專利名稱：一種處理廚余垃圾生成有機酸的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到對廚余垃圾進行超/亞臨界水氧化處理并生成有機酸的 裝置。
背景技術：
超/亞臨界水(水的臨界點374.2。C， 22. 1Mpa)因其具有密度和粘度小、擴 散速度大、介電常數(shù)小、具備有機溶劑的特性、離子積增大、同時具備了強酸 和強堿的催化劑特性等特點，從上個世紀80年代開始被應用在環(huán)保工程等方面， 其中超臨界水氧化(Supercritical water oxidation, SCW0)處理技術更多被 用于含鹵素塑料、殺蟲劑、廢炸藥、黑液、下水污泥、受污染土壤等的分解凈 化處理，特別在對多氯化聯(lián)苯(PCB)、 二惡英類等難處理的有害物質(zhì)表現(xiàn)有非 常好的處理效果。近年來，國外的眾多研究機構逐漸開展將超/亞臨界水技術應 用于生物質(zhì)的資源化/能源化方面的研究，主要集中在生物質(zhì)植物的糖化及糠醛 系列有機物的生產(chǎn)、生物質(zhì)氣化、制氫等方面。據(jù)報道，日本東北大學通過濕 式氧化(Wet oxidation, W0)技術處理稻殼等農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)醋酸的研究也取 得了不錯的進展。但據(jù)調(diào)査，關于利用超/亞臨界水氧化技術專門從生物質(zhì)廢棄 物特別是廚余活垃圾生產(chǎn)高附加值化學產(chǎn)品的應用性研究在國內(nèi)外都是不多見 的，其反應的裝置目前還未公開。
超/亞臨界水氧化技術因具有對有機物的高分解度、處理后排放的水及尾氣 無害于環(huán)境、易于應對急劇變化的廢水、迅速的氧化反應有利于設備的小型化、 無固體殘渣即不須二次處理、燃燒熱可自動高效回收利用等優(yōu)勢可被用于以全 分解為目的的處理過程，比較而言，在超/亞臨界水氧化的過程中反應速度有所 減緩，有利于調(diào)控反應條件從而得到目標中間產(chǎn)物及提高產(chǎn)物的產(chǎn)率。同時， 由于超(亞)臨界水氧化的反應條件不如超臨界水氧化劇烈，對設備材料的要求 相對較低，更具可操作性。基于以上的基礎，由于城市生活垃圾的有機成分里， 主要是纖維類、淀粉類、高級脂肪酸類等(塑料另外處理)，應可以通過超(亞) 臨界水氧化將這些大分子物質(zhì)變成小分子的低級脂肪酸(醋酸、甲酸等)或其 它有機產(chǎn)物，從而實現(xiàn)垃圾的高效資源化處理。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的局限性，提供一種利用超/亞臨界水 技術對廚余垃圾進行氧化的裝置，該裝置具有良好的運行穩(wěn)定性和連續(xù)性，能 夠處理高含水率的有機廢棄物以及廚余垃圾，并且能夠獲得有價值的有機酸。
為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采取了以下的技術方案 一種處理廚余垃圾 并生成有機酸的裝置，包括有裝置臺，在該裝置臺上設置有熔融鹽槽，在該熔 融鹽槽內(nèi)插入有電加熱棒，所述電加熱棒伸出熔融鹽槽的一端與外界溫度控制 儀電連接，還包括有用于將樣品原料充分反應的反應器，該反應器水平放置于 熔融鹽槽內(nèi)。
該種處理廚余垃圾生成有機酸的裝置其主要處理過程是將廚余垃圾預處理 后放入密閉反應器中，通過高溫融熔鹽對反應器進行加熱，在高溫、高壓的超/ 亞臨界狀態(tài)后對廚余垃圾進行處理。
在所述熔融鹽槽內(nèi)還設置有用于攪拌熔融鹽槽內(nèi)液體的攪拌器。攪拌器的 設置有助于將熔融鹽槽內(nèi)的液體充分攪拌混合，使得液體反應充分。
在所述裝置臺上、所述熔融鹽槽的旁側還設置有用于冷卻反應后的所述反 應器的冷卻槽。冷卻槽的設置方便了反應器的快速冷卻。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點該超/亞臨界水處理裝置可以 通過改變升溫條件來改變反應器中的水的超/亞臨界狀態(tài)，從而改變廚余垃圾的 處理條件，應用本實用新型的超/亞臨界水處理廚余垃圾生成有機酸的裝置，能 處理含水率較高的廚余垃圾，并且將廚余垃圾轉(zhuǎn)換為工業(yè)上的甲酸、乙酸等有 機酸，實現(xiàn)了廚余垃圾的資源化。


圖1是本實用新型處理廚余垃圾并生成有機酸的裝置示意圖； 圖2是本實用新型反應器示意圖； . 附圖標記說明1、熔融鹽槽，2、電加熱棒，3、攪拌器，4、反應器，41、 卡套，42、反應鋼管，5、冷卻槽，6、裝置臺。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的內(nèi)容做進一步詳細說明。實施例
請參閱圖l所示， 一種處理廚余垃圾并生成有機酸的裝置，包括有裝置臺
