[發(fā)明專利]一種連續(xù)式污泥水熱處理反應(yīng)釜裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510085553.6
• 申請(qǐng)日: 2015-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN104710093B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐愿堅(jiān);殷逢俊;陳忠;徐貴華;陳鴻珍;王光偉;蘇海峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C02F11/10
• 分類號(hào): C02F11/10
• 代理公司: 成都賽恩斯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)51212
• 代理人: 高利丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污泥處理裝置，特別涉及一種可連續(xù)用于污泥水熱處理的反應(yīng)釜裝置。屬污泥減量化、穩(wěn)定化、資源化處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模日益擴(kuò)大，污泥處置問題變得越來越重要。簡單的填埋、干化、焚燒、土地回用等處理技術(shù)均難以兼顧環(huán)境保護(hù)、資源利用和處理成本等方面的要求而受到限制。污泥厭氧消化產(chǎn)氣被認(rèn)為是最有前途的污泥處理技術(shù)而在我國廣泛推廣，但實(shí)踐表明，直接以脫水污泥為原料的消化工藝產(chǎn)氣率低、停留時(shí)間長、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益不明顯。

針對(duì)污泥的水熱處理技術(shù)可以快速將污泥破胞，將大分子降解為小分子，固體中的有機(jī)物溶解到液體中，從而大大提高污泥生化性能，同時(shí)殺滅有害微生物，實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、資源化、減量化，水熱技術(shù)與厭氧消化結(jié)合將具有廣泛應(yīng)用前景。

根據(jù)加氧化劑與否，污泥水熱處理技術(shù)可劃分為熱水解和水熱氧化兩種類型，水熱氧化在破胞的同時(shí)還能促進(jìn)有機(jī)物氧化并向小分子有機(jī)酸轉(zhuǎn)化。

污泥水熱處理裝置有管式、塔式、釜式等多種結(jié)構(gòu)形式，其中釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，易于工程應(yīng)用。在運(yùn)行方式上，水熱處理工藝可以分為間歇式、半間歇式和連續(xù)式，目前間歇式方式較為廣泛，即一定量污泥加入反應(yīng)器中，在一定溫、壓條件下保持一段時(shí)間，再將污泥排出并進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)行周期，這種方式操作復(fù)雜、效率低、穩(wěn)定性差。而目前已有的連續(xù)式裝置，由于不能實(shí)現(xiàn)較好的泥水分離效果，使得出水中固體顆粒較大，對(duì)于后續(xù)工藝、管線和設(shè)備的影響較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有污泥水熱處理裝置的不足，本發(fā)明提供了一種連續(xù)式污泥水熱處理反應(yīng)釜裝置，該裝置通過重力沉降使經(jīng)過水熱反應(yīng)后的污泥最大限度實(shí)現(xiàn)泥水分離，減少出水中的固體顆粒含量，從而減少出水中顆粒對(duì)后續(xù)工藝、管線、設(shè)備的影響，同時(shí)，減少了能耗。

本發(fā)明提供的污泥水熱反應(yīng)釜裝置主要包括：釜體1、釜蓋6、導(dǎo)流內(nèi)筒2、攪拌器3、耗散板4和儲(chǔ)泥罐5；所述釜體構(gòu)成反應(yīng)釜的承壓壁；所述釜蓋上設(shè)有出水口14，所述耗散板4軸向扇形分布或軸向平行分布于導(dǎo)流內(nèi)筒的圓壁上；所述導(dǎo)流內(nèi)筒為上蓋與壁面密封、底部空心的圓筒，上蓋處有污泥進(jìn)口11、蒸汽進(jìn)口12和氧化劑進(jìn)口13通過釜蓋連接入導(dǎo)流內(nèi)筒，各進(jìn)口接合處與上蓋、釜蓋均為固定密封連接；所述攪拌器位于釜蓋和導(dǎo)流內(nèi)筒中央；所述儲(chǔ)泥罐底部為30°～60°的錐形面，避免泥漿排放時(shí)形成死角，其底部有泥漿出口15。

