CN213334316U - 高温雾化水解装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高温雾化水解装置是采用水解处理原料中内含有机类的废弃物，包含：一处理容器以及一蒸气管路，其中，所述处理容器内部形成流动空间，且流动空间具有可以将原料进行分解处理成制品的搅拌装置，而处理装置外部具有将原料输送进流动空间的一原料投入口以及将制品排出的一制品排出口；所述蒸气管路连接于处理容器外部，包含多数将蒸气供给处理容器的供给管线以及至少一将蒸气由处理容器的排出管线，其中，排出管线的总容积是处理容器的总容积3～10倍。

Description

高温雾化水解装置及系统

技术领域

本实用新型涉及一种分解处理有机类废弃物的水解装置，特别是指一种具有多个蒸气供给源的高温雾化水解装置。

背景技术

一般的有机类废弃物，例如：(a)鱼、贝类等水产加工品残渣、(b)下水道、食品工厂排水、污水下水道抽出等各种污泥、(c)生产过剩的废弃野菜、菜渣、菜屑、豆腐渣、路树的断枝、木屑、麦草、稻草以及稻壳等农作物及农作物加工品残渣、(d)烧酒挤压出的渣、清酒工艺产生的渣、水果酒、酱油、茶叶以及果汁等饮料品的残渣、(e)家庭垃圾、塑料等都市垃圾、以及(f)从工厂排出的产业废弃物等，大多都是采用破碎、干燥、燃烧以及掩埋等一般处理方式。

在使用破碎、干燥、燃烧以及掩埋等处理方式，往往都会造成环境上的污染，而且在遇到了含有水分特性的含水废弃物，通常都是被焚化厂所拒绝接收，且在进行焚化处理过程之前，都是需要经过复杂的前置处理，惟所述等前置处理过程都非常耗费成本。

此外，若是采用掩埋处理方式，常会散发出令人厌恶的恶臭，影响到周遭的空气质量，且恶臭空气若受到风吹影响可能会传播的更广，除此之外，进行掩埋需要大量的土地面积以及高达1～3个月的时间分解，在目前环保意识提升的情况下，掩埋处理方式已经越来越不适合在目前已开发社会中。

然而，为了将有机废弃物进行妥善处理并再加以利用，技术中已有将有机类废弃物水解处理来做成肥料等制品。

在中国台湾专利文献2011-011129号公报中所记载的水解处理装置，因为在处理容器仅单一个蒸气供给口，让处理容器的内部温度和压力无法快速达到均一，对有机类废弃物来说，将会造成水解处理无法在处理容器中均衡。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的主要目的在于：提供一种高温雾化水解装置，利用多数蒸气供给管线将处理容器的内部温度和压力快速达到均一，使有机类废弃物的水解处理达到均衡。

本实用新型的次要目的在于：提供一种高温雾化水解装置，利用生物质能锅炉提供蒸气，以及所述高温雾化水解装置并通过循环利用达到环保效果。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种高温雾化水解装置使内部循环更加平衡，所述高温雾化水解装置包含：

一处理容器，内部形成有一流动空间，所述流动空间具有一将原料进行分解处理成制品的搅拌装置，而外部具有一将原料输送进所述流动空间的原料投入口以及一将制品排出的制品排出口；一蒸气管路，连接于所述处理容器外部，具有多数将蒸气供给所述处理容器的供给管线以及至少一将蒸气由所述处理容器排出的排出管线。

所述的高温雾化水解装置，所述排出管线的总容积是所述处理容器的总容积的3～10倍；所述蒸气管路是具有多数排出管线；所述蒸气管路的供给管线与排出管线分别连接于一控制阀与一球型阀。

所述的高温雾化水解装置，另提供一种高温雾化水解系统，具有一生物质能锅炉将有机物燃烧来产生一给所述高温雾化水解装置利用的蒸气，且所述生物质能锅炉是燃烧所述高温雾化水解装置进行加热水解处理后的制品。

所述的高温雾化水解装置，所述生物质能锅炉具有供给燃料的燃料供给口，所述燃料供给口连接所述排出管线。

与现有技术相比，采用上述技术方案的本实用新型的优点在于：高温雾化水解装置的特点在于利用所述处理容器将原料进行搅拌分解，再通过所述多数供给管路传输蒸气提供给所述处理容器，使所述处理容器的内部温度以及压力提升，使原料的分解效果快速进行并完全分解重组。再者，本实用新型高温雾化水解系统是利用所述生物质能锅炉与所述高温水解装置所生成的个别产物，将蒸气与制品(燃料)互相提供给对方进行循环使用。

