專利名稱：處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種環(huán)境保護技術領域的裝置，具體是一種處理高固體含量 (如含水率為85%的污泥)流體的高溫高壓流水熱裝置。
背景技術：
隨著城市化進程的加快和污水處理率的逐年提高，我國城市污水處理廠污泥產(chǎn)生量急劇增加。但是目前我國大部分城市的污泥處置僅以簡單填埋或堆放為主，這使得“污泥圍城”現(xiàn)象已開始在我國一些城市出現(xiàn)并逐漸蔓延，而這既對水體、大氣、生物和人類健康產(chǎn)生了巨大危害，造成了二次污染，而且還對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的安全形成了巨大隱患。因此處置數(shù)量巨大且增長迅速的城市污泥的任務已經(jīng)迫在眉睫了。連續(xù)式亞臨界水熱設備是指以水為介質，利用其在高溫高壓條件(溫度> 200°C， P > 21. 5MPa)下快速傳質、傳熱、反應的特性來實現(xiàn)連續(xù)分解有機物的設備系統(tǒng)，主要由物料連續(xù)輸送系統(tǒng)、加熱爐、反應釜、熱交換器、物料分離回收系統(tǒng)等組成。與傳統(tǒng)水解技術相比，亞臨界水熱水解反應技術為綠色環(huán)保技術，具有運行過程無需添加藥劑，也不必蒸發(fā)水分等優(yōu)點。而其中污泥加壓水熱反應法快速處理技術便是利用水熱反應(10-12MPa，300-320°C高壓/高溫)，在亞臨界條件下將污泥中的大分子有機物 (如蛋白質等)在短時間(1分-5分)內轉換為低分子有機物(如葡萄糖，氨基酸等)，從而大大提高了對高含水率污泥的脫水效果。該技術具有如下優(yōu)點(1)污泥無害化、減量化快速，且無二口惡英等有害物質的產(chǎn)生，無臭氣產(chǎn)生。( 經(jīng)水熱反應后污泥徹底含水率可降低至約20%，能夠短時間內完成堆肥化，從而大大提高了污泥的減量化效率；C3)還可以與厭氧消化相組合達到高效沼氣生產(chǎn)，可大大提高有機物轉化為沼氣的效率以及污泥的資源化水平；(4)由于水熱溫度遠低于焚燒法(850°C以上)，所以建設費及運行費也遠低于焚燒法。經(jīng)過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號CN101941017A，
公開日期2011年1 月2日，記載了一種智能型有機固廢亞臨界水資源化處理成套設備及系統(tǒng)，它包括預處理裝置，輸送裝置，主處理反應釜，供熱裝置，尾產(chǎn)物運輸裝置，廢氣處理裝置和智能化全自動控制裝置，整套設備自動化程度較高，節(jié)能高效，布置緊湊，但是其核心主處理反應釜采用序批列式反應，同連續(xù)性的反應釜相比，在處理速度，能量利用率，和規(guī)模生產(chǎn)擴大等方面還存在著一定的限制。目前在利用水熱法處理污泥設備中存在反應器實現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)難度大、反應器耗能高、能量利用不充分、處理效果不佳等缺陷或不足。針對連續(xù)式亞臨界水熱法處理污泥廢棄物設備目前在市場上還是個空白。

實用新型內容本實用新型針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，在高溫高壓(溫度> 200°C，P > 21. 5MPa)水熱反應產(chǎn)生的泥漿可以連續(xù)從裝置的底部分離排出，這樣不易造成設備堵塞，而且可連續(xù)處理高固體含量流體；使反應快速進行，提高處理效率，節(jié)約能量。本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本實用新型包括順次連接的注料機、熱交換器、反應釜和貯泥罐，并且貯泥罐與熱交換器相連。所述的熱交換器和反應釜之間設有進料閥，反應釜和貯泥罐之間設有出料閥。所述的進料閥設置在反應釜的頂部，出料閥設置在反應釜的底部。所述的反應釜為中空的圓柱狀密閉反應器，其外壁的上部設有出氣口，出氣口連接著壓力表和閥門。所述的反應釜由耐久性和耐高溫性的鋼或不銹鋼制成，包括釜體、作為傳熱裝置的釜內蛇管、磁力攪拌裝置和軸封裝置。所述的熱交換器為殼管式換熱器，包括殼體、管束和管板，其中殼體的內部設置有管束，管束的兩端固定在管板上。所述的殼體上設置有若干擋板。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管束內流動，另一種在管束外流動，擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。所述的貯泥罐的內部設有控制閥，其底部連接有排料閥。所述的控制閥位于貯泥罐的沉淀室和儲泥倉之間。所述的進料閥、出料閥和排料閥均為電動閥。所述的注料機為柱塞泵，包括動力電機、曲軸連桿、十字頭、往復式柱塞、盤根盒和箱體，其中動力電機連接曲軸連桿和十字頭，曲軸連桿連接往復式柱塞，往復式柱塞由盤根盒連接在箱體內。同序批式反應釜相比，本實用新型具有如下優(yōu)點處理速度快、能量利用率高、操作運行方便、易擴大生產(chǎn)規(guī)模等；可在連續(xù)式高溫高壓水氧化設備基礎上發(fā)展連續(xù)式高溫高壓水熱法處理固體廢棄物設備；且所述的反應釜可以在亞臨界狀態(tài)下運行。

