專利名稱：用于水解和/或濕法浸解的物料溶解器、反應(yīng)器以及具有這種物料溶解器和反應(yīng)器的垃圾 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種依據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述用于處理含有有機(jī)成分的垃圾的方法、一種依據(jù)權(quán)利要求5或19前序部分所述用于在稀釋液體中溶解垃圾有機(jī)成分的物料溶解器、一種依據(jù)權(quán)利要求28或36前序部分所述用于實施水解和/或濕法浸解的反應(yīng)器以及一種包括這種物料溶解器和/或反應(yīng)器的垃圾處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著歐洲實行有機(jī)生活垃圾的分類收集，機(jī)械生物處理(MBA)家庭垃圾的重要性日益增長。微生物產(chǎn)生生物物料的分解，其中，在需氧和厭氧微生物之間存在著區(qū)別。需氧分解最終形成最終產(chǎn)物二氧化碳和水并稱為腐爛。厭氧分解典型的是發(fā)酵，作為最終產(chǎn)物其中形成甲烷、氨和硫化氫。
公知的方法根據(jù)垃圾混合物的性質(zhì)具有用于垃圾處理的不同方法步驟。然而單獨提供各方法設(shè)備非常昂貴。
DE 196 48 731 A1介紹了一種需氧方法，其中，將垃圾餾出物的有機(jī)成分在滲濾器內(nèi)洗除雜質(zhì)并將濾渣干燥后例如焚燒或者堆集。
滲濾例如可以在依據(jù)WO 97/27158 A1的箱式滲濾設(shè)備中進(jìn)行。事實證明大有前途的是采用依據(jù)DE 101 42 906 A1的蒸餾滲濾設(shè)備的試驗，其中，滲濾在過程水的蒸餾區(qū)內(nèi)進(jìn)行。
從滲濾器排放的高有機(jī)含量的排放水為厭氧分解輸送到沼氣設(shè)備，其中，有機(jī)部分借助甲烷細(xì)菌分解并為能量產(chǎn)生可輸送到沼氣燃燒設(shè)備。事實證明，廢物在滲濾器中的上述需氧處理對厭氧方法極具競爭力并占有越來越重要的地位。
EP 0 192 900 B1介紹了一種所謂的Valorga方法-其中，發(fā)酵在一個從下面送料的發(fā)酵器中進(jìn)行。所要處理的垃圾栓塞形輸送到設(shè)置在徑向外置的進(jìn)料口下面的排料口。垃圾的輸送通過由設(shè)置在發(fā)酵器多個扇形段上的氣體噴嘴噴入壓縮的沼氣進(jìn)行，其中，每個扇形段可以單獨控制，以保持垃圾在進(jìn)料口與排料口之間栓塞形流動。
EP 0 476 217 A1公開了一種可加熱的發(fā)酵器，其中，新鮮物和腐爛物作為細(xì)菌接種物輸送到發(fā)酵器并將產(chǎn)生的腐爛物通過攪拌器輸送到腐爛物排料口。在前面依據(jù)EP 0 192 900 B1介紹的Valorga方法中也可以這樣添加接種物。
EP 0 794 247 A1公開了一種發(fā)酵器，其中，將發(fā)酵物裝入一個里面設(shè)置螺旋線的旋轉(zhuǎn)滾筒內(nèi)。通過該螺旋線將發(fā)酵物栓塞形從進(jìn)料口輸送到腐爛物排料口。這種輸送可以通過滾筒的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)進(jìn)行，其中正轉(zhuǎn)，也就是發(fā)酵物向發(fā)酵物排料口方向上的輸送時間上長于反向上的輸送，從而達(dá)到預(yù)先規(guī)定的發(fā)酵物停留時間。
在上述公知的方法中，處理大于25％比較高的干燥物料含量(TS)的干燥垃圾。
在處理可流動的濕垃圾時，例如依據(jù)DE 197 04 065 A1使用所謂的物料溶解器(攪碎機(jī))，其中，垃圾采用稀釋液體進(jìn)行稀釋并借助混合器攪拌和破碎，從而形成懸浮液和有機(jī)成分溶解在稀釋液體中。在這種公開的解決方案中，混合借助攪拌器進(jìn)行，其葉片這樣構(gòu)成，使物料溶解器內(nèi)部分構(gòu)成垂直流動。這種解決方案的缺點是，一方面為構(gòu)成攪拌葉片復(fù)雜的幾何形狀需要很高的裝置技術(shù)開支，而另一方面這些葉片由于懸浮液中含有的漂浮物和雜質(zhì)受到很強(qiáng)的磨損。
DE 196 24 268 A1公開了一種對可流動的垃圾進(jìn)行發(fā)酵的方法。在此方面使用一種多室反應(yīng)器，其中，發(fā)酵物可以從進(jìn)料口經(jīng)過這些室通過攪拌器輸送到排料口。為該多室反應(yīng)器分配一個共用的氣室，發(fā)酵過程期間產(chǎn)生的沼氣從該氣室排出。代謝作用可以在各個室內(nèi)例如通過換熱器、添加接種物等不同的過程進(jìn)程單獨控制。
因為所要處理的垃圾還含有并非微不足道比例的重料和雜質(zhì)，所以特別是采用機(jī)械輸送設(shè)備的解決方案(EP 0 794 247 A1、EP 0 476 217A1、DE 197 04 065 A1、DE 196 24 268 A1)產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的磨損，因為所使用的輸送設(shè)備和其他內(nèi)裝件會由于含有雜質(zhì)/重料的沉積物而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此在于，提供一種用于處理含有有機(jī)成分的垃圾的統(tǒng)一方法。本發(fā)明的目的還在于提供在這種方法中使用的物料溶解器和反應(yīng)器以及一種與此相應(yīng)的垃圾處理設(shè)備。
該目的通過一種具有權(quán)利要求1特征的方法、一種具有權(quán)利要求5或19特征的物料溶解器、一種具有權(quán)利要求28或36特征的反應(yīng)器以及通過一種具有權(quán)利要求41特征的垃圾處理設(shè)備得以實現(xiàn)。
依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的方法具有機(jī)械處理垃圾、在物料溶解器內(nèi)溶解有機(jī)成分、在反應(yīng)器內(nèi)水解從物料溶解器排出的含有生物的懸浮液并在發(fā)酵級進(jìn)行發(fā)酵，其中，將水解時或者發(fā)酵器中獲取的過程水作為循環(huán)水進(jìn)行循環(huán)。依據(jù)本發(fā)明，依賴于機(jī)械處理的垃圾混合物的粒度，選擇在設(shè)備上所要使用的物料溶解器和/或反應(yīng)器。這樣做的優(yōu)點是，對不同的垃圾混合物使用的方法是相同的并且僅設(shè)備部分物料溶解器和反應(yīng)器依賴于垃圾粒度進(jìn)行選擇。優(yōu)選的“極限粒度”約為80mm。
具有優(yōu)點的是，對水解附加在反應(yīng)器內(nèi)與水解反應(yīng)器相應(yīng)實施濕法浸解或濕法氧化。
為將基本上從固體物料中釋放出的生物懸浮液導(dǎo)入發(fā)酵器內(nèi)，可以具有與雜質(zhì)、重料、纖維物料等進(jìn)行分離的適當(dāng)分離步驟。
依據(jù)本發(fā)明，最大粒度約80mm的有機(jī)成分在一種物料溶解器內(nèi)進(jìn)行溶解，它取代公知的機(jī)械攪拌器具有一定程度上氣動的攪拌器，其中，通過輸入最好是空氣的氣體通過物料溶解器內(nèi)的懸浮液而進(jìn)行混合，并且有機(jī)部分作為溶液轉(zhuǎn)移到稀釋水中，通過其在物料溶解器內(nèi)產(chǎn)生懸浮液流動。
這種氣動的解決方案實際上沒有磨損并可以明顯低于傳統(tǒng)解決方案情況中的裝置技術(shù)開支實現(xiàn)。情況表明，有機(jī)成分可以在比采用機(jī)械攪拌器的設(shè)計中明顯更短的時間內(nèi)溶解。
混合可以得到進(jìn)一步改善的是，進(jìn)氣噴嘴為氣流泵的部件，通過其懸浮液在物料溶解容器內(nèi)部可周期性或者連續(xù)循環(huán)輸送。在此方面，也可以將氣體輸入物料溶解容器的底部，從而聚集在那里的雜質(zhì)/重料也與氣體進(jìn)行混合。
該氣流泵最好具有內(nèi)管，在其下部端段上設(shè)置具有進(jìn)氣噴嘴可由懸浮液環(huán)流或者通流的噴嘴板并在其上部端段上構(gòu)成用于內(nèi)管中輸送的懸浮液的排料口。
在一種特別高效工作的實施例中，與排料口相距設(shè)置沖擊板，由氣流泵輸送的混合物料以高速沖擊該板并分解。與此同時有機(jī)部分轉(zhuǎn)入水相。惰性物料顆粒和沙礫下沉并可以排出。懸浮液內(nèi)含有的纖維物料和固體物料部分在向沖擊板的該輸送期間彼此摩擦并附加從停住的有機(jī)成分中釋放出來。
在一種優(yōu)選的實施例中，沖擊板至少部分限制排氣室，通過其排出進(jìn)行循環(huán)的氣體。
在大容器容積的情況下具有優(yōu)點的是，物料溶解容器內(nèi)設(shè)置多個氣流泵。
依據(jù)本發(fā)明特別具有優(yōu)點的是內(nèi)管雙層套構(gòu)成，其中，進(jìn)氣噴嘴然后或者設(shè)置在內(nèi)部圓柱體室內(nèi)或者設(shè)置在環(huán)形室內(nèi)以及各自其他室用于容納加熱介質(zhì)，從而內(nèi)管同時起到換熱器的作用，通過其懸浮液保持在過程溫度上。
混合可以進(jìn)一步得到改善的是，在內(nèi)管的外圓周上設(shè)置用于導(dǎo)流的導(dǎo)板。因為這些導(dǎo)板固定設(shè)置在物料溶解容器內(nèi)，所以其磨損最小。
在確定的用途情況下，具有優(yōu)點的是多個物料溶解容器可以串聯(lián)運行。
用于在稀釋液體中溶解最小確定粒度約80mm的垃圾有機(jī)成分依據(jù)本發(fā)明的物料溶解器，依據(jù)本發(fā)明具有至少一個機(jī)械攪拌器，其各自相鄰的攪拌部件具有相反的輸送方向。這樣做的優(yōu)點是，處于物料溶解器內(nèi)的混合物在攪拌部件之間來回輸送，從而可以改善磨粒磨損并以此改善有機(jī)物的溶解。
攪拌部件最好設(shè)置在轉(zhuǎn)動件上，其葉片上升角各自約以180°位移。轉(zhuǎn)動葉片的數(shù)量可以任意選擇，但優(yōu)選偶數(shù)，例如6個轉(zhuǎn)動葉片。
轉(zhuǎn)動葉片可以均勻地在轉(zhuǎn)動件上從垃圾的進(jìn)料閘門一直分布到分離的雜質(zhì)/重料的排料口。
同樣可以設(shè)想，物料溶解器具有多個平行的轉(zhuǎn)動件，其中，各轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)動葉片各自形成一個相切區(qū)域。
在一種特殊的實施方式中，在排出口的區(qū)域內(nèi)可設(shè)置用于雜質(zhì)/重料旋流的進(jìn)氣裝置。在此方面，輸入的氣體可以進(jìn)行循環(huán)，從而降低所需的氣體量。
物料溶解容器可以在縱剖面上具有矩形造型，其中，其長度L1至少相當(dāng)于四倍的高度h1。
依據(jù)本發(fā)明，在水解和/或濕法浸解來自最大粒度約80mm的垃圾的懸浮液時使用一種反應(yīng)器，具有用于對混合物料進(jìn)行混合的機(jī)械混合器并具有環(huán)繞混合器的導(dǎo)管。在此方面，對混合器這樣進(jìn)行控制，使混合物料可從反應(yīng)器頂側(cè)向反應(yīng)器底側(cè)通過導(dǎo)管抽取，其中，在導(dǎo)管的外部形成上升的環(huán)狀流動。
