生物有机固废的水解喷爆反应釜的制作方法

本实用新型属于属于生物质处理领域，涉及一种水解反应釜，尤其涉及一种生物有机固废的水解喷爆反应釜。

背景技术：

在生物质处理领域，需要对生物质进行深加工处理，传统采用的方法就是使用生物堆肥技术，依靠生物菌对有机质进行分解，从而把大分子的有机物分解成为植物可吸收的小分子团物质，此时也达到稳定状态，发酵和腐烂过程也趋于结束。

目前常用的有两种方式：第一，生物堆肥处理，这样的过程漫长，需要2-3个月才能完成，在北方地区冬天的时候，由于气温低，可能需要更长的时间。第二，采用水解反应釜，有机物质置于其内，在一定温度和压力下，加上催化剂，有机质大分子在短短几个小时内会分解成为小分子结构，从而使微生物反应需要几个月的时间缩短到几个小时。

现有的水解反应釜往往存在以下缺陷：1)环形盘管影响物料最终的喷射卸料(增加了物料和管壁的摩擦阻力)；2)反应釜高度直径比太小，容易造成物料难以喷出或喷料不畅的现象；3)物料加热不均匀，热传导较慢，需要的反应过程较长；4)进料口密封较为困难，日后更换维护不方便，且容易漏气和泄压；5)催化剂添加不方便，罐口投料，难以和物料充分混合；6)小型罐设搅拌桨，对于含有纤维素类物质较多的物料(秸秆等)或者密度较高的物料(泥沙含量大或者有机质密度高的)，难以搅拌；7)物料对罐体弯头部分磨损严重。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可提高使用效率以及可靠性强的生物有机固废的水解喷爆反应釜。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种生物有机固废的水解喷爆反应釜，其特征在于：所述生物有机固废的水解喷爆反应釜包括反应釜本体、弧形封头、安全阀安装接口、温度表接口、压力表接口、药剂加入装置、物料进口D、物料喷射出口E、弧形大小弯头、刀阀、中心蒸汽通气装置、舱口备用接口法兰、罐体膨胀约束装置以及内开式反应釜盖体；所述反应釜本体的顶部以及底部分别设置有弧形封头以及弧形大小弯头；所述弧形封头上设置有安全阀安装接口、温度表接口、压力表接口以及物料进口D；所述舱口备用接口法兰以及内开式反应釜盖体自上而下依次设置在物料进口D上；所述弧形大小弯头的出口处设置有刀阀；所述弧形大小弯头的出口是物料喷射出口E；所述罐体膨胀约束装置套装在反应釜本体的侧壁上；所述反应釜本体内部设置有药剂加入装置以及中心蒸汽通气装置；所述反应釜本体的高径比不低于3。

上述反应釜本体的高径比不低于4。

上述中心蒸汽通气装置包括中心蒸汽管接口B、中央蒸汽管、通气管以及中央蒸汽管锥形帽；所述中心蒸汽管接口B设置在反应釜本体的侧壁上；所述中心蒸汽管接口B通过通气管与中央蒸汽管相连；所述中央蒸汽管锥形帽置于中央蒸汽管的上端部；所述中央蒸汽管的表面上设置有多孔结构；待通入蒸汽依次通过中心蒸汽管接口B、通气管以及中央蒸汽管与反应釜本体内部相贯通。

上述反应釜本体内部设置有上端固定板以及下端固定板；所述中央蒸汽管通过上端固定板以及下端固定板固定在反应釜本体内部。

上述药剂加入装置包括药剂加注接口、药剂加注的环形盘管以及锥形螺旋喷头；所述药剂加注接口设置在弧形封头；所述锥形螺旋喷头设置在药剂加注的环形盘管上并与药剂加注的环形盘管相贯通；所述药剂加注接口通过药剂加注的环形盘管以及锥形螺旋喷头与反应釜本体内部相贯通。

上述内开式反应釜盖体包括内开式反应釜上盖、合页机构、钢丝绳滑轮、钢丝绳、液压马达以及密封垫；所述液压马达设置在弧形封头上；所述钢丝绳的一端与液压马达相连，另一端通过钢丝绳滑轮设置在内开式反应釜上盖上；所述内开式反应釜上盖通过合页机构设置在弧形封头的内部；所述内开式反应釜上盖与弧形封头相接触的部位设置有密封垫。

上述密封垫通过固定螺栓设置在内开式反应釜上盖上；所述密封垫包括密封垫的O型圈以及沿密封垫的O型圈向两侧延伸的侧壁；所述内开式反应釜上盖上设置有盖子上的O型圈工作凹槽；所述弧形封头上设置有与盖子上的O型圈工作凹槽位置相对应的罐子上部法兰的O型圈工作凹槽；所述密封垫的O型圈设置在盖子上的O型圈工作凹槽与罐子上部法兰的O型圈工作凹槽中。

