專利名稱：一種處理生物質(zhì)污染物的閃蒸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生物質(zhì)固體廢棄物的熱水解處理設(shè)備，具體為一種處理生物質(zhì)污染物的閃蒸裝置。
背景技術(shù)：
以污水處理廠剩余污泥為代表的生物質(zhì)固體廢棄物的特點(diǎn)是，組分復(fù)雜、可生物降解有機(jī)物含量高、含水率高、產(chǎn)生量大。生物質(zhì)固體廢物含有大量的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等生物質(zhì)和水分，易變質(zhì)、腐爛，產(chǎn)生污染物濃度極高的滲濾液和惡臭氣體，污染水體和大氣，還會(huì)產(chǎn)生大量毒素和孳生致病微生物，危害生態(tài)系統(tǒng)和人類健康。因此，生物質(zhì)固體廢物應(yīng)得到及時(shí)有效的處理與處置。生物質(zhì)固體廢棄物中的大量的有機(jī)質(zhì)以微生物細(xì)胞和有機(jī)物膠體的形式存在，導(dǎo)致其脫水困難。目前，生物質(zhì)固體廢棄物的處置手段主要是堆肥、填埋和焚燒。生物固體廢 棄物用于堆肥物料時(shí)，通常需要添加調(diào)理劑降低含水至50%飛0%，以城市污泥為例，其堆肥時(shí)需要添加的調(diào)理劑總量約為污泥的60%，需要處置的固體的量不但沒(méi)有減少反而增加。國(guó)內(nèi)一些城市也采用垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)接納生物質(zhì)固體廢棄物，但由于其含水率高，造成填埋作業(yè)困難、滲濾液水質(zhì)惡化和填埋堆體不穩(wěn)定，實(shí)際上大部分垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)拒絕污泥進(jìn)場(chǎng)。焚燒是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)固體廢棄物減量化和無(wú)害化的有效手段，但由于其含水率高、可利用的熱值低，需要添加大量的輔助燃料，焚燒過(guò)程中又產(chǎn)生大量的煙氣需要進(jìn)一步處理，造成焚燒的運(yùn)行成本過(guò)高，大多數(shù)城市難以承受。因此,含水率高的生物質(zhì)固體廢棄物并不適合直接進(jìn)行堆肥和焚燒處理。在采取堆肥或焚燒方式處置之前，最好先把生物質(zhì)固體廢棄物的含水率降下來(lái)，對(duì)于堆肥來(lái)說(shuō)是60%以下，對(duì)焚燒來(lái)說(shuō)是50%以下。相對(duì)而言，厭氧消化是處理生物質(zhì)廢棄物的較好方法。一方面厭氧消化能使生物質(zhì)固體廢棄物減量化、殺滅絕大部分病源微生物，同時(shí)還能回收利用一部分能量(生物氣或沼氣)。從環(huán)境保護(hù)和資源充分利用的綜合角度看，厭氧消化是比焚燒和填埋更為合理的生物質(zhì)廢棄物處理方式。但是，像污水處理廠剩余污泥這樣的生物質(zhì)廢棄物，直接進(jìn)行厭氧消化所需要的反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，一般需要2(Γ30個(gè)晝夜，原因是以細(xì)胞和膠體狀態(tài)存在的有機(jī)質(zhì)的水解過(guò)程十分緩慢，這造成厭氧消化反應(yīng)器造價(jià)和占地面積都較大。另外，直接厭氧消化的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化率不夠高，最終的剩余污泥依然脫水困難。在一定溫度和壓力下(不低于水的飽和蒸汽壓)對(duì)上述生物質(zhì)進(jìn)行水熱處理，能夠破壞生物質(zhì)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和膠體形態(tài)，從而顯著提高污泥的脫水性能，改善厭氧消化處理的表現(xiàn)。