本發(fā)明涉及處理反應(yīng)器。

本發(fā)明的領(lǐng)域更特別地、但非限制性地是富含有機(jī)物的污泥處理的領(lǐng)域，污泥例如來自城市或工業(yè)污水的消除污染工藝，或者來自管網(wǎng)清除作業(yè)。這種處理旨在減小污泥體積，使污泥同時(shí)在生物方面和在理化方面保持穩(wěn)定，以及生產(chǎn)增值副產(chǎn)品。

本發(fā)明更特別的是涉及含有有機(jī)物的污泥的連續(xù)處理、尤其是水熱碳化連續(xù)處理反應(yīng)器的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展了兩類處理：

－熱水解，

－水熱碳化。

污泥熱水解技術(shù)在20世紀(jì)初由Porteous提出。該技術(shù)使用按順序工作的壓力反應(yīng)器。通常，污泥被泵送到第一反應(yīng)器中，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽被注入到第一反應(yīng)器中，直至在該第一反應(yīng)器內(nèi)對(duì)于1.5兆帕的壓力獲得約180℃的溫度。接著將該溫度保持30分鐘，隨后將污泥在其固有壓力下通過熱交換器排出。該熱交換器用于從第一反應(yīng)器排出的污泥中回收熱量，及用于加熱進(jìn)入第二反應(yīng)器的污泥。自此后對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行了許多發(fā)展和改進(jìn)，以提高生產(chǎn)率和確保連續(xù)工作。對(duì)水解污泥繼而進(jìn)行生物處理，例如厭氣消化，以由此產(chǎn)生生物氣，來減少污泥量。

水熱碳化技術(shù)(HTC)接近熱水解，但水熱碳化技術(shù)并非旨在準(zhǔn)備污泥以消化污泥。而是水熱碳化技術(shù)旨在準(zhǔn)備污泥，以利用一般比熱水解中更高的壓力和熱量，在比熱水解中更長的時(shí)間期間(數(shù)小時(shí))，且一般存在試劑，來將污泥轉(zhuǎn)變成高質(zhì)量的生物炭。

水熱碳化技術(shù)也可產(chǎn)生生物炭，其為一種類似于腐殖質(zhì)的產(chǎn)物，可用于改良農(nóng)業(yè)用地，封存二氧化碳。水熱碳化技術(shù)由Friedrich Bergius于1913年提出，該技術(shù)使其在1931年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

這些處理在反應(yīng)器中或者以順序方式(分批)進(jìn)行，實(shí)施起來更簡單，或者近來以連續(xù)方式進(jìn)行。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知專利FR3010403，該專利提出一種污泥熱水解方法和裝置，其具有管式熱水解反應(yīng)器，管式熱水解反應(yīng)器具有第一豎直部分，第一豎直部分由第二豎直部分直接延長。反應(yīng)器的入口布置在所述第一豎直部分的上部。所述反應(yīng)器的出口布置在所述第二豎直部分的下部，反之亦然。反應(yīng)器的入口由至少一個(gè)動(dòng)態(tài)初級(jí)注射混合器供料，其具有初級(jí)均勻混合物出口。含有有機(jī)物的待處理污泥輸入到該動(dòng)態(tài)初級(jí)注射混合器中，所述動(dòng)態(tài)初級(jí)注射混合器還具有使新鮮蒸汽(vapeur vive)輸送到動(dòng)態(tài)次級(jí)注射混合器中的輸送裝置。

歐洲專利WO2014135734提出一種水解設(shè)備，其具有兩個(gè)串聯(lián)連接以使待處理有機(jī)物循環(huán)的循環(huán)區(qū)部、以及用于向第一循環(huán)區(qū)部連續(xù)供給有機(jī)物的裝置，用以從該第一循環(huán)區(qū)部向第二循環(huán)區(qū)部傳送有機(jī)物以及從第二循環(huán)區(qū)部排出有機(jī)物。蒸汽和有機(jī)物、通常是污泥，在相同部位注入，如同專利FR3010403中那樣。