導(dǎo)流內(nèi)筒的筒體底部下沿可以是直筒，也可以具有向內(nèi)側(cè)的倒角，倒角≤90°，優(yōu)選具有向內(nèi)側(cè)15～60°的倒角。

儲(chǔ)泥罐可以與釜體獨(dú)立，儲(chǔ)泥罐與釜體通過一段圓管連通，也可以直接與釜體底部連成一體；優(yōu)選與釜體獨(dú)立。

所述裝置中流體可流動(dòng)區(qū)域可劃分為：混合區(qū)7、能量耗散區(qū)16、層流區(qū)8、出水保溫壁9、儲(chǔ)泥區(qū)10。

攪拌器位于導(dǎo)流內(nèi)筒內(nèi)部、耗散板之上的區(qū)域，其槳葉可以為一級(jí)，也可以為多級(jí)分布，槳葉級(jí)數(shù)根據(jù)釜體高度確定；多級(jí)分布時(shí)，一級(jí)槳葉靠近污泥、蒸汽、氧化劑進(jìn)口處，其作用為將大塊污泥打散，并使各物料初步混合；二級(jí)及以上槳葉則使得物料在混合區(qū)內(nèi)充分混合?；旌蠀^(qū)為導(dǎo)流內(nèi)筒內(nèi)部攪拌器作用的區(qū)域；其作用為形成一個(gè)完全混合區(qū)域，使各物料、反應(yīng)組分快速充分混合，加快反應(yīng)的質(zhì)量和能量傳遞，從而提高水熱反應(yīng)效率。

耗散板位于導(dǎo)流內(nèi)筒末端，與導(dǎo)流內(nèi)筒通過本領(lǐng)域常用方式固定連接，其作用區(qū)域稱為能量耗散區(qū)；耗散板安裝于與導(dǎo)流內(nèi)筒的圓壁上，單個(gè)耗散板形狀可以是矩形或波浪形等形狀，組合起來可以采用軸向扇形分布，或軸向平行分布等任意布局方式；由于混合區(qū)在攪拌器作用下存在很強(qiáng)的剪切應(yīng)力，形成強(qiáng)湍流流動(dòng)，從而影響顆粒在釜體底部的沉降和濃縮，耗散板的作用是通過其壁面與流體的摩擦作用，消耗湍流動(dòng)能；理論上，耗散板表面積越大，其耗散能力越強(qiáng)，通過控制耗散板數(shù)量和耗散板形狀即可控制表面積大小，耗散板表面積大小應(yīng)根據(jù)目標(biāo)工況的攪拌強(qiáng)度進(jìn)行合理選擇；通過耗散板作用，保證其下端為穩(wěn)定層流流動(dòng)，從而保證顆粒在該區(qū)域的沉降。

在導(dǎo)流內(nèi)筒末端，流場將轉(zhuǎn)角向上流動(dòng)，即出水保溫壁區(qū)，并且流速增大，會(huì)有將顆粒帶出的風(fēng)險(xiǎn)，因此在導(dǎo)流內(nèi)筒下沿設(shè)置向內(nèi)側(cè)的倒角，可以減緩流場轉(zhuǎn)彎幅度，同時(shí)使得流場速度緩慢增大，形成一個(gè)緩沖過渡區(qū)域，進(jìn)一步降低顆粒被流體帶出的可能性，從而更好地實(shí)現(xiàn)泥水分離。

出水保溫壁為導(dǎo)流內(nèi)筒外壁與釜體承壓壁之間的區(qū)域，流體流經(jīng)該區(qū)域后經(jīng)釜蓋上的出水口流出，高溫出水在該區(qū)域形成一個(gè)保溫壁，減少導(dǎo)流內(nèi)筒內(nèi)部區(qū)域熱量向釜體外的散熱損失，從而減少能耗。