CN214488250U - 一种高湿含量有机固体废物处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高湿含量有机固体废物处理装置，所述处理装置包括依次相连接设置的过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统和气体过滤系统，所述过热蒸汽产生系统还与干燥罐、余热回收系统分别相连接设置；所述处理装置还包括真空系统，该真空系统分别与闪蒸罐、干燥罐相连接设置，该真空系统能够对闪蒸罐、干燥罐进行抽真空操作。本装置实现了对高湿含量有机固体废物高效节能闪蒸破碎和干燥，以过热蒸汽为破碎和干燥介质，热质传递速度快，干燥效率高；无氧气参与，产品均一性提高，干燥质量好；充分回收蒸汽潜热，干燥能耗低；适用于浆状、膏状、滤饼状等高黏高湿含量有机固体废物。

Description

一种高湿含量有机固体废物处理装置

技术领域

本实用新型属于食品加工技术领域，尤其是一种高湿含量有机固体废物处理装置。

背景技术

有机固体废物是指人们在生产活动中产生的丧失原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃或放弃的固态的有机类物品和物质，包括农业有机废物(主要包括农作物秸秆藤蔓、畜禽粪便和水产废弃物等)、工业有机废物(主要包括有机废渣等)、市政有机垃圾(主要包括园林绿化废弃物、市政污泥、屠宰厂动物内含物、餐厨垃圾等)三大类。有机固体废物中含有大量的含碳氢有机类物质，将其视为一种潜在资源，而不是简单地作为一种污染废弃物，是一种资源和生态和谐的新理念。

我国目前现有的对有机固体废物处理的技术主要有焚烧、填埋、热解、堆肥等，垃圾处理效率低，成本费用大，且在处理过程中也会对环境产生污染。尤其是对于高湿含量的固体废物，处理效果不尽如人意。焚烧处理可以实现较好的减容性，但是含湿率高的物质热值偏低，高含水率会导致焚烧炉内燃烧不完全，促进二噁英的生成；由于其容积大，所以填埋占地面积大，且会一定程度上造成土壤和水体的污染；通过堆肥可以生产有机肥料，但是这种技术生产能耗较大，操作过程较复杂，设备投资大；热解处理可以得到燃油等产品，但是由于热值偏低，含水率较高，热解前需要消耗较多的外部热能，从而增加成本。

通过检索，尚未发现与本专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中高含湿量有机固体废物利用中存在的处理效率低下，同时还会产生二次污染的不足之处，提供一种高湿含量有机固体废物处理装置。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高湿含量有机固体废物处理装置，所述处理装置包括依次相连接设置的过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统和气体过滤系统，所述过热蒸汽产生系统还与干燥罐、余热回收系统分别相连接设置；所述处理装置还包括真空系统，该真空系统分别与闪蒸罐、干燥罐相连接设置，该真空系统能够对闪蒸罐、干燥罐进行抽真空操作；

所述过热蒸汽产生系统能够生产过热蒸汽，所述闪蒸罐能够软化、干燥物料，所述干燥罐能够干燥物料，所述气固分离及收料系统能够进行气固分离操作，所述余热回收系统能够回收气固分离及收料系统分离出来的气体的余热，回收的余热能够用于过热蒸汽产生系统的加热操作，所述气体过滤系统能够过滤余热回收系统产生的尾气以达标排出。

而且，所述过热蒸汽产生系统包括气体出口；所述闪蒸罐包括闪蒸罐罐体、闪蒸罐进气管路、闪蒸罐进料阀、闪蒸罐泄料阀和缓冲管路，所述干燥罐包括干燥罐罐体、干燥罐进气管路、干燥罐排气管路、搅拌器、气流分配器、分级环和干燥罐顶部出料口，所述气固分离及收料系统包括旋风分离器、收料装置和旋转卸料器，所述气体过滤系统包括除尘器和引风机，所述真空系统包括闪蒸罐真空泵和干燥罐真空泵；