現(xiàn)有技術(shù)中解決方案的缺陷

現(xiàn)有技術(shù)的這些解決方案不完全令人滿意，因?yàn)樗鼈円馕吨谧⑷氲椒磻?yīng)器中時(shí)要供給大量蒸汽。這表現(xiàn)為能量消耗不好掌握、運(yùn)行成本高以及干度降低。

現(xiàn)有技術(shù)的解決方案適于對(duì)于約30分鐘的較短停留時(shí)間、在通常為0.6兆帕和150℃的中等壓力和溫度條件下進(jìn)行的處理。特別是，它們涉及熱水解處理，以準(zhǔn)備污泥用以進(jìn)行后面的厭氣消化工序。

另外，輸入反應(yīng)器中的污泥可能含有會(huì)堵塞反應(yīng)器的入口或破壞反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的固體廢料、尤其是礦物聚集體?，F(xiàn)有技術(shù)中的解決方案不能減少反應(yīng)器中的這些因素。

最后，均化污泥蒸汽混合物所需的注射混合器構(gòu)成昂貴和易損的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決至少一個(gè)上述問題或上述缺陷。

為了克服這些缺陷，本發(fā)明提出一種反應(yīng)器，用于對(duì)帶有有機(jī)物的污泥進(jìn)行處理、尤其是水熱碳化處理，反應(yīng)器具有：

-殼體，殼體具有內(nèi)室，所述內(nèi)室用于接納污泥及用于構(gòu)成能允許污泥循環(huán)的污泥循環(huán)通道，

-污泥入口，用于使污泥輸入到內(nèi)室的污泥輸入?yún)^(qū)中，

-污泥出口，用于排放內(nèi)室中容納的至少一部分污泥，以及

-蒸汽入口，用于沿蒸汽注入方向?qū)⒄羝⑷氲絻?nèi)室的蒸汽注入?yún)^(qū)中，蒸汽注入方向不同于在蒸汽注入?yún)^(qū)中沿污泥循環(huán)通道的污泥循環(huán)方向，蒸汽注入?yún)^(qū)與污泥輸入?yún)^(qū)分開。

優(yōu)選地，內(nèi)室具有豎直尺寸L(豎直方向沿地心引力確定)，蒸汽注入?yún)^(qū)可與污泥輸入?yún)^(qū)分開一段大于L/12、優(yōu)選大于L/8、更優(yōu)選大于L/4的距離。該距離視為相應(yīng)污泥入口和蒸汽入口的兩點(diǎn)之間的最短距離。

蒸汽注入方向可以與蒸汽注入?yún)^(qū)中的(平均)污泥循環(huán)方向相對(duì)(優(yōu)選相反)。以與污泥逆流地注入蒸汽使這種注入產(chǎn)生的渦流最佳化。

反應(yīng)器還可具有循環(huán)器，用于使污泥在內(nèi)室中沿循環(huán)通道循環(huán)。

優(yōu)選地，循環(huán)通道具有至少一個(gè)閉合回路。

在該文獻(xiàn)中，術(shù)語“下部”、“上部”、“高”、“低”、“上行”、“下行”、“上方”、“下方”又或者“置于……之上”是相對(duì)于地心引力確定的豎直方向而言的。

反應(yīng)器可在內(nèi)室的上部部分中具有除氣容積，除氣容積用于收集污泥中含有的氣體散發(fā)物，反應(yīng)器還可具有至少一個(gè)排氣口，用于排放這些氣體散發(fā)物。

優(yōu)選地，反應(yīng)器可具有至少一個(gè)孔口，用于將酸注入到殼體中

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，殼體具有壁，壁用于分開污泥循環(huán)通道的具有相反的(一般)污泥循環(huán)方向(部件)的兩個(gè)部分。

