一种用于进行水热反应的系统和方法与流程

本发明属于固体废弃物的无害化和资源化处理领域。具体地，本发明涉及一种用于进行水热反应的系统，特别是用于焚烧飞灰、污泥、生物质废弃物等固体废弃物的无害化和资源化处理的水热反应，尤其是连续和半连续运行的水热反应。本发明还涉及用于进行水热反应的方法。

背景技术：
水热反应是被反应物与水混和后在一定温度和压力下的反应，是污染物治理、生物质类废弃物稳定化和资源化的重要反应模式，因其反应高效、二次污染可完全避免，应用越来越广泛。如焚烧飞灰、被污染的土壤等颗粒物中含有的持久性有机污染物（简称POPs）的消除和重金属的分离或者稳定化、污泥的水热干化和水热调节、有机生物质垃圾的水热稳定化、有机物的高温水解反应均是在高温、高压下进行的水热反应。然而水热反应一般需要一定的停留时间以保证反应完全，使目前水热反应大都在压力容器中批次完成，虽然现有技术采用了多个平行的压力容器反应器实现了水热反应的连续化或者半连续化，但是作为反应器的压力容器同时又是加热器，使反应系统很不安全。新发展的去除颗粒物中所含有的持久性有机污染物的方法有超临界流体萃取（SCFE）、超临界水氧化（SCWO）法、水热处理法等，如发明专利ZL200510075433.4公开了一种超临界水氧化法，对于处理含毒性有机物的废物溶液非常有效。在超临界反应条件下（Tc,≥373.95℃，PC≥220.64bar），有机物、氧和水形成了单一的均相，以使氧化反应迅速地进行，从而有效地销毁如PCDD/Fs之类的有机物；中国专利200710040771.3公布了一种垃圾焚烧飞灰的水热处理方法，利用肼类物质分解产氢，并对二恶英类污染物进行加氢脱卤；发明专利申请PCT/CN2011/073562公开了一种在颗粒物/水的混合物中同时添加Fe2+和Fe3+盐以形成FexOy，并在水热反应条件下催化降解所含持久性有机污染物的处理方法。然而当该技术用于工程设计和操作运行时，现有的实施装置--大型的罐式批处理反应器既要对物料加热、又要保温；成本高、维护困难。对生物质类物质进行水热反应可以制取氢、生物油并将生物质有机废弃物稳定化，例如申请号/专利号为200680054674公布了有机性废弃物的资源化系统，使用批处理反应器；发明专利申请200910265487.5公布了一种用于污泥水热反应的卧式反应釜；发明专利申请200780052294.0公开了一种通过水热碳化而实现生物质湿热化学转化的方法；发明专利申请201010128949.1公开了一种生物质水热液化生产燃料油的方法。实现上述工艺的反应器系统均为水热反应系统，但是由于反应器集加热和反应于一体，导致目前在大型化和安全可靠方面均存在不足，例如：制造材料要求高，大型高压罐体，即反应器本身作为加热面一方面很不安全；另一方面加热面积有限，加热速率慢因而影响了反应速度、降低了系统效率。另外含颗粒物流的水热处理需要连续不断的搅拌以保持颗粒物在液相中均匀分布，而现有的大型高压罐体内的搅拌常用磁力搅拌，在温度升高时都需要冷却系统防止磁性消失，系统非常复杂。鉴于现有的水热反应系统不能满足安全的、高效的、大型化的处理要求，为了更经济、安全、高效地利用水热反应连续处理或半连续式地大批量处理污染性颗粒物或者对生物质废弃物进行稳定化与资源化，本发明提出一种安全、可靠的、可以连续或者半连续运行的水热反应系统及方法以实现含颗粒物流体的水热处理。

技术实现要素：