此外，本实用新型对含有机类废弃物的原料采用高温雾化水解处理方法来进行分解处理的特殊之处，是在原料投入所述处理容器后，所述处理容器是呈现密封状态，且在原料投入过程中，所述处理容器是以多数个蒸气供给来进行加压以及升温，而进入所述处理容器内部的蒸气和内部水解处理的原料，最后将被制成制品排出，而原料投入或加温升压的其中一者以上的程序也会因为条件的不同，进而影响原料的碎解混合的效果

附图说明

图1为本实用新型高温雾化水解装置的示意图。

附图标记说明：1-高温雾化水解装置；2-处理容器；20-流动空间；21-原料投入口；22-制品排出口；23-蒸气供给口；24-蒸气排出口；25-马达；31-耐压阀； 32-压力计；33-温度计；34-安全阀；4-生物质能锅炉；40-蒸气管路；41-供给管线；42-控制阀；43-球型阀；44-排出管线；45-燃料供给口；46-燃料桶；5-旋风筒；6-桶槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。

在说明本实用新型高温雾化水解装置1之前，首先，针对被水解处理的原料来做说明，被水解处理的原料大多是水产加工品残渣、各种污泥、农作物、农产加工品残渣、饮料品残渣、都市垃圾等含有有机类的废弃物，所述原料最好是已经被破碎成100mm以下的状态，而破碎手段可采用如各种公认的粉碎机，若是水产加工物残渣等较软质的原料则是适合使用单轴粉碎机。

被破碎的原料是以所述高温雾化水解装置1一处理容器2的内容积所合起来一次的量做为计量标准，也可以将原料短暂的储留在一桶槽6里，所述桶槽6 储留原料部分用耐腐蚀的材料制成，可避免水产加工品残渣等酸性或含盐物质的原料伤害所述桶槽6内部。

请参阅图1所示，本实用新型高温雾化水解装置1具有一内部形成有一流动空间20的处理容器2，所述流动空间20具有一将原料进行分解处理成制品的一搅拌装置，而所述处理容器2外部具有一将所述原料输送进所述流动空间20 的原料投入口21以及一将一制品排出的制品排出口22，一蒸气管路40连接于所述处理容器2外部，具有多数个将蒸气供给所述处理容器2的供给管线41以及至少一将蒸气排出所述处理容器2的排出管线44。

如图所示，所述处理容器2是采用操作、制造容易的横式型态，此仅为方便举例说明之用，亦即所述高温雾化水解装置1也可以做成立式型态。

所述处理容器2为了承受内部高压蒸气供给，必须满足压力容器的条件，让所述处理容器2的内容积、直径、板厚、材料以及原料量等条件符合一般压力容器的规定范围。所述处理容器2的耐压性虽然是越高越好，但基于实用和经济考虑，通常会在2MPa～10MPa，最好是在3MPa～8MPa。

所述处理容器2在高温高压且强酸含盐的条件下，原料通常都必须要经过水解处理，为此所述处理容器2的耐压构造内侧，使用抗药性白铁(SUS316)或氟素性系或硅力康系进行表面处理后的高分子薄板较佳，但是实务处理上，通常白铁(SUS304)也可以使用。

此外，所述原料投入口21被做在所述处理容器2的上部，主因做在所述处理容器2的侧面会妨碍后述的搅拌装置运作，也会造成原料投入的困难。另一方面，所述制品排出口22设置在所述处理容器2的下部。

所述原料投入口21与所述制品排出口22两者在开关时皆会和一耐压阀31 做连结，在水解处理时，为了让所述原料投入口21与所述制品排出口22能紧闭，所述耐压阀31的抗压性要和所述处理容器2的抗压性一致，或甚至更高。

为了搅拌混合所述处理容器2的内部原料，所述高温雾化水解装置1具有一马达25所驱动的搅拌装置(无图标)，所述搅拌装置是以桨式搅拌或螺杆式搅拌等公认方式，让所述处理容器2内部的高粘度以及高重量的原料能够搅碎混合成均匀状态。所述处理容器2的内径若是100公分、全长250公分的话，螺杆式的搅拌装置的搅拌叶片外径大约95～98公分，螺距间隔30～50公分，叶片的形状以扇形或桨型为佳。

再者，所述搅拌装置的回转速度为0.1rpm～50rpm，最好是0.5rpm～30rpm的范围为佳，而且搅拌装置是为了搅拌和混合甚至搅碎原料，所以比起搅拌速度，更要注意搅拌的扭力问题来做适当的设定。

于一较佳实施例中，原料投入就要同时开启搅拌，搅拌条件的选择要对应高温雾化水解装置1的反应时间以及原料状态决定，可采用连续性搅拌或间歇性搅拌，但是要在一定时间内重复进行正回转后再逆回转，否则仅单一方向的回转会使原料偏向一边，无法均衡的混合碎解。

