CN210656627U - 用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置及其系统 - Google Patents

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刘志浩
张新
吴国山
梅礼元
徐安琪
杜杨
廖劲伟
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Abstract

本实用新型的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置及其系统,通过在内胆中嵌入至电阻丝,可以通过电阻丝通电,实现对反应罐内的温度快速升温至多种混合有机垃圾处理温度,同时,利用进气口可以向反应罐内鼓入气体,以实现对反应罐内压力快速升压的目的,为形成浆液状的多种混合有机垃圾进行快速的高温灭菌,并迫使有机垃圾的结构和性状发生变化,同时,反应产生的气体可以通过泄压阀向外导出,并利用循环入口和循环出口,可以向容纳腔内导入冷却水,以实现对反应罐内温度快速降温,并配合本实用新型还在反应罐内设置搅拌叶,通过搅拌叶在反应罐中的搅拌与混合,以提高有机混合垃圾的均质酸化热水解反应。

Description

用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置及其系统
技术领域
本实用新型涉及有机垃圾处理设备技术领域,更具体地,涉及一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置及其系统。
背景技术
我国2011年颁布《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》中对污水处理后剩余的污泥进行水热处理的技术介绍如下:水热处理技术是将污泥加热,在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解,破坏污泥有机胶体结构,改善脱水性能和厌氧消化性能的技术,也称热调质。水热处理技术按照处理过程是否加入氧化剂,把水热处理分成热水解和湿式氧化两种。污泥的热水解通常被称作污泥处置技术路线中的关键技术,用于污泥的减量化、稳定化、无害化或者资源化利用组合工艺中的单元环节。
传统污泥热水解技术系统中,通常包括均质浆化、水热反应、闪蒸卸料等主要单元环节。如中国专利文献CN202465470U公开了一种污泥水热干化处理装置的水热反应器,其包括顺序连接的均质反应器、浆化反应器、水热反应器和闪蒸反应器,所述水热反应器包括反应器反应罐、搅拌器和至少一个用于向所述反应器罐体内通入蒸汽的蒸汽管,所述反应器罐体的物料入口设置与反应器罐体的侧壁的上部,物料出口设置于反应器罐体的底部,自浆化反应器输出的污泥物料自物料入口输入至反应器罐体内,所述物料出口与所述污泥水热干化处理装置的闪蒸反应器的物料入口连通,所述反应器罐体架设在支撑裙座上,所述搅拌器伸入至反应器罐体内部搅拌反应器罐体内的物料,所述蒸汽管设置于所述反应罐体的内胆设置。上述技术中通过设置顺序连接的所述均质反应器、浆化反应器和水热反应器来实现进行闪蒸之前的关于污泥物料的均质浆化与热水解反应。但是因为污泥粘度高、流动性差、比热容大以及传热传质效果差等特性,使得上述技术中顺序连接的反应器装置中,当污泥含固率较高时,存在污泥物料在各个反应器中流转困难,且存在搅拌困难造成浆化不完全的现象,进而使得处理后的污泥的污泥比阻和毛细吸水指标难以达到后续加工的指标,造成污泥厌氧消化处理效果差,处理时间周期长的问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种占地面积小、生产效率高且厌氧处理效果好的用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置及其系统,以解决上现有有机垃圾进行均质水解时厌氧消化时间处理时间长且效果差的技术问题。