本发明的一个目的是提供一种用于进行水热反应的系统，所述系统包括：加热装置，所述加热装置包括用于流体流经的流通元件以及用于加热所述流体的热源；和反应装置，所述反应装置包括用于保温的容器；所述容器与所述流通元件通过管道连通。本发明的另一个目的是提供一种用于进行水热反应的方法，所述方法包括：加热包含用于进行水热反应的被反应物和水的流体；以及，将加热后的流体输送至能够保温的容器进行水热反应。这里所说的流体可以含有用于进行水热反应的被反应物和水，例如，包括焚烧飞灰或被污染的土壤等颗粒物的水热反应体系。本发明所提供的系统和方法中的流体优选颗粒物与水、以及处理药剂混合的浆状混合物流体；其中，颗粒物优选粉体、泥浆状颗粒物、生物质碎片，颗粒物的尺寸不超过30mm。液固比质量比优选为1.8:1～10:1，更优选为2.8:1～4.4:1。采用本发明所提供的用于进行水热反应的系统或方法可以使水热反应中的加热和反应的步骤分开进行，由于不需要对容器，即反应器本身进行加热，这就避免了加热反应器带来的安全性问题，而且降低了反应器的制造成本。本发明所提供的系统中的加热装置包括用于流体流经的流通元件以及用于加热所述流体的热源。当流体流经加热装置的流通元件时，被热源加热，再输送至反应装置进行水热反应。也就说，加热装置的主要作用是使流体升温至水热反应所需的温度。这里，流通元件可以是包括管、腔、室等各种能容纳一定量的流体的结构的元件，例如，列管式加热器、盘管式加热器、蛇形管加热器、套管式加热器、螺旋板加热器等；具体地，流通元件可以是列管式加热器（例如无壳式和管壳式）、盘管式加热器、蛇形管加热器的流通管道，流通元件也可以是套管式加热器的内套管，流通元件还可以是螺旋板加热器的螺旋通道。热源可以是任何能加热流通元件中的流体的热源，例如，可以从流通元件的外部进行加热，比如高温烟气、熔盐、蒸汽、电加热元件等，其中，高温烟气优选来自炉膛或者烟道的高温烟气；蒸汽优选来自锅炉、蒸汽管网或者排放的蒸汽。将流通元件设置在高温烟气、熔盐、蒸汽中便可以实现加热的目的，或将电加热元件设置在流通元件周围也可以实现加热的目的，例如，在套管式加热器的外套中、蛇形管加热器的外壁覆盖一层电加热丝或电加热棒。也可以从流通元件的内部进行加热，比如设置在流通元件内部的电热管或能够输送至流通元件内部的蒸汽。加热装置的一种优选的实施方式是暴露于高温烟气中或者熔盐中的列管式加热器或者盘管式加热器或者蛇形管加热器；使用蒸汽作为热源时，流通元件优选列管式加热器、套管式加热器或螺旋板加热器；使用电热元件作为热源时，流通元件优选套管式加热器或者蛇形管加热器。在本发明所提供的用于进行水热反应的方法中，加热方式也可以为：使所述流体流经选自列管式加热器、盘管式加热器、蛇形管加热器、套管式加热器或螺旋板加热器的流通元件，并通过选自高温烟气、熔盐、蒸汽或电加热元件的热源进行加热。加热装置可以被配置成根据需要一次性将流体（例如颗粒物/液相混合物）加热到预定温度，也可以配置成通过多次循环加热使流体达到预定温度，从而减少加热装置的加热面积。本发明所提供的系统中的反应装置包括用于保温的容器；本发明所提供的方法包括将加热后的流体输送至能够保温的容器进行水热反应。容器的主要作用是给流体提供足够的容量，以及提供足够的反应时间。容器主体可以为罐体、管体或其它能容纳所需要的量的流体的结构。例如，容器主体可以是圆柱形或者球形的罐体，罐体可以安装有必要的料位显示与控制元件和/或压力显示与控制元件和/或温度显示元件；罐体也可以与用于添加试剂或药剂的管道和/或阀门连通；罐体的底部也可以与用于排尽物料的管道和/或阀门连通。容器主体也可以是类似管壳式换热器的列管。容器的保温功能可以通过各种方式实现。例如，容器是外壁覆盖有保温材料的罐体，或者容器是外壁覆盖有保温材料并设置有能够伴热的热源，如电加热器的罐体，或者容器是利用热流体进行伴热的管体，如在类似管壳式换热器的列管的管体周围流通有温度略高于或等于进行水热反应的流体的烟气或蒸汽。容器可以设置独立的进口和出口，进口用于加热后的流体进入容器，通过管道与加热装置的流通元件连通；出口用于反应后的流体流出容器。当容器为罐体时，优选地，容器的进口在重力方向上位于出口的下部；更优选地，容器的进口位于罐体的底部，容器的出口位于罐体的顶部。