專利名稱：一種污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及污泥水熱干化處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
伴隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們對環(huán)境的日益關(guān)注，污水處理量高速增加，導(dǎo)致了污泥產(chǎn)量的迅速擴大。目前，我國每年排放干污泥約為500萬噸，而且數(shù)量還在不斷地增加。如果污泥處理不當會造成嚴重的二次污染，而污泥處理的投資和運行費用巨大，占整個污水廠投資及運行費用的25% 65%,已成為城市污水處理廠面臨的沉 重負擔(dān)。因此，如何經(jīng)濟、高效處置剩余污泥，實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無害化、資源化是當今急需解決的重要課題。污泥中含有大量的微生物細胞和有機物膠體，導(dǎo)致了污泥脫水困難，通常脫水泥餅含水率高達80%左右。污泥處置的手段主要包括堆肥、填埋和焚燒。污泥用于堆肥物料時，通常需要添加調(diào)理劑降低含水至50 60%，需要添加的調(diào)理劑總量約為污泥的60%，如污泥堆肥產(chǎn)品的銷路不好，污泥量不但沒有減少反而增加。國內(nèi)個別城市用垃圾衛(wèi)生填埋場接納污泥，由于污泥含水率高，容易造成填埋作業(yè)困難、滲濾液水質(zhì)惡化和填埋堆體不穩(wěn)定，因此，實際上，目前國內(nèi)大部分垃圾衛(wèi)生填埋場拒絕污泥進場。焚燒是實現(xiàn)污泥減量化的有效手段，通常要求焚燒物料的熱值大于1200千卡/千克，根據(jù)市政污泥的平均泥質(zhì)水平，只有含水率小于50%時才能滿足這一要求。因此填埋、堆肥和焚燒都不宜直接處理含水率80%的脫水泥餅，為滿足處置標準和工藝需要，含水率至少要降低到60%以下。如何高效低耗地將污泥含水率由80%降低到60%，成為保障污泥有效處置的技術(shù)關(guān)鍵。這通常采用干化方式。但是污泥干化需要消耗大量的能源，如采用蒸汽干化，一噸污泥需要消耗O. 8-1噸的蒸汽，運行成本極高。污泥脫水困難是由于污泥中的水受到多種作用力的束縛，對此，人們做了大量的相關(guān)研究。水熱干化技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的一種處理方法，通過將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時改善脫水性能和厭氧消化性能。隨水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞幾率增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。另外，加熱使污泥中的蛋白質(zhì)分解，細胞發(fā)生破裂，胞內(nèi)的水分被釋放。經(jīng)過水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下，機械脫水可使含水率大幅度降低到50%以下，大大提高了污泥的脫水性能，及污泥處置技術(shù)向低成本、可持續(xù)方向發(fā)展的可能性。但是現(xiàn)有的污泥水熱干化處理裝置存在著反應(yīng)效果較差、物料連續(xù)性較差的問題，因此污泥水熱干化的效率還是很低
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型提供了一種污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，能夠連續(xù)地對污泥進行水熱干化處理，提高了水熱干化效率。為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案為本實用新型提供了一種污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，所述污泥水熱干化處理裝置包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器，所述閃蒸反應(yīng)器包括反應(yīng)器罐體、設(shè)置在反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料擋板、以及蒸汽回收管，所述反應(yīng)器罐體的物料入口設(shè)置于反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，物料出口設(shè)置于反