目前公開(kāi)報(bào)道和商業(yè)化應(yīng)用的水熱處理工藝大多是序批式的，也就是間歇式運(yùn)行的。生物質(zhì)首先經(jīng)過(guò)漿化、降低粘度之后，進(jìn)入水熱反應(yīng)器，用蒸汽加熱到所需溫度，維持一段時(shí)間，然后閃蒸、降溫降壓，排空；然后是下一個(gè)批次……這樣的工藝過(guò)程，設(shè)備的利用率低，一般需要多個(gè)水熱反應(yīng)器配合使用。這樣的工藝過(guò)程成倍增加了所需的設(shè)備的數(shù)量和造價(jià)，且過(guò)程復(fù)雜，控制點(diǎn)多，自動(dòng)化的成本也高。另外，上述水熱反應(yīng)器需要機(jī)械攪拌設(shè)備對(duì)反應(yīng)過(guò)程中的物料進(jìn)行攪拌，增加了設(shè)備制造難度和造價(jià)。不僅如此，上述水熱處理過(guò)程
的升溫、降溫過(guò)程比較緩慢，不僅造成設(shè)備的利用效率低，處理效果也不理想。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是，提供一種高效率的、連續(xù)運(yùn)行的處理生物質(zhì)的處理生物質(zhì)污染物的閃蒸裝置，使得水熱反應(yīng)結(jié)束后的物料的壓力瞬間降低到接近大氣壓，造成物料中殘存的細(xì)胞爆裂，從而改善處理效果。本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下一種處理生物質(zhì)污染物的閃蒸裝置，由閃蒸控制閥、閃蒸罐、進(jìn)料口、氣體排放口、出料口組成，閃蒸控制閥與設(shè)置在閃蒸罐側(cè)面的進(jìn)料口連接，閃蒸罐為圓筒形上下橢圓封頭，閃蒸罐頂部設(shè)有氣體排放口，蒸罐底部設(shè)有出料口。通過(guò)閃蒸控制閥排放的高溫液體，直接減壓到接近大氣壓，并在一個(gè)具有一定容積的閃蒸罐內(nèi)進(jìn)行氣液分離器，產(chǎn)生的二次蒸汽通入為水熱反應(yīng)器備料的漿化罐，從而實(shí)現(xiàn)二次蒸汽的回收利用。閃蒸罐是一個(gè)高徑比為廣3的罐類設(shè)備，圓筒形，上下橢圓封頭，不帶攪拌設(shè)備。閃蒸罐頂部設(shè)有氣體排放口，通過(guò)管道把閃蒸罐產(chǎn)生的二次蒸汽引入到前述的漿化罐的底部。閃蒸罐的側(cè)面較高位置設(shè)有進(jìn)料口，用于接納從水熱反應(yīng)器過(guò)來(lái)的高溫、高壓物料。閃蒸罐底部設(shè)有出料口，用于將閃蒸之后的液態(tài)物料排出。閃蒸罐的作用是為剛剛通過(guò)閃蒸控制閥釋了壓力的物料提供一定的停留時(shí)間，使氣態(tài)物(蒸汽和不凝氣)與液態(tài)物(水與固體雜質(zhì)的混合物)進(jìn)行兩相分離。為此閃蒸罐工作時(shí)內(nèi)部維持相對(duì)穩(wěn)定的液面高度，使液面低于進(jìn)料口。閃蒸罐的工作壓力是常壓或微正壓，不超過(guò)200kPa ;工作溫度不超過(guò)120° C0本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于使得水熱反應(yīng)結(jié)束后的物料的壓力瞬間降低到接近大氣壓，造成物料中殘存的細(xì)胞爆裂，從而改善處理效果。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I——閃蒸控制閥、2——閃蒸罐、3——進(jìn)料口、4——?dú)怏w排放口、5——出料口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。