所述闪蒸罐罐体上相连接设置闪蒸罐进气管路、闪蒸罐进料阀、闪蒸罐泄料阀和闪蒸罐真空泵，该闪蒸罐进料阀设置于闪蒸罐罐体的顶部；所述干燥罐罐体上相连接设置干燥罐排气管路、气流分配器和干燥罐真空泵，干燥罐罐体的顶部相连通设置有干燥罐顶部出料口，干燥罐罐体内同轴相连接设置有搅拌器，该搅拌器上方的干燥罐罐体内相连接设置分级环，该分级环能够限制干燥物料颗粒粒径，干燥罐顶部出料口设置于分级环的上方；所述旋风分离器的顶部设有出气口、底部设置有出料口，出气口一侧的旋风分离器上还设有进口，该旋风分离器通过出料口、旋转卸料器与收料装置相连接设置；

所述过热蒸汽产生系统的气体出口与闪蒸罐进气管路相连接设置，该过热蒸汽产生系统的气体出口还通过干燥罐进气管路与气流分配器相连接设置；所述闪蒸罐罐体通过闪蒸罐泄料阀、缓冲管路与干燥罐罐体相连接设置；所述干燥罐顶部出料口通过干燥罐排气管路与旋风分离器的进口相连接设置，该旋风分离器的出气口与余热回收系统的进气口相连接设置，该余热回收系统的出口包括余热出口和尾气出口，该余热出口与过热蒸汽产生系统相连接设置，该尾气出口与除尘器的进气口相连接设置，除尘器的出气口与引风机相连接设置。

而且，所述闪蒸罐泄料阀为气动卸料球阀。

而且，所述闪蒸罐真空泵用于闪蒸罐进气前对闪蒸罐的抽真空操作，所述干燥罐真空泵用于闪蒸罐泄压前对干燥罐的抽真空操作。

而且，所述干燥罐罐体的底部设置为锥形结构，该干燥罐的搅拌器包括电机连接搅拌旋转轴、叶轮和设置在叶轮一端的刮板，电机连接搅拌旋转轴和叶轮相连接设置；干燥罐罐体的底部外侧同轴相连接设有气流分配器，该气流分配器呈圆环形。

而且，所述处理装置还包括温度传感器、压力传感器、流速测定装置和控制系统，所述过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、余热回收系统上均相连接设有温度传感器和压力传感器，所述闪蒸罐进气管路、干燥罐进气管路上均相连接设有流速测定装置；

所述控制系统与过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统、气体过滤系统和真空系统相连接设置，该控制系统能够控制过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统、气体过滤系统和真空系统的动作。

本实用新型取得的优点和积极效果是：

1、本实用新型装置经高速搅拌和过热蒸汽旋流作用，实现粉碎、干燥和灭菌一体化作用，实现了对高湿含量有机固体废物高效节能闪蒸破碎和干燥，以过热蒸汽为破碎和干燥介质，热质传递速度快，干燥效率高；无氧气参与，产品均一性提高，干燥质量好；充分回收蒸汽潜热，干燥能耗低；适用于浆状、膏状、滤饼状等高黏高湿含量有机固体废物，干燥和粉碎速度快，灭菌效果好，过程高效节能，处理成本低。

2、本装置能够实现对高湿含量有机固体废物干燥、粉碎、灭菌的一体化作用，利于后续加工和应用。

3、本装置能够实现两次干燥目的。闪蒸罐内瞬时泄压过程的闪蒸作用起到一次干燥作用，干燥罐中过热蒸汽的热交换，起到二次干燥的作用，控制过热蒸汽的流速、物料停留时间以及干燥温度，干燥产品含水量降到5％以下，满足物料的保存、运输等要求。

4、本装置能够实现两次粉碎的目的。闪蒸罐泄压过程的物理爆破起到一次粉碎的作用，干燥罐中搅拌器的离心、剪切和碰撞，起到二次粉碎的作用。控制搅拌轴转速和分级器孔径，调节物料出口颗粒直径降到200μm以下。

5、本装置能够实现灭菌的目的，利用过热蒸汽消杀细菌和其他有毒微生物。

6、本装置能够处理浆状、膏状、滤饼状等高黏高湿含量有机固体废物。

7、本方法干燥和破碎速度快，绝大部分易于分散的物料瞬时很快干燥，不易分散和粉碎的物料中极少部分颗粒，被分级挡住后多次往复粉碎，干燥时间持续几分钟，高效节能，生产成本低。

8、本装置结构紧凑，占地面积小，集干燥、粉碎、灭菌为一体，简化生产工艺，节省动力和设备费用。

附图说明

图1为本实用新型装置的一种结构连接示意图。

具体实施方式

下面结合通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

本实用新型中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本实用新型中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。本实用新型中的结构，如无特殊说明，均为本领域内公知的常用结构。