针对所述处理容器2内部的蒸气供给，从所述处理容器2的蒸气排气构成来说明，所述处理容器2是沿着所述处理容器2的高度方向设有多数蒸气供给口23，所述等蒸气供给口23是分别被所述供给管线41的多数支管(无图示)一对一连接，且所述供给管线41下游位置设有一控制阀42。

所述供给管线41是通过所述控制阀42控制与一生物质能锅炉4之间的连通状态，所述生物质能锅炉4是把有机物当成燃料产生水蒸气，因此所述处理容器2有调整锁定压力(水蒸气压)以及温度的能力，且所述高温雾化水解装置1 在水解处理后产生的制品，可以被当成燃料来燃烧使用。

如图所示，所述生物质能锅炉4具有一燃料供给口45、一固体、液体以及气体等的燃料桶46，所述燃料桶46和所述处理容器2的制品排出口22做连接，从所述制品排出口22排出的制品将被送往所述燃料供给口45，而所述生物质能锅炉4的蒸气供给能力是对应所述处理容器2的内容积以及升温时间来进行设定。

其中，所述控制阀42是根据测定所述处理容器2内部压力与温度的一压力计32以及一温度计33来进行调控，所述压力计32可设定例如：3MPa，而且所述压力计32、温度计33等各种检测计是可测得各种阀类的故障状况，又所述处理容器2则进一步设有一安全阀34。

另外，所述处理容器2沿着高度方向具有多数蒸气排出口24，所述蒸气排出口24是由与一所述排出管线44相连接，而所述排出管路44具有多数支管(图未示)来分别与众多不同球型阀43连接。

其中，所述球型阀43可选用手动或自动以及开启大小程度等各式各样的不同类型，藉以调整从所述处理容器2的蒸气流量或流速，并且所述处理容器2 的蒸气排放是根据内部压力来决定，例如：花5～60分钟来对所述处理容器2的内部压力逐渐减压。

所述高温雾化水解装置1进一步具有一旋风筒5，所述旋风筒5是被排出的蒸气凝集体(蒸气、液体以及粉尘)回收，所述旋风筒5可以是构造简单的接线型旋风筒，或是使用轴流旋风筒也可以，并可采用多数个并列或直列连结，在所述旋风筒5的外围受到加热，凝集液体几乎会被蒸气化，而使粉尘(粉状固态物) 可以从旋风筒5的下部被回收。

所述旋风筒5除了可以回收凝集体以外，被排出的蒸气也可以达到某种程度的减压机能(例如：3MPa降到0.5MPa)，为了达到所述机能，所述旋风筒5的容积需要是所述处理容器2的0.5～1.5倍。

于一较佳实施例中，用所述旋风筒5回收的凝集体蒸气，直接排放到空气中也可以，必要的话，在所述旋风筒5的下部设置脱臭器，将要排出的蒸气脱臭后再排出，脱臭器可使用一般常见的吸臭材料，例如：活性炭、石灰以及沸石等。

此外，从所述处理容器2排放的蒸气，假如不使用所述旋风筒5回收，亦可使用容积是所述处理容器2的3～10倍的一水填充冷凝桶，这种水填充冷凝桶也可以达到将排放的蒸气减压的效果(例如：3MPa降至常压0.1MPa)。

所述高温雾化水解装置1的水解处理方法于一实施例中，在投入原料程序中，通常原料的含水率都在50％以上，因此，可以在对所述处理容器2投入材料的同时投入水份调整材料，由水份调整材料在伴随着吸水性，所述水份调整材的含水率一般在30％以下，最好能在15％以下，最好是还能吸附水解处理时所溶出的有害重金属离子，所述吸水材可使用无机类的吸附材料，但最好是使用有机类的吸附材料，主因有机类的吸附材料不但是可以利用的产业废弃物，本身也可以被水解处理掉，举例来说，有机类的吸附材有木屑、谷壳、麦壳以及稻壳等，无机类的吸附材有石灰、沸石以及轻石等。

在所述处理容器2的原料投入口21投入原料和水份调整材后，所述原料投入口21旁边的所述耐压阀31需要关闭，使所述处理容器2处于密封状态。

随后，所述马达25驱动所述搅拌装置开始作动，搅拌动作可以是连续搅拌或间歇搅拌，但必须要正回转和逆回转反复进行，使原料均匀，其中，回转方向的切换时间点可用定时器控制即可。

在加压升温程序中，处于密闭状态的所述处理容器2可通过所述供给管线 41以及所述控制阀42来取得所述生物质能锅炉4所供给的蒸气，达到所述处理容器2内部所设定的压力以及温度。

