述的一种含有机废弃物的连续处理装置，其特征在于：所述柱塞泵是动力阀柱塞泵或S型摆管柱塞泵。
3.如权利要求1所述的一种含有机废弃物的连续处理装置，其特征在于：所述高温消解反应釜和稳定反应釜内按需要可以设有搅拌器。
4.如权利要求1所述的一种含有机废弃物的连续处理装置，其特征在于：所述高温螺旋挤压机由限流螺旋输送机替换，并将其固定在一个能承受高温、高压的密封容器内。
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