為優(yōu)化水解或濕法浸解，導(dǎo)管具有用于改變其長度或高度的軸向加長部位。因此可以在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置相應(yīng)減小直徑的多個導(dǎo)管，例如3個導(dǎo)管。
水解或濕法浸解所需的氧可以通過底部附近和/或混合器區(qū)域內(nèi)的供氧裝置供給。
為調(diào)節(jié)所要輸送的氧量可以具有測定O2含量的O2探針，從而依賴于這些信號，可對軸向加長部位、導(dǎo)管的軸向位置和/或混合物料鏡面這樣進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其優(yōu)選產(chǎn)生最佳的，也就是幾乎100％的氧利用率。
舉例的幾何尺寸比例如有導(dǎo)管高度H1對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的8-10倍，
反應(yīng)器的有效直徑d2，也就是內(nèi)徑對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的4-6倍，反應(yīng)器底部到導(dǎo)管的底部距離H2對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的1-2倍，混合物料鏡面與導(dǎo)管之間的距離對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的2-3倍，混合物料鏡面與導(dǎo)管之間的可變高度位移H4為導(dǎo)管直徑d1的0.5-2倍，循環(huán)流動的上升流速v1在0.1m/s與0.8m/s之間運動，導(dǎo)管直徑d1根據(jù)混合物料成分和干燥物質(zhì)比例為0.5m與1.5m之間。
通過環(huán)流導(dǎo)管的冷卻介質(zhì)可以有效防止混合物料過熱。
原則上可以串聯(lián)設(shè)置多個水解或者濕法浸解。
用于處理從最小粒度約80mm的垃圾混合物中獲取的所輸送的含有有機(jī)物懸浮液的依據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器，作為用于對混合物料進(jìn)行混合的混合裝置具有氣體優(yōu)選氧氣的進(jìn)氣裝置。
進(jìn)氣最好通過反應(yīng)器底部附近的大量進(jìn)氣噴嘴進(jìn)行并可通過測氣探針調(diào)節(jié)。
優(yōu)選氣體可通過泵進(jìn)行循環(huán)。
為提高混合，反應(yīng)器內(nèi)形成的廢氣同樣可以通過鼓風(fēng)機(jī)輸送到電動機(jī)底部附近的混合物料內(nèi)。
裝備物料溶解器的垃圾處理設(shè)備最好具有固體物料處理裝置，用于分離和洗滌從物料溶解器排出的雜質(zhì)/重料。
依據(jù)本發(fā)明垃圾處理設(shè)備還可以具有分離級，用于將纖維或者類似物料與從物料溶解器中排出的分解懸浮液進(jìn)行分離。該分離級最好具有洗滌設(shè)備和脫水壓力機(jī)，通過其可以凈化所分離的纖維/漂浮物并輸送到其他應(yīng)用裝置。
垃圾處理設(shè)備與纖維物料分離器附加可以裝備洗砂機(jī)，用于洗滌在分離纖維物料后仍含在剩余懸浮液(稀釋水)內(nèi)的細(xì)砂。
含有有機(jī)成分的稀釋水最好輸送到發(fā)酵器，方法是將這些有機(jī)成分轉(zhuǎn)換成沼氣和/或作為混合水輸送到濕法浸解或濕法氧化。
從有機(jī)成分中釋放的稀釋水然后重新返回物料溶解器，其中，多余水可以輸送到廢水凈化設(shè)備。
輸送到物料溶解器的固體物料部分最好通過前置的固體物料處理裝置降到最低限度。
情況表明，處理時間通過依據(jù)本發(fā)明的處理設(shè)備可以從通常的61天降低到29天左右，方法是將物料溶解器的分解懸浮液至少作為分流經(jīng)過水解并隨后釋放纖維和固體物料，其中，固體物料至少作為分流經(jīng)過濕法浸解或濕法氧化以獲取氧化的混合物料。
水解時物料溶解器的懸浮液需氧酸化并將尚未分解的有機(jī)材料同樣分解，從而可輸送到附加材料的發(fā)酵器。
同樣可以將在水解后置的分離設(shè)備內(nèi)分解的固體物料的至少一個分流進(jìn)行干燥和壓縮，用于制造氣化或者燃燒設(shè)備的模制件。壓縮最好在低壓和添加粘合劑的情況下進(jìn)行，該粘合劑直至在氣化或者燃燒設(shè)備內(nèi)進(jìn)行焙燒起到結(jié)合劑的作用。粘合劑可以在垃圾處理時例如由分離的塑料本身產(chǎn)生或者提供。
對于氣化過程來說，模制件在焙燒狀態(tài)下必須保持“氣化穩(wěn)定”，也就是說，造型一直保持到氣化。
在處理設(shè)備的一種實施方式中，水解時處理的懸浮液直接輸送到發(fā)酵器。因為然后在發(fā)酵時產(chǎn)生排出的廢水仍會具有很高的固體物料部分，所以這些廢水不能與稀釋水或循環(huán)水混合。但可以由此達(dá)到混合，即將固體物料在分離設(shè)備上從廢水中基本得到分離，從而使廢水不含固體物料。脫水的固體物料然后可以進(jìn)行濕法浸解，其中，為優(yōu)化調(diào)整固體物料含量可將無固體物料廢水的一個分流重新與固體物料混合成懸浮液。
在處理設(shè)備的另一種實施方式中，固體物料從水解進(jìn)入濕法浸解或濕法氧化。在此方面，通過給氧非厭氧可分解的氧化物進(jìn)行呼吸并將氮化物作為氨排出。
濕法氧化后氧化的混合物料可以輸送到具有固體物料分離器、固體物料篩分和洗滌設(shè)備和脫水壓力機(jī)的分離設(shè)備。在此方面，固體物料分離器內(nèi)產(chǎn)生的廢水作為物料溶解器的稀釋水使用和/或輸送到廢水凈化設(shè)備。脫水壓力機(jī)內(nèi)形成的原合成物可以直接處理。
優(yōu)選在濕法浸解時向混合物料輸送在循環(huán)水與發(fā)酵器的廢水混合時形成的混合水。
在濕法浸解時產(chǎn)生的氧化混合物料可以通過分離設(shè)備用于產(chǎn)生原合成物和廢水。在此方面，廢水可以與稀釋水進(jìn)行混合和/或輸送到廢水凈化設(shè)備內(nèi)。原合成物可以進(jìn)行后浸漬進(jìn)行干燥和/或直接處理。
在水解和濕法浸解時形成的廢氣可以輸送到空氣洗滌器以釋放氨。
處理設(shè)備特別是為機(jī)械處理最大粒度約80mm的垃圾混合物具有依據(jù)本發(fā)明的物料溶解器及氣動攪拌器并為水解和/或用于濕法浸解具有依據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器及機(jī)械攪拌器。
為機(jī)械處理最小粒度約80mm的垃圾混合物，最好使用依據(jù)本發(fā)明的物料溶解器及機(jī)械攪拌器并為水解和/或用于濕法浸解使用依據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器及機(jī)械攪拌器。后者也可以在更小的粒度方面使用?！皹O限粒度”可以依賴于所要處理的垃圾而變化，所稱的80mm為舉例。
具有優(yōu)點的是，至少在濕法氧化的反應(yīng)器內(nèi)在相應(yīng)的工作方式情況下在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行混合物料的清潔化。
為釋放水解和濕法氧化時形成的廢氣中的氨，可以具有里面生長氨的空氣洗滌器。
本發(fā)明其他具有優(yōu)點的進(jìn)一步構(gòu)成為其他從屬權(quán)利要求的主題。


下面借助附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。其中圖1示出依據(jù)本發(fā)明用于基本粒度小于80mm垃圾混合物的物料溶解器原理圖；圖2示出圖1物料溶解器的示意橫截面；圖3、圖4示出物料溶解器可選擇的實施例；圖5-7示出圖1物料溶解器不同工作狀態(tài)的原理圖；圖8示出圖1物料溶解器的一種方案；圖9示出垃圾處理設(shè)備及圖1的物料溶解器；圖9a示出圖9一種可選擇的工作情況簡化和放大圖(亦參照圖19)；圖9b示出圖9另一種可選擇的工作情況簡化和放大圖(亦參照圖19)；圖10示出圖9水解和濕法浸解的詳圖；
圖11示出圖1依據(jù)本發(fā)明的兩個并聯(lián)的物料溶解器；圖12示出用于基本粒度大于80mm垃圾混合物的一種依據(jù)本發(fā)明可選擇的物料溶解器的縱剖面；圖13a-13d示出圖12物料溶解器的舉例橫截面；圖14示出圖12物料溶解器的串聯(lián)連接；圖15示出用于水解或者濕法浸解基本粒度小于80mm垃圾混合物的反應(yīng)器優(yōu)選實施例的縱剖面；圖16示出用于水解或者濕法浸解的反應(yīng)器另一優(yōu)選實施例的橫截面；。
圖17示出水解時多個反應(yīng)器的串聯(lián)連接；圖18示出濕法浸解時多個反應(yīng)器的串聯(lián)連接；圖19示出依據(jù)本發(fā)明垃圾處理設(shè)備的簡化流程圖；圖20示出一種用于基本粒度大于80mm垃圾混合物的水解反應(yīng)器；圖21示出一種用于基本粒度大于80mm垃圾混合物可選擇的濕法浸解反應(yīng)器；圖22示出圖19詳細(xì)的物料分離設(shè)備；圖23示出圖19詳細(xì)的分離設(shè)備；以及圖24示出圖19詳細(xì)的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出物料溶解器1的基本結(jié)構(gòu)，在該物料溶解器內(nèi)，所輸送的接種材料2，最好是垃圾的有機(jī)成分在稀釋液體例如稀釋水4中溶解，從而物料溶解器1內(nèi)存在具有約5-10％干燥物料含量的混合物8。優(yōu)選輸送到物料溶解器1的垃圾混合物具有最大約80mm的粒度。垃圾2和稀釋水4各自通過進(jìn)料閘門10輸送到物料溶解容器6。物料溶解容器的底部12錐形構(gòu)成并在排出口14上與排料閘門16接通，通過該閘門可以排出沉積在錐形底部12上的雜質(zhì)/重料18。在錐形底部12的區(qū)域內(nèi)，構(gòu)成另一排料閘門16，通過該閘門排出在物料溶解器1內(nèi)分解的含有有機(jī)物的懸浮液20并依據(jù)圖9進(jìn)行處理，然后在循環(huán)中作為稀釋水4通過進(jìn)料閘門10重新輸送。
在物料溶解容器6的內(nèi)部設(shè)置氣流泵24，通過其-如下面還要詳細(xì)介紹的那樣-混合物8在物料溶解容器的內(nèi)部進(jìn)行混合。在圖1所示的實施例中，氣流泵24具有內(nèi)管26，它與物料溶解容器6同軸設(shè)置并在圖1中所示的其下置進(jìn)料口上具有帶大量進(jìn)氣噴嘴28的噴嘴板27，最好是空氣的氣體可以通過這些噴嘴噴入內(nèi)管內(nèi)。噴嘴板27可以由懸浮液8環(huán)流。進(jìn)氣噴嘴28通過壓縮空氣管道30以及可由設(shè)備控制裝置控制的控制閥32與中壓蓄能器或者儲氣罐34連接，后者通過空氣壓縮機(jī)36充到例如3-8bar的壓力。該壓縮機(jī)通過抽吸管道38從物料溶解容器6頂部22上的排氣室42抽入輸送空氣40-也就是說，這種輸送空氣40同樣進(jìn)行循環(huán)并通過控制閥32的相應(yīng)控制從儲氣罐34中通過壓縮空氣管道30和進(jìn)氣噴嘴28噴入內(nèi)管26內(nèi)。