在該實(shí)施方式中，壁可形成管。內(nèi)室可具有位于管內(nèi)的內(nèi)部空間和位于管外的外部空間。

根據(jù)本發(fā)明的第一變型，反應(yīng)器布置成使得：

-蒸汽注入?yún)^(qū)位于管的內(nèi)部空間的下部區(qū)域中，下部區(qū)域具有管的第一端部，

-循環(huán)器至少部分地位于管的內(nèi)部空間的上部區(qū)域中，上部區(qū)域具有管的與第一端部相對(duì)的第二端部，以及

-污泥輸入?yún)^(qū)位于管的內(nèi)部空間的下部區(qū)域與上部區(qū)域之間。

根據(jù)本發(fā)明的第二變型，反應(yīng)器布置成使得：

-污泥輸入?yún)^(qū)位于管的內(nèi)部空間的下部區(qū)域中，下部區(qū)域具有管的第一端部，

-循環(huán)器至少部分地位于管的內(nèi)部空間的上部區(qū)域中，上部區(qū)域具有管的第一端部，以及

-蒸汽注入?yún)^(qū)位于管的內(nèi)部空間的下部區(qū)域與上部區(qū)域之間。

在另一種實(shí)施方式中，與上述特征的多種組合相兼容地，殼體具有內(nèi)套筒，用于至少部分地界定循環(huán)通道以構(gòu)成：

-上行道，其位于在內(nèi)室的內(nèi)表面與套筒之間的環(huán)形通道中，

-下行道，其位于套筒形成的圓柱形導(dǎo)管中，

-上部橫向區(qū)段，用于允許污泥從上行道向下行道循環(huán)，

-下部橫向區(qū)段，用于允許污泥從下行道向上行道循環(huán)。

可替換地，內(nèi)套筒可用于至少部分地界定循環(huán)通道以構(gòu)成：

-下行道，其位于在內(nèi)室的內(nèi)表面與套筒之間的環(huán)形通道中，

-上行道，其位于套筒形成的圓柱形導(dǎo)管中，

-上部橫向區(qū)段，用于允許污泥從上行道向下行道循環(huán)，

-下部橫向區(qū)段，用于允許污泥從下行道向上行道循環(huán)。

根據(jù)又一種實(shí)施方式，循環(huán)通道至少部分地由下述構(gòu)件界定：

-第一管，其限定上行通道，

-第二管，其限定下行通道，

-第一橫向?qū)Ч埽洳贾贸傻谝缓偷诙茉谒鼈兊纳喜坎糠滞ǖ皆摰谝粰M向?qū)Ч?，反?yīng)器在第一橫向?qū)Ч艿纳喜坎糠志哂谐龤馊莘e，除氣容積用于收集污泥中含有的氣體散發(fā)物，以及

-第二橫向?qū)Ч埽洳贾贸傻谝缓偷诙茉谒鼈兊南虏坎糠滞ǖ皆摰诙M向?qū)Ч堋?/p>

當(dāng)反應(yīng)器具有循環(huán)器時(shí)，循環(huán)器可用于產(chǎn)生污泥在第二橫向?qū)Ч苤械难h(huán)。

反應(yīng)器還可具有旋液分離器，用于有選擇地去除在殼體中循環(huán)的污泥中含有的(重)顆粒。

附圖說明

通過閱讀以下參照附圖所示的非限制性實(shí)施方式和實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)和特征將體現(xiàn)出來，附圖中：

-圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的反應(yīng)器的剖面示意圖；

-圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二種實(shí)施方式的反應(yīng)器的剖面示意圖；

-圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三種實(shí)施方式的反應(yīng)器的剖面示意圖；

-圖4是與圖3的反應(yīng)器兼容的旋液分離器的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面描述的實(shí)施方式是非限定性的，尤其可以考慮本發(fā)明的這種變型：其只包括描述特征的選擇——如果該特征選擇足以賦予技術(shù)優(yōu)點(diǎn)或者足以使本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)的話，所述特征獨(dú)立于描述的其它特征(即便在包括所述其它特征的一個(gè)句子內(nèi)該選擇也是獨(dú)立的)。該選擇包括至少一個(gè)特征，優(yōu)選是沒有結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)或者只有部分結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的功能性特征——如果僅該部分細(xì)節(jié)就足以賦予技術(shù)優(yōu)點(diǎn)或足以使本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)的話。

