一種高速穩(wěn)定釜的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高速穩(wěn)定釜，其包括釜體，所述釜體上設(shè)有進料口、氧化劑入口、添加劑入口、出料口以及蒸汽出口，其特征在于：所述釜體內(nèi)設(shè)有攪拌及氣體緩升器，所述攪拌及氣體緩升器具有帽狀結(jié)構(gòu)。本高速穩(wěn)定釜能夠使氧化劑與有機固體廢棄物高速、充分地接觸，以提高氧化反應(yīng)的效率，縮短處理時間。
【專利說明】一種高速穩(wěn)定釜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種物料混合反應(yīng)釜，尤其涉及一種能高速氧化并穩(wěn)定有機固體廢棄物中易降解有機物的設(shè)備。本高速穩(wěn)定釜設(shè)備可配合上游的熱酸水解釜及下游的高速活化爸，以聞速制造極聞品質(zhì)的有機肥。
【背景技術(shù)】
[0002]有機固體廢棄物直接高速制肥的基本要件是能將廢棄物中所含的“易降解有機物”含量(主為蛋白質(zhì)、脂肪、糖類或生物細胞質(zhì)等含量)高速降解穩(wěn)定，然后將“中等可降解有機物”含量(主為木質(zhì)纖維素等含量)進一步活化成高品質(zhì)有機肥。在分解易降解有機物成份時，通過高速穩(wěn)定釜來提供必要的物化反應(yīng)，以快速水解及氧化易降解有機物成份，但保留中等可降解成份為后續(xù)制有機肥之用。
[0003]本實用新型發(fā)明人曾經(jīng)于2009年4月10日申請了名為“一種高速堆肥法及裝置”的發(fā)明專利(如附圖1所示)，申請?zhí)枮?00910131605.3。該發(fā)明申請中的高速堆肥法將有機固體廢棄物分揀或前處理后，應(yīng)用機械熱化學法經(jīng)由熱水解、酸水解及熱氧化、熱活化、重金屬萃取、及有毒有機物無害化等單元處理，將廢棄物直接且高速轉(zhuǎn)化為有機肥資源。其中，有機固體廢棄物的水解和氧化是在同一穩(wěn)定釜中進行的。此種機械熱化學法與傳統(tǒng)生化堆肥法比較的好處是可在數(shù)小時內(nèi)便可直接制造極高品質(zhì)的有機肥，而傳統(tǒng)堆肥法則需數(shù)周至數(shù)月的時間才可完成。而且傳統(tǒng)法存在無法去除重金屬、滅除病菌病毒、分解有毒有機物的缺點。傳統(tǒng)法在生產(chǎn)有機肥時更有臭味產(chǎn)生的問題。
[0004]但是上述機械熱化學法的處理方式仍存在以下問題:1、有機固體廢棄物的種類各異，所需要的水解和氧化條件也不相同，穩(wěn)定釜中的熱水解率與熱氧化率很難取得平衡，因而造成易降解有機物的不完全分解。同時，穩(wěn)定釜中的供氧率與需氧率很難在極短時間內(nèi)平衡，因而造成易降解有機物的不完全分解。2、所述穩(wěn)定釜是臥式結(jié)構(gòu)，氧氣從底部進入穩(wěn)定釜后與有機固體廢棄物的接觸幾率有限，因而溶氧量受限而影響氧化及穩(wěn)定廢棄物中有害成分的效果。
實用新型內(nèi)容
[0005]基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種高速穩(wěn)定釜，能夠使氧化劑與有機固體廢棄物中的易降解有機物高速、充分地接觸，以提高氧化反應(yīng)的效率，縮短處理時間。在高速穩(wěn)定釜反應(yīng)的過程中同時能松軟有機固體廢棄物中的木質(zhì)纖維素以提供給下游有關(guān)的高速活化釜制造高品質(zhì)有機物之用。因有機固廢的成分復雜且來源中成份多變，為避免上述水解速率與氧化速率無法在同一釜中配合的缺陷，本實用新型的高速穩(wěn)定設(shè)備將水解及氧化操作分開為二個反應(yīng)釜:水解釜及穩(wěn)定釜，如附圖2所示。
[0006]根據(jù)本實用新型的實施方式，高速穩(wěn)定釜包括釜體，所述釜體上設(shè)有進料口、氧化劑入口、添加劑入口、出料口以及蒸汽出口，其特征在于:所述釜體內(nèi)部沿縱向設(shè)有一個或多個攪拌及氣體緩升器，所述攪拌及氣體緩升器具有帽狀結(jié)構(gòu)。所述攪拌及氣體緩升器的帽頂表面上可以設(shè)置多個通氣孔，并且，緩升器可以由十字形的隔板葉片劃分為四個區(qū)域。
[0007]根據(jù)本實用新型的實施方式，高速穩(wěn)定釜的所述攪拌及氣體緩升器可以為多個，位于最上方的攪拌及氣體緩升器的頂部表面設(shè)有表面曝氣葉片。所述釜體為立式結(jié)構(gòu)；所述進料口設(shè)置于釜體內(nèi)最上端的攪拌及氣體緩升器的正下方。