在进行水热反应的过程中，容器的进口和出口的用途也可以根据需要做相应的变换。例如，可以使流体从位于上部的出口进入罐体，使流体从位于下部的进口流出罐体；与上部的出口连通的管道还可以通过管道与用于添加试剂或药剂的支管连通；当最后排放罐体中的流体时，也可以通过位于下部的进口排放流体。当容器为罐体时，罐体内部可以设置磁力搅拌元件，也可以不设置磁力搅拌元件。当罐体内部不设置磁力搅拌元件时，为了防止罐体中的颗粒物发生沉淀，可以使罐体中的流体通过连通罐体的进口和出口的管道进行循环，这样，也可以进一步降低罐体的制造成本。当本发明的加热装置被配置成通过多次循环加热使流体达到预定温度时，所述容器的出口可以与所述流通元件的进口通过管道连通，所述容器的进口与所述流通元件的出口通过管道连通，以形成循环管路。这样，便可以将流体输出所述容器，重新流经加热装置进行加热，以通过在加热装置和容器之间进行多次循环的方式进行加热。本发明所提供的方法也可以包括：使流体多次循环流经流通元件。本发明所提供的系统还可以包括换热装置，与容器的出口通过管道连通。所述换热装置包括换热元件，如套管式换热器、螺旋板换热器或者管壳式换热器，优选套管式换热器。换热装置用于将从容器的出口排出的流体，即进行水热反应后的流体的热量传递给需要加热的其它液体，例如流经加热装置前，即加热前的流体，或者反应前的水。这样，既可以节约一定的热量，又可以使反应后的流体迅速冷却，避免了输送过程中物料中液固分离，从而有利于直接排出或进一步处理，保证系统的畅通和稳定。本发明所提供的方法还可以包括：使进行水热反应后的流体流经这里所说的换热装置。本发明所提供的系统还可以包括用于混合被反应物和水的混合装置，所述被反应物和水用于进行水热反应，所述混合装置与所述流通元件的进口通过管道连通。在一个优选的实施方式中，所述混合装置包括备料罐和搅拌器，在一个更优选的实施方式中，所述混合装置包括备料罐和具有切碎备料功能的搅拌器。被反应物，如焚烧飞灰、受污染的土壤、生物质等的颗粒物，和水或溶液在备料罐中通过搅拌器混合，甚至切碎备料，形成流体，然后输送至加热装置，或经由换热装置后再输送至加热装置。为了实现水热反应的连续或半连续进行，本发明所提供的系统可以包括多个反应装置，即两个或两个以上的反应装置，优选两个或三个反应装置。多个反应装置以并联的方式安装于本发明所提供的系统中。例如，当该系统包括两个反应装置时，连通两个反应装置的容器的进口的管道与连通加热装置的流通元件的出口的管道通过管道分支连通；连通两个反应装置的容器的出口的管道与连通换热装置的管道通过管道分支连通。本发明所提供的方法可以包括：将加热后的流体分别输送至多个容器。在本发明所提供的系统中，可以根据需要在管路中安装相应的泵和/或阀门。也就是说，本发明所提供的系统可以安装由能驱动流体在所述系统的整个管路中运行的一个或多个泵；本发明所提供的系统也可以安装能控制分别包括各个装置的管路进行独立的开启和关闭的阀门。与批式处理反应器采用大尺寸间壁式加热面相比，本发明采用管式加热器，或者螺旋板加热器，或者套管式加热器，并用泵送的方式，使含颗粒物流（如飞灰和水的混合物料）得以充分混合、不需要搅拌，在管子中或者螺旋板中边前进边加热，避免了搅拌装置所需的密封设计、避免了盐可能析出而在壁面结垢给反应器的维护造成困难。特别是管子加热面或者螺旋板加热面与容积式反应罐相比，耐压能力大为提高。而系统中较大容积的保温器不承担加热的任务，物料的连续进出与循环避免了罐中需要搅拌器将物料混合均匀，整个压力系统的可靠性大为提高。附图说明图1是本发明所提供的系统的第一种具体实施方式的示意图。图2是本发明所提供的系统的第二种具体实施方式的示意图。图3是本发明所提供的系统的第二种具体实施方式的示意图。