[發(fā)明專利]采用旋轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)熱水解發(fā)酵處理的裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110433877.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN102515454A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃祥勝;竇文龍;崔曉宇;王華;張安超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北國(guó)新天匯能源有限公司
• 主分類號(hào): C02F11/04
• 分類號(hào): C02F11/04
• 代理公司: 襄陽中天信誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42218
• 代理人: 何靜月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱水解技術(shù)，特別是涉及一種采用旋轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)熱水解發(fā)酵處理的裝置與方法。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)污水處理廠每年排放的污泥干重量約140萬噸，且每年以超過10％的速度增長(zhǎng)；而且，污泥中含有大量的重金屬、病原菌等有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境的危害較大；可見，污泥導(dǎo)致的環(huán)境污染問題日益突出，為社會(huì)造成了較大的安全隱患、環(huán)境危害和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。熱水解消化處理工藝是一種對(duì)污泥進(jìn)行減量化、資源化、穩(wěn)定化和安全化的處理技術(shù)。熱水解反應(yīng)器是污泥熱水解-厭氧消化系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵設(shè)備，其不僅決定著產(chǎn)出的沼氣效果，而且決定著整個(gè)污泥處理裝置的耗能量。現(xiàn)階段，我國(guó)已有的熱水解反應(yīng)器總體上可歸納為兩種：一種是采用攪拌方式的高壓反應(yīng)釜包括反應(yīng)容器、攪拌器、傳動(dòng)設(shè)備、冷卻設(shè)備、安全設(shè)備、加熱爐等組成；另一種是管式連續(xù)熱水解反應(yīng)器包括進(jìn)料設(shè)備、改性設(shè)備、脫水設(shè)備、換熱設(shè)備、凈化設(shè)備，采用催化劑注入方式，采用中壓蒸汽對(duì)污泥直接加熱，并在中溫條件下熱水解。

由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中，熱水解發(fā)酵處理技術(shù)存在著單位時(shí)間或單位耗能的換熱效率較低、熱水解周期較長(zhǎng)、能耗比較大等問題。?

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種換熱效率較高、熱水解周期較短、節(jié)能降耗的采用旋轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)熱水解發(fā)酵處理的裝置與方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的采用旋轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)熱水解發(fā)酵處理的裝置，包括采用來自旋轉(zhuǎn)熱水解單元的閃蒸蒸汽對(duì)外部輸入的有機(jī)生物質(zhì)原料進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱單元，采用旋轉(zhuǎn)方式使外部輸入的高壓蒸汽與預(yù)熱單元輸入的經(jīng)過預(yù)熱的有機(jī)生物質(zhì)原料混合后依次進(jìn)行熱水解、閃蒸的旋轉(zhuǎn)熱水解單元，用于將經(jīng)過閃蒸得到的有機(jī)生物質(zhì)與消化液混合后依次進(jìn)行降溫、消化并得到沼氣與物渣的混合發(fā)酵單元；旋轉(zhuǎn)熱水解單元包括一個(gè)或一個(gè)以上采用旋轉(zhuǎn)方式使外部輸入的高壓蒸汽與所述預(yù)熱單元輸入的有機(jī)生物質(zhì)原料熱交換后進(jìn)行熱水解的旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器，一個(gè)或一個(gè)以上串接的用于對(duì)經(jīng)過熱水解得到的有機(jī)生物質(zhì)進(jìn)行閃蒸的閃蒸罐；其中，每個(gè)旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器的物料入口均通過管道連接至所述預(yù)熱單元的物料出口，每個(gè)旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器的高壓蒸汽入口均通過管道連接至外部，每個(gè)旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器均包括一個(gè)泄壓蒸汽進(jìn)口與一個(gè)泄壓蒸汽出口，每個(gè)旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器的泄壓蒸汽進(jìn)口均與其他旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器的泄壓蒸汽出口通過管道連接，每個(gè)旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器的泄壓蒸汽出口均與其他旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器的泄壓蒸汽進(jìn)口通過管道連接，每個(gè)旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器的物料出口均通過管道連接至串接的第一個(gè)閃蒸罐的物料入口；串接的閃蒸罐中，前一個(gè)閃蒸罐的物料出口連接后一個(gè)閃蒸罐的物料入口，最后一個(gè)閃蒸罐的物料出口連接所述混合發(fā)酵單元的物料入口；每個(gè)閃蒸罐的閃蒸蒸汽出口均通過管道連接至所述預(yù)熱單元的閃蒸蒸汽入口。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)熱水解發(fā)酵處理的方法包括如下步驟：

步驟1、采用閃蒸蒸汽由預(yù)熱罐將外部輸入的有機(jī)生物質(zhì)原料預(yù)熱至小于或等于105℃后，依次輸入各旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器。

步驟2、剛完成熱水解的旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器將熱水解產(chǎn)生的泄壓蒸汽輸出至正輸入預(yù)熱的有機(jī)生物質(zhì)原料的旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器；各旋轉(zhuǎn)熱水解反應(yīng)器完成進(jìn)料后，依次采用旋轉(zhuǎn)方式將經(jīng)過預(yù)熱的有機(jī)生物質(zhì)原料與來自外部的高壓蒸汽混合后進(jìn)行熱水解。

步驟3、由閃蒸罐對(duì)熱水解后得到的有機(jī)生物質(zhì)進(jìn)行閃蒸；如果閃蒸產(chǎn)生的閃蒸蒸汽的壓力小于預(yù)熱罐的內(nèi)部壓力，則由噴射泵將閃蒸蒸汽的壓力加壓至大于預(yù)熱罐的內(nèi)部壓力，將加壓后的閃蒸蒸汽返回步驟1；如果閃蒸產(chǎn)生的閃蒸蒸汽的壓力大于預(yù)熱罐的內(nèi)部壓力，則直接將閃蒸蒸汽返回步驟1；對(duì)經(jīng)過閃蒸的有機(jī)生物質(zhì)，執(zhí)行步驟4。

步驟4、消化液與經(jīng)過閃蒸的有機(jī)生物質(zhì)的混合降溫后，得到降溫混合物；采用熱交換器對(duì)降溫混合物進(jìn)一步降溫，之后，由消化液對(duì)與其混合在一起的有機(jī)生物質(zhì)進(jìn)行消化，并將消化得到的沼氣與物渣分別輸出至外部。

步驟4中所述消化液為消化罐中經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的發(fā)酵物料。

綜上所述，本發(fā)明所述采用旋轉(zhuǎn)方式實(shí)現(xiàn)熱水解發(fā)酵處理的裝置與方法中，預(yù)熱單元對(duì)外部輸入的有機(jī)生物質(zhì)原料進(jìn)行預(yù)熱，并由旋轉(zhuǎn)熱水解單元采用內(nèi)部旋轉(zhuǎn)方式使預(yù)熱的有機(jī)生物質(zhì)原料與高壓蒸汽充分進(jìn)行熱交換，使得有機(jī)生物質(zhì)原料進(jìn)一步加熱，加快了熱水解過程；因此，本發(fā)明裝置與方法的熱交換效率較高且熱水解周期較短。此外，本發(fā)明裝置與方法利用熱水解過程中產(chǎn)生的閃蒸蒸汽對(duì)外部輸入的有機(jī)生物質(zhì)原料進(jìn)行加熱，并且由于熱水解周期較短，故本發(fā)明裝置與方法還具有節(jié)能降耗的特點(diǎn)。

附圖說明