一种厨余垃圾热水解装置的制作方法

1.本实用新型涉及固废处理技术领域，具体涉及一种厨余垃圾热水解装置。


背景技术：

2.厨余垃圾是生活垃圾的重要组成部分，包含居民生活中产生的食物残余和来自农贸市场的果蔬垃圾。厨余垃圾具有含水率高、有机质含量高、含盐量高和易腐败等特点，含有大量沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等致病微生物，还会滋生苍蝇、蚊虫等害虫，严重影响居民的身体健康及环境卫生。然后厨余垃圾含有丰富的有机质，资源化利用的潜力巨大。厨余垃圾的资源化利用，不仅是提高我国生活垃圾回收利用率的重要途径，而且是辅助我国实现碳达峰、碳中和的重要路径。厨余垃圾进行资源化处理，首要环节是通过预分选处理去除杂质、分离得到可回收利用的物质。
3.目前，厨余垃圾的预处理技术主要包括人工分选、机械分选、机械破碎和筛分。对于厨余垃圾采用热水解方式进行预处理的鲜有报道。厨余垃圾经热水解处理后，垃圾中有机质及水分破壁溶出，高温过程可杀灭厨余垃圾表面的微生物和虫卵，在完成厨余垃圾无害化和减量化的同时，可联合厌氧发酵工艺等实现厨余垃圾资源化处理。热水解作为厨余垃圾的预处理技术，可有效替代分选、破碎和筛分工艺。
4.目前应用于其他有机废气物处理的热水解装置主要为间歇式生产方式，此过程为将一定量的厨余垃圾输送进热水解罐中，在预设温度和压力条件下，保持一定的时间，热水解罐泄压后，将厨余垃圾输送到下一段处理工序。这种生产方式控制程序繁琐，蒸汽回收利用率低，安全生产隐患高，为间歇序批式生成模式，垃圾处理效率低。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种厨余垃圾热水解装置，以实现垃圾通过连续式热水解方式进行预处理，克服序批式生产的不足，拓宽热水解技术在厨余垃圾预处理方面的应用条件。
6.本实用新型首先提出一种厨余垃圾热水解装置，所述装置包括：
7.进料平衡节，其被配置为接收物料并控制其内压力为需要值；
8.热水解罐，其进料口开断可控连接所述进料平衡节，其出料口开断可控连接出料平衡节，被配置为能恒压热解工作；
9.出料平衡节，其被配置为接收所述热水解罐中热解后的物料，并能控制其内压力为需要值。
10.根据本实用新型的一种实施方式，所述装置还包括平衡罐，所述平衡罐包括两个进气口，该两个进气口分别与所述进料平衡节和所述出料平衡节开断可控连接，所述平衡罐为钢制压力容器，平衡罐设置泄压口，与进料、出料平衡节连通后罐内压力升高，在下一次连通前通过泄压口泄压至常压。
11.根据本实用新型的一种实施方式，所述平衡罐的容积为所述进料平衡节的容积的
10倍及以上。
12.根据本实用新型的一种实施方式，所述进料平衡节通过第一开关阀连接所述热水解罐的进料口。
13.根据本实用新型的一种实施方式，所述进料平衡节通过第一截止阀截止阀所述热水解罐连接，所述第一截止阀被配置为能调节相连接两侧的压力为相等。
14.根据本实用新型的一种实施方式，所述出料平衡节通过第二开关阀连接所述热水解罐的出料口。
15.根据本实用新型的一种实施方式，所述出料平衡节通过第二截止阀与所述热水解罐连接，所述第二截止阀被配置为能调节相连接两侧的压力为相等。
16.根据本实用新型的一种实施方式，所述热水解罐为卧式热水解罐。
17.根据本实用新型的一种实施方式，所述热水解罐内设有螺旋输送机构，以从热水解罐内的一侧传送热解物料至另一侧。
18.根据本实用新型的一种实施方式，所述装置还包括进料储料节和出料储料节，所述进料储料节开断可控连接所述进料平衡节的进料口。