一种高湿含量有机固体废物处理装置，如图1所示，所述处理装置包括依次相连接设置的过热蒸汽产生系统1、闪蒸罐2、干燥罐3、气固分离及收料系统4、余热回收系统5和气体过滤系统6，所述过热蒸汽产生系统还与干燥罐、余热回收系统分别相连接设置；所述处理装置还包括真空系统7，该真空系统分别与闪蒸罐、干燥罐相连接设置，该真空系统能够对闪蒸罐、干燥罐进行抽真空操作；

所述过热蒸汽产生系统能够生产过热蒸汽，所述闪蒸罐能够软化、干燥物料，所述干燥罐能够干燥物料，所述气固分离及收料系统能够进行气固分离操作，所述余热回收系统能够回收气固分离及收料系统分离出来的气体的余热，回收的余热能够用于过热蒸汽产生系统的加热操作，所述气体过滤系统能够过滤余热回收系统产生的尾气以达标排出。

在本实施例中，所述过热蒸汽产生系统包括气体出口1-1；所述闪蒸罐包括闪蒸罐罐体2-5、闪蒸罐进气管路2-1、闪蒸罐进料阀2-2、闪蒸罐泄料阀2-3和缓冲管路2-4，所述干燥罐包括干燥罐罐体3-6、干燥罐进气管路3-1、干燥罐排气管路3-2、搅拌器3-3、气流分配器3-4、分级环3-5和干燥罐顶部出料口(图中未标号)，所述气固分离及收料系统包括旋风分离器4-1、收料装置4-2和旋转卸料器4-3，所述气体过滤系统包括除尘器6-1和引风机6-2，所述真空系统包括闪蒸罐真空泵7-1和干燥罐真空泵7-2；

所述闪蒸罐罐体上相连接设置闪蒸罐进气管路、闪蒸罐进料阀、闪蒸罐泄料阀和闪蒸罐真空泵，该闪蒸罐进料阀设置于闪蒸罐罐体的顶部；所述干燥罐罐体上相连接设置干燥罐排气管路、气流分配器和干燥罐真空泵，干燥罐罐体的顶部相连通设置有干燥罐顶部出料口，干燥罐罐体内同轴相连接设置有搅拌器，该搅拌器上方的干燥罐罐体内相连接设置分级环，该分级环能够限制干燥物料颗粒粒径，干燥罐顶部出料口设置于分级环的上方；所述旋风分离器的顶部设有出气口、底部设置有出料口，出气口一侧的旋风分离器上还设有进口(图中均未标号)，该旋风分离器通过出料口、旋转卸料器与收料装置相连接设置；

所述过热蒸汽产生系统的气体出口与闪蒸罐进气管路相连接设置，该过热蒸汽产生系统的气体出口还通过干燥罐进气管路与气流分配器相连接设置；所述闪蒸罐罐体通过闪蒸罐泄料阀、缓冲管路与干燥罐罐体相连接设置；所述干燥罐顶部出料口通过干燥罐排气管路与旋风分离器的进口相连接设置，该旋风分离器的出气口与余热回收系统的进气口相连接设置，该余热回收系统的出口包括余热出口和尾气出口(图中均未标号)，该余热出口与过热蒸汽产生系统相连接设置，该尾气出口与除尘器的进气口相连接设置，除尘器的出气口与引风机相连接设置。

在本实施例中，所述闪蒸罐泄料阀为气动卸料球阀。

在本实施例中，所述闪蒸罐真空泵用于闪蒸罐进气前对闪蒸罐的抽真空操作，所述干燥罐真空泵用于闪蒸罐泄压前对干燥罐的抽真空操作。

在本实施例中，所述干燥罐罐体的底部设置为锥形结构，该干燥罐的搅拌器包括电机连接搅拌旋转轴、叶轮和设置在叶轮一端的刮板(图中均未标号)，电机连接搅拌旋转轴和叶轮相连接设置；干燥罐罐体的底部外侧同轴相连接设有气流分配器，该气流分配器呈圆环形。

在本实施例中，所述处理装置还包括温度传感器、压力传感器、流速测定装置和控制系统(图中均未示出)，所述过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、余热回收系统上均相连接设有温度传感器和压力传感器，所述闪蒸罐进气管路、干燥罐进气管路上均相连接设有流速测定装置；

