均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置及預處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化領域，具體地涉及一種餐廚廢棄物均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及利用上述裝置對餐廚廢棄物進行預處理的方法。
【背景技術】
[0003]近年來，隨著生活水平的提高與第三產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，餐飲業(yè)已成為中國經(jīng)濟社會的重要組成部分。與此同時，餐廚廢棄物產(chǎn)生量逐年遞增，餐廚廢棄物已成為生活垃圾的主要組成部分，全國七大城市生活垃圾中的餐廚廢棄物含量平均值達到52%左右。部分地區(qū)餐廚廢棄物簡易堆放，滋生蚊蠅，產(chǎn)生惡臭，造成環(huán)境污染，對人體健康產(chǎn)生極大風險。
[0004]餐廚廢棄物組分復雜，分選困難，其中含有米、面、油、肉類、骨頭等餐廚廢物，也同時包含有筷子、紙巾、塑料等雜物。中國餐廚廢棄物與國外餐廚廢棄物相比，又有油脂含量高、蛋白質組分含量高的特性。且其組成、性質和產(chǎn)生量均受社會經(jīng)濟條件、飲食習慣等地域差異與季節(jié)不同而有所差異，但均具有含水量大、有機物含量高的特點。餐廚廢棄物含水率為75 %?95 %，油脂含量高，粗脂肪含量約占餐廚廢棄物干重的30 %左右，收運、分選難度較大；餐廚廢棄物富含蛋白質、淀粉、纖維素等有機物，微量元素如氮、磷、鉀、鈣豐富，營養(yǎng)齊全，有毒有害物質如重金屬等含量很少，再利用價值高。
[0005]餐廚廢棄物厭氧發(fā)酵產(chǎn)能源氣是一種有效的資源化再利用途徑，考慮到油脂比其它有機物具有更高的產(chǎn)甲烷能力，將油脂同餐廚廢棄物一起進行生物氣轉化，回收清潔能源。但是工程化餐廚廢棄物厭氧發(fā)酵處理工藝中普遍采用中溫厭氧發(fā)酵，而此溫度下植物油脂全部以液態(tài)存在，而動物油脂融點一般在40?55°C，很難融化漂浮在水面?，F(xiàn)有的濕熱處理設備攪拌槳老化快，設備不宜長期使用；且現(xiàn)有的濕熱處理設備一般采用油浴加熱，熱傳質效率較低，濕熱處理需要溫度較高，能耗較高，目前現(xiàn)存的濕熱處理設備一般沒有考慮到余熱回收與熱量回收后有效利用方面的問題；另外，由于濕熱處理一般溫度較高，容易產(chǎn)生水分蒸發(fā)而導致的餐廚廢棄物含水率過低，厭氧發(fā)酵進料不暢或在進料之前需要另設一個調配池，以達到餐廚廢棄物均質化的目的。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置。
[0007]本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述預處理裝置進行餐廚廢棄物濕熱預處理的方法。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置，主要包括:
[0009]一圓柱形的預處理反應罐，預處理罐的罐體內壁和外壁之間設有控溫導油管，控溫導油管內填充有導熱油，控溫導油管與罐體內壁相接觸，控溫導油管與罐體外壁之間填充有保溫材料，罐體頂蓋安裝有進料口，罐體底部設有出料口 ；
[0010]預處理罐的罐體內安裝有蒸汽盤管，蒸汽盤管內側與尾端設有蒸汽噴口，蒸汽噴口的曲率半徑等同于蒸汽盤管的圓半徑，蒸汽噴口弧切線與蒸汽盤管的圓切線夾角為5?10°之間；
[0011]預處理反應罐罐體上部設有管式除油機，除油機的導油口設置有蠕動栗，將刮除的油脂吸出轉移至廢油回收箱。
[0012]所述的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置，其中，預處理反應罐的罐體為不銹鋼材質，罐體底部為圓錐形，罐體頂蓋的進料口安裝有進料閥門，罐體底部的出料口安裝有出料閥門，進料閥門和出料閥門均配有輸料栗。
[0013]所述的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置，其中，進料閥門和出料閥門均為電磁閥與手動閥兩套并聯(lián)使用，電磁閥與電控設備相連。
[0014]所述的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置，其中，罐體頂蓋與罐體之間以法蘭密閉連接。
[0015]所述的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置，其中，預處理罐的罐體頂蓋安裝有壓力安全閥。
[0016]所述的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置，其中，蒸汽盤管在罐體內呈螺旋排列。