[0008]根據(jù)本實用新型的實施方式，所述釜體可以設(shè)置成為立式圓柱狀結(jié)構(gòu)；所述釜體可以為兩個以上，各個釜體之間彼此串行連接。所述的氣態(tài)氧化劑或其他氧化劑的入口設(shè)置于釜體的下端。所述進料口設(shè)置于釜體最上端的攪拌及氣體緩升器的正下方處。釜體內(nèi)部的上層容積的10%至25%為氣相容積，所述氣相容積的下側(cè)為液狀或泥漿狀的進料容積。位于最上端的攪拌及氣體緩升器的帽頂則處于液狀或泥漿狀等液相的5至10厘米下方，而其頂頂部表面設(shè)有三至六個垂直表面曝氣葉片。所述表面曝氣葉片與攪拌及氣體緩升器的表面垂直，并且具有弧形結(jié)構(gòu)。
[0009]因本實用新型具有如下有益效果:釜體為立式結(jié)構(gòu)，有機固體廢棄物從釜體上部落下，氧氣從釜體下部上升，帽狀結(jié)構(gòu)的攪拌及氣體緩升器對落下的有機固體廢棄物和上升的氧氣具有攪拌和延緩上升的作用，可以有效地增加二者接觸和進行反應(yīng)的速率，從而使有機固體廢棄物充分氧化，大大縮短氧化處理的時間。攪拌及氣體緩升器可以為一個以上，多個高速穩(wěn)定釜也可以串連使用，能夠成倍提高處理速率和效率，靈活簡便。所述高速穩(wěn)定釜在氧化分解有機固體廢棄物中的易降解有機物時可產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，此蒸汽可供給下游有關(guān)的活化釜制肥設(shè)備使用，而產(chǎn)生的高溫高壓液相物料則可用盤管提供上游有關(guān)的酸水解釜使用，以達節(jié)能減排的目的。
[0010]并且，本實用新型的設(shè)備可適用于大部份的有機固體廢棄物的資源化操作?？商幚淼挠袡C固體廢棄物含都市垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物、綠色廢棄物、污水處理廠污泥、動物廢棄物、部份工廠有機廢棄物如食品、造紙、煉油、醫(yī)藥等工廠的廢棄物/污泥、部份有機污染的湖泊或河川淤泥、填埋場含高有機懸浮物及高溶解性有機含量的滲濾液、及舊填埋場垃圾/污泥的清除及治理等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1示出了現(xiàn)有的高速堆肥裝置；
[0012]圖2示出了包括本實用新型所涉及的高速穩(wěn)定釜的堆肥裝置；
[0013]圖3a、3b分別示出了攪拌及緩升器；
[0014]附圖標記說明:
[0015]200:酸/熱水解釜；
[0016]201:攪拌器；
[0017]202:盤管熱交換器；
[0018]203:進料；
[0019]204:出料；
[0020]205:球閥；
[0021]206:截止閥；
[0022]207:添加劑進口；
[0023]300:高速穩(wěn)定釜；[0024]301:攪拌及氣體緩升器；
[0025]302:進料口；
[0026]303:出料口；
[0027]304:氧化劑入口；
[0028]305:泵；
[0029]306:截止閥；
[0030]307:添加劑進口；
[0031]308:蒸汽出口；
[0032]309:出口到固液分離器；
[0033]310:表面曝氣葉片；
[0034]311:蒸汽出口管線用以回收到下個反應(yīng)釜；
[0035]312:十字型隔板葉片；
[0036]313:通氣孔；
[0037]802:螺旋輸送器；
[0038]803:加熱器；
[0039]804:高壓氧化劑發(fā)生器。
【具體實施方式】
[0040]下面，結(jié)合附圖對本實用新型的一種優(yōu)選實施方式進行具體說明。如附圖2所示，本實用新型包括具有柱狀結(jié)構(gòu)的立式釜體300，釜體300下端設(shè)有氧化劑入口 304和出料口303，上端設(shè)有進料口 302、添加劑進口 307和蒸汽出口 308，釜體300內(nèi)設(shè)有攪拌及氣體緩升器301。該攪拌及氣體緩升器301具有帽狀結(jié)構(gòu)。攪拌及氣體緩升器301沿釜體300的縱向依次排列。
[0041]附圖3b示出了設(shè)置在釜體最上端的攪拌及氣體緩升器301，在該攪拌及氣體緩升器的頂部表面可以設(shè)置表面曝氣葉片310。所述曝氣葉片可以為弧形。附圖3a示出了其他的攪拌及氣體緩升器301，這些攪拌及氣體緩升器由十字型隔板葉片312劃分為四個區(qū)域，各個區(qū)域的表面設(shè)有多個通氣孔313。