19.根据本实用新型的一种实施方式，所述出料储料节开断可控连接所述出料平衡节的出料口。
20.根据本实用新型的一种实施方式，所述装置还包括进料输送机和出料输送机，所述进料输送机连接所述进料储料节的入口，所述出料输送机连接所述出料储料节的出口。
21.本实用新型还提出一种根据所述的厨余垃圾热水解装置进行热解的方法，所述方法包括：
22.通过热水解罐恒压对物料进行热解；
23.通过在热水解罐入料前设置压力可调进料平衡节以将物料调为需要值，以便从该进料平衡节将压力合适的物料输入所述热水解罐进行热解；
24.通过在热水解罐出料后设置压力可调出料平衡节以将物料调为需要值，以便从该出料平衡节将压力合适的物料输出。
25.根据本实用新型的一种实施方式，所述方法还包括：
26.通过平衡罐的进气口分别连接所述进料平衡节和所述出料平衡节，以将所述进料平衡节和所述出料平衡节的压力降为预设值。
27.根据本实用新型的一种实施方式，所述方法还包括：
28.通过通过第一截止阀连接所述进料平衡节与所述热水解罐，打开所述第一截止阀以使连接两侧的压力相等；
29.通过通过第二截止阀连接所述出料平衡节与所述热水解罐，打开所述第二截止阀以使连接两侧的压力相等；
30.优选地，所述方法还包括：热水解的温度为100-180℃，压力为0.07-1.0mpa，时间为10-60min；更优选地，热水解罐内设置螺旋输入机构，螺旋直径为0.5-1.5m，转速为0-10r/min，填充系数0.3-0.5；
31.优选地，所述方法还包括：所述热水解罐的进料开关阀和出料开关阀的设计压力为0.4-1.4mpa，所述平衡罐的容积为进料平衡节容积的10倍以上，所述平衡罐的设计压力为1.0mpa。
32.本实用新型将加压、保压过程控制在进料平衡节中，将保压、泄压闪蒸过程控制在出料平衡节中，保证了热水解罐可实现恒压连续进出料，全过程进料输送可以连续工作，克服了序批式生产的不足，方便自动化生产，能够提高生产效率，拓宽了热水解技术在厨余垃圾预处理方面的应用条件。
附图说明
33.图1为本实用新型一实施例热水解装置结构示意图；
34.附图标号：
35.1、进料输送机、2、第三截止阀、3、第四截止阀、4、平衡罐、5、第一截止阀、6、进料储料节、7、进料平衡节、8、进料储料节开关阀、9、第一开关阀、10、第二截止阀、11、热水解罐、12、蒸汽进口、13、出料平衡节、14、第二开关阀、15、出料储料节、16、出料储料节开关阀、17、出料输送机。
具体实施方式
36.以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
37.本实用新型提出的方案可实现垃圾通过连续式热水解方式进行预处理，克服序批式生产的不足，方便自动化生产，能够提高生产效率。
38.主流热水解技术中热水解罐需要经历加压、保压、泄压闪蒸的过程，即热水解罐进料后加压，保压过程进行热水解，泄压过程完成闪蒸，泄压完成后出料，然后再开始一轮进出料循环。本实用新型将加压、保压过程控制在进料平衡节中，将保压、泄压闪蒸过程控制在出料平衡节中，保证了热水解罐可实现恒压连续进出料，全过程进料输送可以连续工作。
39.本实用新型一实施方式提供的一种厨余垃圾连续式热水解装置，包括：
40.进料平衡节，其被配置为接收物料并控制其内压力为需要值；
41.热水解罐，其进料口开断可控连接所述进料平衡节，其出料口开断可控连接出料平衡节，被配置为能恒压热解工作；
42.出料平衡节，其被配置为接收所述热水解罐中热解后的物料，并能控制其内压力为需要值。