根据本实用新型的一个方面,提供一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,包括反应罐、搅拌电机和搅拌杆,所述反应罐包括内胆和外壁,所述外壁间隔套装在所述内胆外形成一容纳腔,所述内胆中嵌入有电阻丝,且所述容纳腔的上部外接循环入口,并在所述容纳腔底部设有循环出口,所述反应罐上设有进料口,所述反应罐的底部设有出料口;且所述反应罐上还设有进气口和释压阀;所述搅拌电机装设在所述反应罐的顶部,所述搅拌电机的输出轴向所述反应罐内延伸与所述搅拌杆相连,所述搅拌杆上装设有搅拌叶。
在上述方案基础上优选,所述搅拌叶包括呈矩形的搅拌框和叶片,所述搅拌框包括两个横杆和两个竖杆,所述横杆平行设置并通过所述竖杆相连,所述叶片呈螺旋式设置在所述搅拌杆上,所述叶片设置在所述竖杆靠近所述搅拌杆一侧的外壁上。
在上述方案基础上优选,所述搅拌杆的底部装设有搅拌环,所述搅拌环与所述反应罐的截面适配。
在上述方案基础上优选,还包括一助搅拌器,所述助搅拌器包括呈U字型的搅拌架,所述搅拌架的底部与所述反应罐底部适配,所述搅拌架的两侧装设有刮片,所述搅拌架的中部通过所述搅拌杆的底部相连。
在上述方案基础上优选,所述刮片截面呈三角形,所述刮片的凸起与所述内胆适配。
在上述方案基础上优选,所述内胆的顶部装设有喷淋头,所述喷淋头与所述反应罐的中心轴线呈45度夹角设置,且所述喷淋头为多个。
本实用新型还提供了一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解系统,包括如上任一项所述的均质酸化热水解装置。
在上述方案基础上优选,还包括浆化罐、气液分离罐和进料泵,所述进料泵通过所述浆化罐与所述均质酸化热水解装置的反应罐进料口相连通,所述气液分离罐通过所述释压阀与所述反应罐相连通。
在上述方案基础上优选,所述浆化罐为双层结构,包括外壳和内胆,所述外壳与所述内胆间隔密封式相连,所述外壳与内胆之间形成容置腔,所述循环出口与所述容置腔的入口相连通,并在所述容置腔的底部设有导出口。
本实用新型的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,通过在内胆中嵌入至电阻丝,可以通过电阻丝通电,实现对反应罐内的温度快速升温至多种混合有机垃圾处理温度,同时,利用进气口可以向反应罐内鼓入气体,以实现对反应罐内压力快速升压的目的,为形成浆液状的多种混和有机垃圾进行快速的高温灭菌,并迫使有机垃圾的结构和性状发生变化,同时,反应产生的气体可以通过泄压阀向外导出,并利用循环入口和循环出口,可以向容纳腔内导入冷却水,以实现对反应罐内温度快速降温,并配合本实用新型还在反应罐内设置搅拌叶,通过搅拌叶在反应罐中的搅拌与混合,以提高有机混合垃圾的均质热水解反应。
本实用新型还提供了一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解系统,包括以上的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,通过将反应罐的容纳腔中升温后的冷却水倒入浆化罐中,对浆化罐中的有机垃圾进行预加热处理,不仅降低整个系统的能耗,而且,还可以通过对浆化罐内的浆料的预加热处理,以缩短进入反应罐的浆料在其内的反应时间,并保证其反应效果。
附图说明
图1为本实用新型的用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置的结构示意图;
图2为本实用新型的搅拌杆的结构图;
图3为本实用新型的用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。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。
请参阅图1,并结合图2所示,本实用新型的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,包括反应罐10、搅拌电机21和搅拌杆22。
其中,本实用新型的反应罐10包括内胆11和外壁12,外壁12间隔套装在内胆11外形成一容纳腔13,内胆11中嵌入有电阻丝14,且容纳腔13的上部外接循环入口15,并在容纳腔13底部设有循环出口16,反应罐10上设有进料口17,反应罐10的底部设有出料口18;且反应罐10上还设有进气口19和释压阀20;搅拌电机21装设在反应罐10的顶部,搅拌电机21的输出轴向反应罐10内延伸与搅拌杆22相连,搅拌杆22上装设有搅拌叶23。