應(yīng)器罐體的底部，自水熱反應(yīng)器輸出的污泥物料自物料入口輸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)，所述反應(yīng)器罐體的頂部具有閃蒸口，所述反應(yīng)器罐體架設(shè)在支撐裙座上，所述物料擋板鄰近所述物料入口設(shè)置，輸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料沖擊所述物料擋板所產(chǎn)生的蒸汽自閃蒸口輸出。優(yōu)選地，所述蒸汽回收管的一端與閃蒸口連通，另一端與漿化反應(yīng)器的蒸汽管和/或水熱反應(yīng)器的蒸汽管連通。優(yōu)選地，所述物料擋板表面與所述物料入口垂直。優(yōu)選地，所述物料出口的直徑比所述物料入口的直徑大一至兩個等級。優(yōu)選地，所述反應(yīng)器罐體進一步包括多個位于反應(yīng)器罐體不同高度處的溫度監(jiān)控器。本實用新型提供的用于污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器用于緩存水熱反應(yīng)后的物料，并通過設(shè)置物料擋板和蒸汽回收裝置，能夠回收閃蒸蒸汽，達到充分利用蒸汽熱能的目的。

圖I是污泥水熱干化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，能夠連續(xù)地對污泥進行水熱干化處理，提高了水熱干化效率。圖I是污泥水熱干化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，污泥水熱干化處理裝置包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器101、漿化反應(yīng)器102、水熱反應(yīng)器103和閃蒸反應(yīng)器104。其中，均質(zhì)反應(yīng)器101包括第一反應(yīng)器罐體和伸入至第一反應(yīng)器罐體內(nèi)的第一攪拌器。均質(zhì)反應(yīng)器101的第一物料入口 111設(shè)置在第一反應(yīng)器罐體的底部，第一物料出口112設(shè)置在第一反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部。污泥物料通過高壓泵，自第一物料入口 111輸入至第一反應(yīng)器罐體內(nèi)，經(jīng)第一攪拌器切碎并攪拌均勻后，由第一物料出口 112輸出至漿化反應(yīng)器102。漿化反應(yīng)器102包括第二反應(yīng)器罐體、伸入至第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的第二攪拌器、以及可向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第一蒸汽管213。漿化反應(yīng)器102的第二物料入口211設(shè)置在第二反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，第二物料出口 212設(shè)置在第二反應(yīng)器罐體下封頭的底部。自均質(zhì)反應(yīng)器101輸出的污泥物料自第二物料入口 211輸入至第二反應(yīng)器罐體內(nèi)，并由第一蒸汽管213通入的蒸汽均勻預(yù)熱，經(jīng)第二攪拌器攪拌均勻后，自第二物料出口212輸出至水熱反應(yīng)器103。水熱反應(yīng)器103包括第三反應(yīng)器罐體、伸入至第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的第三攪拌器、以及可向第三反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第二蒸汽管313。水熱反應(yīng)器103的第三物料入口311設(shè)置在第三反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，第三物料出口 312設(shè)置在第三反應(yīng)器罐體下封頭的底部。自水熱反應(yīng)器103輸出的污泥物料自第三物料入口 311輸入至第三反應(yīng)器罐體內(nèi)、并由第二蒸汽管313通入的蒸汽均勻加熱加壓，在該溫度和壓力下，在第三反應(yīng)器罐體內(nèi)發(fā)生水熱反應(yīng)，并通過第三攪拌器攪拌均勻后、自第三物料出口 312輸出至閃蒸反應(yīng)器104。閃蒸反應(yīng)器104包括第四反應(yīng)器罐體、以及與第四反應(yīng)器罐體連通的蒸汽回收管。閃蒸反應(yīng)器104的第四物料入口 411設(shè)置在第四反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，第四物料 出口 412設(shè)置在第四反應(yīng)器罐體下封頭的底部。