通過沿空氣壓縮機(jī)36順流的轉(zhuǎn)換裝置和/或計量裝置66，儲氣罐34可利用控制閥，也就是脈動轉(zhuǎn)換。在此方面，對沿控制閥36順流通入壓縮空氣管道30內(nèi)的旁通管154加壓。在這種情況下，混合物8可以相當(dāng)于壓力計高度1.5倍的鼓風(fēng)壓力進(jìn)行循環(huán)。
因此在壓縮空氣管道30內(nèi)具有轉(zhuǎn)換/計量裝置66，進(jìn)氣管道156從該裝置延伸到物料溶解器1的排出口14內(nèi)。由此雜質(zhì)和重料也可以隨著壓縮空氣運動和混合，從而釋放附著的有機(jī)物并轉(zhuǎn)移到混合物8內(nèi)。
圖2示意示出物料溶解容器6的橫截面連同中心設(shè)置的氣流泵24，其中，內(nèi)管26具有由所謂的加熱介質(zhì)流過的雙層套46。在此方面，進(jìn)氣噴嘴28設(shè)置在由內(nèi)管26環(huán)繞的圓柱體室的內(nèi)部。
在依據(jù)圖3的一種可選擇的方案中，進(jìn)氣噴嘴28也可以設(shè)置在由雙層套46環(huán)繞的環(huán)形室內(nèi)，從而加熱介質(zhì)流過中心的圓柱形室。
在容器容積非常大的情況下，具有優(yōu)點的是在物料溶解容器6內(nèi)可以設(shè)置多個，例如三個氣流泵24a、24b、24c。
在內(nèi)管26的排料口上部相距設(shè)置沖擊板44，它向下部分限制排氣室42并在側(cè)面可由輸送空氣40環(huán)流。
為將懸浮液8加熱到過程溫度，內(nèi)管26具有雙層套46，其中，在形成的環(huán)形室內(nèi)輸入加熱介質(zhì)，從而內(nèi)管26起到換熱器的作用。物料溶解容器6的外殼具有絕熱層。
為溶解物料，輸入物料溶解容器6內(nèi)的接種材料2首先通過輸送循環(huán)中的稀釋水4調(diào)整到約5-10％的干燥物料含量TS。隨后通過對控制閥32的控制將壓縮空氣通過進(jìn)氣噴嘴26噴入。在所示的實施例中，在此方面優(yōu)選一種脈動式的運行，其中，脈動間隔例如為約5-10秒。過程溫度在此方面通過雙層套46內(nèi)流動的加熱介質(zhì)調(diào)整到50-70℃之間。通過這種壓縮空氣脈動各自在氣流泵24的內(nèi)部形成壓縮空氣氣泡50，它類似于活塞泵的活塞那樣從底部12抽吸混合物/懸浮液8，從而在內(nèi)管26的內(nèi)部形成向上的懸浮液流動48。所抽吸的這種懸浮液然后以可以10-20m/s之間范圍內(nèi)的高速度擊中沖擊板44，其中，通過沖擊和摩擦能量進(jìn)行機(jī)械分解并使有機(jī)成分溶解在稀釋水4中。
流過內(nèi)管26的壓縮空氣52環(huán)流沖擊板54并然后在排氣室42的區(qū)域內(nèi)盡可能地減壓并作為輸送空氣40由壓縮機(jī)36抽吸和重新輸送到儲氣罐34-壓縮循環(huán)結(jié)束。
垃圾內(nèi)含有的惰性物料顆粒、沙礫、雜質(zhì)/重料等得到溶解并沉積到錐形底部12。此外，纖維物料得到釋放并進(jìn)入懸浮液內(nèi)，其中，通過產(chǎn)生的剪切力將薄膜和其他固體部分從附著的有機(jī)物成分中清除。產(chǎn)生的雜質(zhì)/重料通過物料溶解容器6底部12上的排料閘門16和排出口14排出。情況表明，采用依據(jù)本發(fā)明的物料溶解器，有機(jī)成分可以比采用其中使用機(jī)械攪拌器或者類似攪拌器的傳統(tǒng)物料溶解器的情況明顯更加快速并以更少的裝置技術(shù)開支進(jìn)行溶解。
現(xiàn)借助附圖5-7對氣流泵24的功能再次進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖5示出裝料靜止?fàn)顟B(tài)下的物料溶解容器6，其中，在該容器內(nèi)通過添加稀釋水4將接種材料2調(diào)整到所稱的5-10％的干燥物料含量。物料混合物的水平面54在此方面這樣調(diào)整，使其處于氣流泵24內(nèi)管26上部排料口的下面。通過借助圖1介紹的氣動循環(huán)，通過向上的懸浮液流動48吸入懸浮液并甩向沖擊板44以及然后重新在由內(nèi)管24并由物料溶解容器6的外殼限制的環(huán)形室內(nèi)向下流動。向上輸送的懸浮液部分這樣大小，使物料溶解容器6內(nèi)部的水平面54以圖6所示的程度Δh下降。在空氣噴入結(jié)束時，也就是各自在壓縮空氣脈動結(jié)束后，懸浮液柱在內(nèi)管26內(nèi)部下降(參見圖7)和環(huán)形室56內(nèi)的水平面54重新上升，直至調(diào)整到圖5的基本狀態(tài)-下個進(jìn)氣循環(huán)可以開始。通過物料溶解容器6內(nèi)部的上述流動并通過懸浮液對沖擊板44的沖擊，懸浮液產(chǎn)生極強(qiáng)的混合，從而接種材料2的有機(jī)成分非常迅速并以高效率進(jìn)行溶解，此外纖維物料和雜質(zhì)/重料沉積。因為對物料溶解容器6內(nèi)部的這種強(qiáng)混合實際上絕對不需要運動部件，所以依據(jù)本發(fā)明物料溶解器1的磨損與傳統(tǒng)溶解相比最小化。
混合可以得到進(jìn)一步改善的是，依據(jù)圖8在環(huán)形室56內(nèi)具有內(nèi)裝件，例如向下傾斜的導(dǎo)板58，它們必然由向下的懸浮液流(圖6)環(huán)流，從而在懸浮液內(nèi)產(chǎn)生進(jìn)一步的剪切力。因為這些導(dǎo)板58固定設(shè)置，所以其磨損同樣最小化。在所示的實施例中，導(dǎo)板58交替設(shè)置在物料溶解容器6的內(nèi)圓周外殼上和內(nèi)管26的外殼上，從而在環(huán)形室56內(nèi)產(chǎn)生所示的波形流動。不言而喻，取代導(dǎo)板58也可以使用其他內(nèi)裝件或者填充件。
圖9示出一種垃圾處理設(shè)備，其中使用依據(jù)圖1的上述物料溶解器1。
在這種垃圾處理設(shè)備中，在物料溶解器1的前面連接幾個用于分離固體物料的步驟。在此方面，所要處理的垃圾60首先-需要時在破碎之后-輸送到在所示的實施例中作為旋轉(zhuǎn)篩構(gòu)成的篩分設(shè)備62。粒度在80-200mm之間的篩下物64然后通過材料預(yù)選器或者轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66或者直接排除或者通過一個附加步驟進(jìn)行分離。在所示的實施例中，可以通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66將一個分流或者全部固體料流輸送到篩分設(shè)備68，在該設(shè)備上將篩下物64分離成重料/雜質(zhì)70以及污染輕料72，將其分別排出。
富含有機(jī)物的篩下物78可以通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66輸送到混合設(shè)備74，在該設(shè)備上利用脫氮的稀釋水4將其稀釋并借助混合器268處理成固體物料含量5％-15％的懸浮液76。
將懸浮液76輸送到物料溶解器1的進(jìn)料閘門10。例如像帶子、繩子和電線等雜質(zhì)160通過混合設(shè)備74的機(jī)械裝置從懸浮液76中分離并排出。
物料溶解器1內(nèi)產(chǎn)生的雜質(zhì)/重料18從物料溶解器1通過排料閘門16排出并輸送到洗滌裝置80，其中，它們在凈化區(qū)106內(nèi)借助所輸送的工作水82凈化附著的有機(jī)成分。凈化過的重料/雜質(zhì)84然后輸送到含鐵金屬分離器86以及非鐵金屬分離器88，從而料流84相應(yīng)地分成含鐵部分90、非鐵金屬部分92和其他材料94。
通過排料閘門16從物料溶解器1中排出的分解懸浮液20與污染的工作水96共同從洗滌裝置80輸送到也作為旋轉(zhuǎn)篩構(gòu)成的纖維物料分離器98。在該纖維物料分離器98內(nèi)，纖維和漂浮物100與含有有機(jī)成分的水102分離。纖維/漂浮物100在固體物料篩分和洗滌設(shè)備104上通過添加輸送到洗滌設(shè)備凈化區(qū)106的工作水82進(jìn)行凈化。該凈化過程還可以附加由此得到支持，即向凈化區(qū)106輸送分支到稀釋水4處理循環(huán)的循環(huán)水108。
兩個洗滌裝置80、104在所介紹的實施例中各自利用傾斜設(shè)置的螺旋式輸送機(jī)構(gòu)成，所要凈化的各自料流通過它們輸送到凈化區(qū)106之一并最后通過固體物料排料口110排出。在凈化區(qū)106內(nèi)，有機(jī)成分與固體物料各自分離。在需要非常強(qiáng)凈化的情況下，這種凈化基本上借助工作水82實施，在對這種凈化要求較低的情況下，可以加大循環(huán)水108部分。
凈化過并通過洗滌裝置104的固體物料排料口110排出的固體和纖維物料112然后在脫水壓力機(jī)114內(nèi)脫水并將脫水的固體物料116輸送到熱再利用裝置或者用于以后堆集的再浸解。
脫水壓力機(jī)114內(nèi)產(chǎn)生的含有分解有機(jī)物的水118隨后與從凈化區(qū)106排放的含有有機(jī)物的洗滌水120進(jìn)行混合。該料流含有部分細(xì)砂，將其在洗砂機(jī)122內(nèi)分離。為該料流還輸送來自纖維物料分離器98的含有有機(jī)物的水102。在洗砂機(jī)內(nèi)，細(xì)砂部分124通過攪拌器126的作用分離，通過排砂口123排出并通過添加工作水82凈化附著的有機(jī)成分。預(yù)凈化的細(xì)砂124然后輸送到細(xì)砂洗滌裝置128，其基本結(jié)構(gòu)與洗滌裝置80、104相應(yīng)，從而不再贅述。凈化過的細(xì)砂130然后可以輸送用于地下和道路建設(shè)的材料再利用裝置。
洗砂后存在的高有機(jī)含量的循環(huán)水132然后在中間儲存器134內(nèi)中間存儲并借助泵136或者輸送到發(fā)酵器138或者作為循環(huán)水132直接輸送到換熱器140，在該換熱器內(nèi)借助加熱介質(zhì)142加熱到過程溫度并然后作為稀釋水4通過進(jìn)料閘門10導(dǎo)入物料溶解器1內(nèi)。加熱介質(zhì)142也可以用于氣流泵24雙層套的加熱。
根據(jù)過程進(jìn)程，輸送到發(fā)酵器138的水的有機(jī)成分通過甲烷化轉(zhuǎn)換成沼氣(甲烷氣)144。
發(fā)酵級后存在的去除有機(jī)物的廢水146然后與需要時存在的循環(huán)水132混合并在換熱器140內(nèi)加熱到過程溫度。將循環(huán)中不需要的多余水147輸送到廢水凈化裝置148并將凈化過的廢水150排出并導(dǎo)入下水道內(nèi)。凈化過的廢水150的一個分流作為工作水82輸送到洗滌裝置80、104、128以及洗砂機(jī)122，從而工作水循環(huán)也告結(jié)束。
分解的懸浮液20內(nèi)含有的有機(jī)成分可以更加迅速從垃圾中分離的是，通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66物料溶解器1的懸浮液20首先輸送到需氧水解或酸化級162并在1-4天的處理時間后在纖維物料分離器98和洗砂機(jī)122內(nèi)從固體物料中釋放懸浮液20。隨后將經(jīng)這樣處理的懸浮液21作為高有機(jī)含量的循環(huán)水132儲存在中間儲存器13內(nèi)并輸送到發(fā)酵器138。
