本发明专利技术涉及用于脱水污泥水热预处理的装置及方法，所述装置包括两个交替运行的水热蒸煮釜。针对每个运行周期，所述方法包括：在第一水热蒸煮釜内先加入稀释水，其中优选地添加有适量的碱；然后从第二水热蒸煮釜引入泄压蒸汽，用以预热稀释水；将脱水污泥加入并同时进行破碎，使脱水污泥破碎成小块进入预热后的稀释水中并分散均匀；向第一蒸煮釜内加入锅炉蒸汽用来实现物料的搅拌和加热；将第一蒸煮釜内的压力和温度上升至水热反应所需的条件，并使所需的水热反应条件保持一定时间，使污泥充分水解并浆化；然后，泄压出泥。本发明专利技术能有效地实现脱水污泥的水热预处理，设备操作可靠性高，热利用效率高，且无需闪蒸操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固废资源化利用领域，尤其涉及一种用于污泥、尤其是高含固(如脱水的)污泥的水热预处理装置和方法。
技术介绍
城市污泥是指城市污水处理厂在对污水处理过程中所产生的沉积物以及污水表面飘出的浮沫所形成的残渣的总称。目前，我国城市污泥年产生量已经达到3000万吨(以含水率80%的脱水污泥估算)的规模，至“十二五”末期，预计将达到近5000万吨的规模。然而，我国污泥处理工艺起步较晚，早期建设的污水处理厂存在“重水轻泥”的现象，污泥的安全处理成为我国水污染控制领域的薄弱环节。 根据国外在污泥处理方面的相关技术，目前涵盖西方95%以上主流污泥处理的技术路线有以下四种深度脱水+填埋，干化+焚烧+灰渣填埋或建材利用，好氧发酵+ 土地利用(农用为主)以及厌氧消化+ 土地利用(农用为主)。由于可持续发展的社会需求和政府部门的政策扶持，当今城市污泥处理的重心已由污染控制转向资源开发。污泥的厌氧消化技术，因其具有的诸多优点，已经成为国内外污泥处理的热点之一。城市污泥脱水处理后所形成的脱水污泥，通常含水率约为80%，如不妥善处理，仍将对环境造成二次污染，同时也是对可再生资源的浪费。但脱水污泥粘性大、脱水性能差、厌氧消化性能也较低，从而限制了其进一步的稳定化处理与安全处置。因此，开发一种能够促进后续脱水或厌氧消化效果的预处理技术与装置，将有助于解决污泥后续处理的难题。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于污泥、尤其是高含固(如脱水的)污泥的水热预处理的装置和方法。所述装置包括至少两个水热蒸煮釜，而所述方法是通过本专利技术装置的两个水热蒸煮釜的交替运行来实现的。本专利技术的用于脱水污泥水热预处理的装置包括至少两个水热蒸煮釜，其中每一水热蒸煮釜包括进料口、破碎器、蒸汽进口、蒸汽喷嘴、用作排出泄压蒸汽或引入余热蒸汽的蒸汽接口、出料口以及用于控制与另一蒸煮釜之间蒸汽连通的阀门。根据本专利技术的实施方式，所述装置包括至少第一水热蒸煮釜和与所述第一水热蒸煮釜连接操作的第二水热蒸煮釜，其中所述第一水热蒸煮釜设置有第一进料口、第一破碎器、第一蒸汽进口、第一蒸汽喷嘴、第一出料口和第一蒸汽接口，而所述第二水热蒸煮釜设置有第二进料口、第二破碎器、第二蒸汽进口、第二蒸汽喷嘴、第二出料口和第二蒸汽接口 ；其中所述第一破碎器和所述第二破碎器分别与所述第一进料口和所述第一进料口配合设置用来对送入的物料进行粉碎。在此，“第一”和“第二”是相对性的表述。所述第一水热蒸煮釜和所述第二水热蒸煮釜采用并联交替方式运行；针对所述第一水热蒸煮釜和所述第二水热蒸煮釜相对来说，向其中处于反应阶段的水热蒸煮釜引入来自处于泄压阶段的水热蒸煮釜的泄压蒸汽用以对稀释水或/和物料进行预热。