CN218532299U - 一种热水解和负压蒸发联动处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种热水解和负压蒸发联动处理系统，包括：负压蒸发装置，其包括负压蒸发壳体、设置于负压蒸发壳体内的蒸发釜、与蒸发釜内部连通的第一蒸汽口、第一进料口和第一出料口、设置于负压蒸发壳体和蒸发釜之间的第一夹层、与第一夹层连通的第一热源入口；热水解装置，包括热水解壳体、设置于热水解壳体内的反应釜、与反应釜内部连通的第二进料口、第二出料口、第二热源入口以及第二蒸汽口，第二蒸汽口与第一夹层的第一热源入口连通；输料装置以及冷凝装置，其与第一蒸汽口连通。其能够利用负压蒸发装置在反应过程中产生的蒸汽来加热热水解装置，有效利用负压蒸发装置的热量，减少环绕设备的布置。

Description

一种热水解和负压蒸发联动处理系统

技术领域

本申请涉及垃圾的处理领域，具体涉及热水解和负压蒸发联动处理系统。

背景技术

餐厨垃圾是家庭、饭店、宾馆等单位抛弃的剩余饭菜，占生活垃圾量的40％～60％，是生活垃圾的重要组成部分。餐厨垃圾具有如下特点：有机物含量比较高、易腐、易臭、含水量高并且其热值低，给收集、运输和处理带来不便。

目前，在对餐厨垃圾进行处理时，首先采用蒸发技术对其进行蒸发处理，去除其中的部分水分；然后采用热水解技术对其进行高温和高压处理，使其中的有机物消化降解、灭菌脱水并且脱臭减容。

但是，蒸发技术和热水解技术均需要较多的热源对物料进行加热，加热后，热源以及随即产生的热蒸汽还需要进行冷凝以进行下一步的处理，导致热量被浪费。

因此，需要一种能够高效利用热量的餐厨垃圾处理系统。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种热水解和负压蒸发联动处理系统，其能够利用负压蒸发装置在反应过程中产生的蒸汽来加热热水解装置，有效利用负压蒸发装置的热量，减少环绕设备的布置，降低成本。

所述热水解和负压蒸发联动处理系统包括：负压蒸发装置，其包括负压蒸发壳体、设置于所述负压蒸发壳体内的蒸发釜、与所述蒸发釜内部连通的第一蒸汽口、第一进料口和第一出料口、设置于所述负压蒸发壳体和所述蒸发釜之间的第一夹层、与所述第一夹层连通的第一热源入口，所述第一热源入口用于引入热量对所述蒸发釜进行加热；热水解装置，包括热水解壳体、设置于所述热水解壳体内的反应釜、与所述反应釜内部连通的第二进料口、第二出料口、第二热源入口以及第二蒸汽口，其中，所述第二蒸汽口与所述第一夹层的第一热源入口连通，所述第二热源入口用于引入热量对所述反应釜的内部进行加热；输料装置，其一端与所述第一出料口连接，其另一端与所述第二进料口连接，用于将蒸发釜处理后的物料引入所述反应釜；以及冷凝装置，其与所述第一蒸汽口连通，用于对第一蒸汽口排出的蒸汽进行冷却。

通过上述设置，能够利用负压蒸发装置在反应过程中产生的蒸汽来加热热水解装置，有效利用负压蒸发装置的热量，减少热水解装置中的换热设备的布置，降低成本。

在一种可能的实现方式中，所述负压蒸发装置还包括：设置于所述蒸发釜内的螺旋搅拌浆以及设置在所述螺旋搅拌浆上的刮刀，所述刮刀的边缘与所述蒸发釜的内壁接触，并且所述刮刀随所述螺旋搅拌浆的旋转而旋转，从而将所述蒸发釜内壁上的物料刮除。

通过上述设置，能够将蒸发釜内壁上的物料刮除，避免残留在蒸发釜内壁的物料影响其他物料的受热，螺旋搅拌浆使物料受热均匀。

在一种可能的实现方式中，所述热水解装置还包括：设置于所述热水解壳体和所述反应釜之间的第二夹层、与所述第二夹层连通的第三热源入口以及与所述第二夹层连接的第一疏水阀，所述第三热源入口用于向所述第二夹层引入热量以对所述反应釜进行加热，所述第一疏水阀用于将所述第二夹层的经过冷凝后的蒸汽排出。