纖維分離器98分離的固體物和纖維物料100隨后經(jīng)過固體物料篩分和洗滌設(shè)備104以及脫水壓力機(jī)114，通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66作為干燥物質(zhì)含量TS35％-60％的脫水固體物料116輸送到濕法浸解164，并在那里通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66利用混合水158稀釋到5％-15％的干燥物質(zhì)含量。
在濕法浸解164內(nèi)3-10天的停留時間后，排出氧化和脫氮的混合物料23并在分離設(shè)備168內(nèi)從固體物料中釋放。與此同時形成的幾乎無固體物料的廢水170然后作為稀釋水4輸送到物料溶解器1和/或通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66輸送到廢水凈化設(shè)備148。對形成的原合成物212進(jìn)行處理。
在水解162時和濕法浸解164時形成的廢氣共同在酸性空氣洗滌機(jī)172內(nèi)釋放出氨。
借助上述的垃圾處理設(shè)備可以非常低的裝置技術(shù)開支分離有機(jī)成分并將剩余的料流分成可再利用的或者可堆集的分料流。
依據(jù)圖9，在工作情況下同樣可以轉(zhuǎn)換分離裝置98、104、114、122、128并將在水解162中處理的懸浮液21直接輸送到發(fā)酵器138，其中，通過轉(zhuǎn)換裝置和/或計量裝置66從高有機(jī)含量的廢水132和經(jīng)處理的懸浮液21中產(chǎn)生懸浮液混合物133。發(fā)酵器138含有固體物料的廢水146通過轉(zhuǎn)換裝置和/或計量裝置66作為發(fā)酵物輸送到濕法浸解或濕法合成164。
濕法浸解162后氧化的混合物料23依據(jù)圖9a為分離固體物料利用過濾裝置206、洗砂機(jī)122和脫水壓力機(jī)208進(jìn)行物料分離。在物料分離時獲得的無固體物料的廢水170作為稀釋水或循環(huán)水4使用。在物料分離時分離的固體物料212可以進(jìn)行再浸解214，其中，再浸解214中產(chǎn)生的干燥制品216經(jīng)過篩分218，其中將剩余材料224和合成物212進(jìn)行分離。剩余材料例如輸送到物料再利用裝置。
如果向發(fā)酵器138主要供給水解162后含有固體物料的懸浮液21，那么含有固體物料的廢水146只能進(jìn)入稀釋水4的循環(huán)，而如圖9所示和圖9b中放大所示，固體和纖維物料此前在分離設(shè)備中已經(jīng)利用固體物料分離裝置98、固體物料篩分和洗滌設(shè)備104和后置的脫水壓力機(jī)114進(jìn)行分離。廢水146的調(diào)節(jié)或控制通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66進(jìn)行。在發(fā)酵器138內(nèi)發(fā)酵并在分離設(shè)備98、104、114內(nèi)分離的固體物料116輸送到濕法浸解164，其中，在分離設(shè)備98、104、114內(nèi)擠出的腐水171至少作為分流重新用于與固體物料116混合，以調(diào)整濕法浸解164中理想的干燥物質(zhì)含量。例如，干燥物質(zhì)含量可以在5-15％之間。多余的腐水171作為循環(huán)水添加給濕法浸解164的廢水170并因此可以作為稀釋水4例如輸送給物料溶解器1。
依據(jù)本發(fā)明，來自發(fā)酵器138含有固體物料的廢水146的最終濃度在分離設(shè)備98、104、114中產(chǎn)生的結(jié)果是，通過無固體物料的腐水171至少部分返回擠出的固體物料116，可以最佳調(diào)整濕法浸解164內(nèi)的固體物料含量和明顯減小濕法浸解反應(yīng)器192的尺寸以及可以將無固體物料的多余腐水171輸入稀釋水4的循環(huán)中。
圖10示出采用水解162、濕法浸解164、分離設(shè)備168以及酸性空氣洗滌機(jī)172的流程圖。
利用水解162需氧酸化分解的懸浮液20并這樣分解有機(jī)材料，使其同樣可供在發(fā)酵器138內(nèi)發(fā)酵使用。從非厭氧可分解的物料中分離附著顆粒和污物。
水解162基本上包括反應(yīng)器174，在該反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置用于對混合物料進(jìn)行混合的機(jī)械攪拌器176(參見圖12)。在反應(yīng)器174的底部附近具有用于送氧的鼓風(fēng)裝置178，通過供氧裝置180供給氧氣。在混合物料鏡面186的上面形成廢氣室188，里面收集在水解162時形成的廢氣190。
物料溶解器1的分解懸浮液20在鼓風(fēng)裝置178上面的底部附近輸送給反應(yīng)器174。通過導(dǎo)入氧和通過操作攪拌器176對混合物料進(jìn)行混合并在1-4天的處理時間后作為經(jīng)處理的懸浮液21從混合物料鏡面186的附近提取。
在濕法浸解164中，非厭氧可分解的有機(jī)物呼吸并將氮化物作為氨排出。在濕法浸解164中，通過供氣對循環(huán)水132、133、4進(jìn)行脫氮并因此防止破壞發(fā)酵器138內(nèi)的生物和阻礙氣體產(chǎn)生和分解效率的氨濃度上升。
濕法浸解164主要具有反應(yīng)器192，里面設(shè)置用于對混合物料23進(jìn)行混合的攪拌器194(參見圖12)。在反應(yīng)器192的底部附近具有用于送氧的鼓風(fēng)裝置196，通過與水解162相同的供氧裝置180供給氧氣。在混合物料鏡面198的上面形成用于收集形成廢氣202的廢氣室200。
為避免混合物料在濕法浸解164時過熱，具有冷卻機(jī)組182。冷卻機(jī)組182與浸入混合物料內(nèi)的給入184和返回204連接。為冷卻混合物料，通過給入184和返回204輸送冷卻劑，由此可以排出混合物料內(nèi)的多余熱量。
固體物料116裝入反應(yīng)器192內(nèi)的攪拌器194附近。此外，含有強(qiáng)氨的混合水158在固體物料116上面導(dǎo)入混合物料192內(nèi)?；旌衔锪贤ㄟ^攪拌器194和導(dǎo)入的氧混合并在3-10天的停留時間后作為經(jīng)處理的和氧化的混合物料23從反應(yīng)器192取出并輸送到分離設(shè)備168。
分離設(shè)備168包括過濾裝置206和脫水壓力機(jī)208。經(jīng)處理和氧化的混合物料23輸送給過濾裝置206。在此方面形成的幾乎無固體物料的廢水170輸送給稀釋水4和/或廢水凈化設(shè)備148。產(chǎn)生的固體和纖維物料220在脫水壓力機(jī)208例如壓力分級機(jī)內(nèi)進(jìn)一步處理。在脫水壓力機(jī)208內(nèi)形成的擠壓漿210返回到過濾裝置206內(nèi)。形成的脫水原合成物212可以通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66進(jìn)行濕法浸解和/或干燥214。
在再浸解214中，將脫水的原合成物212處理成干燥物質(zhì)含量75％-85％可分離的干燥制品216。再浸解214之后是分離裝置218，在該裝置上產(chǎn)生用于儲存的惰性物料222并將剩余的材料224輸送到物料再利用裝置。
將在水解反應(yīng)器174和濕法浸解192的廢氣室190、202內(nèi)收集的廢氣188、200輸送到酸性空氣洗滌器172的混合容器226并在那里釋放氨。在添加鹽酸或者硫酸228的情況下，作為商品可以獲取氯化氨或者硫酸鹽230。在此方面，在混合容器226的底部區(qū)域內(nèi)聚集水-酸性混合物232，通過噴淋裝置234利用循環(huán)泵236從混合容器226提取并在頂部側(cè)重新噴入，從而可與廢氣188、200產(chǎn)生表面反應(yīng)。根據(jù)水-酸性混合物232的處理程度，一部分在循環(huán)時通過轉(zhuǎn)換和/或計量裝置66作為成品商品的氯化氨或者硫酸鹽230提取。在該過程中形成脫氮的排出空氣238可以在后置的凈化級240中釋放氣味物質(zhì)，作為凈化的過程空氣242排放到大氣中。
圖11示出物料溶解器的一種方案，通過其可以幾乎連續(xù)運行。在該實施例中，兩個或者多個物料溶解容器6前后連接，其中，每個容器具有圖10中未示出的氣流泵。
經(jīng)機(jī)械處理的接種材料2通過進(jìn)料閘門10輸送給第一物料溶解容器6a并通過添加稀釋水4調(diào)整到預(yù)先確定的干燥物質(zhì)含量。產(chǎn)生的雜質(zhì)/重料18通過設(shè)置在底部上的排料閘門16排出并將在物料溶解容器6a中產(chǎn)生的、通過氣動攪拌器強(qiáng)混合分解的懸浮液20通過操作閘門152導(dǎo)入第二物料溶解容器6b內(nèi)，其中，輸送最好無需泵通過重力作用進(jìn)行。在該容器內(nèi)，借助氣動攪拌器進(jìn)行繼續(xù)分解，其中，形成的懸浮液20b然后通過閘門152借助纖維物料分離器98、洗砂機(jī)122和發(fā)酵器138輸送到一個或者另一個物料溶解容器(未示出)或者進(jìn)行借助圖9介紹的處理。物料溶解容器6b內(nèi)產(chǎn)生的雜質(zhì)/重料18b在底部重新排出。物料溶解容器6b內(nèi)干燥物質(zhì)含量TS的調(diào)整或者依賴于物料溶解器6a內(nèi)的TS含量進(jìn)行或者也可以向物料溶解容器6b內(nèi)直接輸送稀釋液體，從而每個物料溶解容器6a、6b、…內(nèi)的TS含量可以單獨調(diào)整。
圖12示出一種可選擇的物料溶解器1.1的基本結(jié)構(gòu)，其中，所輸送的接種材料2的有機(jī)成分和/或篩分設(shè)備62的篩下物78在稀釋水4內(nèi)溶解。最好依據(jù)圖12的物料溶解器1.1用于處理大塊垃圾，而依據(jù)圖1的物料溶解器1用于處理單批次的生物垃圾。在此方面，所輸送的垃圾混合物的粒度(在機(jī)械處理之后)優(yōu)選至少為80mm?；旌衔?在物料溶解器1.1內(nèi)稀釋到約1-15％的干燥物質(zhì)含量。物料溶解器1.1具有物料溶解容器6，其在縱剖面上基本上為具有長度L1和高度h1的“平放”的矩形形狀。該高度長度比最好滿足h1∶L1≥1∶4。
垃圾278和稀釋水4各自通過依據(jù)該圖示左側(cè)端段內(nèi)的進(jìn)料閘門10輸送到物料溶解容器6。在物料溶解容器6依據(jù)圖12圖示的右側(cè)端段中構(gòu)成錐形底部12，它通入具有排料閘門16的排出口14內(nèi)，通過該排料閘門可以排出沉積在底部12上的雜質(zhì)/重料18。在錐形底部12的上面構(gòu)成另一個排料閘門16，通過其排出在物料溶解器1內(nèi)分解的含有有機(jī)物的懸浮液20，依據(jù)上述的圖9進(jìn)行處理并然后作為稀釋水4通過進(jìn)料閘門10重新輸送。
在物料溶解容器6的內(nèi)部空間內(nèi)，設(shè)置具有電動機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動件272的攪拌器270，轉(zhuǎn)動件基本上通過物料分解容器6的整個長度L1延伸并在其上面設(shè)置大量轉(zhuǎn)動葉片276a、b、c，278a、b、c。優(yōu)選偶數(shù)的旋轉(zhuǎn)葉片276、278。所示的實施例舉例示出六個轉(zhuǎn)動葉片276、278，但也可以設(shè)想其他數(shù)量。