在對(duì)實(shí)施方式和變型的本說明中，蒸汽默認(rèn)為水蒸汽。

在本說明書中，表述反應(yīng)器中污泥、混合物或者液體的“循環(huán)”系指反應(yīng)器中污泥、混合物或者液體的任何運(yùn)動(dòng)。

在本說明書中，表述“循環(huán)通道”系指反應(yīng)器中沿其進(jìn)行所述任何運(yùn)動(dòng)的通道。

根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器通常能對(duì)帶有有機(jī)物的污泥進(jìn)行水熱碳化處理。

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的反應(yīng)器的剖面圖，反應(yīng)器具有：

-殼體100，殼體具有內(nèi)室，內(nèi)室用于接納污泥及構(gòu)成適于允許污泥循環(huán)的污泥循環(huán)通道，污泥沿通道的一般循環(huán)方向在圖1上由箭頭2和4示出，箭頭2和4這里限定下行方向2和上行方向4，

-污泥入口1，用于使污泥輸入到內(nèi)室的污泥輸入?yún)^(qū)中，

-污泥出口11，用于排放內(nèi)室中容納的至少一部分污泥，以及

-蒸汽入口3，用于沿蒸汽注入方向?qū)⒄羝⑷氲絻?nèi)室的蒸汽注入?yún)^(qū)中，蒸汽注入方向不同于在蒸汽注入?yún)^(qū)中沿循環(huán)通道的一般污泥循環(huán)方向2，蒸汽注入?yún)^(qū)與污泥輸入?yún)^(qū)分開。

要注意的是，蒸汽入口3沒有齊平于殼體100的內(nèi)室的內(nèi)表面，而是通到殼體100的內(nèi)室中央，以致蒸汽入口3被殼體100的內(nèi)室中所含的污泥+蒸汽混合物環(huán)繞。

在該實(shí)施方式中，所謂污泥循環(huán)，通常是指污泥的相對(duì)移動(dòng)，限定污泥在反應(yīng)器100內(nèi)通常為0.1至3米/秒的平均移動(dòng)速度Vd、污泥由第一入口11注入的通常為0.005至0.1米/秒的平均注入速度Ve、又或者通常為5至100的比率Vd/Ve。

在圖1的示例中，以剖面圖示出的殼體100為封閉的殼體(即其內(nèi)部經(jīng)常不與自由空氣連通)。殼體100圍繞豎直方向(圖1上由高向低或者由低向高的方向)大致呈圓柱形，圓柱形的殼體100由下表面108和上表面109封閉，上下表面大致呈半球形(凹狀表面)。

內(nèi)室具有豎直尺寸L，豎直方向由地心引力確定。在圖1所示的反應(yīng)器中，地心引力沿所述豎直方向施加。

豎直尺寸L這里相當(dāng)于沿所述豎直方向測得的殼體100的內(nèi)室的高度，該高度使經(jīng)過下表面108(從殼體內(nèi)部看呈凹狀)的最低點(diǎn)的水平平面連接于經(jīng)過上表面109(從殼體內(nèi)部看呈凹狀)的最高點(diǎn)的水平平面。

如圖1所示，蒸汽注入?yún)^(qū)與污泥輸入?yún)^(qū)分開。優(yōu)選地，這些區(qū)分開的距離大于L/12，優(yōu)選大于L/8，更優(yōu)選地大于L/4，該距離視為相應(yīng)地污泥入口1和蒸汽入口3的兩點(diǎn)之間的最短距離。

另外，蒸汽注入方向與蒸汽注入?yún)^(qū)中的污泥循環(huán)方向相對(duì)(優(yōu)選相反)。

在本說明書中，表述“蒸汽注入方向與蒸汽注入?yún)^(qū)中的污泥循環(huán)方向相對(duì)”是指：對(duì)于在蒸汽注入?yún)^(qū)中沿主方向(在圖1情形中豎直向下)的(一般)污泥循環(huán)方向，蒸汽注入方向具有與主方向相反的至少一個(gè)分量(豎直向上)。換句話說，對(duì)于在蒸汽注入?yún)^(qū)中沿主方向的(一般)污泥循環(huán)方向，蒸汽注入方向與主方向形成pi/2到3*pi/2弧度之間的角。優(yōu)選地，該角具有pi弧度(相反的矢量)。