6，在該裝置臺6上設置有熔融鹽槽1，在該熔融鹽槽1內(nèi)插入有電加熱棒2， 電加熱棒2伸出熔融鹽槽1的一端與外界溫度控制儀電連接，還包括有用于將 樣品原料充分反應的反應器4，該反應器4水平放置于熔融鹽槽1內(nèi)。
請參閱圖2所示，本實施例中，反應器4的安裝可選用SUS316材質(zhì)、型號 為外徑①二16mm、壁厚d二2mm、長度L=15cm的反應鋼管42，同時將一對卡套41 套在每段反應鋼管42的兩端，擰緊形成密封性良好的反應器4，整個反應器由 一段15cm不銹鋼管和兩個配套卡套組成。
進一步的，為使熔融鹽槽l內(nèi)的液體充分混合，在熔融鹽槽l內(nèi)還設置有 用于攪拌熔融鹽槽1內(nèi)液體的攪拌器3。
更進一步的，為方便反應器4的快速冷卻，在裝置臺6上、熔融鹽槽1的 旁側設置有用于冷卻反應后的反應器4的冷卻槽5。
本實施例中該裝置的工作流程如下
熔融鹽的制備將分析純的腿03和NaN03等比例交替倒入熔融鹽槽1中， 插入電加熱棒2，使用溫度控制儀(圖中未示出)控制溫度，接通電源，電加熱 棒2開始加熱，直至熔融鹽槽1中的鹽全部融化成無色透明液體，以后每次實 驗前將熔融鹽融化升溫，實驗便可以進行。
實驗步驟首先，將樣品原料(廚余垃圾或廚余垃圾中代表性組成物質(zhì)) 放入反應器4中，加入占反應器4容積30%的去離子水和過氧化氫溶液后將卡 套41用扳子擰緊，然后將反應器4水平放入已經(jīng)加熱到指定溫度的熔融鹽槽1 中，并水平勻速搖晃反應器4，反應器4內(nèi)部急速升溫升壓，由于反應器4密閉， 高溫造成反應器4內(nèi)液體升溫膨脹部分成為飽和蒸汽，使得反應在超/亞臨界狀 態(tài)下進行；反應時間到達后將反應器4迅速取出放入旁邊的冷卻槽中冷卻幾分 鐘，待反應器中的液體恢復到常溫后，打開反應器，收集反應后的產(chǎn)物進行分 析，反應后生成有機酸類物質(zhì)(甲酸、乙酸等)。
反應時間定義填充好的反應器在熔融鹽中停留的時間； 反應溫度定義加熱介質(zhì)熔融鹽融化后均勻穩(wěn)定的溫度； 加氧量定義選取30%濃度的仏02作為氧化劑，原料中的碳完全反應生成二 氧化碳所需要的氧量，即為100%加氧量；本實施例中反應器4中的溫度為250°C — 350°C，壓強為8-20MPa左右。 下面以具體應用為例說明
取烘干后的廚余垃圾(取自南方某大學食堂，主要成分菜花，骨頭，大 米，菜葉，油，水等，充分混合粉碎成沫)粉末0.5g，放入反應器4中，加入 占反應器4容積30%的去離子水和過氧化氫溶液，加氧量為70%，在融熔鹽槽 1中加熱，在反應溫度28CTC (壓強達到10Mpa)、反應時間lmin的條件下，生成 有機酸碳轉(zhuǎn)化率達到30. 4% 。 上列詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例并非用 以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更， 均應包含于本案的專利范圍中。
權利要求1、一種處理廚余垃圾生成有機酸的裝置，包括有裝置臺(6)，其特征在于在該裝置臺(6)上設置有熔融鹽槽(1)，在該熔融鹽槽(1)內(nèi)插入有電加熱棒(2)，所述電加熱棒(2)伸出熔融鹽槽(1)的一端與外界溫度控制儀電連接，還包括有用于將樣品原料充分反應的反應器(4)，該反應器(4)水平放置于熔融鹽槽(1)內(nèi)。
2、 如權利要求1所述的處理廚余垃圾生成有機酸的裝置，其特征在于在所述 熔融鹽槽(1)內(nèi)設置有用于攪拌熔融鹽槽(1)內(nèi)液體的攪拌器(3)。
3、 如權利要求2所述的處理廚余垃圾生成有機酸的裝置，其特征在于在所述 裝置臺(6)上、所述熔融鹽槽(1)的旁側設置有用于冷卻反應后的所述反 應器(4)的冷卻槽(5)。
4、 如權利要求3所述的處理廚余垃圾生成有機酸的裝置，其特征在于所述反 應器(4)包括反應鋼管(42)及套設在該反應鋼管(42)兩端的卡套(41)。
專利摘要本實用新型公開了一種處理廚余垃圾并生成有機酸的裝置，包括有裝置臺，在該裝置臺上設置有熔融鹽槽，在該熔融鹽槽內(nèi)插入有電加熱棒，所述電加熱棒伸出熔融鹽槽的一端與外界溫度控制儀電連接，還包括有用于將樣品原料充分反應的反應器，該反應器水平放置于熔融鹽槽內(nèi)。該超/亞臨界水處理裝置可以通過改變升溫條件來改變反應器中的水的超/亞臨界狀態(tài)，從而改變廚余垃圾的處理條件，應用本實用新型的超/亞臨界水處理廚余垃圾生成有機酸的裝置，能處理含水率較高的廚余垃圾，并且將廚余垃圾轉(zhuǎn)換為工業(yè)上的甲酸、乙酸等有機酸，實現(xiàn)了廚余垃圾的資源化。
文檔編號C07C51/00GK201342422SQ20092005043
公開日2009年11月11日 申請日期2009年1月20日 優(yōu)先權日2009年1月20日
發(fā)明者周舟宇, 淵 李, 李海濱, 趙增立 申請人:中國科學院廣州能源研究所