利用本专利技术的装置，进行脱水污泥水热预处理的方法所涉及的主要工艺操作，针对每个水热蒸煮釜的一个完整运行周期来说，包括I)向第一水热蒸煮釜内加入稀释水，其中优选地在稀释水中添加适量的碱，以利于促进污泥的水解反应；2)向所述第一水热蒸煮釜导入来自所述第二水热蒸煮釜的泄压蒸汽，用以预热所述第一水热蒸煮釜中的稀释水；3)将脱水污泥的物料通过泵从顶部送入第一水热蒸煮釜，通过在釜体物料进口处设置的破碎装置使物料破碎成小块而进入已经过预热的稀释水中，并分散均匀； 4)向所述第一水热蒸煮釜导入锅炉蒸汽，通过所述第一蒸汽喷嘴实现对所述物料的搅拌并使所述物料在蒸汽搅拌作用下加热升温，利用蒸汽喷入釜内动力实现物料搅拌使釜内的所述物料处于水热反应所需的温度和压力条件；5)使所述第一蒸煮釜内的反应在所述温度和压力条件下维持需要的保持时间，以使所述物料充分水解并完全浆化；6)将所述第一水热蒸煮釜内的泄压蒸汽导入所述第二水热蒸煮釜，用以对所述第二水热蒸煮釜中的稀释水进行预热；以及7)将经过水热预处理的物料(熟料)从所述第一水热蒸煮釜排出。本专利技术提供了可有效地实现脱水污泥的水热预处理的装置和方法，相关设备操作可靠性高，热利用效率高，且无需闪蒸操作。本专利技术的装置和方法具有以下优点I)相对于其它水热预处理装备和方法而言，具有更高的能量利用效率，可几乎全部回收泄压过程所释放的蒸汽热能；2)通过先加入水，再加入污泥物料的控制措施，可以保证釜内物料充分地均匀混合并具有较低的粘滞度，从而在水热反应中能够实现有效的传热；3)无需闪蒸操作即可实现有效的水解效果，使装置运行更加安全可靠。附图说明图I为根据本专利技术的具体实施方式的脱水污泥水热预处理装置及其操作流程示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步的说明。如图I示意，本专利技术的装置包括第一水热蒸煮釜100和与其并联连接的第二水热蒸煮爸200,其中,第一水热蒸煮爸100设置有第一进料口 110、第一破碎器120、第一蒸汽进口 130、第一蒸汽喷嘴140、第一出料口 150以及第一蒸汽接口 160，而第二水热蒸煮釜200设置有第二进料口 210、第二破碎器220、第二蒸汽进口 230、第二蒸汽喷嘴240、第二出料口250以及泄压蒸汽出口 260 ;其中，所述第一破碎器120和所述第二破碎器220分别与所述第一进料口 110和所述第二进料口配合设置用来对送入的物料进行粉碎。所述第一水热蒸煮釜100的第一蒸汽接口 160通过阀门170和阀门270与第二水热蒸煮釜200的第二蒸汽接口 260形成流体连通。其中，如图I所示，阀门170和阀门270的连通流向相反，而两者在结构上可为不同的形式，比如可以分开设置或整体设置。所述第一水热蒸煮釜100和第二水热蒸煮釜200采用并联交替方式运行；针对所述第一水热蒸煮釜100和所述第二水热蒸煮釜200相对来说，由其中处于反应阶段的蒸煮釜比如第一水热蒸煮釜100引入来自处于泄压阶段的蒸煮釜比如第二水热蒸煮釜200的泄压蒸汽，用以对稀释水或物料190进行预热。这样，并联的第一水热蒸煮釜100和第二水热蒸煮釜200，通过交替运行，便能有效地用于脱水污泥的水热预处理过程。