上述罐体膨胀约束装置包括罐体膨胀约束套以及缠绕在罐体膨胀约束套外部的罐体膨胀约束钢丝绳；所述罐体膨胀约束套的横截面是槽钢；所述罐体膨胀约束套是由两个半圆状的约束套拼接而成；两个半圆状的约束套之间是非接触的。

上述生物有机固废的水解喷爆反应釜还包括设置在反应釜本体内部的旁路蒸汽通气装置；所述旁路蒸汽通气装置包括上层蒸气管接口A、下层蒸汽管接口C、上端蒸汽盘管、竖向蒸汽管道、下端蒸汽管以及下端蒸汽管的环形盘管；所述上层蒸气管接口A以及下层蒸汽管接口C分别设置在反应釜本体的侧壁上；所述竖向蒸汽管道沿反应釜本体的轴向均布在反应釜本体内部；所述上层蒸气管接口A通过上端蒸汽盘管以及竖向蒸汽管道与反应釜本体内部相连通；所述竖向蒸汽管道的侧壁上设置有多孔结构；所述下端蒸汽管与下端蒸汽管的环形盘管相贯通；所述下端蒸汽管的侧壁上设置有多孔结构；所述下层蒸汽管接口C通过下端蒸汽管的环形盘管以及下端蒸汽管与反应釜本体内部相连通。

上述生物有机固废的水解喷爆反应釜还包括设置弧形封头上的备用安全阀接口、备用温度表接口以及备用压力表接口；所述弧形大小弯头上设置有与弧形大小弯头内部相贯通的左排液管束G和/或右排液管束G。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供了一种生物有机固废的水解喷爆反应釜，包括反应釜本体、弧形封头、安全阀安装接口、温度表接口、压力表接口、药剂加入装置、物料进口D、物料喷射出口E、弧形大小弯头、刀阀、中心蒸汽通气装置、舱口备用接口法兰、罐体膨胀约束装置以及内开式反应釜盖体；反应釜本体的顶部以及底部分别设置有弧形封头以及弧形大小弯头；弧形封头上设置有安全阀安装接口、温度表接口、压力表接口以及物料进口D；舱口备用接口法兰以及内开式反应釜盖体自上而下依次设置在物料进口D上；弧形大小弯头的出口处设置有刀阀；弧形大小弯头的出口是物料喷射出口E；罐体膨胀约束装置套装在反应釜本体的侧壁上；反应釜本体内部设置有药剂加入装置以及中心蒸汽通气装置；反应釜本体的高径比不低于3。本实用新型在盖子上双排锻钢板制作的合页；内置有加药装置；盖子上固定安装的密封圈；中央设置的通气管道；上下分为两部分设置的周向通气管(竖向的)；下端一体化铸造的锥形大小头。管子密封更为可靠，密封垫更换方便，且固定牢靠；盖子采用双排合页(较厚的锻钢制作)，使用不会变形；分为上下通气管段(也可以设成两段以上，可以根据装填物料多少分别选择开启；内置中央通气管(单独回路送热蒸汽)，加快升温速度，缩短反应时间；内设药剂均匀混合装置(接口、环形管道、喷头等)，可以实现添加剂与物料均匀混合；底部一体成型锥形大小头，承压能力强，可以实现中压水解。市场上现有产品都是低压水解；罐体圆周设有保护和限位装置，提高了罐体的安全性。

附图说明

图1是本实用新型所提供的生物有机固废的水解喷爆反应釜的整体结构示意图；

图2是本实用新型所提供的生物有机固废的水解喷爆反应釜的侧视结构示意图；

图3是本实用新型所提供的生物有机固废的水解喷爆反应釜的剖视结构示意图；

图4是图3中X部分的放大结构示意图；

图5是本实用新型所提供的生物有机固废的水解喷爆反应釜的另一侧视结构示意图；

图6是本实用新型所提供的生物有机固废的水解喷爆反应釜的俯视结构示意图；

其中：

1-反应釜本体；11-弧形封头；12-舱口备用接口法兰；13-安全阀安装接口；14-备用安全阀接口；15-温度表接口；16-备用温度表接口；17-压力表接口；18-备用压力表接口；19-药剂加注接口；110-药剂加注的环形盘管；111-锥形螺旋喷头；112-罐子上部法兰的O型圈工作凹槽；113-中央蒸汽管锥形帽；114-中央蒸汽管；115-通气管；116-上端固定板；117-上端蒸汽盘管；118-竖向蒸汽管道；119-下端固定板；120-下端蒸汽管；121-下端蒸汽管的环形盘管；21-罐体膨胀约束套；22-罐体膨胀约束钢丝绳；3-弧形大小弯头；4-刀阀；5-内开式反应釜上盖；51-合页机构；52-钢丝绳滑轮；53-钢丝绳；54-液压马达；55-盖子上的O型圈工作凹槽；6-密封垫；61-密封垫的O型圈；7-固定螺栓；A-上层蒸气管接口；B-中心蒸汽管接口；C-下层蒸汽管接口；D-物料进口；E-物料喷射出口；G1-左排液管束；G2-右排液管束。