图4是本发明的加热装置除列管式加热器以外的其它四种具体实施方式的示意图。图5是本发明的能够保温的容器的一种具体实施方式的示意图；其中，图5A是用于伴热的热流体的流通示意图，箭头示出热流体的流通方式；图5B是该容器的横截面示意图，箭头示出进行水热反应的流体的流通方式；图5C是列管连接方式的示意图，箭头示出进行水热反应的流体的流通方式。具体实施方式图1示出了本发明所提供的系统的一种具体实施方式。如图1所示，该具体实施方式的系统包括混合装置1、换热装置2、加热装置3、第一反应装置4、第二反应装置5。其中，混合装置1包括备料罐、搅拌器、物料进料器；加热装置3为列管式加热器；换热装置2为换热器；第一反应装置4包括第一保温容器；第二反应装置5包括第二保温容器，第一保温容器和第二保温容器是外壁覆盖有保温材料并分别设置有第一伴热器和第二伴热器的主体为圆柱形的罐体，第一保温容器和第二保温容器分别设置有独立的进口和出口，进口位于罐体的底部，出口位于罐体的顶部。出口与用于添加试剂或药剂的管道和阀门连通。该具体实施方式的系统还包括进料泵6、第一循环泵7、第二循环泵8。在该具体实施方式的系统中，通过设置相应的管道连接和阀门，可以实现流体的如下运行：流体的运行线路一：混合装置→进料泵→换热装置→加热装置→第一反应装置的进口→在第一反应装置中保温至所期望的时间→第一反应装置的出口→第一循环泵→换热装置→排出流体的运行线路二：混合装置→进料泵→换热装置→加热装置→第二反应装置的进口→在第二反应装置中保温至所期望的时间→第二反应装置的出口→第二循环泵→换热装置→排出流体的运行线路三：混合装置→进料泵→换热装置→加热装置→第一反应装置的进口→流体在第一反应装置中达到所期望的容积→第一反应装置的出口→第一循环泵→加热装置→在加热装置和第一循环泵之间循环加热至所期望的温度和时间→第一反应装置的进口→第一反应装置的出口→第一循环泵→换热装置→排出流体的运行线路四：混合装置→进料泵→换热装置→加热装置→第二反应装置的进口→流体在第二反应装置中达到所期望的容积→第二反应装置的出口→第二循环泵→加热装置→在加热装置和第二循环泵之间循环加热至所期望的温度和时间→第二反应装置的进口→第二反应装置的出口→第二循环泵→换热装置→排出流体的运行线路五：混合装置→进料泵→换热装置→加热装置→第一反应装置的进口→第一反应装置的出口→第一循环泵→加热装置→在加热装置和第一反应装置之间循环加热至预定温度→第一反应装置的进口→第一循环泵→第一反应装置的出口→第一反应装置→通过第一循环泵的作用使流体在管道和第一反应装置中循环至预定时间→第一反应装置的进口→换热装置→排出流体的运行线路六：混合装置→进料泵→换热装置→加热装置→第二反应装置的进口→第二反应装置的出口→第二循环泵→加热装置→在加热装置和第二反应装置之间循环加热至预定温度→第二反应装置的进口→第二循环泵→第二反应装置的出口→第二反应装置→通过第二循环泵的作用使流体在管道和第二反应装置中循环至预定时间→第二反应装置的进口→换热装置→排出流体的运行线路七：第一反应装置的进口→换热装置→排出流体的运行线路八：第二反应装置的进口→换热装置→排出其中：（1）运行线路一和二的特点是流体一次性加热到所期望的温度并在容器中进行水热反应，为了防止容器中的颗粒物发生沉淀，可以在罐体内部设置磁力搅拌元件。运行线路一和二的合并使用可以实现水热反应的连续化或半连续化。（2）运行线路三和四的特点是多次循环加热到所期望的温度，水热反应进行的同时，容器中的流体仍然处于循环之中，这样可以防止容器中的颗粒物发生沉淀，当加热装置的热源为高温烟气时，也可以防止加热装置温度过高被烧毁。运行线路三和四的合并使用可以实现水热反应的连续化或半连续化。在此线路中，伴热器不需要工作。