圖1為本實用新型的連接示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。實施例如圖1所示，本實施例包括順次連接的注料機1、熱交換器2、反應釜3和貯泥罐 4，并且貯泥罐4與熱交換器2相連。所述的熱交換器2和反應釜3之間設有進料閥5，反應釜3和貯泥罐4之間設有出料閥6。所述的進料閥5設置在反應釜3的頂部，出料閥6設置在反應釜3的底部。所述的反應釜3為中空的圓柱狀密閉反應器，其外壁的上部設有出氣口，出氣口連接著壓力表和閥門。所述的反應釜3由耐久性和耐高溫性的鋼或不銹鋼制成，主要由釜體、作為傳熱裝置的釜內蛇管、磁力攪拌裝置和軸封裝置組成。所述的熱交換器2為殼管式換熱器，包括殼體、管束和管板，其中殼體的內部設置有管束，管束的兩端固定在管板上。所述的殼體上設置有若干擋板。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管束內流動，另一種在管束外流動，擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。所述的貯泥罐4的內部設有控制閥，其底部連接有排料閥7。所述的控制閥位于貯泥罐4的沉淀室和儲泥倉之間。所述的進料閥5、出料閥6和排料閥7均為電動閥。所述的注料機1為柱塞泵，包括動力電機、曲軸連桿、十字頭、往復式柱塞、盤根盒和箱體，其中動力電機連接曲軸連桿和十字頭，曲軸連桿連接往復式柱塞，往復式柱塞由盤根盒連接在箱體內。運行流程為第一步系統(tǒng)在反應釜3低壓時打開進料閥門5，關閉出料閥6和排料閥7，通過注料機1進料，完成一定進料量后，關閉進料閥5 ；第二步運行反應釜3，讓壓力升高到亞臨界水熱甚至超臨界狀態(tài)進行反應；第三步反應釜3的底部設有出料閥6，經(jīng)過一段時間反應完成后打開反應釜下部出料閥6，可使反應釜3中物料流入到位于其下部的貯泥罐4，而貯泥罐4底部的排料閥7可定期打開排泥，排泥的速率可由貯泥罐4內部的沉淀室和儲泥倉間的控制閥的開關程度控制，而水蒸汽從貯泥罐4的上部流出進入熱交換器2，加熱注料機1輸送進入熱交換器2中的物料；此時反應釜3中的壓力因為其下部排料閥7打開放料而降低，第四步可以再關閉排料閥7，打開進料閥5和啟動注料機1，進入下一個處理循環(huán)。
權利要求1.一種處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征在于，包括順次連接的注料機、熱交換器、反應釜和貯泥罐，貯泥罐與熱交換器相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是，所述的熱交換器和反應釜之間設有進料閥，反應釜和貯泥罐之間設有出料閥。
3.根據(jù)權利要求2所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是，所述的進料閥設置在反應釜的頂部，出料閥設置在反應釜的底部。
4.根據(jù)權利要求1-3任一所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是，所述的反應釜為中空的圓柱狀密閉反應器，其外壁的上部設有出氣口，出氣口連接著壓力表和閥門。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是， 所述的熱交換器為殼管式換熱器，包括殼體、管束和管板，其中殼體的內部設置有管束， 管束的兩端固定在管板上。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是， 所述的貯泥罐的內部設有控制閥，其底部連接有排料閥。
7.根據(jù)權利要求6所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是，所述的控制閥位于貯泥罐的沉淀室和儲泥倉之間。
8.根據(jù)權利要求2或3所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是， 所述的進料閥和出料閥均為電動閥。
9.根據(jù)權利要求6所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是，所述的排料閥為電動閥。
10.根據(jù)權利要求1所述的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，其特征是， 所述的注料機為柱塞泵，包括動力電機、曲軸連桿、十字頭、往復式柱塞、盤根盒和箱體，其中動力電機連接曲軸連桿和十字頭，曲軸連桿連接往復式柱塞，往復式柱塞由盤根盒連接在箱體內。
專利摘要一種環(huán)保領域的處理高固體含量流體的高溫高壓流水熱裝置，包括順次連接的注料機、熱交換器、反應釜和貯泥罐，并且貯泥罐與熱交換器相連。所述的熱交換器和反應釜之間設有進料閥，反應釜和貯泥罐之間設有出料閥。所述的進料閥設置在反應釜的頂部，出料閥設置在反應釜的底部。所述的反應釜為中空的圓柱狀密閉反應器，其外壁的上部設有出氣口，出氣口連接著壓力表和閥門。本實用新型的優(yōu)點處理速度快、能量利用率高、操作運行方便、易擴大生產(chǎn)規(guī)模等；可在連續(xù)式高溫高壓水氧化設備基礎上發(fā)展連續(xù)式高溫高壓水熱法處理固體廢棄物設備；且所述的反應釜可以在亞臨界狀態(tài)下運行。
文檔編號C02F11/10GK202175604SQ20112029830
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權日2011年8月16日
發(fā)明者孔海南, 張亞南, 歐陽創(chuàng), 溫鈺娟, 申哲民 申請人:上海交通大學