申请日2015.02.17
公开(公告)日2015.06.17
IPC分类号C02F11/10
摘要
本发明提供了一种连续式污泥水热处理反应釜装置，主要包括：釜体、釜盖、导流内筒、搅拌器和储泥罐;釜盖上设有出水口，导流内筒上盖处有污泥进口、蒸汽进口和氧化剂进口通过釜盖连接入导流内筒;搅拌器位于釜盖和导流内筒中央;储泥罐底部为30°～60°的锥形面，其底部有泥浆出口。该装置通过重力沉降使经过水热反应后的污泥最大限度实现泥水分离，减少出水中的固体颗粒含量，从而减少出水中颗粒对后续工艺、管线、设备的影响，同时，减少了能耗。
权利要求书
1.一种连续式污泥水热处理反应釜装置，包括：釜体(1)、搅拌器(3)、 釜盖(6)，其特征在于，还包括：导流内筒(2)和储泥罐(5)，所 述釜盖上设有出水口(14);所述导流内筒为上盖与壁面密封、底部 空心的圆筒，上盖处有污泥进口(11)、蒸汽进口(12)和氧化剂进 口(13)通过釜盖连接入导流内筒;所述搅拌器位于釜盖和导流内筒 中央;所述储泥罐底部为30°～60°的锥形面，其底部有泥浆出口(15)。
2.根据权利要求1所述的连续式污泥水热处理反应釜装置，其特征在 于，还包括耗散板(4)，所述耗散板位于导流内筒末端。
3.根据权利要求1或2所述的连续式污泥水热处理反应釜装置，其特征 在于，所述导流内筒(2)的筒体底部下沿优选具有向内侧的倒角。
4.根据权利要求1或2所述的连续式污泥水热处理反应釜装置，其特征 在于，所述储泥罐(5)优选与釜体独立。
5.根据权利要求3所述的连续式污泥水热处理反应釜装置，其特征在 于，所述储泥罐(5)优选与釜体独立。
说明书
一种连续式污泥水热处理反应釜装置
技术领域
本发明涉及一种污泥处理装置，特别涉及一种可连续用于污泥水热 处理的反应釜装置。属污泥减量化、稳定化、资源化处理领域。
背景技术
随着我国城镇污水处理规模日益扩大，污泥处置问题变得越来越重 要。简单的填埋、干化、焚烧、土地回用等处理技术均难以兼顾环境保 护、资源利用和处理成本等方面的要求而受到限制。污泥厌氧消化产气 被认为是最有前途的污泥处理技术而在我国广泛推广，但实践表明，直 接以脱水污泥为原料的消化工艺产气率低、停留时间长、社会经济效益 不明显。
针对污泥的水热处理技术可以快速将污泥破胞，将大分子降解为小 分子，固体中的有机物溶解到液体中，从而大大提高污泥生化性能，同 时杀灭有害微生物，实现污泥的稳定化、资源化、减量化，水热技术与 厌氧消化结合将具有广泛应用前景。
根据加氧化剂与否，污泥水热处理技术可划分为热水解和水热氧化 两种类型，水热氧化在破胞的同时还能促进有机物氧化并向小分子有机 酸转化。
污泥水热处理装置有管式、塔式、釜式等多种结构形式，其中釜式 反应器结构简单，易于工程应用。在运行方式上，水热处理工艺可以分 为间歇式、半间歇式和连续式，目前间歇式方式较为广泛，即一定量污 泥加入反应器中，在一定温、压条件下保持一段时间，再将污泥排出并 进入下一个运行周期，这种方式操作复杂、效率低、稳定性差。而目前 已有的连续式装置，由于不能实现较好的泥水分离效果，使得出水中固 体颗粒较大，对于后续工艺、管线和设备的影响较大。
发明内容
针对现有污泥水热处理装置的不足，本发明提供了一种连续式污泥 水热处理反应釜装置，该装置通过重力沉降使经过水热反应后的污泥最 大限度实现泥水分离，减少出水中的固体颗粒含量，从而减少出水中颗 粒对后续工艺、管线、设备的影响，同时，减少了能耗。