通过上述设置，能够保证热水解装置的反应釜的加工温度。

在一种可能的实现方式中，所述负压蒸发装置为卧式负压蒸发装置。

通过上述设置，能够便于物料从第一出料口排出至输料装置。

在一种可能的实现方式中，所述冷凝装置包括第一冷凝釜、设置于所述第一冷凝釜内的第一换热器、与所述第一换热器连接的第一冷媒入口和热媒出口、与所述第一冷凝釜的连接的真空装置、蒸汽入口和第一液体排放出口，其中，所述蒸汽入口设置于所述第一冷凝釜的顶部，所述真空装置在所述第一冷凝釜的顶部与所述第一冷凝釜连通，所述第一液体排放出口设置于所述第一冷凝釜的底部，所述蒸汽入口与所述第一蒸汽口连接，所述真空装置用于在所述第一冷凝釜内建立负压。

在一种可能的实现方式中，所述蒸汽入口直通所述第一冷凝釜的底部。

通过上述设置，能够使蒸汽更好的被第一冷凝釜冷凝。

在一种可能的实现方式中，所述第一冷媒入口位于所述第一冷凝釜侧壁的顶部，所述热媒出口位于所述第一冷凝釜侧壁的底部。

通过上述设置，能够使蒸汽更好的被第一冷凝釜冷凝。

在一种可能的实现方式中，所述冷凝装置还包括通过所述真空装置与所述第一冷凝釜连接的第二冷凝釜、设置于所述第二冷凝釜内的第二换热器、与所述第二换热器连接的第二冷媒入口和第二冷媒出口、以及与所述第二冷凝釜连接的第二液体排放出口，其中，所述真空装置在所述第二冷凝釜的顶部与所述第二冷凝釜连通，所述第二液体排放出口设置于所述第二冷凝釜底部，所述第二冷凝釜内为正压，所述第一冷媒入口与所述第二冷媒出口连接，从而将所述第二换热器与所述第一换热器连接。

通过上述设置，能够使未被负压的第一冷凝釜冷凝的蒸汽进一步被第二冷凝釜冷凝，保证冷凝效果。

在一种可能的实现方式中，所述真空装置包括真空泵，所述真空泵的一端在所述第一冷凝釜顶部与所述第一冷凝釜连通，所述真空泵的另一端在所述第二冷凝釜的顶端与所述第二冷凝釜连通并至通所述第二冷凝釜的底部。

通过上述设置，能够使蒸汽更好的被第二冷凝釜冷凝。

在一种可能的实现方式中，所述第二冷媒入口位于所述第二冷凝釜侧壁的底部，所述第二冷媒出口位于所述第二冷凝釜的另一侧壁的顶部。

通过上述设置，能够使蒸汽更好的被第二冷凝釜冷凝。

附图说明

下面参照附图来进一步说明本申请的各个技术特征和它们之间的关系。附图为示例性的，一些技术特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本申请所属技术领域中惯用的且对于理解和实现本申请并非必不可少的技术特征，或是额外示出了对于理解和实现本申请并非必不可少的技术特征，也就是说，附图所示的各个技术特征的组合并不用于限制本申请。另外，在本申请全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：

图1是本申请实施例提供的热水解和负压蒸发联动处理系统的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的热水解装置的结构示意图。

图3是本申请实施例提供的负压蒸发装置的结构示意图。

图4是本申请实施例提供的冷凝装置的结构示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本申请的具体实施方式进行详细的说明。

