一种高速稳定釜的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高速稳定釜，其包括釜体，所述釜体上设有进料口、氧化剂入口、添加剂入口、出料口以及蒸汽出口，其特征在于：所述釜体内设有搅拌及气体缓升器，所述搅拌及气体缓升器具有帽状结构。本高速稳定釜能够使氧化剂与有机固体废弃物高速、充分地接触，以提高氧化反应的效率，缩短处理时间。
【专利说明】一种高速稳定釜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种物料混合反应釜，尤其涉及一种能高速氧化并稳定有机固体废弃物中易降解有机物的设备。本高速稳定釜设备可配合上游的热酸水解釜及下游的高速活化爸，以闻速制造极闻品质的有机肥。
【背景技术】
[0002]有机固体废弃物直接高速制肥的基本要件是能将废弃物中所含的“易降解有机物”含量(主为蛋白质、脂肪、糖类或生物细胞质等含量)高速降解稳定，然后将“中等可降解有机物”含量(主为木质纤维素等含量)进一步活化成高品质有机肥。在分解易降解有机物成份时，通过高速稳定釜来提供必要的物化反应，以快速水解及氧化易降解有机物成份，但保留中等可降解成份为后续制有机肥之用。
[0003]本实用新型发明人曾经于2009年4月10日申请了名为“一种高速堆肥法及装置”的发明专利(如附图1所示)，申请号为200910131605.3。该发明申请中的高速堆肥法将有机固体废弃物分拣或前处理后，应用机械热化学法经由热水解、酸水解及热氧化、热活化、重金属萃取、及有毒有机物无害化等单元处理，将废弃物直接且高速转化为有机肥资源。其中，有机固体废弃物的水解和氧化是在同一稳定釜中进行的。此种机械热化学法与传统生化堆肥法比较的好处是可在数小时内便可直接制造极高品质的有机肥，而传统堆肥法则需数周至数月的时间才可完成。而且传统法存在无法去除重金属、灭除病菌病毒、分解有毒有机物的缺点。传统法在生产有机肥时更有臭味产生的问题。
[0004]但是上述机械热化学法的处理方式仍存在以下问题:1、有机固体废弃物的种类各异，所需要的水解和氧化条件也不相同，稳定釜中的热水解率与热氧化率很难取得平衡，因而造成易降解有机物的不完全分解。同时，稳定釜中的供氧率与需氧率很难在极短时间内平衡，因而造成易降解有机物的不完全分解。2、所述稳定釜是卧式结构，氧气从底部进入稳定釜后与有机固体废弃物的接触几率有限，因而溶氧量受限而影响氧化及稳定废弃物中有害成分的效果。
实用新型内容
[0005]基于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高速稳定釜，能够使氧化剂与有机固体废弃物中的易降解有机物高速、充分地接触，以提高氧化反应的效率，缩短处理时间。在高速稳定釜反应的过程中同时能松软有机固体废弃物中的木质纤维素以提供给下游有关的高速活化釜制造高品质有机物之用。因有机固废的成分复杂且来源中成份多变，为避免上述水解速率与氧化速率无法在同一釜中配合的缺陷，本实用新型的高速稳定设备将水解及氧化操作分开为二个反应釜:水解釜及稳定釜，如附图2所示。
[0006]根据本实用新型的实施方式，高速稳定釜包括釜体，所述釜体上设有进料口、氧化剂入口、添加剂入口、出料口以及蒸汽出口，其特征在于:所述釜体内部沿纵向设有一个或多个搅拌及气体缓升器，所述搅拌及气体缓升器具有帽状结构。所述搅拌及气体缓升器的帽顶表面上可以设置多个通气孔，并且，缓升器可以由十字形的隔板叶片划分为四个区域。
[0007]根据本实用新型的实施方式，高速稳定釜的所述搅拌及气体缓升器可以为多个，位于最上方的搅拌及气体缓升器的顶部表面设有表面曝气叶片。所述釜体为立式结构；所述进料口设置于釜体内最上端的搅拌及气体缓升器的正下方。