第四反應(yīng)器罐體用于儲存物料，并將該物料內(nèi)殘留的蒸汽通過蒸汽回收管413回流至漿化反應(yīng)器102和/或水熱反應(yīng)器103。本實用新型的污泥水熱干化處理裝置是利用水熱干化處理原理，對污泥進行深度脫水。在一定的溫度和壓力下，污泥發(fā)生水熱反應(yīng)，其中的粘性有機物發(fā)生水解，從而破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，促使束縛水和固體顆粒分離。另外，加熱還會使污泥中的蛋白質(zhì)分解，細胞發(fā)生破裂，使胞內(nèi)的水分被釋放，進行機械脫水即可使含水率大幅度降低，從而提高污泥的脫水性能。其中，均質(zhì)反應(yīng)器101是污泥水熱干化處理裝置的一級預(yù)處理設(shè)備，主要針對物料粘度大，膠狀半固態(tài)的特點進行設(shè)計。其利用第一反應(yīng)器罐體內(nèi)的第一攪拌器高速切碎物料、并將切碎的物料攪拌均勻。通過將物料切碎，能夠降低污泥的顆粒尺寸和重量，從而促使束縛水和固體顆粒更容易分離。另外，通過降低污泥的顆粒尺寸，使得物料更容易攪拌均勻，使物料達到均質(zhì)的目的。另外，由于均質(zhì)反應(yīng)器101的第一物料入口設(shè)置于第一反應(yīng)器罐體的底部，第一物料出口設(shè)置于第一反應(yīng)器罐體的上部，能夠避免物料在均質(zhì)反應(yīng)器101內(nèi)發(fā)生堆積、從而形成攪拌盲區(qū)的問題，且有利于物料能夠堆滿第一反應(yīng)器罐體，保證進出料無堆積停留，使物料在污泥水熱干化處理裝置中保持連續(xù)運行的狀態(tài)。漿化反應(yīng)器102是污泥水熱干化處理裝置的二級預(yù)處理設(shè)備，主要針對物料粘度大的特點進行設(shè)計。其利用第二攪拌器對經(jīng)均質(zhì)后的物料進行充分攪拌，漿化反應(yīng)器102具有能夠向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第一蒸汽管。通過向第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料通入蒸汽，能夠?qū)|(zhì)后的物料進行預(yù)加熱，從而為污泥進行水熱反應(yīng)做準備，然后將進行預(yù)加熱后的物料自第二物料出口輸出至水熱反應(yīng)器103。另外，漿化反應(yīng)器102可采用間歇進出料的方式，以使物料的加熱和攪拌更加充分。進一步地，漿化反應(yīng)器102可進一步設(shè)置多個位于不同位置處的溫度監(jiān)控器，從而根據(jù)第二反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料溫度調(diào)整第一蒸汽管的通氣量，使物料能夠均勻地進行預(yù)加熱、并充分攪拌。通過設(shè)置漿化反應(yīng)器102對污泥物料進行預(yù)加熱處理，將對污泥物料進行加熱、加壓的過程分解為在漿化反應(yīng)器102和水熱反應(yīng)器103中分別進行，能夠縮短污泥在水熱反應(yīng)器103內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的時間，并實現(xiàn)節(jié)省能源的目的。由于污泥物料在漿化反應(yīng)器和水熱反應(yīng)器中的停留時間均加以縮短，因此能夠保證物料處于連續(xù)運行處理的狀態(tài)。水熱反應(yīng)器103是污泥水熱干化處理裝置的主要反應(yīng)設(shè)備，其具有能夠向第三反應(yīng)器罐體內(nèi)通入蒸汽的第二蒸汽管。通過向第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料通入蒸汽，使物料在一定的溫度和壓力下發(fā)生水熱反應(yīng)，將污泥加熱至細胞破裂，胞液溶出，從而釋放水分，實現(xiàn)脫水的目的。進一步地，水熱反應(yīng)器103可進一步設(shè)置多個位于不同位置處的溫度監(jiān)控器，從而根據(jù)第三反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料溫度調(diào)整第二蒸汽管的通氣量，使物料能夠均勻地進行加熱、并充分攪拌。另外，水熱反應(yīng)器103可采用間歇進出料的方式，以使物料的水熱反應(yīng)更加充分。閃蒸反應(yīng)器104是污泥水熱干化處理裝置的儲存裝置，其用于儲存經(jīng)過水熱反應(yīng)的污泥物料。進一步地，為了節(jié)省能源，閃蒸反應(yīng)器104的第四反應(yīng)器罐體內(nèi)進一步設(shè)置蒸汽回收擋板，該蒸汽回收擋板設(shè)置于鄰近閃蒸反應(yīng)器104的第四物料入口處，輸入閃蒸反 應(yīng)器104的物料在沖擊蒸汽回收擋板后，物料中殘余的蒸汽會被釋放。