轉(zhuǎn)動葉片276、278各自具有約以180°彼此位移的葉片上升角，從而轉(zhuǎn)動葉片276a、278a和276b、278b和276c、278c具有各自相反的輸送方向。因此混合物8聚集在轉(zhuǎn)動葉片276a、278a和276b、278b和276c、278c之間，由此形成磨粒磨損輸送的渦流280a、280b、280c并將有機(jī)物過渡到溶解。同時在轉(zhuǎn)動葉片278a、276b與278b、276c之間形成反向渦流282a、282b，通過它們混合物彼此分離并因此同樣有利于磨粒磨損并支持有機(jī)物過渡到溶解。雜質(zhì)/重料18在混合物8內(nèi)下沉并例如通過螺旋輸送機(jī)284輸送到錐形底部12并因此輸送到排料閘門16。
為使部分附著在雜質(zhì)/重料18上的有機(jī)物完全與其分解，具有進(jìn)氣裝置，通過其將最好是壓縮空氣借助進(jìn)氣管道156和空氣壓縮機(jī)36脈動式，也就是斷續(xù)或者連續(xù)送入排出口14內(nèi)，由此雜質(zhì)/重料18一直上升到與混合物鏡面286保持一定的距離h2。距離h2可以通過進(jìn)氣的量和強(qiáng)度變化選擇。物料溶解容器6的整個內(nèi)部空間最好充滿混合物8，其中，在與底部12相對的頂部段上設(shè)置煙囪288，混合物8在里面上升。在煙囪288內(nèi)混合物鏡面286的上面形成廢氣室240，它通過抽吸管道38與空氣壓縮機(jī)36連接，從而進(jìn)氣裝置的壓縮空氣52可以進(jìn)行循環(huán)。
此外，在排出口14的區(qū)域內(nèi)廢水凈化裝置148的工作水82以及分支到稀釋水4處理循環(huán)的循環(huán)水108導(dǎo)入物料溶解容器6內(nèi)，從而雜質(zhì)/重料18可以作為凈化或清潔的固體物料離開物料溶解容器6。
為調(diào)整物料溶解容器6內(nèi)最佳的過程溫度，該容器可以至少部分由雙層套46環(huán)繞，通過其輸送加熱介質(zhì)142。此外可以具有包圍物料溶解容器6和雙層套46的絕熱層47。
圖13a-d示出圖12中的物料溶解器1.1的舉例橫截面形狀。在此方面，虛線所示的圓圈290表示轉(zhuǎn)動葉片276、278利用其葉片尖描述的圓形軌跡。
這樣依據(jù)圖13a可以設(shè)想，物料溶解容器6利用一個圓形橫截面或者依據(jù)圖13b利用兩個平行的縱向壁292、294構(gòu)成，它們通過半圓形的底部壁295相互連接。物料溶解容器6同樣可以依據(jù)圖13c作為多邊形，特別是作為六邊形構(gòu)成，其中，底部壁295的橫向延伸短于相對的頂部壁297。在圖13d中，物料溶解容器6利用具有圓弧形縱向壁292、294的矩形橫截面實現(xiàn)，其中，物料溶解容器6的內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置兩個平行分布的轉(zhuǎn)動件274、296，其葉片尖各自描述一個圓形軌跡290、298，它們共同形成一個相切區(qū)域302。
依據(jù)圖14可以依次連接多個物料溶解器1.1，其中，向后置的物料溶解容器6n供給在前置的物料溶解容器6a內(nèi)產(chǎn)生的懸浮液22。進(jìn)氣最好通過共用的空氣壓縮機(jī)36進(jìn)行。排出的雜質(zhì)/重料18最好通過共用的輸送機(jī)304，例如螺旋輸送機(jī)輸送到洗滌裝置80并因此輸送到依據(jù)圖9的其他過程步驟。作為對圖9的選擇，可以在洗滌裝置80的凈化區(qū)106內(nèi)導(dǎo)入循環(huán)水108。
圖15示出一種用于最大粒度約80mm垃圾混合物的水解反應(yīng)器174的優(yōu)選實施例。用于這種粒度的濕法浸解反應(yīng)器192基本上與水解反應(yīng)器174結(jié)構(gòu)相同，從而后面的說明也適用于這種反應(yīng)器192或適用于濕法浸解164。
水解162的反應(yīng)器174在內(nèi)部具有可調(diào)輸送功率的攪拌器176，最好是葉片攪拌器。攪拌器176由雙層套的導(dǎo)管244環(huán)繞，該導(dǎo)管端面與反應(yīng)器底部246和反應(yīng)器頂部248相距并最好完全浸入混合物料內(nèi)。對攪拌器176這樣控制，使其產(chǎn)生循環(huán)流動250，其中，混合物料在圖15中從上向下通過導(dǎo)管244輸送并在導(dǎo)管244的外部構(gòu)成上升的帶狀流動252。
導(dǎo)管244在其內(nèi)壁與外壁之間具有環(huán)形室166，該室與未示出的冷卻機(jī)組的上部給入184和下部返回204連接。在控制冷卻機(jī)組的情況下，環(huán)形室166由冷卻劑流過，由此可以防止混合物料過熱。
具有供氧裝置180，它可選擇通過攪拌器176底部附近或者上部和下部區(qū)域內(nèi)的臂254、256、258向混合物料內(nèi)供氧。臂254、256、258可以具有大量的進(jìn)氣噴嘴并通過閥門262上調(diào)偏壓和進(jìn)口節(jié)流。水解162所需的氧既可以作為液態(tài)的工業(yè)氧，也就是＞95％的O2存在，也可以在空氣分解設(shè)備上作為濃縮的氧，也就是＞95％的O2處理。在混合物料裝料不多的情況下，同樣可以將大氣中的環(huán)境空氣送入反應(yīng)器174內(nèi)。
在反應(yīng)器174的頂部區(qū)域內(nèi)，形成用于收集在水解162時形成的廢氣188的廢氣室190。廢氣室190通過混合物料鏡面186限制。廢氣188可以通過反應(yīng)器頂部248內(nèi)的管道262排放到酸性空氣洗滌器172。
通過導(dǎo)管244的頂側(cè)縱向可調(diào)的軸向加長部分264，隨同帶狀流動252向上運動的供氧可以通過攪拌器176重新吸入，從而實現(xiàn)所供氧幾乎100％的利用率。
氧利用率可以通過管道262內(nèi)的O2探針266通過確定送入的氧和調(diào)整加長部分264進(jìn)行調(diào)節(jié)。但氧利用率也可以通過整個導(dǎo)管244的軸向移動和/或通過改變混合物料鏡面186最佳化。
下面舉例提出優(yōu)化氧利用率的優(yōu)選條件導(dǎo)管高度H1對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的8-10倍。
反應(yīng)器174的有效直徑d2，也就是內(nèi)徑對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的4-6倍。
反應(yīng)器底部246到導(dǎo)管244的底部距離H2對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的1-2倍。
混合物料鏡面186與導(dǎo)管244之間的距離對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的2-3倍。
混合物料鏡面186與導(dǎo)管244之間的可變高度位移H4為導(dǎo)管直徑d1的0.5-2倍。
環(huán)流250的上升流速v1在0.1m/s與0.8m/s之間。
導(dǎo)管直徑d1根據(jù)混合物料成分和干燥物料比例為0.5m與1.5m之間。
依據(jù)圖16，反應(yīng)器174內(nèi)也具有多個上述的導(dǎo)管244。例如可以彼此成三角形設(shè)置三個導(dǎo)管244a、244b、244c。
依據(jù)圖17和18，為優(yōu)化水解162或濕法浸解164，可以設(shè)想串聯(lián)多個反應(yīng)器174或192。在此方面，對所處理的物質(zhì)21、21a、21b或氧化的混合物料23、23a、23b進(jìn)行重新水解162a、162b或濕法浸解164a、164b。但反應(yīng)器174或192也可以并聯(lián)運行。
圖19示意示出用于對含有有機(jī)成分的垃圾進(jìn)行垃圾處理的第二流程圖。附圖符號與依據(jù)圖9的流程圖相應(yīng)選擇，從而為避免重復(fù)對共同的裝置和料流不再贅述。
在垃圾處理開始時，將所要處理的垃圾60首先輸送到例如作為旋轉(zhuǎn)篩構(gòu)成的篩分設(shè)備62。垃圾60最好具有45-60％的干燥物質(zhì)含量。形成的篩下物64可以或者直接處理或者至少作為分流輸送到篩分設(shè)備68，將篩下物64分離成雜質(zhì)/重料70以及污染輕料72，然后將其各自清除。
富含有機(jī)物的篩下物78可以至少作為分流輸送到混合設(shè)備74，在該設(shè)備上將其利用脫氮稀釋水4的分流稀釋并借助混合器268處理成固體物料質(zhì)含量5-15％的懸浮液76。此外，通過混合設(shè)備74的機(jī)械裝置從懸浮液76中分離出例如像帶子、繩子和電線等雜質(zhì)160并排出。將經(jīng)這樣處理和排出粗大雜質(zhì)160的懸浮液76輸送到物料溶解器1或1.1的進(jìn)料閘門10。
物料溶解器1、1.1內(nèi)含有的雜質(zhì)/重料18通過排料閘門16從物料溶解容器6排出并輸送到洗滌裝置80，在該裝置上將附著在雜質(zhì)/重料18上的有機(jī)成分在凈化區(qū)106內(nèi)借助所輸送的工作水82進(jìn)行凈化。這樣凈化過的雜質(zhì)/重料84然后可以輸送到含鐵金屬分離器86以及非鐵金屬分離器88，從而雜質(zhì)/重料84的料流分為含鐵部分90和非鐵金屬部分92和其他物料94。
通過排料閘門16從物料溶解器1、1.1中排出的分解懸浮液20進(jìn)行水解162或162.1。優(yōu)選在水解162、162.1中調(diào)整到5-15％的干燥物質(zhì)含量。水解162、162.1含有氮化物的廢氣188為進(jìn)行脫氮輸送到酸性空氣洗滌器172，并隨后在經(jīng)過凈化級240后為從氣味物質(zhì)中清除脫氮廢氣，作為凈化的過程空氣240排放到大氣中。
將在水解162、162.1中處理的懸浮液21輸送到物料分離設(shè)備300，對高有機(jī)物含量的液體132與懸浮液21基本上無有機(jī)物的固體物料116進(jìn)行分離。在這種物料分離300時，產(chǎn)生一定程度上作為副產(chǎn)品可從過程中提取的凈化細(xì)砂130。
液體132在中間儲存器134中儲存并根據(jù)需要獲取沼氣輸送到發(fā)酵器138和/或作為循環(huán)水輸送到換熱器140，在該換熱器內(nèi)借助加熱介質(zhì)142加熱到過程溫度并然后可以作為物料溶解器1、1.1的稀釋水4使用。
固體物料116最好具有5％的干燥物質(zhì)含量并進(jìn)行也稱為濕法氧化的濕法浸解164或164.1。在濕法氧化164、164.1時產(chǎn)生的廢氣200含有很強(qiáng)的氮化物并為脫氮輸送到酸性空氣洗滌器172。
在濕法氧化164、164.1時氧化的混合物料23輸送到分離設(shè)備168，從中一方面分離出原合成物212和另一方面將無固體物料的廢水170作為稀釋水4輸送到物料溶解器1、1.1和/或在廢水凈化設(shè)備148中為作為廢水150排放到下水道內(nèi)進(jìn)行凈化。凈化過的廢水150的分流作為工作水82輸送到洗滌裝置80的凈化區(qū)106內(nèi)以及輸送到物料分離設(shè)備300。凈化過的廢水150的分流同樣可以作為工作水82與發(fā)酵器138后面的循環(huán)水132的分流進(jìn)行混合。