所述控制系统与过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统、气体过滤系统和真空系统相连接设置，该控制系统能够控制过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统、气体过滤系统和真空系统的动作。

利用如上所述的高湿含量有机固体废物处理装置处理高湿含量有机固体废物的方法，所述方法通过过热蒸汽的瞬间泄压闪蒸和对流干燥破碎实现对物料连续破碎和干燥操作，具体步骤如下：

(1)对物料脱尘、除杂后，进行适当粉碎，并调整含水率≤70％。

(2)将物料置于闪蒸罐内，对罐内抽真空处理后通入并保持一定压力的过热蒸汽；通过控制进气流量来调节罐体内过热蒸汽温度和压力并保持罐内温度为120-250℃，压力为0.2-1.5MPa，干燥时间≤0.5h；之后，瞬时卸去闪蒸罐内压力，将物料爆出至真空干燥罐内，控制泄压时间＜1s；实现对物料一次干燥和破碎。

(3)向干燥罐内通入过热蒸汽，气体从罐体底部侧面切向进入，在底部搅拌器带动下形成强有力的旋风场，物料在高速搅拌和旋流作用下受到二次破碎和干燥。通过控制过热蒸汽流速、搅拌轴转速和分级环内径调节干燥产品粒径。干燥罐内温度保持120-250℃，压力为0.2-1.5MPa，干燥时间为≤0.5h。

(4)符合要求的干燥物料被气流携带进入旋风分离器，对含粉高温气体进行气固分离，得到粉体产品，干燥产品含水量达到5％以下。

(5)高温气体余热回收后作为热源或补充生蒸汽，符合环保要求的尾气由引风机排出。

利用如上所述的高湿含量有机固体废物处理装置处理高湿含量有机固体废物的方法，所述方法通过过热蒸汽的瞬间泄压闪蒸和对流干燥破碎实现对物料连续破碎和干燥操作，具体步骤如下：

首先，打开过热蒸汽产生系统使其加热产生120-250℃的过热蒸汽。

其次，开启闪蒸罐顶部闪蒸罐进料阀投入物料，开启闪蒸罐真空泵对密闭闪蒸罐罐体进行抽真空处理后，通入过热蒸汽至温度120-250℃、压力0.2-1.5MPa并保持加热、软化、干燥物料，干燥时间≤0.5h。同时，开启干燥罐真空泵对密闭干燥罐罐体进行抽真空处理，之后迅速打开闪蒸罐泄料阀，由于两罐压差气固物流经缓冲管路瞬时喷爆入真空干燥罐罐体内。之后，关闭闪蒸罐泄料阀，向干燥罐罐体内通入温度120-250℃，压力0.2-1.5Mpa过热蒸汽，过热蒸汽经由气流分配器沿切向分布进入干燥罐罐体内，同时，开启罐底部搅拌器，对物料进一步起到离心、剪切和破碎作用，使其与过热蒸汽充分接触。物料在干燥罐罐体内受高速旋转过热蒸汽作用呈流化态，颗粒表面完全暴露在过热蒸汽旋流中，彼此间互相碰撞和摩擦，破碎形成体积更小的球形或不规则颗粒，同时表面水分蒸发达到干燥作用。细料在旋转气流的作用下通过分级环，粗料在罐壁周围向上运动与分级环碰撞下落重新干燥，直到达到干燥质量要求。

最后，细料经由旋风分离器气固分离后由收料装置收集，气体经由余热回收系统回收潜热用于过热蒸汽产生系统加热，尾气经过除尘过滤装置处理后符合环保要求由引风机排出。

本实用新型装置及方法实现了对高湿含量有机固体废物高效节能闪蒸破碎和干燥，以过热蒸汽为破碎和干燥介质，热质传递速度快，干燥效率高；无氧气参与，产品均一性提高，干燥质量好；充分回收蒸汽潜热，干燥能耗低；适用于浆状、膏状、滤饼状等高黏高湿含量有机固体废物。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种高湿含量有机固体废物处理装置，其特征在于：所述处理装置包括依次相连接设置的过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统和气体过滤系统，所述过热蒸汽产生系统还与干燥罐、余热回收系统分别相连接设置；所述处理装置还包括真空系统，该真空系统分别与闪蒸罐、干燥罐相连接设置，该真空系统能够对闪蒸罐、干燥罐进行抽真空操作；