43.上述方案中相邻设备之间的开断可通过程控阀来实现。
44.程控阀是一种通过气动、液动等方式驱动的切断阀。
45.根据本实用新型的一种实施方式，所述装置还包括平衡罐，所述平衡罐包括两个进气口，该两个进气口分别与所述进料平衡节和所述出料平衡节开断可控连接，所述平衡罐为钢制压力容器，平衡罐设置泄压口，与进料、出料平衡节连通后罐内压力升高，在下一次连通前通过泄压口泄压至常压；优选地，所述平衡罐的容积为所述进料平衡节的容积的10倍及以上。
46.根据本实用新型的一种实施方式，所述进料平衡节通过第一开关阀连接所述热水解罐的进料口；所述进料平衡节通过第一截止阀与所述热水解罐连接，所述第一截止阀被配置为能调节相连接两侧的压力为相等。
47.根据本实用新型的一种实施方式，所述出料平衡节通过第二开关阀连接所述热水解罐的出料口；所述出料平衡节通过第二截止阀与所述热水解罐连接，所述第二截止阀被配置为能调节相连接两侧的压力为相等。
48.根据本实用新型的一种实施方式，所述热水解罐为卧式热水解罐；优选地，所述热水解罐内设有螺旋输送机构，以从热水解罐内的一侧传送热解物料至另一侧。
49.根据本实用新型的一种实施方式，所述装置还包括进料储料节和出料储料节，所述进料储料节开断可控连接所述进料平衡节的进料口；所述出料储料节开断可控连接所述出料平衡节的出料口。
50.根据本实用新型的一种实施方式，所述装置还包括进料输送机和出料输送机，所述进料输送机连接所述进料储料节的入口，所述出料输送机连接所述出料储料节的出口。
51.根据本实用新型的一种实施方式，如图1所示，一种厨余垃圾连续式热水解装置，包括进料输送机1、进料储料节6、进料平衡节7、卧式热水解罐11、出料平衡节13、出料储料节15、出料输送机17和平衡罐4。
52.热水解罐11的顶部设有进料口和与进料平衡节7、出料平衡节13气体连通的连通口。
53.热水解罐11的底部设有出料口和蒸汽进口12若干。
54.热水解罐11的内部设有螺旋输送机构。
55.进料输送机1到热水解罐11进料口的输送通道设有进料储料节6和进料平衡节7。
56.出料输送机17到热水解罐11出料口的输送通道设有出料平衡节13和出料储料节15。
57.进料储料节6、进料平衡节7、出料平衡节13和出料储料节15为钢制圆形或矩形筒体结构，筒体一端敞口带连接法兰，一端设有开关阀；
58.进料储料节6和进料平衡节7的筒体在上，开关阀在下。
59.出料平衡节13和出料储料节15的筒体在下，开关阀在上。
60.热水解罐11的顶部2个连通口分别与进料平衡节7和出料平衡节13连接，连接管道上设有第一截止阀和第二截止阀；
61.平衡罐4顶部设有进气口2个，进气口分别与进料平衡7节和出料平衡节13连接，连接管道上设有第三截止阀2和第四截止阀3。
62.平衡罐4为钢制压力容器，设置泄压口1个，与进料、出料平衡节连通后罐内压力升高，在下一次连通前通过泄压阀泄压至常压。
63.上述的卧式热水解罐中，蒸汽进口12沿罐底部切向进气，沿罐轴向布置多个进气口，使蒸汽通入均匀。
64.上述的卧式热水解罐中，螺旋输送机构将罐内厨余垃圾由进料口向出料口方向输送，该过程中螺旋带动厨余垃圾翻转，使厨余垃圾与蒸汽混合均匀，热水解反应更加充分完全。
65.上述的卧式热水解罐中，罐顶部设有压力和温度检测装置，以实时监测罐内的工况。
66.热水解罐等设备其他结构可采用现有技术实现，此处不再赘述。
67.本实用新型一实施方式还进一步提供了一种厨余垃圾的处理方法，包含如下步
骤：
