CN202175604U - 处理高固体含量流体的高温高压流水热装置 - Google Patents

Abstract

一种环保领域的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，包括：顺次连接的注料机、热交换器、反应釜和贮泥罐，并且贮泥罐与热交换器相连。所述的热交换器和反应釜之间设有进料阀，反应釜和贮泥罐之间设有出料阀。所述的进料阀设置在反应釜的顶部，出料阀设置在反应釜的底部。所述的反应釜为中空的圆柱状密闭反应器，其外壁的上部设有出气口，出气口连接着压力表和阀门。本实用新型的优点：处理速度快、能量利用率高、操作运行方便、易扩大生产规模等；可在连续式高温高压水氧化设备基础上发展连续式高温高压水热法处理固体废弃物设备；且所述的反应釜可以在亚临界状态下运行。

Description

处理高固体含量流体的高温高压流水热装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种环境保护技术领域的装置，具体是一种处理高固体含量(如含水率为85％的污泥)流体的高温高压流水热装置。 

背景技术

随着城市化进程的加快和污水处理率的逐年提高，我国城市污水处理厂污泥产生量急剧增加。但是目前我国大部分城市的污泥处置仅以简单填埋或堆放为主，这使得“污泥围城”现象已开始在我国一些城市出现并逐渐蔓延，而这既对水体、大气、生物和人类健康产生了巨大危害，造成了二次污染，而且还对当地生态环境的安全形成了巨大隐患。因此处置数量巨大且增长迅速的城市污泥的任务已经迫在眉睫了。 

连续式亚临界水热设备是指以水为介质，利用其在高温高压条件(温度＞200℃，P＞21.5MPa)下快速传质、传热、反应的特性来实现连续分解有机物的设备系统，主要由物料连续输送系统、加热炉、反应釜、热交换器、物料分离回收系统等组成。 

与传统水解技术相比，亚临界水热水解反应技术为绿色环保技术，具有运行过程无需添加药剂，也不必蒸发水分等优点。而其中污泥加压水热反应法快速处理技术便是利用水热反应(10-12MPa，300-320℃高压/高温)，在亚临界条件下将污泥中的大分子有机物(如蛋白质等)在短时间(1分-5分)内转换为低分子有机物(如葡萄糖，氨基酸等)，从而大大提高了对高含水率污泥的脱水效果。该技术具有如下优点：(1)污泥无害化、减量化快速，且无二口恶英等有害物质的产生，无臭气产生。(2)经水热反应后污泥彻底含水率可降低至约20％，能够短时间内完成堆肥化，从而大大提高了污泥的减量化效率；(3)还可以与厌氧消化相组合达到高效沼气生产，可大大提高有机物转化为沼气的效率以及污泥的资源化水平；(4)由于水热温度远低于焚烧法(850℃以上)，所以建设费及运行费也远低于焚烧法。 

经过对现有技术的检索发现，中国专利公开号CN101941017A，公开日期2011年1月2日，记载了一种智能型有机固废亚临界水资源化处理成套设备及系统，它包括预处理装置，输送装置，主处理反应釜，供热装置，尾产物运输装置，废气处理装置和智能化全自动控制装置，整套设备自动化程度较高，节能高效，布置紧凑，但是其核心主处理反应釜采用序批列式反应，同连续性的反应釜相比，在处理速度，能量利用率，和规模生产扩大等方面还存在着一定的限制。 

目前在利用水热法处理污泥设备中存在反应器实现连续性生产难度大、反应器耗能高、能 量利用不充分、处理效果不佳等缺陷或不足。针对连续式亚临界水热法处理污泥废弃物设备目前在市场上还是个空白。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，在高温高压(温度＞200℃，P＞21.5MPa)水热反应产生的泥浆可以连续从装置的底部分离排出，这样不易造成设备堵塞，而且可连续处理高固体含量流体；使反应快速进行，提高处理效率，节约能量。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：顺次连接的注料机、热交换器、反应釜和贮泥罐，并且贮泥罐与热交换器相连。 

所述的热交换器和反应釜之间设有进料阀，反应釜和贮泥罐之间设有出料阀。 

所述的进料阀设置在反应釜的顶部，出料阀设置在反应釜的底部。 

所述的反应釜为中空的圆柱状密闭反应器，其外壁的上部设有出气口，出气口连接着压力表和阀门。 

所述的反应釜由耐久性和耐高温性的钢或不锈钢制成，包括：釜体、作为传热装置的釜内蛇管、磁力搅拌装置和轴封装置。 

所述的热交换器为壳管式换热器，包括：壳体、管束和管板，其中壳体的内部设置有管束，管束的两端固定在管板上。 

所述的壳体上设置有若干挡板。进行换热的冷热两种流体，一种在管束内流动，另一种在管束外流动，挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。 