本发明提供的污泥水热反应釜装置主要包括：釜体1、釜盖6、导流 内筒2、搅拌器3和储泥罐5;所述釜体构成反应釜的承压壁;所述釜盖 上设有出水口14;所述导流内筒为上盖与壁面密封、底部空心的圆筒， 上盖处有污泥进口11、蒸汽进口12和氧化剂进口13通过釜盖连接入导 流内筒，各进口接合处与上盖、釜盖均为固定密封连接;所述搅拌器位 于釜盖和导流内筒中央;所述储泥罐底部为30°～60°的锥形面，避免泥浆 排放时形成死角，其底部有泥浆出口15。
进一步地，本发明所述的污泥水热反应釜装置还包括耗散板4，所 述耗散板固定连接于导流内筒末端。
导流内筒的筒体底部下沿可以是直筒，也可以具有向内侧的倒角， 倒角≤90°，优选具有向内侧15～60°的倒角。
储泥罐可以与釜体独立，储泥罐与釜体通过一段圆管连通，也可以 直接与釜体底部连成一体;优选与釜体独立。
所述装置中流体可流动区域可划分为：混合区7、能量耗散区16、 层流区8、出水保温壁9、储泥区10。
搅拌器位于导流内筒内部、耗散板之上的区域，其桨叶可以为一级， 也可以为多级分布，桨叶级数根据釜体高度确定;多级分布时，一级桨 叶靠近污泥、蒸汽、氧化剂进口处，其作用为将大块污泥打散，并使各 物料初步混合;二级及以上桨叶则使得物料在混合区内充分混合。混合 区为导流内筒内部搅拌器作用的区域;其作用为形成一个完全混合区域， 使各物料、反应组分快速充分混合，加快反应的质量和能量传递，从而 提高水热反应效率。
耗散板位于导流内筒末端，与导流内筒通过本领域常用方式固定连 接，其作用区域称为能量耗散区;耗散板安装于与导流内筒的圆壁上， 单个耗散板形状可以是矩形或波浪形等形状，组合起来可以采用轴向扇 形分布，或轴向平行分布等任意布局方式;由于混合区在搅拌器作用下 存在很强的剪切应力，形成强湍流流动，从而影响颗粒在釜体底部的沉 降和浓缩，耗散板的作用是通过其壁面与流体的摩擦作用，消耗湍流动 能;理论上，耗散板表面积越大，其耗散能力越强，通过控制耗散板数 量和耗散板形状即可控制表面积大小，耗散板表面积大小应根据目标工 况的搅拌强度进行合理选择;通过耗散板作用，保证其下端为稳定层流 流动，从而保证颗粒在该区域的沉降。
在导流内筒末端，流场将转角向上流动，即出水保温壁区，并且流 速增大，会有将颗粒带出的风险，因此在导流内筒下沿设置向内侧的倒 角，可以减缓流场转弯幅度，同时使得流场速度缓慢增大，形成一个缓 冲过渡区域，进一步降低颗粒被流体带出的可能性，从而更好地实现泥 水分离。
出水保温壁为导流内筒外壁与釜体承压壁之间的区域，流体流经该 区域后经釜盖上的出水口流出，高温出水在该区域形成一个保温壁，减 少导流内筒内部区域热量向釜体外的散热损失，从而减少能耗。
储泥区是一个缓冲、储存颗粒固体的区域，实现周期性间歇排泥， 避免频繁排泥对系统的影响;反应残渣在该区域长时间停留，通过压缩 沉降形成较高浓度的泥浆，泥浆从底部泥浆出口排出，储泥区底部为 30°～60°的锥形面，避免泥浆排放时形成死角。储泥区可以采用与釜体独 立的储泥罐，储泥罐与釜体通过一段圆管连通，可有效减弱两个区域间 的热量传递、流场扰动;基于该优点，储泥罐可以设计为大容积罐体， 此结构反应釜的排泥间歇时间长，运行稳定性强。除采用与釜体独立的 储泥罐外，储泥区还可以直接是与釜体底部连成一体的区域，此时，该 区域即为储泥罐，颗粒固体沉积在储泥罐，通过储泥罐泥浆出口排出; 这种设计结构简单，但储泥容积较小，需较频繁的排泥或连续排泥。
通过本发明提供的结构，改善了反应器中的流态，有利于颗粒的沉 降并实现颗粒物的富集，可以很好地实现泥水分离，并且能连续运行， 大大提高了污泥的处理效率，同时本发明通过导流内筒和出水口的设计， 形成出水保温壁，提高了反应的传质、传热效率，减小了釜体的散热损 失。