[0008]根据本实用新型的实施方式，所述釜体可以设置成为立式圆柱状结构；所述釜体可以为两个以上，各个釜体之间彼此串行连接。所述的气态氧化剂或其他氧化剂的入口设置于釜体的下端。所述进料口设置于釜体最上端的搅拌及气体缓升器的正下方处。釜体内部的上层容积的10%至25%为气相容积，所述气相容积的下侧为液状或泥浆状的进料容积。位于最上端的搅拌及气体缓升器的帽顶则处于液状或泥浆状等液相的5至10厘米下方，而其顶顶部表面设有三至六个垂直表面曝气叶片。所述表面曝气叶片与搅拌及气体缓升器的表面垂直，并且具有弧形结构。
[0009]因本实用新型具有如下有益效果:釜体为立式结构，有机固体废弃物从釜体上部落下，氧气从釜体下部上升，帽状结构的搅拌及气体缓升器对落下的有机固体废弃物和上升的氧气具有搅拌和延缓上升的作用，可以有效地增加二者接触和进行反应的速率，从而使有机固体废弃物充分氧化，大大缩短氧化处理的时间。搅拌及气体缓升器可以为一个以上，多个高速稳定釜也可以串连使用，能够成倍提高处理速率和效率，灵活简便。所述高速稳定釜在氧化分解有机固体废弃物中的易降解有机物时可产生高温高压的蒸汽，此蒸汽可供给下游有关的活化釜制肥设备使用，而产生的高温高压液相物料则可用盘管提供上游有关的酸水解釜使用，以达节能减排的目的。
[0010]并且，本实用新型的设备可适用于大部份的有机固体废弃物的资源化操作。可处理的有机固体废弃物含都市垃圾、农业废弃物、绿色废弃物、污水处理厂污泥、动物废弃物、部份工厂有机废弃物如食品、造纸、炼油、医药等工厂的废弃物/污泥、部份有机污染的湖泊或河川淤泥、填埋场含高有机悬浮物及高溶解性有机含量的渗滤液、及旧填埋场垃圾/污泥的清除及治理等。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1示出了现有的高速堆肥装置；
[0012]图2示出了包括本实用新型所涉及的高速稳定釜的堆肥装置；
[0013]图3a、3b分别示出了搅拌及缓升器；
[0014]附图标记说明:
[0015]200:酸/热水解釜；
[0016]201:搅拌器；
[0017]202:盘管热交换器；
[0018]203:进料；
[0019]204:出料；
[0020]205:球阀；
[0021]206:截止阀；
[0022]207:添加剂进口；
[0023]300:高速稳定釜；[0024]301:搅拌及气体缓升器；
[0025]302:进料口；
[0026]303:出料口；
[0027]304:氧化剂入口；
[0028]305:泵；
[0029]306:截止阀；
[0030]307:添加剂进口；
[0031]308:蒸汽出口；
[0032]309:出口到固液分离器；
[0033]310:表面曝气叶片；
[0034]311:蒸汽出口管线用以回收到下个反应釜；
[0035]312:十字型隔板叶片；
[0036]313:通气孔；
[0037]802:螺旋输送器；
[0038]803:加热器；
[0039]804:高压氧化剂发生器。
【具体实施方式】
[0040]下面，结合附图对本实用新型的一种优选实施方式进行具体说明。如附图2所示，本实用新型包括具有柱状结构的立式釜体300，釜体300下端设有氧化剂入口 304和出料口303，上端设有进料口 302、添加剂进口 307和蒸汽出口 308，釜体300内设有搅拌及气体缓升器301。该搅拌及气体缓升器301具有帽状结构。搅拌及气体缓升器301沿釜体300的纵向依次排列。
[0041]附图3b示出了设置在釜体最上端的搅拌及气体缓升器301，在该搅拌及气体缓升器的顶部表面可以设置表面曝气叶片310。所述曝气叶片可以为弧形。附图3a示出了其他的搅拌及气体缓升器301，这些搅拌及气体缓升器由十字型隔板叶片312划分为四个区域，各个区域的表面设有多个通气孔313。