具体实施方式

参见图1、图2以及图6，本实用新型提供了一种生物有机固废的水解喷爆反应釜，包括反应釜本体1、弧形封头11、安全阀安装接口13、温度表接口15、压力表接口17、药剂加入装置、物料进口D、物料喷射出口E、弧形大小弯头3、刀阀4、中心蒸汽通气装置、舱口备用接口法兰12、罐体膨胀约束装置以及内开式反应釜盖体；反应釜本体1的顶部以及底部分别设置有弧形封头11以及弧形大小弯头3；弧形封头11上设置有安全阀安装接口13、温度表接口15、压力表接口17以及物料进口D；舱口备用接口法兰12以及内开式反应釜盖体自上而下依次设置在物料进口D上；弧形大小弯头3的出口处设置有刀阀4；弧形大小弯头3的出口是物料喷射出口E；罐体膨胀约束装置套装在反应釜本体1的侧壁上；反应釜本体1内部设置有药剂加入装置以及中心蒸汽通气装置；反应釜本体1的高径比不低于3，优选是比不低于4。

参见图3以及图5，中心蒸汽通气装置包括中心蒸汽管接口B、中央蒸汽管114、通气管115以及中央蒸汽管锥形帽113；中心蒸汽管接口B设置在反应釜本体1的侧壁上；中心蒸汽管接口B通过通气管115与中央蒸汽管114相连；中央蒸汽管锥形帽113置于中央蒸汽管114的上端部；中央蒸汽管114的表面上设置有多孔结构；待通入蒸汽依次通过中心蒸汽管接口B、通气管115以及中央蒸汽管114与反应釜本体1内部相贯通。反应釜本体1内部设置有上端固定板116以及下端固定板119；中央蒸汽管114通过上端固定板116以及下端固定板119固定在反应釜本体1内部。药剂加入装置包括药剂加注接口19、药剂加注的环形盘管110以及锥形螺旋喷头111；药剂加注接口19设置在弧形封头11；锥形螺旋喷头111设置在药剂加注的环形盘管110上并与药剂加注的环形盘管110相贯通；药剂加注接口19通过药剂加注的环形盘管110以及锥形螺旋喷头111与反应釜本体1内部相贯通。

参见图3以及图4，内开式反应釜盖体包括内开式反应釜上盖5、合页机构51、钢丝绳滑轮52、钢丝绳53、液压马达54以及密封垫6；液压马达54设置在弧形封头11上；钢丝绳53的一端与液压马达54相连，另一端通过钢丝绳滑轮52设置在内开式反应釜上盖5上；内开式反应釜上盖5通过合页机构51设置在弧形封头11的内部；内开式反应釜上盖5与弧形封头11相接触的部位设置有密封垫6。密封垫6通过固定螺栓7设置在内开式反应釜上盖5上；密封垫6包括密封垫的O型圈61以及沿密封垫的O型圈61向两侧延伸的侧壁；内开式反应釜上盖5上设置有盖子上的O型圈工作凹槽55；弧形封头11上设置有与盖子上的O型圈工作凹槽55位置相对应的罐子上部法兰的O型圈工作凹槽112；密封垫的O型圈61设置在盖子上的O型圈工作凹槽55与罐子上部法兰的O型圈工作凹槽112中。

参见图2，罐体膨胀约束装置包括罐体膨胀约束套21以及缠绕在罐体膨胀约束套21外部的罐体膨胀约束钢丝绳22；罐体膨胀约束套21的横截面是槽钢；罐体膨胀约束套21是由两个半圆状的约束套拼接而成；两个半圆状的约束套之间是非接触的。