閃蒸反應(yīng)器104進一步包括蒸汽回收管，該蒸汽回收管的一端與第四反應(yīng)器罐體連通，另一端可與漿化反應(yīng)器102和/或水熱反應(yīng)器103連通，從而將回收的蒸汽加以循環(huán)利用，達到節(jié)約能源的目的。進一步地，閃蒸反應(yīng)器104可進一步設(shè)置多個位于不同位置處的溫度監(jiān)控器，當物料達到出料溫度后，經(jīng)過脫水后的物料可自第四物料出口輸出。由于在一定溫度和壓力下能夠使污泥中的粘性有機物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時改善脫水性能和厭氧消化性能。且隨著水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞幾率增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。另外，加熱使污泥中的蛋白質(zhì)分解，細胞發(fā)生破裂，胞內(nèi)的水分被釋放。因此通過使用本實用新型的污泥水熱干化處理裝置，經(jīng)過水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下，機械脫水可使含水率大幅度降低到50%以下，大大提高了污泥的脫水性能。且本實用新型的污泥水熱干化處理裝置的結(jié)構(gòu)簡單，并能夠?qū)崿F(xiàn)能源的循環(huán)利用，因此能夠大大降低污泥干化處理的成本。圖2是本實用新型的污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實用新型的污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器104包括反應(yīng)器罐體201、設(shè)置在反應(yīng)器罐體201內(nèi)的物料擋板202和用于回收閃蒸蒸汽的蒸汽回收管203。反應(yīng)器罐體201的物料入口 204設(shè)置于反應(yīng)器罐體201的側(cè)壁的上部，物料出口205設(shè)置于反應(yīng)器罐體201的底部，物料入口 204與污泥水熱干化處理裝置的水熱反應(yīng)器的物料出口連通。反應(yīng)器罐體201架設(shè)在支撐裙座208上。物料擋板202鄰近物料入口 204的位置設(shè)置，當在水熱反應(yīng)器中經(jīng)過水熱反應(yīng)、基本分解為液態(tài)的物料自物料入口 204通入反應(yīng)器罐體201內(nèi)時，由于沖擊物料擋板202，能夠使物料中多余的蒸汽熱能釋放出來，釋放的閃蒸蒸汽可以通過位于反應(yīng)器罐體201頂部的閃蒸口 206排出。為了回收這些閃蒸蒸汽的能量、并對其加以使用，本實用新型的閃蒸反應(yīng)器進一步設(shè)置蒸汽回收管203，蒸汽回收管203的一端與閃蒸口 206連通，其另一端與污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器的蒸汽管和/或水熱反應(yīng)器的蒸汽管連通。由于在漿化反應(yīng)器和水熱反應(yīng)器中都需要向罐體內(nèi)通入蒸汽以促使污泥物料發(fā)生水熱反應(yīng)，因此回收的閃蒸蒸汽可以得到充分利用，從而達到節(jié)約能源的效果。[0042]優(yōu)選地，物料入口 204采用切向進入，因此，可將物料擋板202的表面設(shè)置為與物料圖庫204的方向垂直，這樣使得污泥物料能夠充分沖擊物料擋板202，有利于蒸汽收到?jīng)_擊后釋放更多熱量，從而提高閃蒸蒸汽的利用率。閃蒸反應(yīng)器104是污泥水熱干化處理裝置的儲存裝置，其用于經(jīng)過水熱反應(yīng)的污泥物料。由于通入閃蒸反應(yīng)器的污泥物料已經(jīng)過均質(zhì)反應(yīng)器的切碎攪拌、漿化反應(yīng)器的預(yù)熱攪拌、并在水熱反應(yīng)器中充分發(fā)生水熱反應(yīng)，因此其物料入口 204設(shè)置于反應(yīng)器罐體201的上部，而物料出口 205則設(shè)置 于反應(yīng)器罐體201的底部。則物料通入閃蒸反應(yīng)器時直接可到達物料出口處，而無需等待反應(yīng)器罐體201內(nèi)充滿污泥后再進行輸出處理，從而節(jié)省物料處理時間。優(yōu)選地，本實用新型的閃蒸反應(yīng)器采取間歇性出料的方式，以保證物料處理的連續(xù)性。優(yōu)選地，為了控制污泥物料的溫度，便于根據(jù)物料溫度設(shè)定出料時間，本實用新型的閃蒸反應(yīng)器進一步包括多個位于不同位置處的溫度監(jiān)控器207，從而根據(jù)反應(yīng)器罐體201內(nèi)的物料溫度調(diào)整何時出料。