湿式氧化设备的制作方法

1.本实用新型涉及化学反应装置技术领域，具体地涉及一种湿式氧化设备。


背景技术：

2.在人类生产和生活过程中，会产生大量的污水和污泥，污水处理过程中，近70％的污染物转化或转移到污泥，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分。如在造纸、制药、制革等行业中会产生大量的污泥，这些污泥具有高毒性的特点，处理难度大，目前其处理已成为制约相关行业可持续健康发展的重要瓶颈之一。
3.湿式氧化法是目前处理污泥的一种有效方法，他可以将污泥的含水量从90％降低到30-50％，极大地减少了污泥的数量，而且污泥中大量的有机质被氧化分解，还提供了大量的热能，减少氧化过程中的能耗，有机质含量高的污泥甚至还有热量富余。
4.现有技术中湿式氧化通常采用间歇式反应装置进行，在将物料混合后，将容器密闭，使其在高温高压条件下进行持续的搅拌，气液混合物在搅拌过程中混合较差，导致氧化效果不佳、反应时间较长，并且反应装置效率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的污泥湿式氧化处理中气液在搅拌过程中混合较差，间歇式的反应装置效率不高等问题，提供一种湿式氧化设备。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种湿式氧化设备，包括反应釜、进料管、进气管、循环管线以及后处理装置，所述进料管以及进气管连通于所述反应釜，所述反应釜底部具有排料口，所述排料口分别与后处理装置以及循环管线相连通，所述循环管线出口端旁接于所述进料管。
7.可选地，所述湿式氧化设备还包括混合装置，所述混合装置为文丘里混合装置，所述混合装置具有进料口、进气口以及出料口，所述进料管连通于所述进料口，所述进气管连通于所述进气口，所述出料口连通于所述反应釜顶部。
8.可选地，所述出料口连接有混合管，所述混合管底端能够伸入所述反应釜内的液面之下。
9.可选地，所述混合管为渐扩管。
10.可选地，所述湿式氧化设备还包括控制组件，所述排料口和所述后处理装置之间设置有第一控制阀，所述循环管线上设置有第二控制阀，所述反应釜具有能够测量所述反应釜内液位的液位计，所述控制组件能够根据所述液位计测量的液位控制所述第一控制阀以及所述第二控制阀的开度，从而使得所述反应釜内的液位保持稳定。
11.可选地，所述湿式氧化设备还包括第一排气管，所述第一排气管旁接于所述进气管并连通于所述反应釜，所述第一排气管上设置有单向阀，以使得气体由所述反应釜单向流向所述进气管。
12.可选地，所述湿式氧化设备还包括能够加热所述反应釜内物料的加热装置。
13.可选地，所述加热装置包括连通于所述反应釜顶部的加热管线，所述加热管线能够将高温蒸汽输送至所述反应釜内。
14.可选地，所述后处理装置包括气液分离装置，所述气液分离装置连通于所述第一控制阀的出口端，所述气液分离装置具有气体排放口以及第一液体排放口。
15.可选地，所述后处理装置还包括固液分离装置，所述固液分离装置连通于所述第一液体排放口，所述固液分离装置具有固体排放口以及第二液体排放口。
16.通过上述技术方案，利用设置的循环管线，不仅能够使得反应釜内的物料循环起来，代替搅拌的作用，还能够使其与反应釜内的氧化性气体以及新加入气体进行充分的混合，从而促进物料与氧化物质进行充分地氧化反应。且上述技术方案中反应过程连续，不需要先降温后升温，能够节省能源、节省反应时间从而提高设备效率。
附图说明
17.图1是本实用新型所述的湿式氧化装置一种实施方式的结构示意图。
18.附图标记说明
19.1-反应釜，2-排料口，3-循环管线，4-后处理管线，5-混合装置，6-送料泵，7-循环泵，8-进气口，9-加热管线，10-第一排气管，11-第二排气管，12-混合管，13-气液分离装置，14-固液分离装置，15-进料管，16-进气管；
20.a1-氧化性物质输入口，a2-污泥输入口，a3-加热蒸汽输入口，b1-废气输出口，b2-污泥输出口，b3-废水输出口。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
