一种有机质间接加热连续式热水解处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及有机质热解处理的工艺领域，更具体地涉及有机质间接加热连续式热水解处理系统。


背景技术：

2.一般情况下，污泥的主要特性是含水率高，一般含水率达99％以上，污泥脱水车间出来的污泥具有很强的流动性，这是因为其含水率很高，通常含水率在85％以上时，污泥呈流态；含水率在65％～85％时呈塑态；含水率低于60％时则呈固态。可见污泥含水率越低，在存储运输会有优势。经过机械脱水后，污泥含固率可以提高，降低后续干化处理负荷及能耗，便于污泥的储存及转移运输。
3.现有技术中降低有机质即污泥微生物发酵处理后污泥絮体含水率时，通常使用高温高压蒸汽直接通入污泥絮体中，在反应釜内加热污泥絮体，使污泥絮体中的有机物和eps 进行裂解、破壁及高温杀菌，难降解有机物转化为易降解物质，长链变为短链，然后再闪蒸降压挥发出水蒸汽及其它蒸汽，最后污泥自然冷却后脱水机脱水，但含水率只能降低到50～60％。污泥热水解是个缓慢过程，需要在反应器中停留足够的时间才能水解充分，如何在实现有机质污泥发生热解反应时，含水率不再增加，即含固率不再降低，同时实现污泥的连续热解降低含水率，并使不同批次的污泥在反应器中停留时间均匀，是现有行业中亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：
5.一种有机质间接加热连续式热水解处理系统，包括热水解反应器和发酵反应器，在预热器的出料口和发酵反应器的进料口之间，通过管路依次串联有热水解反应器、闪蒸罐，热水解反应器为立式储罐，内设有盘绕成中空筒状的蒸汽盘管，储罐顶部安装有搅拌装置，搅拌装置的搅拌轴伸入储罐内，蒸汽盘管套装在搅拌轴和储罐之间，蒸汽盘管的上端与下端与热水解反应器的上端、下端相互隔开；
6.在热水解反应器中蒸汽盘管的蒸汽进口和预热器的低温冷凝水排口之间通过管路串联有蒸发器，热水解反应器中蒸汽盘管的冷凝水出口通过管路连通预热器的冷凝水进口；所述输送泵安装在预热器出料口和热水解反应器的进料口之间的输送有机质管道上；所述热水解反应器设有温度传感器和压力传感器、安全阀，在热水解反应器底部设有排污口。
7.所述预热器设有物料的进料端供有机质进入，有机质在预热器的有机质管路中输送。
8.在所述蒸汽盘管的蒸汽进口和冷凝水出口还设置有多个冷凝水排放口，冷凝水排放口穿过储罐罐体。
9.所述热水解反应器为多个并联的立式储罐。
10.所述闪蒸罐数量为2个，并依次串联在热水解反应器的出料口和发酵器之间。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点在于：
12.1、在首次启动系统时，给予系统加热所需水量，后续运行过程中，仅需不定期补充蒸发消耗的水量，极大的节约了能源。
13.2、借助来自蒸发器的高压蒸汽，使有机固废可在140～190℃条件下间接加热，从而有效裂解，物料加热与裂解同步进行；物料与蒸汽间接式的接触，避免增加或夹带多余水分，保证了含固率12％～15％且不下降，可以减小后续厌氧消化反应及脱水的处理负荷。
14.3、液态的污泥从下至上送入热水解反应器中，逐渐升高液位后从上部出料口排出，物料先进先出有序热解和排出，便于控制污泥进行热解的停留时间，不同时间但进入热水解反应器的污泥均停留足够的时间，充分水解加热。
附图说明
15.图1为本实用新型系统的工艺流程示意图；
16.图2为本实用新型系统的设备流程示意图；
17.图3为本实用新型系统中连续式热水解反应器的结构示意图；
18.其中，1-预热器，2-热水解反应器，3-发酵反应器，4-蒸发器，22-闪蒸罐，31
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电机，32-转轴，23-搅拌叶片，24-轴承，25-温度传感器，26-压力传感器，27-安全阀， 28-输送泵，8-出料口，9-蒸汽进口，10-冷凝水出口，11-冷凝水排放口，12-支撑架， 13-储罐，14-蒸汽盘管，15-盘管支架，16-热解反应区，17-进料口，18-排污口。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
20.本实施例提供的有机质间接加热连续式热水解处理系统，如图1所示，系统流程是利用余热蒸汽将有机质即有机固废在预热器1预先加热，受热后的有机固废进入连续式热水解反应器2，有机固废在热水解反应器2中与高温蒸汽间接接触，同时进行高温热水解反应，以脱除有机固废中多余水分，最后有机固废在发酵反应器中与消化液进行厌氧发酵反应等后续处理。