在發(fā)酵器內(nèi)，在甲烷細(xì)菌的作用下從高有機(jī)含量的循環(huán)水132中獲取沼氣144。與此同時產(chǎn)生排出的廢水146，它可以作為排出的腐水159輸送給濕法氧化164、164.1。對濕法氧化164、164.1不需要的廢水146料流可以作為多余水174輸送到廢水凈化設(shè)備148。
圖19此外示出，脫水的固體物料116至少作為分流在經(jīng)過干燥311后輸送到壓縮設(shè)備312，用于制造可以在氣化或者燃燒設(shè)備317上進(jìn)行熱/物質(zhì)再利用裝置的燃料，其中，在液化裝置313和/或處理和計量裝置314上處理的粘合劑315作為膠粘劑使用輸送到壓縮設(shè)備312。
下面詳細(xì)介紹水解162.1、濕法氧化164.1、物料分離設(shè)備300、分離設(shè)備168以及壓縮。
在水解162.1中如在按照圖15利用反應(yīng)器的水解162中那樣，對分解的懸浮液20大致凈化并這樣分解有機(jī)材料，使其可供在發(fā)酵器138內(nèi)發(fā)酵使用。此外，將非厭氧可分解的物料與附著顆粒和污物進(jìn)行分離。
依據(jù)圖20，對最小粒度約80mm的混合物料基本上在反應(yīng)器174內(nèi)進(jìn)行水解162.1，該反應(yīng)器在底部附近246具有用于供氧的進(jìn)氣裝置178，由此在混合物料內(nèi)構(gòu)成螺旋線狀上升的流動252，借助其對混合物料進(jìn)行混合。相應(yīng)地不需要機(jī)械攪拌器。進(jìn)氣可以脈動式或者連續(xù)進(jìn)行。
向反應(yīng)器174供給來自物料溶解器1、1.11的懸浮液20以及提取水解的懸浮液21各自在中間的反應(yīng)器段內(nèi)進(jìn)行。
進(jìn)氣裝置178包括至少一個與供氧裝置180連接的噴管或臂254及用于向混合物料內(nèi)供氧的大量噴嘴。最好通過噴嘴噴入純氧。
噴入的氧和在水解162.1時產(chǎn)生的廢氣188聚集在廢氣室190內(nèi)混合物料鏡面186的上面。因為在水解162時一部分氧通過CO2呼吸，也就是惰性化，所以為最佳調(diào)節(jié)供氧裝置180在反應(yīng)器頂部248內(nèi)具有O2測量探針266。
為加強(qiáng)混合物料在水解反應(yīng)器174內(nèi)的混合，廢氣188的至少一個分流可以通過抽吸管道38、空氣壓縮機(jī)36、進(jìn)氣管道136以及具有大量噴嘴并依據(jù)圖20的圖示設(shè)置在進(jìn)氣裝置178噴管254上面的臂306脈動式或者連續(xù)噴入混合物料內(nèi)。噴入的廢氣188同樣構(gòu)成螺旋線狀上升的流動308，它與噴入的氧流252疊加成一個總流動310。
未噴入混合物料的廢氣188如借助圖19已經(jīng)介紹的那樣輸送到酸性空氣洗滌器172進(jìn)行脫氮。
優(yōu)選混合物料的干燥物質(zhì)含量為5-15％和反應(yīng)器174內(nèi)的混合物料溫度為70℃。這種溫度足夠溶解脂肪或脂肪化合物。為能夠恒定保持70℃，具有由制冷機(jī)組182的冷卻液體流過絕熱層47。
在濕法浸解或濕法氧化164.1中，如依據(jù)圖15利用濕法浸解反應(yīng)器的濕法浸解164中那樣，非厭氧可分解的有機(jī)物呼吸并將氮化物作為氨排出。在氧化164.1中，通過進(jìn)氣循環(huán)水132、133、4脫氮并因此防止破壞發(fā)酵器138內(nèi)生物和妨礙氣體產(chǎn)生以及分解效率的氨濃度上升。
對最小粒度約80mm混合物料的濕法氧化164.1依據(jù)圖21基本上在與水解162.1的反應(yīng)器174相應(yīng)的反應(yīng)器192內(nèi)進(jìn)行。該反應(yīng)器192也具有底部附近可脈動式和斷續(xù)運行的進(jìn)氣裝置178，用于反應(yīng)器192內(nèi)的供氧和對混合物料進(jìn)行混合。為調(diào)節(jié)供氧裝置180具有上述的O2測量探針266。
在濕法氧化164.1形成的廢氣200同樣可以借助返回裝置至少作為分流脈動式或者斷續(xù)重新噴入混合物料內(nèi)。未返回的廢氣200依據(jù)圖19輸送到酸性空氣洗滌器172進(jìn)行脫氮。
此外具有絕熱層74及冷卻機(jī)組182用于調(diào)節(jié)混合物料的恒定溫度。
此外，在物料分離200中脫水的固體物料116以及發(fā)酵器138的腐水159和氧化的混合物料23的輸送與水解162.1時的料流20、21一樣在中間反應(yīng)器段內(nèi)進(jìn)行。最好在反應(yīng)器192內(nèi)調(diào)整5-15％的干燥物質(zhì)含量。所輸送的腐水159主要作為稀釋水使用。
水解反應(yīng)器174與濕法氧化反應(yīng)器192之間的主要區(qū)別在于，在濕法氧化164.1中向混合物料內(nèi)輸送更多的氧，以便將尚未過渡到溶液內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到這種溶液內(nèi)以及對混合物質(zhì)脫氮。這樣做的優(yōu)點是，可以取消如在依據(jù)圖9和圖10流程圖中那樣的再浸解214，由此還可以明顯降低成本。
除了非厭氧可分解的有機(jī)物呼吸和氮化物作為氨排出外，在濕法氧化164、164.1中同樣可以根據(jù)控制方式在反應(yīng)器192內(nèi)進(jìn)行混合物料的清潔化。在此方面，不僅處于混合物料內(nèi)的固體物料116，而且還有發(fā)酵器138含和不含固體物料的廢水146均可以清潔化。壓縮設(shè)備的廢水同樣可以利用濕法氧化164、164.1清潔化。
通過濕法氧化164、164.1中的清潔化提供了這種可能性，即無論是清潔化的固體物料(合成物)還是固體物料與過程水或廢水的混合物或者純過程水或者專用廢水均可以在農(nóng)業(yè)上直接利用。
最好濕法氧化164、164.1時的清潔化在濕法氧化164、164.1開始時進(jìn)行，因為利用當(dāng)時的高溫也使有機(jī)物質(zhì)的微生物可利用性得到改善。但也可以設(shè)想在濕法氧化164、164.1結(jié)束時實施清潔化。
清潔化的時間取決于當(dāng)時的溫度，從而根據(jù)溫度遵守不同的清潔化時間。例如，德國生物垃圾規(guī)定所要求的清潔化效率在70℃下要達(dá)到一小時的時間以上。在較低溫度情況下必須相應(yīng)延長停留時間。
清潔化特別是對所要供給農(nóng)業(yè)再利用的所有生物原物質(zhì)來說是非常重要的。屬于此類的特別是生物和綠色垃圾、農(nóng)業(yè)垃圾和能量植物、廚房和餐廳垃圾、澄清渣和專用過程水和廢水。在歐洲來整體垃圾中的生物制品也屬于此類。
圖22示出物料分離設(shè)備300的示意結(jié)構(gòu)。水解162、162.1中處理的懸浮液21與洗滌裝置80中的污染工作水96共同輸送到例如作為旋轉(zhuǎn)篩構(gòu)成的纖維物料分離器98。此外，在廢水凈化設(shè)備148上獲取的工作水82可以作為稀釋輸送到纖維物料分離器98。在纖維物料分離器98中，將纖維和漂浮物100與含有有機(jī)成分的水102分離。
纖維和漂浮物100在固體物料篩分和洗滌設(shè)備104上通過添加工作水82的分流在凈化區(qū)106內(nèi)凈化。該凈化過程可以由此得到支持，即通過凈化區(qū)106附加輸送在換熱器140之前分支到稀釋水4循環(huán)的循環(huán)水108。在凈化區(qū)106內(nèi)，纖維和漂浮物100的有機(jī)成分與其分離。如果需要非常強(qiáng)的凈化，那么為凈化區(qū)106附加輸送工作水82。在強(qiáng)度較低凈化的情況下，可以加大循環(huán)水108的部分。
經(jīng)過凈化并通過洗滌設(shè)備104的纖維物料排料口110排出的固體和纖維物料112在脫水壓力機(jī)114內(nèi)脫水并對脫水的固體物料116進(jìn)行濕法氧化164、164.1。
在脫水?dāng)D壓機(jī)114內(nèi)產(chǎn)生的含有有機(jī)物的水118與從凈化區(qū)106排出的含有有機(jī)物的洗滌水120混合共同輸送到洗砂機(jī)122。含有有機(jī)物的水102同樣可以輸送到洗砂機(jī)122。在洗砂機(jī)122內(nèi)，細(xì)砂部分124通過攪拌器126的作用分離并將附著在細(xì)砂部分124上的有機(jī)成分通過添加工作水82溶解。這樣預(yù)凈化的細(xì)砂124然后輸送到細(xì)砂洗滌裝置128，其基本結(jié)構(gòu)與依據(jù)圖19的洗滌裝置80或104相應(yīng)。凈化過的細(xì)砂130然后可以輸送到地下和道路建設(shè)中的物質(zhì)再利用裝置。
在洗砂時產(chǎn)生的高有機(jī)物含量的液體132如借助圖19已經(jīng)介紹的那樣在中間儲存器134中中間儲存并輸送到發(fā)酵器138和/或作為循環(huán)水132使用。
依據(jù)圖23，在分離設(shè)備168上濕法氧化164、164.1的氧化混合物料23工作水82和來自固體物料篩分和洗滌設(shè)備104和脫水壓力機(jī)114的混合水121共同輸送到纖維物質(zhì)分離器98，以獲取無固體物料的廢水170，該廢水如借助圖19所介紹的那樣輸送到廢水凈化設(shè)備148和/或作為物料溶解器1、1.1的稀釋水4使用。
纖維物料分離器98例如作為旋轉(zhuǎn)篩構(gòu)成，其中，所分離的纖維和漂浮物100輸送到固體物料篩分和洗滌設(shè)備104，在其凈化區(qū)106內(nèi)將附著的有機(jī)成分借助工作水82和/或分支的循環(huán)水108分離。經(jīng)過凈化區(qū)106脫水和凈化的纖維物料112通過固體物料排料口110排出并在脫水?dāng)D壓機(jī)114內(nèi)壓縮成在圖19中已經(jīng)提到得原合成物212。
在脫水?dāng)D壓機(jī)114內(nèi)擠壓出的含有有機(jī)物的水118與固體物料篩分和洗滌設(shè)備104的洗滌水120作為混合水121共同輸送到纖維物料分離器98。
依據(jù)圖24，在為圖19中的氣化或者燃燒設(shè)備317制造燃料的壓縮時，對固體物料116進(jìn)行干燥311。干燥311之后形成的最好15％-25％水含量的干燥混合物料311.1輸送到壓縮設(shè)備312，特別是具有一體化混合器或者擠壓機(jī)的團(tuán)塊或者球團(tuán)裝置或者壓條機(jī)。壓縮最好在低壓下進(jìn)行，其中，為干燥混合物料311.1添加作為膠粘劑的粘合劑，以便將在低壓下產(chǎn)生的例如像團(tuán)塊和球團(tuán)這種模制件312.1一直保持到焙燒317。在低壓和添加粘合劑315下進(jìn)行壓縮具有的優(yōu)點是，降低用于制造模制件317的能源開支和減少壓縮設(shè)備312的設(shè)備部件例如像混合器的磨損。依據(jù)本發(fā)明利用粘合劑315的壓縮312因此需要約20kW的電流并產(chǎn)生約 的磨損成本，而在用于從垃圾中制造1Mg模制件的傳統(tǒng)壓縮中則產(chǎn)生100kW的電流和 的磨損成本，由此產(chǎn)生約 的總成本/Mg。
膠粘劑315優(yōu)選從所產(chǎn)生的篩下物72中獲取，它約80％由塑料組成并在液化裝置313上通過擠壓或者熱/化學(xué)作用轉(zhuǎn)換成粘滯的注塑材料313.1。