使用时,通过进料口17向反应罐10的内胆11中导入混合有机垃圾的浆料,并通过电阻丝14接入电源电压产生热量,对内胆11中的混合有机垃圾浆料进行加热处理,使得内胆11中温度迅速升温至70°C左右,与此同时,通过进气口19向反应罐10中鼓入高温蒸汽,通过蒸汽一方面可以配合电阻丝14对反应罐10升温,还可以对反应罐10进行升压,使混合有机垃圾浆料在上述温度和压力下,致使其中部分细菌死亡,并使得其结构和性状发生变化,并有效提高卫生化水平。
同时,本实用新型为了避免反应罐10中部的混合有机垃圾的温度未达到上述的条件,导致其灭菌和结构形状未完全完成其水解反应,从而影响其水解效果,本实用新型还在反应罐的顶部设置搅拌电机21配合搅拌杆22及搅拌叶23,以保证其反应罐10中部的垃圾浆料温度和压力满足水解设定要求值,确保反应罐10中的酸化水解反应效果。
本实用新型还在反应罐10的顶部设置释压阀20,通过释压阀20的作用以实现对反应罐10中压力的快速减压结合容纳腔13的循环出口16和循环入口15导致冷却水,可以私下对反应罐10的快速降温,从而以实现多种混合有机垃圾浆料在反应罐10的闪蒸控制。
为了保证反应罐10中的浆料反应效果,本实用新型的搅拌叶23包括呈矩形的搅拌框24和叶片27,搅拌框24包括两个横杆26和两个竖杆25,横杆26平行设置并通过竖杆25相连形成矩形状,叶片27呈螺旋式设置在搅拌杆22上,叶片27设置在竖杆25靠近搅拌杆22一侧的外壁12上,本实用新型的搅拌杆22穿过两个横杆26向内胆11的底部方向延伸。
当搅拌电机21运作时,带动搅拌杆22旋转,从而使得搅拌框24在内胆11中绕着搅拌杆22做旋转运动,从而利用竖杆25和搅拌杆22上的叶片27作用力在有机垃圾上,以实现内胆11边缘浆料的与中部浆料的混合,以保证其混合效果。
本实用新型的搅拌杆22的底部装设有搅拌环28,搅拌环28与反应罐10的截面适配,优选的本实用新型的搅拌环28上设有单向喷嘴,搅拌环28通过水管外接水泵,以实现对中部的浆料补充水分的目的,保证其混合效果。值得说明的是水管与搅拌杆22平行设置。
进一步的,本实用新型还包括一助搅拌器29,助搅拌器29包括呈U字型的搅拌架30,搅拌架30的底部形状与反应罐10底部形状适配,搅拌架30的两侧装设有刮片31,搅拌架30的中部通过搅拌杆22的底部相连。
优选的,本实用新型的刮片31截面呈三角形,刮片31的凸起与内胆11适配。当搅拌电机21带动搅拌杆22旋转时,助搅拌器29随着搅拌杆22旋转运动,从而带动助搅拌器29的运动,利用助搅拌器29可以增加其浆料的作用时间和面积,同时,刮片31可以避免浆料粘附在内胆上,影响其传热效果。
进一步的,本实用新型还在内胆的顶部装设有喷淋头,喷淋头与反应罐的中心轴线呈45度夹角设置,且喷淋头为多个。利用喷淋头可以在反应罐10不使用或者其内部浆料黏度过大时,喷水进行清洗或者调解浆料浓度。
本实用新型还提供了一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解系统,包括如上任所述的均质酸化热水解装置50。
请参阅图3所示,本实用新型还包括浆化罐40、气液分离罐60和进料泵70,进料泵70通过浆化罐40与均质酸化热水解装置的反应罐10进料口17相连通,气液分离罐60通过释压阀20与反应罐10相连通。优选的,本实用新型的浆化罐40为双层结构,包括外壳和内胆,外壳与内胆间隔密封式相连,外壳与内胆之间形成容置腔,循环出口16与容置腔的入口相连通,并在容置腔的底部设有导出口。
使用时,利用均质酸化热水解装置50中产生的余热对浆化罐40进行预加热处理,以提高其热能利用率,降低其能耗。
本实用新型的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,通过在内胆11中嵌入至电阻丝14,可以通过电阻丝14通电,实现对反应罐10内的温度快速升温至多种混合有机垃圾处理温度,同时,利用进气口19可以向反应罐内鼓入气体,以实现对反应罐内压力快速升压的目的,为形成浆液状的多种混和有机垃圾进行快速的高温灭菌,并迫使有机垃圾的结构和性状发生变化,同时,反应产生的气体可以通过泄压阀向外导出,并利用循环入口15和循环出口16,可以向容纳腔13内导入冷却水,以实现对反应罐10内温度快速降温,并配合本实用新型还在反应罐10内设置搅拌叶23,通过搅拌叶23在反应罐10中的搅拌与混合,以提高有机混合垃圾的均质酸化热水解反应。