因此，在圖1中可看到，蒸汽入口3實(shí)現(xiàn)蒸汽通過支管(piquage)的注入，支管設(shè)在殼體底部，以使蒸汽入口3通到內(nèi)室中的區(qū)域2b中，污泥在區(qū)域2b中沿下行方向2移動(dòng)，并且以使這種蒸汽注入大致向上進(jìn)行(如箭頭3a、3b、3c和3d所示)。因此，蒸汽以與向(區(qū)域2b中箭頭2表示的)污泥循環(huán)方反向地注入。蒸汽可由一個(gè)中央噴嘴又或多個(gè)噴嘴3a、3b、3c、3d注入。噴嘴3a、3b、3c、3d可連接于一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板或散流器(未示出)，以增大渦流。

在圖1所示的實(shí)施方式中，蒸汽入口3和污泥入口1布置成使得蒸汽注入高度A1低于污泥輸入高度A2。

蒸汽與污泥之間發(fā)生強(qiáng)烈攪動(dòng)，其中，蒸汽趨向于向殼體100的上部上升，而污泥流變性小，接近水，趨向于向殼體100的下部下降。這種攪動(dòng)使可能的尚未液化的污泥團(tuán)塊破碎。此外，這種攪動(dòng)加劇蒸汽冷凝，從而向周圍環(huán)境快速提供其熱量。

圖1所示的反應(yīng)器的殼體100具有內(nèi)套筒101，內(nèi)套筒用于界定循環(huán)通道以構(gòu)成：

-上行道4b，其位于在內(nèi)室的內(nèi)表面與套筒101之間的環(huán)形通道中，

-下行道2b，其位于套筒101所形成的圓柱形導(dǎo)管中，

-上部橫向區(qū)段21，用于允許污泥從上行道4b向下行道2b循環(huán)，

-下部橫向區(qū)段22，用于允許污泥從下行道2b向上行道4b循環(huán)。

在所描述的實(shí)施例中，污泥的輸入通過通到下行道2b的支管1進(jìn)行。為此，污泥輸入導(dǎo)管穿過殼體100的壁以及內(nèi)套筒101，以通到下行道2b中。

圖1所示的反應(yīng)器還具有循環(huán)器6，例如葉片式循環(huán)器，用于使(與蒸汽混合的)污泥在內(nèi)室中沿循環(huán)通道循環(huán)，即用于直接在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生或者保持(與蒸汽混合的)污泥的循環(huán)(即運(yùn)動(dòng))，而不受污泥由污泥入口1輸入到反應(yīng)器的殼體100中的輸入速度的方向和幅度的影響。

根據(jù)未示出的變型，該循環(huán)器6可包括：

-具有一個(gè)或多個(gè)葉片的攪拌器，和/或

-螺旋器，和/或

-泵，和/或

-污泥循環(huán)回路，和/或

-起泡器。

優(yōu)選地，循環(huán)器6布置在下行道2b的上部部分中，并在上部橫向區(qū)段21的下方和污泥輸入?yún)^(qū)的上方。

換句話說，圖1所示的殼體100具有壁101(該壁相應(yīng)于前述內(nèi)套筒101)，壁101用于分開循環(huán)通道的具有相反的污泥循環(huán)方向2、4的兩個(gè)部分。因此，污泥在上行道4b中沿上行方向4循環(huán)，在下行道2b中沿下行方向2循環(huán)。

在該實(shí)施例中，壁101形成管，殼體100的內(nèi)室具有在管101內(nèi)的內(nèi)部空間(下行道2b)、和在管外的外部空間(上行道4b)。管101相應(yīng)于前述內(nèi)套筒101。

在該第一種實(shí)施方式中，反應(yīng)器布置成使得：

-蒸汽注入?yún)^(qū)位于管101的內(nèi)部空間2b的下部區(qū)域中，下部區(qū)域具有管的第一端部(圖1中向下)，

-循環(huán)器6至少部分地位于管101的內(nèi)部空間2b的上部區(qū)域中，上部區(qū)域具有管的與第一端部相對(duì)的第二端部(圖中向上)，以及