對于沒有或者很少塑料材料72可供使用的情況來說，也可以采用提供的粘合劑316例如像石灰漿或者淀粉通過處理和計量裝置314作為有機(jī)或者無機(jī)粘合劑314.1添加到壓縮設(shè)備312上。在這種情況下，當(dāng)然優(yōu)選有機(jī)淀粉例如像土豆淀粉，因為這種淀粉與成本更低的石灰漿相反可以無殘留燃燒并釋放電和/或熱能317.1。石灰漿可以作為渣或礦物質(zhì)317.2處理。
根據(jù)對向氣化或者燃燒設(shè)備317內(nèi)所要輸送的燃料的質(zhì)量要求，可以將壓縮設(shè)備312完全或者部分轉(zhuǎn)換并將料流72和311.1直接輸送到熱再利用裝置317。
公開了一種用于處理含有有機(jī)成分垃圾的方法，其中，在統(tǒng)一的方法步驟中，依賴于垃圾混合物的粒度，使用不同的物料溶解器在稀釋液體中溶解有機(jī)成分和不同的反應(yīng)器實施水解和/或濕法浸解，還公開了適用的物料溶解器和反應(yīng)器。此外還公開了一種適用的垃圾處理設(shè)備。
附圖標(biāo)記1 物料溶解器1.1 物料溶解器2 接種材料4 稀釋水6 物料溶解容器8 混合物10進(jìn)料閘門12底部14排出口16排料閘門18雜質(zhì)/重料20分解的懸浮液21處理的懸浮液(水解)21a 處理的懸浮液(水解)21b 處理的懸浮液(水解)22頂部23氧化的混合物料(濕法浸解)23a 氧化的混合物料(濕法浸解)23b 氧化的混合物料(濕法浸解)24氣流泵26內(nèi)管27噴嘴板28進(jìn)氣噴嘴30壓縮空氣管道32控制閥34儲氣罐36空氣壓縮機(jī)38抽吸管道40輸送空氣
42廢氣室44沖擊板46雙層套47絕熱層48向上的懸浮液流動50壓縮空氣氣泡52壓縮空氣54水平面56環(huán)形室58導(dǎo)板60垃圾62篩分設(shè)備64篩下物66轉(zhuǎn)換裝置和/或計量裝置68篩分設(shè)備70重料/雜質(zhì)72輕料74混合設(shè)備76懸浮液78篩下物80洗滌裝置82工作水84凈化的重料86含鐵金屬分離器88非鐵金屬分離器90含鐵金屬部分92非鐵金屬部分94其他物料96污染的工作水98纖維物料分離器
100 纖維/漂浮物102 含有有機(jī)成分的水104 固體物料篩分和洗滌設(shè)備106 凈化區(qū)108 循環(huán)水110 固體物料排料口112 凈化的固體/纖維物料114 脫水壓力機(jī)116 脫水的固體物料118 含有溶解有機(jī)物的水120 洗滌水121 混合水122 洗砂機(jī)123 沙礫排放口124 預(yù)凈化的細(xì)砂126 攪拌器128 細(xì)砂洗滌裝置130 凈化的細(xì)砂132 高有機(jī)含量的循環(huán)水133 混合懸浮液134 中間儲存器136 泵138 發(fā)酵器140 換熱器142 加熱介質(zhì)144 沼氣146 排出的廢水147 多余水148 廢水凈化設(shè)備150 凈化的廢水
152 閘閥154 旁通管156 進(jìn)氣管道158 混合水159 腐水160 雜質(zhì)162 水解或酸化級162a 水解或酸化級162b 水解或酸化級164 濕法浸解164a 濕法浸解164b 濕法浸解166 環(huán)形室168 分離設(shè)備170 無固體物料的廢水172 酸性空氣洗滌器174 反應(yīng)器176 攪拌器178 進(jìn)氣裝置180 供氧裝置182 冷卻機(jī)組184 給入186 混合物料鏡面188 廢氣190 廢氣室192 反應(yīng)器194 攪拌器196 進(jìn)氣裝置198 混合物料鏡面200 廢氣
202 廢氣室204 返回206 過濾裝置208 脫水壓力機(jī)210 擠壓漿212 原合成物214 再浸解216 干燥制品218 分離裝置220 固體和纖維物料222 惰性物料224 材料226 混合容器228 鹽酸或者硫酸230 氯化氨或者硫酸鹽232 水-酸性混合物234 噴淋裝置236 循環(huán)泵238 排出的空氣240 凈化級242 過程空氣244 導(dǎo)管244a 導(dǎo)管244b 導(dǎo)管244c 導(dǎo)管246 反應(yīng)器底部248 反應(yīng)器頂部250 循環(huán)流動252 流動254 臂
256 臂258 臂260 閥門262 管道264 加長部分266 O2探針268 混合器270 攪拌器272 轉(zhuǎn)動件276a 轉(zhuǎn)動葉片276b 轉(zhuǎn)動葉片276c 轉(zhuǎn)動葉片278a 轉(zhuǎn)動葉片278b 轉(zhuǎn)動葉片278c 轉(zhuǎn)動葉片280a 渦流280b 渦流280c 渦流282a 反向渦流282b 反向渦流282c 反向渦流284 螺旋輸送機(jī)286 混合物鏡面288 煙囪290 圓形軌跡292 縱向壁294 縱向壁295 底部壁296 轉(zhuǎn)動件297 頂部壁
298圓形軌跡300物料分離設(shè)備302相切區(qū)304輸送機(jī)306臂308流動310總流動311干燥311.1 干燥混合物料312壓縮設(shè)備312.1 模制件(團(tuán)塊、球團(tuán))313液化裝置313.1 噴注材料314處理和計量裝置314.1 粘合劑315自生的粘合劑316添加的粘合劑317燃燒、氣化設(shè)備317.1 電和熱能317.2 礦物質(zhì)/渣
權(quán)利要求
1.用于處理含有有機(jī)成分的垃圾的方法，具有以下步驟·將垃圾機(jī)械處理成垃圾混合物，·在物料溶解器(1、1.1)內(nèi)溶解有機(jī)成分，·在反應(yīng)器(174)內(nèi)水解(162、162.1)從物料溶解器(1、1.1)排出的含有有機(jī)物的懸浮液(20)，以及·在發(fā)酵級(138)發(fā)酵水解的懸浮液(21)，其中，·將水解時或者發(fā)酵時獲取的過程水作為循環(huán)水(4)進(jìn)行循環(huán)，以及·依賴于經(jīng)機(jī)械處理的垃圾混合物的粒度，選擇用于水解(162、162.1)的物料溶解器(1、1.1)和反應(yīng)器(174)。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中，在粒度約80mm時更換物料溶解器(1、1.1)和反應(yīng)器(162、162.1)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，水解(162、162.1)之后至少可以間接連接濕法浸解或濕法氧化(164、164.1)。
4.按權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其中，具有分離步驟，用于將雜質(zhì)、重料、纖維物料等與輸送到發(fā)酵級(138)的生物懸浮液(132)進(jìn)行分離。
5.物料溶解器，在按權(quán)利要求1-4之一所述的方法中用于在稀釋液體中溶解最大確定粒度例如80mm的垃圾的有機(jī)成分，具有物料溶解容器(6)，里面設(shè)置用于對垃圾和稀釋水進(jìn)行混合的混合裝置，其中，通過懸浮液排放口(16)排放含有有機(jī)物的懸浮液(20)，其特征在于，混合裝置具有至少一個進(jìn)氣噴嘴(28)，氣體，最好是空氣通過其這樣對懸浮液(8)加壓，使有機(jī)成分通過氣體產(chǎn)生的剪切力溶解或者分布在稀釋液體中。
6.按權(quán)利要求5所述的物料溶解器，其中，進(jìn)氣噴嘴(28)為氣流泵(24)的部件，懸浮液(8)通過其在物料溶解容器(6)內(nèi)部可周期性或者連續(xù)地循環(huán)輸送。
7.按權(quán)利要求6所述的物料溶解器，其中，脈動間距大于3秒，優(yōu)選地在5至10秒之間。
8.按權(quán)利要求6或7所述的物料溶解器，其中，氣流泵(24)具有內(nèi)管(26)，在其下部進(jìn)料口上設(shè)置具有大量進(jìn)氣噴嘴(28)且可由懸浮液(8)環(huán)流或者通流的噴嘴板(27)，并且其上部端段上具有用于內(nèi)管(26)內(nèi)輸送的懸浮液的排料口。
9.按權(quán)利要求8所述的物料溶解器，其中，與內(nèi)管(26)的排料口相距設(shè)置沖擊板(44)。
10.按權(quán)利要求9所述的物料溶解器，其中，沖擊板(44)至少部分限制排氣室(42)。
11.按權(quán)利要求6-10之一所述的物料溶解器，其中，物料溶解容器(6)內(nèi)設(shè)置多個氣流泵(24a、24b、24c)。
12.按權(quán)利要求8-11之一所述的物料溶解器，其中，內(nèi)管(26)雙層套構(gòu)成，并且進(jìn)氣噴嘴(28)設(shè)置在內(nèi)部圓柱體室內(nèi)或者環(huán)形室內(nèi)，以及各自其他室由加熱介質(zhì)(142)流過。
13.按權(quán)利要求5-12之一所述的物料溶解器，其中，氣體進(jìn)行循環(huán)并由泵(36)從物料溶解容器(6)中抽出和/或利用施加的壓力而從儲存器(34)返回到進(jìn)氣噴嘴(28)。
14.按權(quán)利要求8-13之一所述的物料溶解器，其中，在由內(nèi)管(26)并由物料溶解容器(6)的外圓周壁限制的環(huán)形室(56)內(nèi)設(shè)置用于導(dǎo)流的導(dǎo)板(58)。
15.按權(quán)利要求5-14之一所述的物料溶解器，其中，多個物料溶解容器(6a、6b、…6n)串聯(lián)，并且懸浮液從第一物料溶解容器(6a)流動到后置連接的物料溶解容器(6b、…6n)內(nèi)。
16.按權(quán)利要求5-15之一所述的物料溶解器，具有用于雜質(zhì)/重料(18)的排出口(14)。
17.按權(quán)利要求5-16之一所述的物料溶解器，其中，排出口(14)中具有用于進(jìn)氣和混合沉淀雜質(zhì)/重料(18)的接口。
18.按權(quán)利要求5-17之一所述的物料溶解器，其中，稀釋液體(4)進(jìn)行循環(huán)。
19.物料溶解器，用于在按權(quán)利要求1-4之一所述的方法中在稀釋液體中溶解最小確定粒度例如為80mm的有機(jī)成分和垃圾，具有物料溶解容器(6)，里面設(shè)置至少一個用于將垃圾和稀釋水混合成懸浮液的攪拌器(270)，其中，通過排料閘門(16)排放含有有機(jī)物的懸浮液(20)，其特征在于，攪拌器(270)具有大量相鄰的攪拌部件(276、278)，它們各自具有相反的輸送方向。
20.按權(quán)利要求19所述的物料溶解器，其中，攪拌部件(276、278)作為轉(zhuǎn)動葉片(276、278)構(gòu)成，它們設(shè)置在一個共用的轉(zhuǎn)動件(272)上，并且相鄰的轉(zhuǎn)動葉片(276、278)具有偏轉(zhuǎn)約180°的葉片上升角。
21.按權(quán)利要求20所述的物料溶解器，其中，轉(zhuǎn)動葉片(276、278)從進(jìn)料口(10)一直到雜質(zhì)/重料(18)的排料閘門(16)均勻地設(shè)置在轉(zhuǎn)動件(272)上。
22.按權(quán)利要求20或21所述的物料溶解器，其中，選擇偶數(shù)的轉(zhuǎn)動葉片(276、278)。
23.按權(quán)利要求20-22之一所述的物料溶解器，其中，具有兩個旋轉(zhuǎn)件(274、296)，它們利用其轉(zhuǎn)動葉片(276、278)形成相切區(qū)域(302)。