本实用新型还提供了一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解系统,包括以上的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,通过将反应罐10的容纳腔13中升温后的冷却水倒入浆化罐40中,对浆化罐40中的有机垃圾浆料进行预加热处理,不仅降低整个系统的能耗,而且,还可以通过对浆化罐40内的浆料的预加热处理,以缩短进入反应罐10的浆料在其内的反应时间,并保证其反应效果。
最后,本申请的方法仅为较佳的实施方案,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,其特征在于,包括反应罐、搅拌电机和搅拌杆,所述反应罐包括内胆和外壁,所述外壁间隔套装在所述内胆外形成一容纳腔,所述内胆中嵌入有电阻丝,且所述容纳腔的上部外接循环入口,并在所述容纳腔底部设有循环出口,所述反应罐上设有进料口,所述反应罐的底部设有出料口;且所述反应罐上还设有进气口和释压阀;所述搅拌电机装设在所述反应罐的顶部,所述搅拌电机的输出轴向所述反应罐内延伸与所述搅拌杆相连,所述搅拌杆上装设有搅拌叶。
2.如权利要求1所述的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,其特征在于,所述搅拌叶包括呈矩形的搅拌框和叶片,所述搅拌框包括两个横杆和两个竖杆,所述横杆平行设置并通过所述竖杆相连,所述叶片呈螺旋式设置在所述搅拌杆上,所述叶片设置在所述竖杆靠近所述搅拌杆一侧的外壁上。
3.如权利要求2所述的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,其特征在于,所述搅拌杆的底部装设有搅拌环,所述搅拌环与所述反应罐的截面适配。
4.如权利要求2所述的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,其特征在于,还包括一助搅拌器,所述助搅拌器包括呈U字型的搅拌架,所述搅拌架的底部与所述反应罐底部适配,所述搅拌架的两侧装设有刮片,所述搅拌架的中部通过所述搅拌杆的底部相连。
5.如权利要求4所述的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,其特征在于,所述刮片截面呈三角形,所述刮片的凸起与所述内胆适配。
6.如权利要求4所述的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解装置,其特征在于,所述内胆的顶部装设有喷淋头,所述喷淋头与所述反应罐的中心轴线呈45度夹角设置,且所述喷淋头为多个。
7.一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解系统,其特征在于,包括如权利要求1-5任一项所述的均质酸化热水解装置。
8.如权利要求7所述的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解系统,其特征在于,还包括浆化罐、气液分离罐和进料泵,所述进料泵通过所述浆化罐与所述均质热水解装置的反应罐进料口相连通,所述气液分离罐通过所述释压阀与所述反应罐相连通。
9.如权利要求8所述的一种用于多种混合有机垃圾处理的均质酸化热解系统,其特征在于,所述浆化罐为双层结构,包括外壳和内胆,所述外壳与所述内胆间隔密封式相连,所述外壳与内胆之间形成容置腔,所述循环出口与所述容置腔的入口相连通,并在所述容置腔的底部设有导出口。
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CN113351619A (zh) * 2021-05-24 2021-09-07 中国科学院过程工程研究所 一种可控气氛复合动态热解装置及基于该装置的废物料无害化处理方法

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