（3）运行线路五和六的特点是多次循环加热到所期望的温度，随着水热反应进行的同时，容器中的流体仍然处于循环之中，循环方式流体依次通过位于罐体顶部的出口、罐体内部、位于罐体顶部的出口、循环泵，然后再到罐体顶部的出口进行循环，而不通过加热装置进行循环，这样可以防止容器中的颗粒物发生沉淀；当加热装置的热源为电加热元件和蒸汽时，电加热元件和蒸汽可以停止工作。运行线路五和六的合并使用可以实现水热反应的连续化或半连续化。（4）运行线路七和八的特点是可以使罐体中的流体排放得更加充分，运行线路气可以合并到运行线路一或五；运行线路八可以合并到运行线路二或六。（5）运行线路一、三、五中的任意一种和运行线路二、四、六中的任意一种进行合并使用也可以实现水热反应的连续化或半连续化。（6）本发明所提供的系统的流体的运行线路可以包括以上情况，但不限于以上情况。在这里，第一循环泵和第二循环泵又具有排料泵的功能。同时设置两个反应装置可以实现水热反应的连续或半连续进行。其中，所采用的阀门优选电动闸阀或者电动截止阀；循环泵优选螺杆式渣浆泵或耐磨耐高温渣浆泵。图2示出了本发明所提供的系统的另一种具体实施方式。如图2所示，与图1所示的系统所不同的是，本实施方式的系统的换热装置不是设置于混合装置和加热装置之间，而是设置于混合装置的上游，这样设置可以用换热装置加热混合前的水。图3示出了本发明所提供的系统的又一种具体实施方式。如图3所示，与图2所示的系统所不同的是，本实施方式的系统包括三个反应装置。图4示出了本发明的加热装置另外四种具体实施方式。除了采用图1-3所示的列管式加热器的实施方式之外，本发明的加热装置也可以采用图4所示的实施方式。如图4A所示，流通元件为盘管式加热器，热源为高温烟气、熔盐、蒸汽或者电加热元件；如图4B所示，流通元件为套管式加热器（用于进行水热反应的流体在内套管流通），热源为外套管中流通的热流体，热流体为高温烟气或蒸汽；或者是布置在外套管中的电加热元件。如图4C所示，流通元件为螺旋板加热器的螺旋通道；热源在另外的螺旋通道的热流体，热流体为高温烟气或蒸汽；如图4D所示，流通元件为蛇形管加热器，热源为高温烟气、熔盐、蒸汽或者电加热元件。图5示出了本发明的容器的一种具体实施方式。本发明的能够保温的容器除了可以采用图1所示的保温容器，即罐体的形式之外，也可以采用管体的形式。如图5所示，容器类似管壳式换热器，换热器中的列管用于进行水热反应的流体的储存和流通；换热器的壳体为圆柱形薄壳，与常规管壳式换热器的壳体不同，它不承压，内部流通有能够伴热的热流体，例如，温度略高于或等于进行水热反应的流体的烟气或蒸汽。保温容器可以被配置成储存5～30min内通过加热装置的被反应流体的总量。与罐体容器类似，该管体容器也连接用于添加试剂或药剂的分支管道和阀门，这样可以送入所需的药剂。下面通过具体实施例来详细说明本发明的实施方案和效果。实施例1本实施例采用图2所示的系统，加热器改为蛇形管加热器。某一座1000t/d垃圾焚烧厂产生的飞灰中含有二恶英、重金属和高浓度盐分，尤其是含有Cl离子，利用本发明技术处理时，先经过清水洗涤，并将石子沉淀分离，洗涤后的飞灰经过物料进料器进入备料罐。用于配灰浆的水先经换热装置预热后再送入备料罐，与飞灰混合形成灰浆。换热装置中的热源来自保温容器的物料。类似PCT/CN2011/073562所公开的可溶性的亚铁盐和铁盐以固体形式经过物料进料器先后进入备料罐，启动搅拌器搅拌均匀。灰浆由进料泵送入加热装置；加热装置是置于焚烧炉550～650℃温区的烟道内的蛇形管加热器，由耐腐蚀不锈钢管例如Φ45*3的2205双相不锈钢管子弯曲而成，单排管长30m，共有5排，进入端有分配集箱，出口端有汇集集箱。灰浆在管内的流速为0.5m/s左右（启动时流速达0.80m/s以上），自出口集箱送到第一保温容器；自第一保温容器的下部送入，直至到达预定液位后，与第一保温容器连接的第一循环泵打开，物料开始在加热装置和第一保温容器间循环，直至达到上限液位；此时进料泵停止送料，仅循环泵工作，使物料在加热器和第一保温容器之间循环，全部物料循环5次以后到达260℃～293℃的预定温度。