由于在操作中第一水热 蒸煮釜100与第二水热蒸煮釜200是交替运行的，本文中“第一”和“第二”是相对性的表述，两个蒸煮釜在结构上通常是相同的；另外，第一水热蒸煮釜100和第二水热蒸煮釜200各自配置用作进出口或连通的对应部件在结构上通常是相同的，只是在特定运行周期内其具体用途可能不同，比如，对于一定运行周期，第一水热蒸煮爸100的第一蒸汽接口 160用作来自第二水热蒸煮爸200的余热蒸汽的进口，而在同一运行周期中第二水热蒸煮釜200的第二蒸汽接口 260则被用作向第一水热蒸煮釜100排出泄压蒸汽的出口。优选地，所述破碎器设置为与相应的进料口配合使用，以保证污泥有效地破碎从而能更加均匀地与水混合。例如，第一破碎器120被设置在第一进料口 110的内部，而第二破碎器220设置在第二进料口 210的内部。另外，优选地，第一破碎器120和第二破碎器220为搅拌型破碎器。优选地，所述第一蒸汽喷嘴104和第二蒸汽喷嘴204各自设置为带有多个的喷嘴。在一个具体实施方式中，配有连通各个喷嘴的导管。下面，针对采用所述装置进行脱水污泥的水热预处理的具体工艺方法进行示例性的描述。如上所述，在一般操作中，两个蒸煮釜是交替运行的。为了描述方便起见，在此所述的运行周期中第一水热蒸煮釜100和第二水热蒸煮釜200分别处于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2012.06.21 CN 201210208650.61.一种用于脱水污泥水热预处理的装置，其特征在于，所述装置包括至少第一水热蒸煮釜和与所述第一水热蒸煮釜流体连接的第二水热蒸煮釜，其中所述第一水热蒸煮釜设置有第一进料口、第一破碎器、第一蒸汽进口、第一蒸汽喷嘴、第一出料口和第一蒸汽接口，而所述第二水热蒸煮釜设置有第二进料口、第二破碎器、第二蒸汽进口、第二蒸汽喷嘴、第二出料口和第二蒸汽接口 ；其中，所述第一破碎器和所述第二破碎器分别与所述第一进料口和所述第二进料口配合设置以用于对送入的物料进行粉碎。2.根据权利要求I所述的装置，其中，所述第一水热蒸煮釜的所述第一蒸汽接口与所述第二水热蒸煮釜的所述第二蒸汽接口形成流体连通，从而所述第一水热蒸煮釜和所述第二水热蒸煮釜采用并联交替方式运行；针对所述第一水热蒸煮釜和所述第二水热蒸煮釜相对来说，由其中处于反应阶段的蒸煮釜引入来自处于泄压阶段的蒸煮釜的泄压蒸汽用以对稀释水或/和物料进行预热。3.根据权利要求I或2所述的装置，其中所述第一破碎器和所述第二破碎器分别设置于所述第一进料口和所述第一进料口的内部。4.根据权利要求I或2所述的装置，其中所述第一破碎器和所述第二破碎器均为搅拌破碎器。5.根据权利要求I或2所述的装置，其中所述第一蒸汽喷嘴和所述第二蒸汽喷嘴各自设置为带有多个喷嘴。6.一种利用如上述权利要求之任一项所述装置进行脱水污泥水热预处理的方法，其特征在于，所述方法包括 向所述第一水热蒸煮釜加入稀释水； 向所述第一水热蒸煮釜导入来自所述第二水热蒸煮釜的泄压蒸汽，用以预热所述第一水热蒸煮釜中的所述稀释水； 向所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴晓虎，董滨，李平，吴志根，顾国维，罗伯特·迪希特，
申请(专利权)人：上海同济普兰德生物质能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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