22.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“顶”、“底”通常是指装置或设备处于使用状态下的方位。需要说明的是，这仅是为了便于描述本实用新型，不应理解为对本实用新型的限制。
23.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不应理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
24.在本实用新型中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
25.本实用新型提供一种湿式氧化设备，包括反应釜1、进料管15、进气管16、循环管线3以及后处理装置，所述进料管15以及进气管16连通于所述反应釜1，所述反应釜1底部具有排料口2，所述排料口2分别与后处理装置以及循环管线3相连通，所述循环管线3出口端旁接于所述进料管15。
26.需要说明的是，湿式氧化是指在高温(120～320℃)和高压(0.5～20mpa)的条件下，利用气态的氧气(通常为空气)作氧化剂，将水中有机物氧化成小分子有机物或无机物。湿式氧化在工业废水的处理、污泥处置、有用无机盐的回收等环境领域都有广泛的应用。因此，反应釜1需能够承受高温、高压的反应条件。
27.为便于理解，下面将以利用湿式氧化法对污泥进行处理为例进行说明。进料管15
能够连续地向反应釜输送污泥，污泥能够经污泥输入口a2流入进料管15，由于污泥流动性较差，为解决污泥的管道输送问题，则可在进料管15上设置有送料泵6，送料泵6对为进料管15内的污泥施加压力，以使得其能够经进料管15流向反应釜1。进气管16则为湿式氧化法处理污泥提供氧化性物质，氧化性物质通常为空气，也可为氧气、臭氧等氧化气，也可为双氧水等具有氧化性的液态物质，通常经氧化性物质输入口a1流入的物质可具有一定压力，从而克服反应釜1内的压力以使其能够流入反应釜1内，并且防止反应釜1内的气体逆流流入进气管16内，如输送的氧化性物质压力不足，进一步地，进气管16上也可设置有增压泵使进气管16内流动的物料压力升高。为方便说明，下面将以氧气为例进行说明。由于反应釜1内可具有一定液位高度的混合液，因此，当污泥流入混合液时在压力冲击下，污泥可与混合液以及氧气发生进一步混合，而为加强污泥和氧气的混合以加强氧化的效果，反应釜1内可设置有搅拌桨等结构。
28.利用设置的循环管线3，使得反应釜1内的物料能够重新进行多次混合，从而进一步地使其与进气管16输送的氧气进行混合，使待氧化物质能够充分地发生氧化反应，且工作过程连续。相对于间隔式的氧化反应装置来说，氧化反应结束后，通常需要先使其降温再进行放料，此过程将污泥中原本具有的热量大部分都散失掉了，且降温过程需要耗费时间，待放料结束后，新加入反应物料时还需要再进行升温，使其在一定的温度下发生反应，一直需要不断的重复升温和降温过程，这过程造成了大量的能量浪费和时间成本，无法有效利用氧化反应过程中放出的热量，而上述技术方案中，由于反应物料的进入与排出同时进行，即可以连续式地进行氧化反应，使反应釜1内的温度和压力可以处于一个较为稳定的状态，因此不需要使反应物料先降温后升温，能够节省能源、节省反应时间，同时由于设备能够连续运转，进而能够大大地提高设备效率。
29.为达到更好的物料混合效果，如图1所示，所述湿式氧化设备还包括混合装置5，所述混合装置5为文丘里混合装置，所述混合装置5具有进料口、进气口8以及出料口，所述进料管15连通于所述进料口，所述进气管16连通于所述进气口8，所述出料口连通于所述反应釜1顶部。文丘里混合装置能够利用污泥以及氧气输送时的压力，使其在装置内进行充分气液混合，后经出料口流入反应釜1内，出料口连通于所述反应釜1顶部可使物料在重力作用下进一步对反应釜1内的液面产生冲击，从而进一步与反应釜1内的物料进行气液混合，加快物料的反应。