此后维持此循环直到达到预定的反应时间（在此过程中伴热器不需工作），例如维持预定温度30～60min后，物料排入换热装置，与此同时进料泵启动送料，通过加热装置后送入第二保温容器，在第二保温容器和加热装置之间进行循环，直至反应完成。第一保温容器和第二保温容器的工作容积均为5m3。物料排出后在经过换热装置冷却的同时压力也下降，排出的物料，经过处理后飞灰中二恶英浓度降低90%或以上（等毒性当量），送入下一步利用或者处理步骤。本系统的优点是加热装置只需要很少的加热面积；而保温容器用普通不锈钢甚至可以用碳钢制造而仍然安全。实施例2本实施例采用图2所示的系统。某两城市之间设一座医疗废物焚烧炉飞灰处置站，用于处理两个城市产生的医废焚烧飞灰约2.8～3t/d。医废焚烧飞灰中含有二恶英、重金属和高浓度盐分，尤其是含有Cl-，利用本发明技术处理时，未经任何预处理的飞灰与PCT/CN2011/073562所公开的可溶性的亚铁盐和铁盐的任何一种、这里优选为铁盐按计量混合后经过物料进料器进入备料罐。用于配灰浆的水先经过换热装置预热后，送入备料罐；换热装置中的热源来自保温容器的物料。启动搅拌器搅拌使水与飞灰混合形成灰浆，随后再加入另一种亚铁盐的溶液，搅拌均匀后，由进料泵送入加热装置；加热装置是置于450℃的熔盐中的盘管式加热器（如图4A所示），由Φ38*3.5的耐腐蚀不锈钢管例如254SMO管子弯曲而成，管长30米，单管进出。飞灰/水混合物即物料加热后送到第一保温容器；自第一保温容器的下部送入，直至到达预定液位后，与第一保温容器连接的第一循环泵打开，物料开始在加热装置和第一保温容器之间循环，直至达到上限液位；此时停止送料泵，仅循环泵工作，物料在第一保温容器和加热装置之间循环；全部物料平均循环2.36次加热到292℃以后，保温30～60min（在此过程中伴热器不需工作），然后将物料排出，送入换热装置，物料在冷却的同时压力也下降，处理后的飞灰送入下一步利用或者处理步骤。与此同时进料泵打开，物料送入加热装置后再送到第二保温容器，重复上述过程。第一保温容器和第二保温容器的工作容积均为1.0m3。本反应系统利用一段254SMO管子和2个316或者316L的不锈钢的保温容器相配合，方便、经济地解决了2个大型城市医废焚烧飞灰的问题。实施例3本实施例采用图3所示的系统。第一保温容器、第二保温容器、第三保温容器的容积均为5m3，其它与实施1所采用的系统相同。某一座1500t/d垃圾焚烧厂产生的飞灰中含有二恶英、重金属和高浓度盐分，尤其是含有Cl离子。当第一保温容器在到达预定温度后保温以维持特定的反应时间如60min时，关闭第一进料回路、第一循环回路、第一排料回路；而此时启动进料泵进料到加热装置，再到第二保温容器，此后在第二保温容器和加热装置之间进行循环；当第二保温容器到达预定反应时间出料时，启动进料泵，物料经过加热装置后进入第三保温容器。本实施例与其它实施例相比，当维持一个保温容器的反应时间时，并不耽搁其它保温容器的进料和循环，因而在不改变任何条件下只需要加一个保温容器及其对应的循环泵、阀系统，就可以实现被反应流体的处理容量增加50%。实施例4本实施例采用图1所示的系统。某污水处理厂的排出的污泥水分含量80～93%，自物料进料器送入备料罐；物料进料器同时具备石子过滤功能。启动搅拌器搅拌均匀后，由进料泵送入换热装置预热；换热装置中的热源是来自保温容器的物料。物料预热后送入加热装置；加热装置是螺旋板式（如图4C所示），不锈钢材质，例如304L，316或者316L。