图1是本申请实施例提供的热水解和负压蒸发联动处理系统的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的热水解和负压蒸发联动处理系统100包括：热水解装置1、负压蒸发装置2、输料装置3以及冷凝装置4。待处理的物料(例如餐厨垃圾)进入负压蒸发装置2中进行负压蒸发，蒸发的水蒸气排出至冷凝装置4进行冷凝，从而去除其中的部分水蒸气，然后通过输料装置3进入热水解装置1中，经过高温和高压的热水解反应后排出。物料在热水解装置1的反应过程中，产生的高压蒸汽用于对负压蒸发装置2进行加热，从而有效利用热水解装置1的热水解能量，提高了处理系统的能量利用率，减少热水解装置中的换热设备，进而降低成本。

如图1和图3所示，负压蒸发装置2包括：负压蒸发壳体20、设置于所述负压蒸发壳体20内的蒸发釜27、与所述蒸发釜27内部连通的第一蒸汽口23、第一进料口22和第一出料口26、设置于所述负压蒸发壳体20和所述蒸发釜之间的第一夹层5、与所述第一夹层5连通的第一热源入口25，与所述蒸发釜27内部连接的搅拌装置21、与所述第一夹层5连通的用于将冷凝后的蒸汽排出的第二疏水阀28，其中，所述第一热源入口25用于引入热量对所述蒸发釜27进行加热。

在图1和图3所示的示例中，所述负压蒸发装置为卧式负压蒸发装置，具体地，负压蒸发装置2为两端为弧形或半球状的圆柱体，第一进料口22设置于圆柱体的侧面上，并位于蒸发釜27的顶部，第一出料口26设置于蒸发釜27的底部，搅拌装置21设置于圆柱体的弧形或半球状的一端上，弧形或半球状的另一端设置有与所述搅拌装置21对应的尾部轴承24。

在一些实施例中，所述搅拌装置21包括：设置于所述蒸发釜27内的螺旋搅拌浆211以及设置在所述螺旋搅拌浆上的刮刀212，所述螺旋搅拌浆211沿蒸发釜27的长度方向延伸，所述刮刀212的边缘与所述蒸发釜27的内壁接触，并且所述刮刀212随所述螺旋搅拌浆211的旋转而旋转，从而将所述蒸发釜27内壁上的物料刮除。

如图1和图2所示，热水解装置1包括热水解壳体10、设置于所述热水解壳体10内的反应釜13、与所述反应釜13内部连通的第二进料口14、第二出料口18、第二热源入口19以及第二蒸汽口15，其中，所述第二蒸汽口15与所述第一夹层的第一热源入口25连通，从而将热水解过程中产生的蒸气送入第一热源入口25，对蒸发釜27的外部加热，所述第二热源入口19用于引入热量对所述反应釜13的内部进行加热。

在一些实施例中，热水解装置1还包括设置于所述热水解壳体10和所述反应釜13之间的第二夹层6、与所述第二夹层6连通的第三热源入口12以及与所述第二夹层连接的第一疏水阀17，所述第三热源入口12用于向所述第二夹层6引入热量以在外部对所述反应釜13进行加热，所述第一疏水阀17用于将所述第二夹层的经过冷凝后的蒸汽排出。

如图1所示，输料装置3的一端与所述第一出料口26连接，其另一端与所述第二进料口14连接，用于将蒸发釜27处理后的物料引入所述反应釜13。

如图1和图4所示，冷凝装置4与所述第一蒸汽口23连通，用于对第一蒸汽口2.3排出的蒸汽进行冷却。

如图4所示，所述冷凝装置4包括第一冷凝釜421、设置于所述第一冷凝釜421内的第一换热器461、与所述第一换热器461连接的第一冷媒入口471和热媒出口48、与所述第一冷凝釜421连接的真空装置43、44、蒸汽入口41和第一液体排放出口491，其中，所述蒸汽入口41设置于所述第一冷凝釜421的顶部，所述第一液体排放出口491设置于所述第一冷凝釜421的底部，第一冷媒入口471设置于第一冷凝釜421的一侧的顶部，热媒出口48设置于第一冷凝釜421的所述一侧的底部，所述蒸汽入口41与所述第一蒸汽口23连接，所述真空装置43、44用于在所述第一冷凝釜421内建立负压。在一些实施中，所述蒸汽入口41直通所述第一冷凝釜421的底部。