為了避免物料出口 205出現(xiàn)絮狀物料堆積而形成堵塞，物料出口 205的管徑應(yīng)盡量大，以保證出料的暢通，即物料出口 205的直徑應(yīng)大于物料入口 204的直徑。優(yōu)選地，物料出口 205的管徑可比物料入口 204的直徑大一至兩個等級。例如物料入口 204的管徑為DN50，那么物料出口 205管徑高出一至兩個等級，取為DN65或者DN80。進一步地，為了避免出現(xiàn)物料流掛現(xiàn)象，反應(yīng)器罐體201的內(nèi)表面和物料擋板202的外表面均需要進行拋光處理，且其材料應(yīng)根據(jù)物料特性選擇為具有耐腐蝕性和耐磨損的材料。本實用新型的污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器用于緩存經(jīng)過水熱反應(yīng)的污泥物料，當物料達到合適的溫度時進行出料。進一步地，本實用新型的閃蒸反應(yīng)器通過在反應(yīng)器罐體的物料入口附近設(shè)置物料擋板，使物料在通入物料入口時沖擊物料擋板，以使其中多余的閃蒸蒸汽能夠釋放出來，并通過將該閃蒸蒸汽回流至污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器和水熱反應(yīng)器的蒸汽管，使得蒸汽熱能能夠充分地加以利用，從而實現(xiàn)節(jié)約能源的效果。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，所述污泥水熱干化處理裝置包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器， 其特征在干， 所述閃蒸反應(yīng)器包括反應(yīng)器罐體、設(shè)置在反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料擋板、以及蒸汽回收管， 所述反應(yīng)器罐體的物料入口設(shè)置于反應(yīng)器罐體的側(cè)壁的上部，物料出口設(shè)置于反應(yīng)器罐體的底部，自水熱反應(yīng)器輸出的污泥物料自物料入口輸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)，所述反應(yīng)器罐體的頂部具有閃蒸ロ，所述反應(yīng)器罐體架設(shè)在支撐裙座上， 所述物料擋板鄰近所述物料入ロ設(shè)置，輸入至反應(yīng)器罐體內(nèi)的物料沖擊所述物料擋板所產(chǎn)生的蒸汽自閃蒸ロ輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，其特征在于，所述蒸汽回收管的一端與閃蒸ロ連通，另一端與漿化反應(yīng)器的蒸汽管和/或水熱反應(yīng)器的蒸汽管連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，其特征在于，所述物料擋板表面與所述物料入ロ垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，其特征在于，所述物料出口的直徑比所述物料入口的直徑大一至兩個等級。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器罐體進ー步包括多個位于反應(yīng)器罐體不同高度處的溫度監(jiān)控器。
專利摘要本實用新型提供了一種污泥水熱干化處理裝置的閃蒸反應(yīng)器，污泥水熱干化處理裝置包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器。均質(zhì)反應(yīng)器切碎并攪拌物料，然后將輸入至漿化反應(yīng)器進行均勻預(yù)熱，預(yù)熱后的物料在水熱反應(yīng)器中進行水熱反應(yīng)，然后儲存在閃蒸反應(yīng)器中，閃蒸反應(yīng)器回收的蒸汽可通入漿化反應(yīng)器和/或水熱反應(yīng)器中。本實用新型的污泥水熱干化處理裝置在一定溫度和壓力下，將污泥中的粘性有機物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，促使束縛水和固體顆粒分離。本實用新型的閃蒸反應(yīng)器能夠緩存水熱反應(yīng)后的物料，并回收閃蒸蒸汽，達到充分利用蒸汽熱能的目的。
文檔編號C02F11/12GK202465471SQ20122005858
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者劉傳斌, 勾宏圖, 唐激揚, 荀銳, 陳立剛 申請人:北京科力丹迪技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司