[0017]所述的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置，其中，控溫導油管呈螺旋狀纏繞在預處理罐的罐體內壁與外壁之間，螺旋狀的控溫導油管之間填充有保溫材料。
[0018]所述的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置，其中，預處理罐的罐體頂蓋安裝有壓力安全閥。
[0019]本發(fā)明利用上述均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置對餐廚廢棄物進行預處理的方法:
[0020]餐廚廢棄物經(jīng)破碎后由進料栗進入預處理罐，加料至設定的最高液位，完成加料后關閉罐體頂蓋，以0.7Mpa通入的蒸汽經(jīng)過蒸汽入口通過蒸汽盤管噴口噴出的蒸汽帶動底物轉動；
[0021]啟動除油機，由收油管將浮油粘至收油管的外壁，再經(jīng)刮片刮除進入廢油回收箱，油脂收集完成之后，打開出料口，將完成預處理的餐廚廢棄物排出預處理罐；
[0022]進行除油的同時開啟控溫導油管，將罐體內部溫度降低至40°C之后停止除油機。
[0023]所述的方法，其中，蒸汽通入量控制在80?100°C，壓力控制在0.13?0.15MPa，蒸汽帶動底物轉動的轉速為90-110r/min。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0025](I)本發(fā)明顯著提高了餐廚廢棄物濕熱處理傳熱性能。采用蒸汽盤管與蒸汽噴口的組合工藝導入高溫高壓蒸汽，在為餐廚廢棄物提供濕熱處理必須的熱量的同時，以高溫蒸汽噴出的動力帶動餐廚廢棄物攪拌，從而代替攪拌槳的作用，使熱量傳遞更加均勻，傳質表面積較現(xiàn)有油浴反應釜高出2?3倍；可實現(xiàn)年平均設備維修費用減少50%，同時提高設備使用年限3年以上；在高溫高壓蒸汽噴入物料的同時，也省卻了由于常壓濕熱處理時常發(fā)生的物料失水過多，在物料進行處理之前需要另行加入處理配水的步驟；采用此裝置對餐廚廢棄物進行濕熱處理后，可將餐廚廢棄物厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣水平(VS產(chǎn)氣率)提高I倍以上；平均產(chǎn)甲烷濃度達60%?70%，較不進行濕熱處理的餐廚廢棄物產(chǎn)甲烷濃度(33.3% )提尚了 31%。
[0026](2)本發(fā)明中的除油系統(tǒng)可以在濕熱處理的同時去除可浮油。設備內部偏上部位設置有自動除油系統(tǒng)，伴隨濕熱處理的進行，刮去可浮油，完成餐廚廢棄物濕熱處理可浮油收集與回收再利用工作，避免了將物料再次進行冷卻沉淀，油水分離的過程；在除油的同時可以使用導熱油對設備罐體與設備內部物料進行余熱回收，充分利用系統(tǒng)內部熱量。
[0027](3)本發(fā)明能有效的提高濕熱處理熱傳質效率、延長設備穩(wěn)定運行年限、均質化餐廚廢棄物、脫去餐廚廢棄物中多余的油脂、提高厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣率并進行余熱回收。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明裝置的側視圖；
[0029]圖2為圖1的俯視圖。
[0030]附圖中標記說明:
[0031]I安全閥；2蒸汽入口 ；3預處理罐頂蓋；4法蘭；5最高液面；6控溫導油管；7保溫材料；8管式除油機；9廢油回收箱；10收油管；11蒸汽噴口 ； 12蒸汽盤管；13出料口。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明可以將餐廚廢棄物的動物油脂釋放出來，形成可浮油，增加產(chǎn)氣量的同時提取可浮油，進行生物柴油制備；本發(fā)明由高溫蒸汽為餐廚廢棄物補水與加熱，不但可以避免攪拌槳老化過快導致的設備無法長期穩(wěn)定運行的問題，而且可以避免餐廚廢棄物在濕熱預處理的過程中由于溫度較高而導致的失水過多的現(xiàn)象，并且本發(fā)明由高溫蒸汽作為唯一熱源與傳統(tǒng)濕熱設備使用油浴加熱相比具有熱傳質效率高的優(yōu)點，均質化與除油效果顯著，無毒無害不產(chǎn)生二次污染，保證餐廚廢棄物的均質化與脫油同時有效進行，且使用導熱油回收濕熱處理后產(chǎn)生的大量余熱，減小反應體系能耗，具有廣闊的應用前景。
[0033]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做更詳細地說明。
[0034]請參閱圖1和圖2。本發(fā)明的均質脫油一體化蒸汽自旋濕熱預處理裝置的主體為一圓柱形的預處理反應罐，該預處理反應罐