24.按權(quán)利要求19-23之一所述的物料溶解器，其中，在雜質(zhì)/重料(18)排出口(14)的區(qū)域內(nèi)可輸入氣體，最好是壓縮空氣。
25.按權(quán)利要求24所述的物料溶解器，其中，氣體進(jìn)行循環(huán)并由泵(36)從物料溶解容器(6)中抽出并返回到該容器內(nèi)。
26.按權(quán)利要求19-25之一所述的物料溶解器，其中，多個物料溶解容器(6a、…6n)串聯(lián)，并且懸浮液(20)從第一物料溶解容器(6a)流動到后置連接的物料溶解容器(6n)內(nèi)。
27.按權(quán)利要求19-26之一所述的物料溶解器，其中，物料溶解容器(6)在縱剖面上具有基本上矩形的造型，其高度-長度比對應(yīng)于等式h1∶L1≥1∶4。
28.反應(yīng)器，用于在按權(quán)利要求1-4之一所述的方法中處理輸送的最大確定粒度例如為80mm的混合物料，具有上料和排料口并具有用于對混合物料進(jìn)行混合的機(jī)械混合器(176)，其特征在于，混合器(716)由導(dǎo)管(244)環(huán)繞，其中，在控制混合器(176)的情況下，混合物料可通過導(dǎo)管(244)從反應(yīng)器頂側(cè)向反應(yīng)器底側(cè)抽取并在導(dǎo)管(244)的外部形成上升的環(huán)狀流動(252)。
29.按權(quán)利要求28所述的反應(yīng)器，其中，導(dǎo)管(244)具有用于改變其長度或高度的軸向加長部位(264)。
30.按權(quán)利要求28或29所述的反應(yīng)器，其中，具有用于向混合物料內(nèi)輸送氧氣的供氧裝置(180)，其中，輸送有選擇地在混合器(176)的底部附近和/或上部區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。
31.按權(quán)利要求30所述的反應(yīng)器，其中，具有用于調(diào)節(jié)送氧量的O2探針，通過其可對軸向加長部位(264)、導(dǎo)管(244)的軸向位置和/或混合物料鏡面(186)這樣進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其優(yōu)選地產(chǎn)生最佳的，也就是幾乎100％的氧利用率。
32.按權(quán)利要求28-31之一所述的反應(yīng)器，其中具有雙層套的內(nèi)管(244)，用于輸送冷卻混合物料的冷卻介質(zhì)。
33.按權(quán)利要求28-32之一所述的反應(yīng)器，其中，在反應(yīng)器(174)內(nèi)設(shè)置三個導(dǎo)管(244a、244b、244c)。
34.按權(quán)利要求28-33之一所述的反應(yīng)器，其中，反應(yīng)器可在水解(162)和/或濕法浸解(164)時使用。
35.按權(quán)利要求28-34之一所述的反應(yīng)器，其中，反應(yīng)器優(yōu)選地單獨或者組合具有下列幾何尺寸，-導(dǎo)管高度H1對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的8-10倍，-反應(yīng)器(174)的有效直徑d2，也就是內(nèi)徑對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的4-6倍，-反應(yīng)器底部(246)到導(dǎo)管(244)的底部距離H2對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的1-2倍，-混合物料鏡面(186)與導(dǎo)管(244)之間的距離對應(yīng)于導(dǎo)管直徑d1的2-3倍，-混合物料鏡面(186)與導(dǎo)管(244)之間的可變高度唯一H4為導(dǎo)管直徑d1的0.5-2倍，-循環(huán)流動(250)的上升流速v1在0.1m/s與0.8m/s之間，-導(dǎo)管直徑d1根據(jù)混合物料成分和干燥物質(zhì)比例，在0.5m與1.5m之間。
36.反應(yīng)器，用于在按權(quán)利要求1-4之一所述的方法中處理最小確定粒度例如為80mm的輸送的混合物料，具有上料和排料口并具有用于對混合物料進(jìn)行混合的混合裝置，其特征在于，混合裝置由用于輸送氣體最好是氧氣的進(jìn)氣裝置(178)構(gòu)成。
37.按權(quán)利要求36所述的反應(yīng)器，其中，在反應(yīng)器(174、192)的底部附近設(shè)置大量進(jìn)氣噴嘴。
38.按權(quán)利要求36或37所述的反應(yīng)器，其中，氣體進(jìn)行循環(huán)并由泵(36)從物料溶解容器(6)中抽出并返回到該容器內(nèi)。
39.按權(quán)利要求36、37或38之一所述的反應(yīng)器，其中，具有用于調(diào)節(jié)所要輸送氧量的測氣探針(266)。
40.按權(quán)利要求36-39之一所述的反應(yīng)器，其中，在反應(yīng)器(174、192)內(nèi)產(chǎn)生的廢氣(188、200)可通過鼓風(fēng)機(jī)(36)輸送到優(yōu)選在底部附近的混合物料內(nèi)。
41.垃圾處理設(shè)備，在按權(quán)利要求1-4之一所述的方法中使用，具有按前述權(quán)利要求之一所述的物料溶解器，在該物料溶解器里面溶解垃圾的有機(jī)成分，該垃圾處理設(shè)備具有用于將纖維物料與從物料溶解器(1)中排出的、含有有機(jī)物的分解懸浮液(20)進(jìn)行分離的分離級。
42.按權(quán)利要求41所述的垃圾處理設(shè)備，具有固體物料處理裝置(80、86、88)，用于分離和洗滌從物料溶解容器(6)排出的固體物料(18)。
43.按權(quán)利要求41或42所述的垃圾處理設(shè)備，其中，分離級具有用于分離纖維物料、漂浮物或者類似物料的纖維物料分離器(98)和用于這些物料(100)的洗滌設(shè)備(104)以及脫水壓力機(jī)(114)。
44.按權(quán)利要求41、42或43所述的垃圾處理設(shè)備，具有洗砂機(jī)(142)，用于分離和洗滌廢水中所含的細(xì)砂(130)。
45.按權(quán)利要求41-44之一所述的垃圾處理設(shè)備，具有發(fā)酵器(138)，用于將高有機(jī)含量的水(132)的有機(jī)成分轉(zhuǎn)換成沼氣。
46.按權(quán)利要求45所述的垃圾處理設(shè)備，具有廢水凈化設(shè)備(148)，用于凈化發(fā)酵后產(chǎn)生的多余水。
47.按權(quán)利要求41-46之一所述的垃圾處理設(shè)備，其中，物料溶解器(1)內(nèi)分解的懸浮液(20)至少作為分流經(jīng)過水解(162、162.1)。
48.按權(quán)利要求47所述的垃圾處理設(shè)備，其中，水解(162)中處理的懸浮液(21)經(jīng)過纖維物料分離器(98)。
49.按權(quán)利要求47所述的垃圾處理設(shè)備，其中，水解(162、162.1)中處理的懸浮液(21)直接輸送到發(fā)酵器(138)。
50.按權(quán)利要求49所述的垃圾處理設(shè)備，其中，發(fā)酵器(138)內(nèi)產(chǎn)生的廢水(146)輸送到分離設(shè)備(98、104、114)并與此同時將分離的無固體物料的腐水(171)與稀釋水(4)混合。
51.按權(quán)利要求50所述的垃圾處理設(shè)備，其中，將無固體物料腐水(171)的分流與來自分離設(shè)備(98、104、114)的脫水固體物料(116)混合并輸送到濕法浸解(164、164.1)。
52.按權(quán)利要求48所述的垃圾處理設(shè)備，其中，將分離設(shè)備(98、104、114)之后產(chǎn)生的脫水固體物料(116)的至少一個分流干燥，并在混和粘合劑(315、316)的情況下在優(yōu)選低壓下運行的壓縮設(shè)備(312)中壓縮成氣化或者燃燒設(shè)備(317)的模制件。
53.按權(quán)利要求52所述的垃圾處理設(shè)備，其中，粘合劑氣化穩(wěn)定地保持模制件，直至在氣化或者燃燒設(shè)備(317)中進(jìn)行焙燒，并且在垃圾處理時使用由分離塑料本身產(chǎn)生的粘合劑(315)和/或提供的粘合劑(316)。
54.按權(quán)利要求48所述的垃圾處理設(shè)備，其中，在脫水壓力機(jī)(114)上產(chǎn)生的固體物料(116)至少作為分流通過濕法浸解(164、164.1)以獲取氧化的混合物料(23)。
55.按權(quán)利要求54所述的垃圾處理設(shè)備，其中，可向濕法浸解(164、164.1)輸送在循環(huán)水(132)與發(fā)酵器(138)的廢水(146)混合時形成的混合水(158)。
56.按權(quán)利要求55所述的垃圾處理設(shè)備，其中，濕法浸解(164、164.1)的氧化混合物料(23)通過分離設(shè)備(168)，并且可將在分離設(shè)備(168)中形成的廢水輸送給稀釋水(4)和/或廢水凈化設(shè)備(148)。
57.按權(quán)利要求56所述的垃圾處理設(shè)備，其中，分離設(shè)備(168)具有固體物料分離器(98)、固體物料篩分和洗滌設(shè)備(104)和脫水壓力機(jī)(114)。
58.按權(quán)利要求57所述的垃圾處理設(shè)備，其中，在分離設(shè)備(168)中形成的原合成物(212)通過用于干燥的后浸漬(212)和/或可直接處理。
59.按權(quán)利要求41-58之一所述的垃圾處理設(shè)備，其中，在水解(162、162.1)和/或濕法浸解(164、164.1)時使用按權(quán)利要求1-40所述的反應(yīng)器(174)。
60.按權(quán)利要求59所述的垃圾處理設(shè)備，其中，前后和/或彼此平行連接多個反應(yīng)器(174)，從而產(chǎn)生多部分的水解(162、162a、162b)和/或濕法浸解(164、164a、164b)。
61.按權(quán)利要求59或60所述的垃圾處理設(shè)備，其中，可將在反應(yīng)器(174、192)中形成的廢氣(188、200)輸送到用于釋放氨的空氣洗滌器(172)。
62.按權(quán)利要求54-61之一所述的垃圾處理設(shè)備，其中，至少濕法浸解(164.1)的反應(yīng)器(192)可這樣運行，使其對混合物料進(jìn)行清潔化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理含有有機(jī)成分的垃圾的方法，其中，在統(tǒng)一的方法步驟中，依賴于垃圾混合物的粒度，使用不同的物料溶解器溶解溶劑中的有機(jī)成分和使用不同的反應(yīng)器實施水解和/或濕法浸解，本發(fā)明還涉及適用的物料溶解器和反應(yīng)器。本發(fā)明還涉及一種適用的垃圾處理設(shè)備。
文檔編號C05F9/02GK101065188SQ200580024999
公開日2007年10月31日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者克里斯蒂安·威德默, 魯?shù)婪颉す芈? 漢斯·武斯里奇 申請人:克里斯蒂安·威德默