30.作为更进一步的实施方式，如图1所示，混合装置的所述出料口连接有混合管12，所述混合管12底端能够伸入所述反应釜1内的液面之下。污泥在文丘里混合装置中与氧气混合后，混合物经混合管12直接冲入污泥反应液中，使冲击力充分地作用于反应釜1中的物料，进而使混合后的气液混合物中的微小气泡将会更好的混合进入反应液中，从而加强混合效果，增加污泥与氧气的接触面积，利用混合装置及连接至反应釜内液面以下的混合管的作用，使混合入物料中的氧化性气体在其中停留时间更长，以使污泥能够充分地发生氧化反应。
31.进一步地，所述混合管12为渐扩管。由于物料下落具有一定的扩散效应，渐扩管能够避免混合物与管壁的碰撞，减少能量损失，也防止混合物粘在管壁上，导致混合管12的流量降低，甚至造成堵塞，影响装置的运行。
32.为使得反应釜1内的液位能够保持稳定，所述湿式氧化设备还包括控制组件，所述
排料口2和所述后处理装置之间设置有第一控制阀，所述循环管线3上设置有第二控制阀，所述反应釜1具有能够测量所述反应釜1内液位的液位计，所述控制组件能够根据所述液位计测量的液位控制所述第一控制阀以及所述第二控制阀的开度，从而使得所述反应釜1内的液位保持稳定。其中，第一控制阀和第二控制阀可为电动阀门。
33.作为一种具体的实施方式，所述文丘里混合装置中气液混合的体积比例为2-20:1，优选5-15:1。反应釜1内的污泥与氧气进行氧化反应，生成二氧化碳，氧化性气体中氧气消耗量与补充量一致时，反应产生的二氧化碳溶解在污泥反应液中随着出料送出反应釜1，这样反应釜1的压力不会随着氧化性气体的加入而升高，但是当氧化性气体(如空气)中还含有惰性气体(如氮气)时，随着氧化性气体中氧气的消耗，反应釜1中残留气体中氮气和反应后产生的二氧化碳浓度将不断累积，除了一小部分溶解在污泥反应液中排出，另一部分最终将会以气体的形式从反应釜1的气体排放口中排出，以确保有足够氧气参与湿式氧化反应。综上所述，所需要补充的氧化性气体量是一定的，其数量与连续进料的污泥反应液中的氧消耗量相关，补充量太少不利于污泥的氧化，过多的补充会造成排气时的热量损耗。
34.因此，在氧化性气体补充量不足以使得文丘里混合装置正常工作时，还需要从反应釜1内补充反应后的残留气体，确保氧化性气体加上残留气体的总量达到文丘里混合装置的气液比。如图1所示，所述湿式氧化设备还包括第一排气管10，所述第一排气管10旁接于所述进气管16并连通于所述反应釜1，所述第一排气管10上设置有单向阀，以使得气体由所述反应釜1单向流向所述进气管16。以利用反应釜1内的残余气体能够作为气液混合补充不足部分的气体。
35.湿式氧化反应需要较高的反应温度，因此可通过加热设备为其进行加热，如图1所示，所述湿式氧化设备还包括能够加热所述反应釜1内物料的加热装置。加热设备可为例如电加热、导热油加热、通入过热蒸汽加热等。所述加热可以满足反应釜内物料升温至所需温度即可，升温时间为小于10h，优选小于5h。
36.作为一种具体的是实施方式，如图1所示，所述加热装置包括连通于所述反应釜1顶部的加热管线9，所述加热管线9能够将高温蒸汽输送至所述反应釜1内。高温蒸汽可经加热蒸汽输入口a3流入加热管线9内。
37.另外，如图1所示，所述后处理装置包括气液分离装置13，所述气液分离装置13连通于所述第一控制阀的出口端，所述气液分离装置13具有气体排放口以及第一液体排放口。气液分离装置13能够将氧化后的污泥中的废气进行分离，使分离的废气经废气输出口b1排向废气处理装置。
38.进一步地，如图1所示，所述后处理装置还包括固液分离装置14，所述固液分离装置14连通于气液分离装置的所述第一液体排放口，所述固液分离装置14具有固体排放口以及第二液体排放口。固液分离装置14能够将传送过来的物料分离为含水量较低的固态物料以及废水，废水可经废水输出口b3排放至相关的处理设备处进行处理后排放，固态物料则可经污泥输出口b2输送至进一步处理的相关设备，例如干燥设备、压缩设备等设备处进行进一步地处理。
39.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型
对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。