-污泥輸入?yún)^(qū)位于管101的內(nèi)部空間2b的下部區(qū)域與上部區(qū)域之間。

因此，循環(huán)通道具有至少一個(gè)閉合回路，在圖1所示的實(shí)施例中，所述閉合回路經(jīng)過管101的內(nèi)部2b和外部4b。每個(gè)閉合回路還具有向污泥出口11的分支。

理想地，如果考慮反應(yīng)器中污泥流循環(huán)路線，那么，這些污泥流循環(huán)路線形成具有可能朝向污泥出口11的分支的至少一個(gè)閉合回路。

反應(yīng)器在內(nèi)室的上部部分中、在上部橫向區(qū)段21上方具有除氣容積8，用于收集污泥中含有的氣態(tài)散發(fā)物，反應(yīng)器還具有至少一個(gè)排氣口10，用于排放這些氣體散發(fā)物。

該除氣容積8在圖1上由殼體100中容納的污泥所到達(dá)的料位N、由殼體100的所述上表面109、以及由殼體100的內(nèi)室的一部分內(nèi)表面加以界定，該內(nèi)表面是大致圓柱形狀的內(nèi)表面。

由料位N接連劃分除氣容積8和殼體100中容納的污泥的界線是因?yàn)榉磻?yīng)器處于壓力下并且除氣容積8中收集的氣體排放物向下推動(dòng)污泥。

反應(yīng)器的殼體100中容納的污泥通常連續(xù)地循環(huán)，以使污泥在通過污泥出口11排放之前進(jìn)行多個(gè)周期(或者沿相同的循環(huán)通道多次通過)。

為了說明反應(yīng)器的實(shí)施方式，污泥進(jìn)入流在循環(huán)器6的葉片與蒸汽注入3噴嘴3a、3b、3c、3d之間，輸入到下行道2b中。在污泥輸入?yún)^(qū)和蒸汽注入?yún)^(qū)這兩個(gè)區(qū)域之間，由于蒸汽和污泥逆流循環(huán)，污泥和蒸汽構(gòu)成的混合物經(jīng)受強(qiáng)力渦流。這些渦流增大蒸汽與污泥之間的相互作用，從而可均勻化混合物。污泥可能含有纖維，纖維在沿經(jīng)下行道2b、下部橫向區(qū)段22、上行道4b、然后是上部橫向區(qū)段21的循環(huán)通道到達(dá)循環(huán)器6上之前，在與蒸汽相互作用的區(qū)域中大大分解。因此，纖維纏繞在循環(huán)器6的葉片上的問題減少。

另外，使用這種實(shí)施方式，污泥中含有的無機(jī)物部分和聚集體趨向于在重力作用下沉積在殼體100的內(nèi)室的底部(下表面108的內(nèi)面上)，從而減少這些無機(jī)物部分和聚集體與循環(huán)器6的葉片的相互作用。

內(nèi)套筒101的尺寸確定成使得，污泥在上行道4b處的平均循環(huán)速度與在下行道2b中的平均循環(huán)速度為相同數(shù)量級(jí)。污泥在上行道4b與下行道2b之間的循環(huán)速度比約為0.5至5。通常，上行道2b中的速度是0.1-3米/秒，典型地為0.5-1.5米/秒。

在一種實(shí)施方式中，冷污泥注入到下行道2b中的注入速度低于循環(huán)速度，通常約為0.005至0.1米/秒。由于蒸汽對(duì)污泥的剪切現(xiàn)象，輸入的冷污泥被熱污泥快速帶動(dòng)循環(huán)而均勻混合，其溫度因而升高較快。

由于循環(huán)器6，通過與注入蒸汽相互作用而被均勻混合的污泥被引導(dǎo)到上行道4b中，在上行道中污泥繼續(xù)均勻化。

接著，污泥-蒸汽混合物到達(dá)上部橫向區(qū)段21，在渦流方面平靜下來。在該上部橫向區(qū)段21中，不冷凝氣泡與污泥分開，上升到除氣容積8中而不向下分布。氣泡分離這樣所產(chǎn)生的氣體通常由通過壓力調(diào)節(jié)器(未示出)控制的閥(未示出)、經(jīng)排氣口10定期排出。