[0042]有机固体废弃物从进料口 302进入釜体300后，在重力作用下向釜体300下部落下。同时，氧化剂从氧化剂入口 304进入釜体300后，会向釜体300上部上升。在此过程中，随着氧化剂与废弃物彼此相对的运动，搅拌及气体缓升器301会延缓氧化剂的上升，以增加氧化剂溶入液相中，并且对下降的有机固体废弃物和上升的氧化剂进行搅拌。同时多层的帽形缓升器会将上升氧化剂盖住并且重新形成细小气泡以增加与物料的接触面积而增反应速率。固体废弃物料通过搅拌下降过程及气体缓升器301的上升过程，二者具有充分的接触和进行反应的机会，从而有效地提高了氧化反应速率与反应完整性。并且，为了成倍提高氧化反应的充分及效率，本细长圆柱立式的高速活化设备釜体300可串连使用，即前一釜体300的出料口 303与下一釜体300的进料口 302相连通。具体串连的釜体个数可根据反应物的种类和反应速度的需要而定。
[0043]本实用新型所涉及的高速稳定釜在处理有机固体废弃物时为放热反应。一般有机固体废弃物含有足够的热能，在反应启动后，可将进料温度提升至所需的自续反应情况并产生足够的压力及蒸汽经由出口 308打入下游的高速活化釜使用，如此可达到节能减排功效。在采用四个稳定釜串联的情况下，在高速活化设备中四个稳定釜300可交换使用，如此在需要维修时不致影响操作中断。四个稳定釜每个以10至15分钟计，如此也可符合不同进料所需不同停留时间的需求。若稳定釜为了特殊目的，例如欲增加腐殖酸产量或调配酸碱度，而需变化停留时间时也可灵活变化使用。稳定釜300的出料303可利用其自身的高压及高温输送至上游水解釜200的盘管热交换器202以达节能目的。一般有机固废在稳定釜300产生的热量可满足足水解釜200的热量要求并充分且有效的由盘管热交换器202导至水解釜200应用。
【权利要求】
1.一种高速稳定釜，其包括釜体，所述釜体上设有进料口、氧化剂入口、添加剂入口、出料口以及蒸汽出口，其特征在于:所述釜体内部沿纵向设有一个或多个搅拌及气体缓升器，所述搅拌及气体缓升器具有帽状结构。
2.根据权利要求1所述的高速稳定釜，其特征在于:所述搅拌及气体缓升器的表面设有一个或多个通气孔。
3.根据权利要求1所述的高速稳定釜，其特征在于:所述搅拌及气体缓升器为多个，位于最上方的搅拌及气体缓升器的顶部表面设有表面曝气叶片。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的高速稳定釜，其特征在于:所述釜体为立式结构；所述进料口设置于釜体内最上端的搅拌及气体缓升器的正下方，所述氧化剂入口设置于釜体的下端。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的高速稳定釜，其特征在于:所述釜体内部的上层容积的10%至25%为气相容积，所述气相容积的下侧为液状或泥浆状的进料容积。
6.根据权利要求5所述的高速稳定釜，其特征在于:位于最上端的所述搅拌及气体缓升器的顶部位于液状或泥浆状等液相的5至10厘米下方。
7.根据权利要求3所述的高速稳定釜，其特征在于:所述表面曝气叶片与搅拌及气体缓升器的表面垂直，并且具有弧形结构。
8.根据权利要求7所述的高速稳定釜，其特征在于:所述表面曝气叶片为三至六个。
9.根据权利要求1_3、6、8中任意一项所述的高速稳定釜，其特征在于:所述釜体为圆柱状。
10.根据权利要求1_3、6、8中任意一项所述的高速稳定釜，其特征在于:所述釜体为两个以上，各个釜体之间彼此串连。
【文档编号】B01J8/10GK203525671SQ201320394011
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年3月19日
【发明者】吕·詹姆斯·正雄 申请人:浙江海亮固废处理科技有限公司