热水解反应器具有第一竖直部分，第一竖直部分的头部设有污泥和蒸汽单相混合物的入口 601，第一竖直部分与第二竖直部分直接地连接，第二竖直部分的脚下设有水解污泥的排出口 602。这两个竖直部分之间的连接处设有排放口 603，用于排出可能存在的不可冷凝气体。还设有测量反应器内压力和温度的测量部件。要指出的是，在该构型中，第二竖直部分与第一竖直部分直接地连接，两者之间没有水平区段。
[0094]图5表示热水解反应器内的温度随时间的变化:
[0095]一一方面，在本发明的范围内使用设在热水解反应器上游的动态注入一混合器；以及
[0096]一另一方面，在符合现有技术的类似设备的范围内，没有使用任何动态注入一混合器，蒸汽从反应器的脚下注入。
[0097]参照图5可以发现，在本发明的范围内，反应器内的温度逐渐上升，直至达到并保持可以使包含在被处理污泥中的可水解有机成分优化热分解的指令温度。
[0098]在符合现有技术的设备中，反应器内观察到的温度立即就是注入蒸汽的温度。然后温度经历了很大变化。这说明，在符合该现有技术的技术中，没有系统地产生蒸汽与污泥的密切混合。相反，在反应器内观察到的温度的浮动表明在反应器内存在多相流动。在这里描述的例子中，蒸汽(实际上大于5m/s)以比污泥(实际上小于3m/s)高得多的速度被注入，蒸汽得到穿过污泥的优先通道，并且没有与污泥密切混合，因此不能把它的能量有效地传递给污泥。
[0099]相反，由于在水解反应器的上游使用了符合本发明的动态注入一混合器，到达反应器的混合物完全是均匀的单相液体。因此它可以在反应器中以活塞流流动。在反应器中的整个逗留时间的过程中保持指令温度。因此，蒸汽的能量以优化方式传递给污泥，因此可以有效实现难以生物降解成分的水解。
[0100]还要指出的是，由于本发明，用于水解给定量污泥的理论能量的量或多或少对应于用于得到该水解而有效地使用的量。为此要指出的是，很容易实现使流体的温度从温度A增加到温度B所需能量的计算。在申请人实施的实验范围内，计算的理论蒸汽流量在13bars为每小时25千克，并且实验表明，这确实就是用于有效水解污泥实际所需的蒸汽流量。
[0101]在符合现有技术设备的范围内，已经表明，在待水解污泥与蒸汽之间的混合是不完全的，因为用于加热污泥的有效注入蒸汽的量(15kg/h)小于计算的理论量(25kg/h)。因此一定量的蒸汽没有冷凝在污泥中。这些实验验证了本发明的意义。
[0102]最后要指出的是，本发明可以使用的反应器的体积比现有技术的反应器的体积小20-25%。
【主权项】
1.使包含有机物的污泥连续热水解的方法，所述方法包括以下步骤: 一通过动态注入一混合器同时地实现带压蒸汽注入到所述污泥中和所述污泥与所述带压蒸汽的混合，以得到单相混合物； 一将所述单相混合物送往带压管形反应器，并使该单相混合物在所述带压管形反应器中按照足够的逗留时间和在足够的温度产生呈活塞流的流动，以便允许所述污泥中存在的有机物热水解； 一在所述带压管形反应器的出口使所述单相混合物冷却到允许它包含的水解有机物在之后被消化的温度； 一使冷却的所述单相混合物减压。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单相混合物在所述动态注入一混合器出口的温度包括在100°C至200°C之间，压力包括在Ibar a至25bar a之间。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单相混合物在所述动态注入一混合器出口的温度包括在150°C至170°C之间，压力包括在5bar a至20bar a之间。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，用于实现所述单相混合物而使用的水蒸气的温度包括在100°C至220°C之间，优选在180°C至200°C之间，压力包括在Ibar a至23bar a之间，优选在1bar a至16bar a之间。5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述单相混合物在所述带压管形反应器中的所述逗留时间包括在10分钟到2小时之间，优选在20分钟到40分钟之间。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述单相混合物在所述带压管形反应器中的所述逗留时间至少为20分钟，并且所述单相混合物在所述带压管形反应器中的温度至少为100°C，使所述单相混合物在所述带压管形反应器中的温度允许消毒所述污泥。7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述单相混合物在带压管形反应器的下游通过增加水或污泥被冷却和稀释。8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该方法包括使污泥脱水和均质化使得污泥具有干燥度的预先步骤，该干燥度是干物质重量百分比在10%至50%之间，优选在20%至35%之间。9.实施上述权利要求中任一项所述的方法的装置，该装置包括: 一输送包含有机物的污泥的部件； 一输送带压水蒸气的部件； 一管形热水解反应器； 一设在所述管形热水解反应器下游的注入稀释用的水和/或污泥的注入部件； 一设在所述管形热水解反应器下游的冷却部件， 其特征在于，该装置包括设在所述管形热水解反应器上游的至少一动态注入一混合器， 和设在所述冷却部件下游的减压部件。10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述动态注入一混合器具有腔室和转速为500转/分以上的带叶片的转子，并且转速优选在1000转/分至2000转/分之间。11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述管形热水解反应器是竖直的，并且它的下端具有入口，上端具有出口。12.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述管形热水解反应器具有第一竖直部分，该第一竖直部分由第二竖直部分直接地延长，所述管形热水解反应器的入口设在所述第一竖直部分的脚下，并且所述管形热水解反应器的出口设在所述第二竖直部分的脚下。13.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述管形热水解反应器具有由第二竖直部分直接地延长的第一竖直部分，所述管形热水解反应器的入口设在所述第一竖直部分的头部，并且所述管形热水解反应器的出口设在所述第二竖直部分的脚下。14.如权利要求9至13中任一项所述的装置，其特征在于，该装置包括设在所述管形热水解反应器下游的热交换器。15.如权利要求9至14中任一项所述的装置，其特征在于，该装置包括栗或阀，用于保持所述管形热水解反应器中的压力。
【专利摘要】使包含有机物的污泥连续热水解的方法和相关装置，所述方法包括以下步骤：通过动态注入－混合器(4)同时地实现带压蒸汽(100)注入到所述污泥中和所述污泥与所述蒸汽的混合，以得到单相混合物；将所述单相混合物送往带压管形反应器(5)，并使该混合物在所述反应器中按照足够的逗留时间和足够的温度产生呈活塞流的流动，以便可以使所述污泥中存在的有机物热水解；在所述管形反应器的出口使所述单相混合物冷却到可以使它包含的水解有机物在之后被消化的温度；使冷却的所述单相混合物减压。
【IPC分类】C02F11/04, C02F1/02, C02F11/18
【公开号】CN105050967
【申请号】CN201480018093
【发明人】C·克朗蓬, M·贾费尔, J·肖齐
【申请人】威立雅水务解决方案与技术支持公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年3月6日
【公告号】CA2906159A1, WO2014154466A1