接著，污泥通過循環(huán)器6回到下行道2b中。在該階段，污泥液化，大部分污泥塊縮小成不再影響循環(huán)器6的運(yùn)行。接著，可在多個(gè)污泥循環(huán)周期，相繼在下行道2b與上行道4b之間(即在閉合回路中)進(jìn)行碳化反應(yīng)。

防旋渦系統(tǒng)例如葉片7可安裝在循環(huán)器6的上方，以防在反應(yīng)器的下行道2b中形成優(yōu)先通道和旋渦式渦流。

圖1所示的反應(yīng)器具有孔口9，孔口9用于注入酸到殼體100中。優(yōu)選地，在污泥輸入?yún)^(qū)的下游(相對(duì)于污泥循環(huán)而言)且在蒸汽注入?yún)^(qū)的上游，酸被注入到下行道2b中。酸的這種注入也可在上行道4b中或者上部橫向區(qū)段21或下部橫向區(qū)段22中的一個(gè)或另一個(gè)中進(jìn)行(未示出)。

碳化污泥的排放，即其從殼體100的內(nèi)室由污泥出口11的排出，優(yōu)選在反應(yīng)器的下部、在下部橫向區(qū)段22處，例如在殼體100的底部，由穿過下表面108實(shí)現(xiàn)的支管進(jìn)行。這種配置可排出和去除不可碳化的固體物質(zhì)，例如砂。因此，這些固體物質(zhì)優(yōu)選從反應(yīng)器排出，而污泥的液態(tài)有機(jī)內(nèi)含物繼續(xù)在循環(huán)通道上循環(huán)。

應(yīng)當(dāng)指出，在循環(huán)器6發(fā)生故障的情況下，蒸汽由蒸汽入口3的注入允許在下行道2b中攪動(dòng)污泥，進(jìn)行自然循環(huán)。

圖2示出本發(fā)明的第二種實(shí)施方式，其中，反應(yīng)器具有與第一種實(shí)施方式的反應(yīng)器相同的機(jī)械裝置或構(gòu)件。不同之處只是這些機(jī)械裝置或構(gòu)件的布置。因此，主要以與圖1的不同之處來描述圖2。

在該第二種實(shí)施方式中，污泥在上行道4bb的下部輸入。

下行道2bb不再如同圖1所示解決方案中那樣位于管101的內(nèi)部空間4bb中，而是位于在管101外部的空間2bb中。

因此，上行道4bb位于套筒101內(nèi)。如同圖1所示解決方案中那樣，下行道2bb和上行道4bb兩者由上部橫向區(qū)段21和下部橫向區(qū)段22進(jìn)行連接。

蒸汽注入由通到在套筒101內(nèi)部空間的上行道4bb中的支管進(jìn)行。

污泥輸入到在管101的內(nèi)部空間的上行道4bb中。

在圖2所示的第二種實(shí)施方式中，蒸汽入口3和污泥入口1布置成污泥輸入高度A3低于蒸汽注入高度A4。

與圖1所示的實(shí)施方式類似地，反應(yīng)器還具有防旋渦系統(tǒng)7，其這次是安裝在循環(huán)器6的下方，即相對(duì)于污泥循環(huán)方向4安裝在循環(huán)器6的上游。

可以采用任何其他配置，例如污泥入口1和/或蒸汽入口3布置成輸入污泥和/或注入蒸汽到上行道4b中(圖1的實(shí)施方式)，或者輸入污泥和/或注入蒸汽到下行道2bb中(圖2的實(shí)施方式)，但是，其相對(duì)于這里描述的實(shí)施方式?jīng)]有帶來顯著優(yōu)點(diǎn)。