所述过热蒸汽产生系统能够生产过热蒸汽，所述闪蒸罐能够软化、干燥物料，所述干燥罐能够干燥物料，所述气固分离及收料系统能够进行气固分离操作，所述余热回收系统能够回收气固分离及收料系统分离出来的气体的余热，回收的余热能够用于过热蒸汽产生系统的加热操作，所述气体过滤系统能够过滤余热回收系统产生的尾气以达标排出。

2.根据权利要求1所述的高湿含量有机固体废物处理装置，其特征在于：所述过热蒸汽产生系统包括气体出口；所述闪蒸罐包括闪蒸罐罐体、闪蒸罐进气管路、闪蒸罐进料阀、闪蒸罐泄料阀和缓冲管路，所述干燥罐包括干燥罐罐体、干燥罐进气管路、干燥罐排气管路、搅拌器、气流分配器、分级环和干燥罐顶部出料口，所述气固分离及收料系统包括旋风分离器、收料装置和旋转卸料器，所述气体过滤系统包括除尘器和引风机，所述真空系统包括闪蒸罐真空泵和干燥罐真空泵；

所述闪蒸罐罐体上相连接设置闪蒸罐进气管路、闪蒸罐进料阀、闪蒸罐泄料阀和闪蒸罐真空泵，该闪蒸罐进料阀设置于闪蒸罐罐体的顶部；所述干燥罐罐体上相连接设置干燥罐排气管路、气流分配器和干燥罐真空泵，干燥罐罐体的顶部相连通设置有干燥罐顶部出料口，干燥罐罐体内同轴相连接设置有搅拌器，该搅拌器上方的干燥罐罐体内相连接设置分级环，该分级环能够限制干燥物料颗粒粒径，干燥罐顶部出料口设置于分级环的上方；所述旋风分离器的顶部设有出气口、底部设置有出料口，出气口一侧的旋风分离器上还设有进口，该旋风分离器通过出料口、旋转卸料器与收料装置相连接设置；

所述过热蒸汽产生系统的气体出口与闪蒸罐进气管路相连接设置，该过热蒸汽产生系统的气体出口还通过干燥罐进气管路与气流分配器相连接设置；所述闪蒸罐罐体通过闪蒸罐泄料阀、缓冲管路与干燥罐罐体相连接设置；所述干燥罐顶部出料口通过干燥罐排气管路与旋风分离器的进口相连接设置，该旋风分离器的出气口与余热回收系统的进气口相连接设置，该余热回收系统的出口包括余热出口和尾气出口，该余热出口与过热蒸汽产生系统相连接设置，该尾气出口与除尘器的进气口相连接设置，除尘器的出气口与引风机相连接设置。

3.根据权利要求2所述的高湿含量有机固体废物处理装置，其特征在于：所述闪蒸罐泄料阀为气动卸料球阀。

4.根据权利要求2所述的高湿含量有机固体废物处理装置，其特征在于：所述闪蒸罐真空泵用于闪蒸罐进气前对闪蒸罐的抽真空操作，所述干燥罐真空泵用于闪蒸罐泄压前对干燥罐的抽真空操作。

5.根据权利要求2所述的高湿含量有机固体废物处理装置，其特征在于：所述干燥罐罐体的底部设置为锥形结构，该干燥罐的搅拌器包括电机连接搅拌旋转轴、叶轮和设置在叶轮一端的刮板，电机连接搅拌旋转轴和叶轮相连接设置；干燥罐罐体的底部外侧同轴相连接设有气流分配器，该气流分配器呈圆环形。

6.根据权利要求2至5任一项所述的高湿含量有机固体废物处理装置，其特征在于：所述处理装置还包括温度传感器、压力传感器、流速测定装置和控制系统，所述过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、余热回收系统上均相连接设有温度传感器和压力传感器，所述闪蒸罐进气管路、干燥罐进气管路上均相连接设有流速测定装置；

所述控制系统与过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统、气体过滤系统和真空系统相连接设置，该控制系统能够控制过热蒸汽产生系统、闪蒸罐、干燥罐、气固分离及收料系统、余热回收系统、气体过滤系统和真空系统的动作。

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