由180℃的蒸汽加热，蒸汽走上下通道，污泥进入螺旋通道，加热到165～170℃以后送到第一保温容器；自第一保温容器的下部送入，直至到达预定液位后，与第一保温容器连接的第一循环泵打开，物料开始在加热装置和第一保温容器间循环，直至达到上限液位；此时关闭进料泵，使物料在加热装置和第一保温容器间循环，循环10min后开始排料；污泥送入换热装置冷却后再进入下一步的液固分离装置。同时启动进料泵，物料自换热装置再到加热装置，送入第二保温容器，当第二保温容器到达预定的料位上限后，启动与第一保温容器相同的循环与排料程序。第一保温容器和第二保温容器的外侧均有保温，并有伴热器，伴热器是2KW的电加热器，仅在物料温度低于165℃以下时启动。本系统如果采用图3所示的包括三个反应装置的系统，则可以实现污水处理厂排出污泥的水热处理的连续化。实施例5本实施例采用图1所示的系统，但保温容器换成图5所示的利用热流体进行伴热的管体。某污水处理厂的排出的污泥水分含量80～93%，自物料进料器送入备料罐；物料进料器同时具备石子过滤功能。启动搅拌器搅拌均匀后，由进料泵送入换热装置预热；换热装置中的热源来自保温容器的反应后的流体。未反应的物料流体预热后送入加热装置；加热装置是套管式（如图4B所示），不锈钢材质，例如304L，316或者316L。用6MPa的蒸汽加热，蒸汽走管外通道，未反应的物料流进内管通道，加热到265～270℃以后送到第一保温容器；第一保温容器为类似管壳式换热器（如图5所示）的管体，各管之间用弯头连接。在第一保温容器的列管内的流速为0.05m/s；自第一保温容器最后一段管流出的反应物料连接第一循环泵，通过第一循环泵的作用使流体在管道和第一保温容器中循环，并可以在此循环过程中加入污泥水热处理的调理剂，直到达到预定的保温时间，此时第二保温容器在进行排料和进料操作。第一保温容器内到达预定时间后同时启动进料泵和相应的管路，进料与来自第一保温容器的排料在换热装置中换热后仍旧送入第一保温容器，开始下一轮加热与保温操作。第二保温容器的工作与第一保温容器类似，二者交替进料与排料，实现连续运行。自换热装置出来的反应后的物料是已炭化的污泥流体，进入下一步液固分离处理后回收利用，在此过程中，在调理剂的作用下，污泥所含的重金属能部分去除或者稳定化。保温容器中伴热保温流体采用300℃的热烟或者是280℃以上的过热蒸汽。实施例6本实施例采用图1所示的系统。某餐厨垃圾处理厂的餐厨垃圾水分含量80～85%，自物料进料器送入备料罐；物料进料器带有过滤装置除去了骨头、硬刺和石子。启动带有刀片和切碎功能的搅拌器搅拌均匀后，由进料泵送入换热装置预热；进料泵的吸料口在备料罐的中部偏下；备料罐底部为锥形可以收集细沙。换热装置中的热源是来自保温容器的物料。物料预热后送入加热装置；加热装置是蛇管式加热器（如图4D所示），由耐腐蚀不锈钢管例如Φ45*2.5规格的254SMO管子弯曲而成，外部先用蒸汽加热，直至物料加热到200℃，最后一段采用电加热将餐厨垃圾物料加热到280℃，送到第一保温容器；自第一保温容器的下部送入，直至到达预定液位后，与第一保温容器连接的第一循环泵打开，物料开始在加热装置和第一保温容器间循环，直至达到上限液位；此时停止送料，保温20～30min后；打开相应管路，第一循环泵变成排料泵；将物料送入换热装置；同时打开进料泵，通过换热装置预热后送加热装置，最后送入第二保温容器，当第二保温容器到达预定的料位后，重复与第一保温容器类似的循环程序。第一保温容器、第二保温容器的上部排气阀定期开启以排放过程中产生的气体，自换热装置排出的物料送入下一装置等候进一步处置。使用本发明的反应系统，可以实现颗粒物中的持久性有机污染物分解和重金属分离过程，也可以实现有机废物的水热反应和污泥的水热处理与重金属的部分分离。反应过程安全，避免了大尺寸的间壁式加热面因结垢、腐蚀带来的安全隐患，以及大尺寸高压空间实施搅拌可能出现的泄露问题。