68.1)卧式热水解罐内温度、压力达到设定值，开关阀和截止阀全部关闭，进料输送机等待进料信号为初始状态；
69.2)进料输送机启动，开始进料，进料输送机持续工作至整条处理线停机为止，进料储料节内持续接料；进料储料节开关阀打开，进料平衡节内完成预设进料量，进料储料节开关阀关闭；
70.3)第一截止阀开启，进料平衡节与卧式热水解罐等压后，第一截止阀关闭；
71.4)第一开关阀打开，进料平衡节内物料竖直掉落进入卧式热水解罐，第一开关阀关闭；
72.5)第三截止阀开启，进料平衡节内压力降低至70kpa以下后，第三截止阀关闭，一个进料循环完成；
73.6)出料输送机启动，开始出料，出料输送机持续工作至整条处理线停机为止。第二截止阀开启，出料平衡节与与卧式热水解罐等压后，第二截止阀关闭；
74.7)第二开关阀开启，出料平衡节内完成预设进料量，第二开关阀关闭；
75.8)第四截止阀开启，出料平衡节内压力降低至70kpa以下后，第四截止阀关闭；
76.9)出料储料节开关阀打开，出料储料节内完成预设进料量，出料储料节开关阀关闭，一个出料循环完成；
77.上述的处理方法中，所述热水解温度为100-180℃，压力为0.07-1.0mpa，时间为10-60min，罐内螺旋直径为0.5-1.5m，转速为0-10r/min，物料在热水解罐内螺旋的填充系数为0.3-0.5。
78.上述的处理方法中，平衡罐内蒸汽作为卧式热水解罐预热或冲洗水升温热源，提升蒸汽回收利用率，完成换热后经除臭处理后达标排放。
79.上述的处理方法中，厨余垃圾经热水解处理后，垃圾中有机质破壁溶出，杀灭厨余垃圾表面的微生物和虫卵，在完成厨余垃圾无害化和减量化的同时，可进行厌氧发酵等实现厨余垃圾资源化处理。
80.上述的处理方法中，所述进料输送机和出料输送机连续输送物料，输送量与卧式热水解罐螺旋输送量相匹配，进料输送机到出料输送机全过程密封，控制臭气扩散和浆液外漏。
81.上述的处理方法中，所述进料开关阀和出料开关阀设计压力0.4-1.4mpa，阀门零部件耐温200℃，密封圈作为易损件定期更换。
82.上述的处理方法中，通过控制所述截止阀使开关阀两侧空间无压差，减轻开关阀启闭过程中密封圈磨损，提升开关阀使用寿命。
83.上述的处理方法中，所述平衡罐容积为进料平衡节容积10倍以上，平衡罐设计压力1.0mpa。
84.上述方法步骤不是全部为必要设置，可根据需要调整。
85.本实用新型具有如下优点：
86.(1)实现连续进料、出料，降低了处理工艺运行难度，提高了处理效率。
87.(2)自动化程度高，现场可实现无人值守，节省人力资源。
88.(3)有效的实现厨余垃圾的无害化，可联合固液分离和厌氧发酵等系统，实现减量
化和资源化利用。
89.(4)工艺适应性强，对原生垃圾分类要求不高。
90.(5)占地面积小，投资成本低，易于实施、管理和推广。
91.相比原有技术，原来技术需要进料完毕再开始加温加压过程，因而物料是间歇的进出热解罐，而本实用新型通过平衡节的设置可以保证物料连续进入热解环节，只需在平衡节阀门启闭时实现压力转换，也就是说热解罐内外压力不相等的时候不能连续进出料，处理完了一次再进行下一次的进料及加温加压处理，而本实用新型把物料压力匹配这个环节在平衡节完成了，物料常压就可以连续进入处理系统了，在平衡节进行缓存及压力转换，随之进入热解环节，而这都可以保证物料生产线的连续运行，因为压力转换时间极短，可在瞬时完成。
92.实施例
93.下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