在水解处理程序中，所述处理容器2内部维持在所设定的压力和温度时，内部的原料和有机废弃物将会开始进行水解处理，而蒸气供给是从开始所订的时间直到原料的水解处理过程完成才会结束。

因此，当所述生物质能锅炉4停止蒸气供给至所述处理容器2，就代表水解处理结束，所述原料在经过这个分解处理程序的水解处理，而且在水份调整材是有机材料的情况时，水份调整材也会被水解处理，虽然有害重金属离子等会被溶出，但未水解的吸附材可以吸附有害重金属离子形成固态，因此，制品的液体部份的毒化将被弱化，可当成有价值的水肥使用。

和原料投入程序时一样，在水解处理程序中亦须驱动所述马达25开始搅拌原料，搅拌运转可采用连续性或间歇性搅拌，但在所设定的时间内要正回转和逆回转反复进行。

蒸气排气程序是在水解程序结束后，会花费5～60分钟进行，通过连接在所述蒸气排出口24的排出管线44将蒸气排出，使所述处理容器2内部的压力降至常压(0.1MPa)的程度，并且，被排出的蒸气飞沫会伴随着原料的粉尘一起被排出。

在制品排出程序中，所述高温雾化水解装置1完成水解处理后将产生制品，所述制品在所述处理容器2下部的所述制品排出口22被排出回收。

所述制品是固液态混合的状况时，可用浮上、沉降、加压过滤以及离心分离等分离手段将固态与液态分离，若被分离的制品是固态的话，可被当成肥料使用，但若被分离的制品是液态的话，可被当成水肥使用，制品含水量在20％以下，也可以当成是固态燃料来使用。

如所述所言，本实用新型高温雾化水解装置1是将包含有机类废弃物的原料进行水解处理，所述处理容器2有所述原料投入口21以及所述制品排出口22，处理容器2内部设有能搅拌原料的所述搅拌装置、有提供蒸气给所述处理容器2 的所述供给管线41以及将蒸气排出的所述排出管线44，另外，所述处理容器2 还具有多数个蒸气供给口23。

根据所述结构，所述处理容器2的内部可以均衡供给蒸气，使得所述处理容器2的内部温度以及压力达到均衡，对含有有机废弃物的原料在水解处理的过程中，可以使其均衡进行，进而达到制品的均质均衡。

本实施形态，在所述处理容器2具有多数个蒸气排出口24，所以处理容器 2内部的蒸气可以均衡排出；所述排出管线44和所述球型阀43连接，因此可以调节所述处理容器2内部的蒸气排出流量和流速，也可以调节排气的减压时间。

其中，所述高温雾化水解装置1所制造的制品，可以当成产生蒸气的所述生物质能锅炉4的燃料，不需要使用石油、柴油、天然瓦斯以及燃煤等燃料，运用所述高温雾化水解装置1的系统即可减少成本。

于较佳实施例，所述生物质能锅炉4是为了本实施形态专门设置，但如果其他工厂用锅炉具有高效能，直接导入使用也可，且所述高温雾化水解装置1 所水解处理的制品，少说也有一部分可以当成燃料使用，水解处理的制品也可以全部当成商品贩卖，不一定要使用所述生物质能锅炉4，贯流锅炉等各式各样的锅炉也都可以使用。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高温雾化水解装置，通过水解处理原料中内含的有机类废弃物，其特征在于，包含：

一处理容器，内部形成有一流动空间，所述流动空间具有一将一原料进行分解处理成一制品的搅拌装置，而所述处理容器外部具有一将所述原料输送进所述流动空间的原料投入口以及一将所述制品排出的制品排出口；

一蒸气管路，连接于所述处理容器外部，具有多数将蒸气供给所述处理容器的供给管线以及至少一将蒸气由所述处理容器排出的排出管线；

其中，所述排出管线的总容积是所述处理容器的总容积的3～10倍。

2.根据权利要求1所述的高温雾化水解装置，其特征在于：所述蒸气管路具有多个所述排出管线。

3.根据权利要求1所述的高温雾化水解装置，其特征在于：所述蒸气管路的供给管线与排出管线分别连接于一控制阀与一球型阀。

4.一种高温雾化水解系统，其特征在于：具有一生物质能锅炉，能够燃烧有机物来产生一蒸气，所述蒸气提供给如权利要求1～3中任一项所述的高温雾化水解装置，且所述生物质能锅炉是燃烧所述高温雾化水解装置进行加热水解处理后的制品。

5.根据权利要求4所述的高温雾化水解系统，其特征在于：所述生物质能锅炉具有接收燃料的一燃料供给口，所述燃料供给口连接所述制品排出口。

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