[發明專利]利用回收蒸汽再循環的連續熱水解的方法和裝置

在審

• 申請號: 201480058794.5
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN105683098A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: J·肖齊;C·克朗朋;T·奧佩蒂;A·B·吉爾伯特
• 申請（專利權）人: 威立雅水務解決方案與技術支持公司
• 主分類號: C02F11/18
• 分類號: C02F11/18;C02F11/12;C02F103/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張力更

技術領域

1.發明領域

本發明涉及用于連續熱水解包含有機物質的污泥的方法和裝置，所 述污泥與或者不與其它包含有機物質的廢料混合。這些污泥或廢料可例 如來源于生活廢水的處理(消化或未消化的凈化污泥，來自于預處理的 油脂)，或者來源于以下物質的處理：工業廢水(例如農產食品加工工 業、屠宰場、廢糖蜜)，或者包含有機物質的家庭垃圾類型的廢料，或 者來自于排放物質、油脂槽。在此文件中將在下文中使用術語“污泥”。

背景技術

2.現有技術

來自于廢水(無論是生活或工業來源或者來源于農業)的處理的污 泥可通過生物途徑進行處理，尤其是通過厭氧消化。

生物處理的目的在于降解這些污泥中所含的有機物質。這種降解可 旨在將污泥穩定化，使得能夠產生能量(通過產生生物氣)和/或還減小 污泥的體積。但是，某些有機化合物比其它化合物更難以通過生物途徑 降解，并且已知通過熱水解的預處理能夠加速生物降解的過程。這種熱 處理通常在壓力下在高于100℃的溫度(所述溫度在實際中可一直到 220℃)下進行預定的時間周期，在實際中通常為半小時。通過這種熱 水解處理，難以生物降解的有機物質則被轉化為隨后可更易于進行生物 降解的化合物。

傳統地，這種隨后生物降解可通過在封閉反應器中的消化來進行， 所述封閉反應器厭氧操作，被稱作消化器。這種厭氧消化器僅可在以下 條件下合適地運行：其在合適且恒定的溫度下操作，通常要求加熱系統， 并且其進行合適的攪拌。這種攪拌會由于消化器中所含的污泥是流體的 (即具有低粘度)而更為容易。

在現有技術中已知不同類型的熱水解方法，其中的一些方法通過逐 個地即不連續地處理給定量的待水解污泥來實施(即“分批”運行)， 而其它方法則被設計為使得能夠連續處理或者至少半連續處理待水解 污泥。

在與這些熱水解裝置和方法有關的現有技術中，可尤其提及專利文 獻WO96/09882和WO2006/027062，這兩個文獻均涉及分批法。

這種分批法具有以下缺點：需要管理不同批次的要處理污泥的處理 循環，并且需要重復運行某些設備，例如打開-關閉例如閥，這會導致過 早的磨損。

在污泥的連續或半連續熱水解處理技術當中，可以提及專利文獻 EP1198424中描述的技術以及專利文獻WO2009/121873中描述的技術。

在EP1198424所述的技術中，污泥被傳送到反應器中，污泥在該反 應器中在130℃-180℃的溫度下經過5-60分鐘的周期。通過這種處理 水解的污泥然后通過熱交換器冷卻，以確保其溫度足夠低以便可與下游 消化器的運行相容并且防止此消化器的生物質被破壞。如此回收的能量 能夠使污泥在進入熱水解反應器中之前被預熱。但這項技術針對干度大 于10％的非水解濃污泥使用交換器，這在實際中被證明是難以管理的， 給用戶帶來限制，因為其要求用于維護和清潔的停機周期。此外，這種 配置使用泵，在這種情況下是文獻EP1198424的圖1中的泵11，其針 對非常熱(130-180℃)的污泥運行，并且通過實驗顯示出，這個因素 導致這種泵具有短的使用壽命。最后，這種配置在待處理污泥的濃度方 面是受限的，因為其不可能處理干度(siccité)大于20％的污泥。它在 能量消耗方面也不是優化的，因為如果污泥更濃的話(即具有大于20％ 的干度并且因而具有小于80％的水含量)，考慮到要利用蒸汽加熱的(污 泥中所含)水體積會降低，則在蒸汽方面的需求會進一步降低。

在專利文獻WO2009/121873所述的技術中，污泥在呈現管式的熱 水解反應器中被連續處理，在所述反應器中水蒸汽被直接注入。

這種方法具有是真正連續方法的優點。但是，盡管通過熱水解的污 泥處理相對于市場上現有的其它方法已經得到了極大的改善，但其仍有 一些限制。

首先，如果被引入到反應器中的待水解污泥的粘度太高，則可被證 明的是，蒸汽難以注入到這種污泥中。在實際中，這種方法可處理具有 高干度比率的污泥。當超過某些干度時，該熱水解可被證明不是最佳的， 這會限制位于熱水解下游的厭氧消化的性能。