94.实施例如图1所示，本实用新型所提供的的一种厨余垃圾连续式热水解装置，包括进料输送机1、进料储料节6、进料平衡节7、卧式热水解罐11、出料平衡节13、出料储料节15、出料输送机17和平衡罐4。
95.卧式热水解罐11的内部设有螺旋输送装置。卧式热水解罐11的顶部设有进料口和与进料储存节6、进料平衡节7连通的连通口。卧式热水解罐11的底部设有出料口和蒸汽进口12若干。进料输送机1到卧式热水解罐11进料口的输送通道设有进料储料节6和进料平衡节7；出料输送机17到卧式热水解罐11出料口的输送通道设有出料平衡节13和出料储料节15。
96.进料储料节6、进料平衡节7、出料平衡节13和出料储料节15为钢制圆形或矩形筒体结构，一端敞口带连接法兰连接开关阀，一端设有开关阀，进料储料节6和进料平衡节7筒体在上，开关阀在下；出料平衡节13和出料储料节15筒体在下，开关阀在上。
97.卧式热水解罐11顶部的2个连通口分别与进料平衡节7和出料平衡节13连接，连接管道上设有第一截止阀5和第二截止阀10。
98.平衡罐4顶部设有进气口2个，进气口分别与进料平衡节7和出料平衡节13连接，连接管道上设有第三截止阀2和第四截止阀3。
99.卧式热水解罐11中，蒸汽进口12沿罐底部切向进气，沿罐轴向布置多个进气口，使蒸汽通入均匀。卧式热水解罐11中，罐内螺旋将厨余垃圾由进料口向出料口方向输送，该过程中螺旋带动厨余垃圾翻转，使厨余垃圾与蒸汽混合均匀，热水解反应更加充分完全。卧式热水解罐11中，罐顶部设有压力和温度检测装置，以实时监测罐内的工况。
100.利用上述的连续式热水解装置处理厨余垃圾的过程如下：
101.卧式热水解罐11内温度、压力达到设定值，开关阀和截止阀全部关闭，进料输送机1等待进料信号为初始状态；之后进料输送机1启动，开始进料，进料输送机1可持续工作至整条处理线停机为止；进料储料节6内持续接料；进料储料节开关阀8打开，进料平衡节7内完成预设进料量，进料储料节开关阀8关闭；第一截止阀5开启，进料平衡节7与卧式热水解罐11等压后，第一截止阀5关闭；第一开关阀9打开，进料平衡节7内物料竖直掉落进入卧式热水解罐11，第一开关阀9关闭；第三截止阀2开启，进料平衡节7内压力降低至70kpa以下后，第三截止阀2关闭，一个进料循环完成；
102.热解完成后出料输送机17启动，开始出料，出料输送机17持续工作至整条处理线停机为止；第二截止阀10开启，出料平衡节13与卧式热水解罐11等压后，第二截止阀9关闭；第二开关阀14开启，热解物料从热解罐11中进入出料平衡节13，出料平衡节13内完成预设进料量，第二开关阀14关闭；第四截止阀3开启，出料平衡节13内压力降低至70kpa以下后，第四截止阀3关闭；出料储料节开关阀16打开，出料平衡节13中物料进入出料储料节15，出料储料节15内完成预设进料量，出料储料节开关阀16关闭，一个出料循环完成；物料可从出料储料节15落入出料输送机17。
103.厨余垃圾经热水解处理后，垃圾中有机质破壁溶出，杀灭厨余垃圾表面的微生物和虫卵，热解后物料在完成厨余垃圾无害化和减量化的同时，可进行后续厌氧发酵等实现厨余垃圾资源化处理。
104.需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
105.此外，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
106.上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。