如图4所示，所述冷凝装置4还包括通过所述真空装置43、44与所述第一冷凝釜421连接的第二冷凝釜422、设置于所述第二冷凝釜422内的第二换热器462、设置于所述第二冷凝釜422一侧底部的第二冷媒入口472、设置于所述第二冷凝釜422另一侧顶部的第二冷媒出口473以及与所述第二冷凝釜422连接的第二液体排放出口492，其中，第二液体排放出口492设置于第二冷凝釜422的底部，所述第二冷凝釜内为正压，第二冷媒入口472与第二换热器462连接，且通过所述第二换热器462与所述第一换热器461连接。

具体地，在图4所示的示例中，第一换热器461和第二换热器462在截面上呈S型，冷媒通过设置在第二冷凝釜422一侧的底部的第二冷媒入口472进入第二换热器462，并沿第二换热器462向上流动，直至从设置于所述第二冷凝釜422另一侧顶部的第二冷媒出口473流出并通过设置在第一冷凝釜421一侧顶部的第一冷媒入口471进入至第一冷凝釜421内的第一换热器461，并沿第一换热器461向下流动，从设置于第一冷凝釜421底部的热媒出口48排出。

在一些实施例中，所述真空装置包括真空泵44和真孔安全阀43，所述真空泵的一端与所述第一冷凝釜421连通，所述真空泵44的另一端与所述第二冷凝釜422连通并至通所述第二冷凝釜422的底部。蒸气被第一冷凝釜421内的负压引入第一冷凝釜421底部，并向上流动，被真空泵44引入第二冷凝釜422的底部，在第二冷凝釜422内进一步被冷却。

如图1所示，热水解和负压蒸发联动处理系统在进行物料处理时，物料从第一进料口22进入负压蒸发装置2的蒸发釜27内部，负压蒸发装置2的蒸汽热源来自热水解装置1，热水解装置产生的热蒸汽通过第一热源入口25进入蒸发釜27的第一夹层5中，对物料进行加热，第一夹层5内的蒸汽冷凝后通过第二疏水阀28排出。经过负压蒸发浓缩的物料通过第一出料口26排出至输料装置3，并通过输料装置3进入热水解装置1。物料在负压蒸发装置2中产生的水蒸气通过第一蒸汽口23进入真空冷凝装置4。负压蒸发装置2中的搅拌装置21对物料进行搅拌，使之受热均匀，并且所述刮刀随所述螺旋搅拌浆的旋转而旋转其边缘与所述蒸发釜的内壁接触，从而将所述蒸发釜内壁上的物料刮除，使从而使物料受热均匀。

经过负压蒸发浓缩的物料通过负压蒸发装置2的第一出料口26进入输料装置3并通过输料装置3进入热水解装置1的第二进料口14，进而进入反应釜13中。物料经过高温、高压的热水解反应后，通过第二出料口18排出。物料在热水解装置1中产生的二次高压蒸汽通过第二蒸汽口15进入负压蒸发装置2的第一夹层5中对蒸发釜进行加热。热水解装置1的蒸汽热源可以包括两个：1、通过第二热源入口19进入反应釜13中对物料进行直接加热；2、通过第三热源入口12进入反应釜13的第二夹层6中，对物料进行间接加热，第二夹层内的蒸汽冷凝后通过疏水阀17排出。热水解装置1中也设置有搅拌装置11对物料进行搅拌，使之受热均匀。

在负压蒸发装置2中产生的水蒸气通过第一蒸汽口23和真空冷凝装置4的蒸汽入口41进入冷凝釜42中，经过换热器461、462冷凝后再经过第一液体排放出口491和第二液体排放出口492排出。真空冷凝装置4的冷却介质由第二冷媒入口472进入，由热媒出口48流出。第一冷凝釜421和蒸发釜27中的真空度由真空泵44持续提供，蒸汽经第一冷凝釜421冷凝后，被真空泵44引入在第二冷凝釜422中进行常压冷凝。

除非另有定义，本申请全文所使用的所有技术和科学术语与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本申请全文中所说明的含义或者根据本申请全文中记载的内容得出的含义为准。另外，本说明中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在本申请的全文中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的结构要素或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述技术特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它技术特征、整体、步骤或部件及其组群。