一種處理生物質(zhì)污染物的閃蒸裝置，由閃蒸控制閥、閃蒸罐、進(jìn)料口、氣體排放口、出料口組成，閃蒸控制閥與設(shè)置在閃蒸罐側(cè)面的進(jìn)料口連接，閃蒸罐為圓筒形上下橢圓封頭，閃蒸罐頂部設(shè)有氣體排放口，蒸罐底部設(shè)有出料口。閃蒸控制閥位于連接水熱反應(yīng)器和閃蒸罐之間的連接管道上靠近閃蒸罐的位置，其上游是溫度為150 200° C、壓力為I飛MPa的液態(tài)物料，其下游的壓力為不超過(guò)200kPa的微正壓。為了安全和方便檢修，在水熱反應(yīng)器到閃蒸罐之間的管道的閃蒸控制閥的上游位置應(yīng)設(shè)置一個(gè)球閥，用于在需要的時(shí)候截?cái)嘣撀?lián)通管道。工作時(shí)，閃蒸控制閥的閥芯按照PLC控制的速率轉(zhuǎn)動(dòng)，以一定流量連續(xù)釋放從水熱反應(yīng)器過(guò)來(lái)的高溫、高壓液態(tài)物料，這些物料在經(jīng)過(guò)閃蒸控制閥的瞬間其壓力從原來(lái)的f5MPa減小到接近大氣壓，其中的水分急速汽化，包括殘留的細(xì)胞內(nèi)的水分，這樣就使得液態(tài)物料的溫度急速降低到與閃蒸罐內(nèi)的壓力所對(duì)應(yīng)的溫度。這樣的過(guò)程的一個(gè)副作用是，殘存下來(lái)的細(xì)胞的細(xì)胞壁在其內(nèi)部水分急速汽化并膨脹的過(guò)程中爆裂，釋放出細(xì)胞的細(xì)胞物質(zhì)。經(jīng)過(guò)閃蒸控制閥后的物料急速汽化，并在膨脹的蒸汽的推動(dòng)下迅速進(jìn)入閃蒸罐。由于水分汽化需要大量的潛熱，因此只有一定比例的水分汽化成二次蒸汽就會(huì)使物料的溫度迅速降低到接近100° C，其余部分仍維持液態(tài)，只是被急速的氣化過(guò)程打碎成無(wú)數(shù)個(gè)小液滴。由于閃蒸罐容積較大，斷面積也較大，氣態(tài)物及其夾帶的液滴在此有一定的停留時(shí)間，讓大部分液滴沉降落下。二次蒸汽，包括沒(méi)有來(lái)得及落下來(lái)的小液滴，就通過(guò)閃蒸罐頂部的氣體排放口排出閃蒸罐并由管道引入前述的漿化罐的底部，用于預(yù)加熱漿化罐內(nèi)的物料。閃蒸罐內(nèi)的液體維持一定的液面高度，液面低于罐體側(cè)面的進(jìn)料口。由于殘留的溫度較高，液體需要在閃蒸罐內(nèi)停留一定的時(shí)間，使其經(jīng)過(guò)再沸騰過(guò)程，把溫度降低到；略低于100° C并停止沸騰，然后通過(guò)閃蒸罐底部的出料口排出。從閃蒸罐排出物料采用螺桿泵泵 送的方式，該螺桿泵以變頻調(diào)速方式控制，目的是調(diào)節(jié)物料的排放流量，維持閃蒸罐內(nèi)的液位。
權(quán)利要求1. 一種處理生物質(zhì)污染物的閃蒸裝置，由閃蒸控制閥、閃蒸罐、進(jìn)料口、氣體排放口、出料口組成，其特征在于閃蒸控制閥與設(shè)置在閃蒸罐側(cè)面的進(jìn)料口連接，閃蒸罐為圓筒形上下橢圓封頭，閃蒸罐頂部設(shè)有氣體排放口，蒸罐底部設(shè)有出料口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于生物質(zhì)固體廢棄物的熱水解處理設(shè)備，具體為一種處理生物質(zhì)污染物的閃蒸裝置。閃蒸控制閥與設(shè)置在閃蒸罐側(cè)面的進(jìn)料口連接，閃蒸罐為圓筒形上下橢圓封頭，閃蒸罐頂部設(shè)有氣體排放口，蒸罐底部設(shè)有出料口。本實(shí)用新型使得水熱反應(yīng)結(jié)束后的物料的壓力瞬間降低到接近大氣壓，造成物料中殘存的細(xì)胞爆裂，從而改善處理效果。
文檔編號(hào)B09B3/00GK202461101SQ201220063590
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者周巍, 謝非, 靳志軍 申請(qǐng)人:四川深藍(lán)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>