所述的贮泥罐的内部设有控制阀，其底部连接有排料阀。 

所述的控制阀位于贮泥罐的沉淀室和储泥仓之间。 

所述的进料阀、出料阀和排料阀均为电动阀。 

所述的注料机为柱塞泵，包括：动力电机、曲轴连杆、十字头、往复式柱塞、盘根盒和箱体，其中：动力电机连接曲轴连杆和十字头，曲轴连杆连接往复式柱塞，往复式柱塞由盘根盒连接在箱体内。 

同序批式反应釜相比，本实用新型具有如下优点：处理速度快、能量利用率高、操作运行方便、易扩大生产规模等；可在连续式高温高压水氧化设备基础上发展连续式高温高压水热法处理固体废弃物设备；且所述的反应釜可以在亚临界状态下运行。 

附图说明

图1为本实用新型的连接示意图。 

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。 

实施例 

如图1所示，本实施例包括：顺次连接的注料机1、热交换器2、反应釜3和贮泥罐4，并且贮泥罐4与热交换器2相连。 

所述的热交换器2和反应釜3之间设有进料阀5，反应釜3和贮泥罐4之间设有出料阀6。 

所述的进料阀5设置在反应釜3的顶部，出料阀6设置在反应釜3的底部。 

所述的反应釜3为中空的圆柱状密闭反应器，其外壁的上部设有出气口，出气口连接着压力表和阀门。 

所述的反应釜3由耐久性和耐高温性的钢或不锈钢制成，主要由釜体、作为传热装置的釜内蛇管、磁力搅拌装置和轴封装置组成。 

所述的热交换器2为壳管式换热器，包括：壳体、管束和管板，其中壳体的内部设置有管束，管束的两端固定在管板上。 

所述的壳体上设置有若干挡板。进行换热的冷热两种流体，一种在管束内流动，另一种在管束外流动，挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。 

所述的贮泥罐4的内部设有控制阀，其底部连接有排料阀7。 

所述的控制阀位于贮泥罐4的沉淀室和储泥仓之间。 

所述的进料阀5、出料阀6和排料阀7均为电动阀。 

所述的注料机1为柱塞泵，包括动力电机、曲轴连杆、十字头、往复式柱塞、盘根盒和箱体，其中：动力电机连接曲轴连杆和十字头，曲轴连杆连接往复式柱塞，往复式柱塞由盘根盒连接在箱体内。 

运行流程为： 

第一步：系统在反应釜3低压时打开进料阀门5，关闭出料阀6和排料阀7，通过注料机1进料，完成一定进料量后，关闭进料阀5；第二步：运行反应釜3，让压力升高到亚临界水热甚至超临界状态进行反应；第三步：反应釜3的底部设有出料阀6，经过一段时间反应完成后打开反应釜下部出料阀6，可使反应釜3中物料流入到位于其下部的贮泥罐4，而贮泥罐4底部的排料阀7可定期打开排泥，排泥的速率可由贮泥罐4内部的沉淀室和储泥仓间的控制阀的开关程度控制，而水蒸汽从贮泥罐4的上部流出进入热交换器2，加热注料机1输送进入热交 换器2中的物料；此时反应釜3中的压力因为其下部排料阀7打开放料而降低，第四步：可以再关闭排料阀7，打开进料阀5和启动注料机1，进入下一个处理循环。 

Claims (10)

1.一种处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征在于，包括：顺次连接的注料机、热交换器、反应釜和贮泥罐，贮泥罐与热交换器相连。

2.根据权利要求1所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的热交换器和反应釜之间设有进料阀，反应釜和贮泥罐之间设有出料阀。

3.根据权利要求2所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的进料阀设置在反应釜的顶部，出料阀设置在反应釜的底部。

4.根据权利要求1-3任一所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的反应釜为中空的圆柱状密闭反应器，其外壁的上部设有出气口，出气口连接着压力表和阀门。

5.根据权利要求1或2所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的热交换器为壳管式换热器，包括：壳体、管束和管板，其中：壳体的内部设置有管束，管束的两端固定在管板上。

6.根据权利要求1或2所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的贮泥罐的内部设有控制阀，其底部连接有排料阀。

7.根据权利要求6所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的控制阀位于贮泥罐的沉淀室和储泥仓之间。

8.根据权利要求2或3所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的进料阀和出料阀均为电动阀。

9.根据权利要求6所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的排料阀为电动阀。

10.根据权利要求1所述的处理高固体含量流体的高温高压流水热装置，其特征是，所述的注料机为柱塞泵，包括：动力电机、曲轴连杆、十字头、往复式柱塞、盘根盒和箱体，其中： 动力电机连接曲轴连杆和十字头，曲轴连杆连接往复式柱塞，往复式柱塞由盘根盒连接在箱体内。