圖3和4示出第三種實(shí)施方式，其中，循環(huán)通道由下述構(gòu)件限定：

-第一管，其限定上行通道4bc，

-第二管，其限定下行通道2bc，

-第一橫向?qū)Ч?，其布置成使得第一和第二管在它們的上部部分通到該第一橫向?qū)Ч?，反應(yīng)器在第一橫向?qū)Ч?的上部部分具有除氣容積8，除氣容積用于收集污泥中含有的氣體散發(fā)物，以及

-第二橫向?qū)Ч?2，其布置成使得第一和第二管在它們的下部部分通到該第二橫向?qū)Ч?2中。

與圖1和2的實(shí)施方式類似地，除氣容積8在圖3上由殼體100中容納的污泥到達(dá)的料位N、由殼體100的上表面109、以及由殼體100的內(nèi)室的一部分內(nèi)表面界定。

另外，循環(huán)器6，例如離心泵，在該實(shí)施例中，用于產(chǎn)生污泥在第二橫向?qū)Ч?2中的循環(huán)。

在該第三種實(shí)施方式中，蒸汽入口3用于在下行通道2bc的下部、以與反應(yīng)器中容納的污泥的循環(huán)方向反向地注入蒸汽。

污泥入口1用于由位于上行通道4bc下部的支管輸入冷污泥，以允許污泥在其到達(dá)循環(huán)器6處、及由污泥出口11從反應(yīng)器排出之前，移動(dòng)最長時(shí)間。

污泥在其中低速循環(huán)的第一橫向?qū)Ч?允許向除氣容積8、然后向排放孔10除去不冷凝氣體。

在該第三種實(shí)施方式中，酸可由孔口9注入到上行通道4bc中(如圖3所示)或者下行通道2bc中(未示出)。

排放支管11位于第二橫向?qū)Ч?2中，用以優(yōu)選在循環(huán)器6的上游(相對(duì)于污泥循環(huán))，構(gòu)成污泥出口，使得在重力作用下或者由例如圖4所示的旋液分離器400，優(yōu)先排出污泥中含有的無機(jī)物顆粒。

備用支管11b布置在上行通道4bc的下部，用于排放在該部位處產(chǎn)生的可能聚集的重顆粒。該備用支管11b的周期性開啟可周期性地排放聚集的顆粒。

可替換地，污泥的輸入也可在下行通道2bc中進(jìn)行(未示出)。在這種情況下，循環(huán)器6優(yōu)先位于上行通道4bc中(未示出)。

循環(huán)器6和污泥入口1的相應(yīng)位置可采用任何其他配置，但是，相對(duì)于這里描述的實(shí)施方式，所述任何其他配置并沒有提供顯著的優(yōu)勢。

應(yīng)當(dāng)指出，如果循環(huán)器6由可接納固體物料的離心型泵構(gòu)成，那么，污泥也可直接在循環(huán)器6上游注入，以在循環(huán)器中被破碎來獲得更良好的均勻化(未示出)。但是，這種方式意味著在污泥輸入到反應(yīng)器中之前必然要進(jìn)行污泥預(yù)處理，以確保循環(huán)器6中不會(huì)發(fā)生任何纖維纏繞。

圖4示出旋液分離器400，其可在圖3的反應(yīng)器上安裝在第二橫向?qū)Ч?2中并在排放支管11處。

這種旋液分離器400用于有選擇地去除污泥中含有的重顆粒(重砂)?，F(xiàn)有技術(shù)人員公知的離心分離原理允許去除重砂，而允許略微液化的物質(zhì)繼續(xù)在反應(yīng)器中循環(huán)移動(dòng)。

在如圖3所示的反應(yīng)器中布置如圖4所示的旋液分離器400，可允許最少量的磨蝕物質(zhì)在殼體100的內(nèi)室和循環(huán)器6中循環(huán)。

顯然，本發(fā)明并不局限于剛描述的實(shí)施例，許多布置可提供給這些實(shí)施例，而這不會(huì)超出本發(fā)明的范圍。例如，圖4所示的旋液分離器可用于圖1或圖2所示的實(shí)施方式中。另外，本發(fā)明的不同的特征、形狀、變型和實(shí)施方式只要不是互不相容或不是相互排斥，則可根據(jù)各種組合彼此結(jié)合。