21.如图2和图3所示，本实施例的系统包括热水解反应器2和发酵反应器3，热水解反应器2包括多个并联的热水解反应储罐，在热水解反应器2的出料口8和发酵反应器 3之间，通过管路串联有闪蒸罐22，在热水解反应器2的进料口17上通过管路串联有预热器1，在预热器1和热水解反应器2之间还串联有蒸发器4。
22.蒸发器4输出高温高压蒸汽走气路管线，通过蒸汽进口9进入到热水解反应器2的蒸汽盘管14，再通过冷凝水出口10排出热水解反应器2，得到冷凝水，冷凝水再次进入到预热器1中进行热交换，变成低温冷凝水后回到蒸发器4。蒸发器4的高压蒸汽管线串联连接热水解反应器2、预热器1，经过多次热交换反应后，变成冷凝水回到蒸发器4，形成循环闭合的气路管线。
23.在热水解反应器2的进料口17和出料口8之间设置有热解反应区16，热解反应区 16还设置有搅拌装置，供有机固废进行热水解反应，进料口17连接预热器1，在出料口8和发酵反应器3之间串联有闪蒸罐22，出料口8连接闪蒸罐22的进口，闪蒸罐22 的出口连接发酵
反应器3。有机固废自预热器1进口进入到预热器1的固废管路，与冷凝水热交换，在输送泵28的提升作用下，通过进料口17进入到热水解反应器2内的热解反应区16，在热解反应器2中气路管线中的高压蒸汽加热作用下，通过搅拌作用，有机固废中残留的气体释放出来，充分反应后的有机固废从出料口8排出，并压入到闪蒸罐22，高温的有机固废在闪蒸罐22内降温降压处理，再进入发酵反应器3与消化液充分混合反应。有机固废从预热器1进入本装置系统，在热水解反应器2进行高温热解反应，经过闪蒸罐22降温降压处理，再至发酵反应器3进行厌氧消化反应，形成连续的固废反应区及管线。
24.如图3所示，热解反应器2为竖直安装的储罐13，搅拌装置的电机31安装在储罐13顶部，电机31的输出端连接有转轴32，转轴32竖直插入储罐13内，通过储罐13 底部的轴承34旋转固定；转轴32上从上至下均匀分布有多片搅拌叶片35；蒸汽盘管 14套装在搅拌叶片34外周，并通过盘管支架15与储罐13内壁固定安装，蒸汽盘管的上端与下端与热水解反应器的上端、下端相互隔开；储罐13罐体的上部设置的蒸汽进口9连接蒸汽盘管14在上的进口，储罐13罐体的下部设置的蒸汽排口10连接蒸汽盘管14在下的出口，在蒸汽进口9和冷凝水出口10之间的罐体上还设置有多个冷凝水排放口11，冷凝水排放11穿过罐体后，与蒸汽盘管14相连通；储罐13还设有温度传感器25和压力传感器26、安全阀27，在罐体13底部设有排污口18，储罐13外周设有过支撑架12用于储罐13的固定安装。
25.整个装置在运行时，有机固废在固废管路连续反应，首先，待处理的有机固废进入到换热单元与冷凝水进行热交换，有机固废升温至100℃，此时有机固废处于流态，然后，在输送泵的提升作用下，受热后的有机固废进入到热解反应器中，在热解反应区在高温高压蒸汽的加热作用下发生热解反应，在温度为140-190℃，压力0.4～1.3mpa，在热解反应区内的搅拌装置作用下，有机固废热解，在该条件下反应0～60min，有机固废裂解、破壁及高温杀菌，难降解有机物转化为易降解物质，长链变为短链，含水率进一步降低，含固率增加；然后，热水解反应后有机固废的物料进入闪蒸罐中，经过多级泄压，物料温度降低为50～70℃。接着，泄压降温的物料输送至发酵反应器中，与消化液充分混合进行厌氧消化，厌氧消化温度为38℃～42℃。
26.蒸汽在气路管线循环流动，高压蒸汽从蒸发器输出，并进入到热解反应器中的蒸汽盘管，释放热量，温度降低至100℃左右，压力降低至0.2～0.4mpa，变成冷凝水，冷凝水进入到预热器，对待处理有机固废进行预热，使其温度上升至100℃左右，冷凝水热交换后，降温至50-70℃低温冷凝水，低温冷凝水再次回到蒸发器，进行升温转化为高压蒸汽。
27.本实用新型的系统装置在运行时具有以下优点，一方面，在首次启动系统装置时，给予系统加热所需水量，后续运行过程中，只需不定期补充蒸发消耗的水量，极大的节约了能源。另一方面，借助来自蒸发器的高压蒸汽，使有机固废可在140～190℃条件下间接加热，从而有效裂解，物料加热与裂解同步进行，根据裂解效率设置可调的反应时间为0～60min；物料与蒸汽间接式的接触，避免增加或夹带多余水分，保证了较高的含固率12％～15％，可以减小后续厌氧消化反应及脱水处理的负荷。而现有技术中直接接触式加热，因蒸汽与物料混合，蒸汽用量与物料比例为1:4～1:2，出料含固率约为6％～ 10％，热解过程增加了水分，加大了后续脱水或干化处理的能耗。