可以理解，本领域技术人员可以将本申请全文中提到的一个或多个实施例中提到的特征，以任何适当的方式与其他实施例中的特征进行组合来实施本申请。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请的技术构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请的保护范畴。

Claims (10)

1.一种热水解和负压蒸发联动处理系统，其特征在于，包括：

负压蒸发装置，包括负压蒸发壳体、设置于所述负压蒸发壳体内的蒸发釜、与所述蒸发釜内部连通的第一蒸汽口、第一进料口和第一出料口、设置于所述负压蒸发壳体和所述蒸发釜之间的第一夹层、与所述第一夹层连通的第一热源入口，所述第一热源入口用于引入热量对所述蒸发釜进行加热；

热水解装置，包括热水解壳体、设置于所述热水解壳体内的反应釜、与所述反应釜内部连通的第二进料口、第二出料口、第二热源入口以及第二蒸汽口，其中，所述第二蒸汽口与所述第一夹层的第一热源入口连通，所述第二热源入口用于引入热量对所述反应釜的内部进行加热；

输料装置，其一端与所述第一出料口连接，其另一端与所述第二进料口连接，用于将蒸发釜处理后的物料引入所述反应釜；以及

冷凝装置，其与所述第一蒸汽口连通，用于对第一蒸汽口排出的蒸汽进行冷却。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述负压蒸发装置还包括：设置于所述蒸发釜内的螺旋搅拌浆以及设置在所述螺旋搅拌浆上的刮刀，所述刮刀的边缘与所述蒸发釜的内壁接触，并且所述刮刀随所述螺旋搅拌浆的旋转而旋转，从而将所述蒸发釜内壁上的物料刮除。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热水解装置还包括：设置于所述热水解壳体和所述反应釜之间的第二夹层、与所述第二夹层连通的第三热源入口以及与所述第二夹层连接的第一疏水阀，所述第三热源入口用于向所述第二夹层引入热量以对所述反应釜进行加热，所述第一疏水阀用于将所述第二夹层的经过冷凝后的蒸汽排出。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述负压蒸发装置为卧式负压蒸发装置。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷凝装置包括第一冷凝釜、设置于所述第一冷凝釜内的第一换热器、与所述第一换热器连接的第一冷媒入口和热媒出口、与所述第一冷凝釜的连接的真空装置、蒸汽入口和第一液体排放出口，其中，所述蒸汽入口设置于所述第一冷凝釜的顶部，所述真空装置在所述第一冷凝釜的顶部与所述第一冷凝釜连通，所述第一液体排放出口设置于所述第一冷凝釜的底部，所述蒸汽入口与所述第一蒸汽口连接，所述真空装置用于在所述第一冷凝釜内建立负压。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述蒸汽入口直通所述第一冷凝釜的底部。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一冷媒入口位于所述第一冷凝釜侧壁的顶部，所述热媒出口位于所述第一冷凝釜侧壁的底部。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述冷凝装置还包括通过所述真空装置与所述第一冷凝釜连接的第二冷凝釜、设置于所述第二冷凝釜内的第二换热器、与所述第二换热器连接的第二冷媒入口和第二冷媒出口、以及与所述第二冷凝釜连接的第二液体排放出口，其中，所述真空装置在所述第二冷凝釜的顶部与所述第二冷凝釜连通，所述第二液体排放出口设置于所述第二冷凝釜底部，所述第二冷凝釜内为正压，所述第一冷媒入口与所述第二冷媒出口连接，从而将所述第二换热器与所述第一换热器连接。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述真空装置包括真空泵，所述真空泵的一端在所述第一冷凝釜顶部与所述第一冷凝釜连通，所述真空泵的另一端在所述第二冷凝釜的顶端与所述第二冷凝釜连通并至通所述第二冷凝釜的底部。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二冷媒入口位于所述第二冷凝釜侧壁的底部，所述第二冷媒出口位于所述第二冷凝釜的另一侧壁的顶部。

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