[0042]有機固體廢棄物從進料口 302進入釜體300后，在重力作用下向釜體300下部落下。同時，氧化劑從氧化劑入口 304進入釜體300后，會向釜體300上部上升。在此過程中，隨著氧化劑與廢棄物彼此相對的運動，攪拌及氣體緩升器301會延緩氧化劑的上升，以增加氧化劑溶入液相中，并且對下降的有機固體廢棄物和上升的氧化劑進行攪拌。同時多層的帽形緩升器會將上升氧化劑蓋住并且重新形成細小氣泡以增加與物料的接觸面積而增反應(yīng)速率。固體廢棄物料通過攪拌下降過程及氣體緩升器301的上升過程，二者具有充分的接觸和進行反應(yīng)的機會，從而有效地提高了氧化反應(yīng)速率與反應(yīng)完整性。并且，為了成倍提高氧化反應(yīng)的充分及效率，本細長圓柱立式的高速活化設(shè)備釜體300可串連使用，即前一釜體300的出料口 303與下一釜體300的進料口 302相連通。具體串連的釜體個數(shù)可根據(jù)反應(yīng)物的種類和反應(yīng)速度的需要而定。
[0043]本實用新型所涉及的高速穩(wěn)定釜在處理有機固體廢棄物時為放熱反應(yīng)。一般有機固體廢棄物含有足夠的熱能，在反應(yīng)啟動后，可將進料溫度提升至所需的自續(xù)反應(yīng)情況并產(chǎn)生足夠的壓力及蒸汽經(jīng)由出口 308打入下游的高速活化釜使用，如此可達到節(jié)能減排功效。在采用四個穩(wěn)定釜串聯(lián)的情況下，在高速活化設(shè)備中四個穩(wěn)定釜300可交換使用，如此在需要維修時不致影響操作中斷。四個穩(wěn)定釜每個以10至15分鐘計，如此也可符合不同進料所需不同停留時間的需求。若穩(wěn)定釜為了特殊目的，例如欲增加腐殖酸產(chǎn)量或調(diào)配酸堿度，而需變化停留時間時也可靈活變化使用。穩(wěn)定釜300的出料303可利用其自身的高壓及高溫輸送至上游水解釜200的盤管熱交換器202以達節(jié)能目的。一般有機固廢在穩(wěn)定釜300產(chǎn)生的熱量可滿足足水解釜200的熱量要求并充分且有效的由盤管熱交換器202導至水解釜200應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種高速穩(wěn)定釜，其包括釜體，所述釜體上設(shè)有進料口、氧化劑入口、添加劑入口、出料口以及蒸汽出口，其特征在于:所述釜體內(nèi)部沿縱向設(shè)有一個或多個攪拌及氣體緩升器，所述攪拌及氣體緩升器具有帽狀結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:所述攪拌及氣體緩升器的表面設(shè)有一個或多個通氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:所述攪拌及氣體緩升器為多個，位于最上方的攪拌及氣體緩升器的頂部表面設(shè)有表面曝氣葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:所述釜體為立式結(jié)構(gòu)；所述進料口設(shè)置于釜體內(nèi)最上端的攪拌及氣體緩升器的正下方，所述氧化劑入口設(shè)置于釜體的下端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:所述釜體內(nèi)部的上層容積的10%至25%為氣相容積，所述氣相容積的下側(cè)為液狀或泥漿狀的進料容積。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:位于最上端的所述攪拌及氣體緩升器的頂部位于液狀或泥漿狀等液相的5至10厘米下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:所述表面曝氣葉片與攪拌及氣體緩升器的表面垂直，并且具有弧形結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:所述表面曝氣葉片為三至六個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1_3、6、8中任意一項所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:所述釜體為圓柱狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1_3、6、8中任意一項所述的高速穩(wěn)定釜，其特征在于:所述釜體為兩個以上，各個釜體之間彼此串連。
【文檔編號】B01J8/10GK203525671SQ201320394011
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月19日
【發(fā)明者】呂·詹姆斯·正雄 申請人:浙江海亮固廢處理科技有限公司