参见图2、图3以及图5，生物有机固废的水解喷爆反应釜还包括设置在反应釜本体1内部的旁路蒸汽通气装置；旁路蒸汽通气装置包括上层蒸气管接口A、下层蒸汽管接口C、上端蒸汽盘管117、竖向蒸汽管道118、下端蒸汽管120以及下端蒸汽管的环形盘管121；上层蒸气管接口A以及下层蒸汽管接口C分别设置在反应釜本体1的侧壁上；竖向蒸汽管道118沿反应釜本体1的轴向均布在反应釜本体1内部；上层蒸气管接口A通过上端蒸汽盘管117以及竖向蒸汽管道118与反应釜本体1内部相连通；竖向蒸汽管道118的侧壁上设置有多孔结构；下端蒸汽管120与下端蒸汽管的环形盘管121相贯通；下端蒸汽管120的侧壁上设置有多孔结构；下层蒸汽管接口C通过下端蒸汽管的环形盘管121以及下端蒸汽管120与反应釜本体1内部相连通。

参见图5以及图6，生物有机固废的水解喷爆反应釜还包括设置弧形封头11上的备用安全阀接口14、备用温度表接口16以及备用压力表接口18；弧形大小弯头3上设置有与弧形大小弯头3内部相贯通的左排液管束G1和/或右排液管束G2。上层蒸气管接口A，兼减压排气管用途；中心蒸汽管接口B(单独支路直接接通中央蒸汽管；下层蒸汽管接口C专用下层蒸汽输送管，单一用途；左排液管束G1，分四路支管，各路分别设置电动阀门，可实现每个支路单独开启或关闭；右排液管束G2，分四路支管，各路分别设置电动阀门，可实现每个支路单独开启或关闭。排液管束的四路支管由高到底依次设置，可以根据时间及压力，排液速度要求定打开一定数量，以达到控制流量的目的；同时下层支管可以充分排出内部积存液体。

物料进口D，有内设的向内开的盖子，与罐体上端封头依靠销轴连接；物料喷射出口E，物料在反应釜内高压推动下，直接被从E口喷射出来；反应釜主体1的厚度超过20mm，但不超过40mm；设置在反应釜主体1上端的弧形封头11与主体对接处采用可靠的双面焊接处理，在封头正中间设置有进料舱口，和舱口备用接口法兰12用于临时手动密封，内部舱盖损坏时，手动使用外部专门加工的移动舱盖进行螺栓拧紧密封；罐体膨胀约束套21的横截面为槽钢类型，为两个半圆，接口处留有1030mm间隙，外层有三套罐体膨胀约束钢丝绳22环绕，并用紧绳器拉紧，在管子冲压式，对管子的膨胀起到一定的约束和保护作用；罐体膨胀约束钢丝绳22本身有一定的收缩性，用于约束反应器主体的过度膨胀，起安全作用，用于限位。

弧形大小弯头3物料最终喷出时，在此处形成一定高压，提高了物料喷出的喷射势能，而且采用一体化的铸钢件；刀阀4为气动刀阀，瞬间打开后，反应釜内物料受高压作用被喷射出来；内开式反应釜上盖5可以绕着内设的合页机构51自由旋转开合；合页机构51为双排合页结构，保证舱门和合页轴向的垂直度；钢丝绳滑轮52用于起吊舱门的钢丝绳绕过的滑轮；液压马达54是慢速，带过载保护，用于拉紧钢丝绳；锥形螺旋喷头111用于喷射加注的药剂，可以以雾状和反应釜内物料进行混合；密封垫6用固定用不锈钢螺栓7和垫片固定在上盖上的密封垫，中间为密封垫的O型圈61，两边带加装的耳朵，密封垫的O型圈61为密封的主要工作部分，当上端钢丝绳拉紧时，密封垫的O型圈61位于凹槽中的密封圈会挤压变形，从而仅仅贴近周围，达到密封效果；固定螺栓7固定用不锈钢螺栓，包含不锈钢垫片。

中央蒸汽管114为多孔结构，蒸汽管为单独支路供气，和中心蒸汽管接口B连接，用于直接把蒸汽输送到物料中心；通气管115的一端和中央蒸汽管114连接，另一端和中心蒸汽管接口B连接；上端固定板116固定中央通气管114的钢板，板子厚度30mm，垂直安装，减小物料喷射时的阻力；上端蒸汽盘管117用于给反应釜上半部分供应蒸汽的配气管，真正提供给物料蒸汽的是竖向蒸汽管道118，上端蒸汽盘管117和每一根竖向蒸汽管道118连接，上端蒸汽盘管117把蒸汽输送到每一根竖向蒸汽管道118里面，然后由竖向蒸汽管道118(多孔结构)把蒸汽输送到物料中。竖向蒸汽管道118多孔结构，设置成竖向，为了避免喷射过沉重对物料造成过大的阻力，因为实际使用过程中，上端环形盘管117处无形中给物料提供了过多的附着力，经常造成管壁四周物料喷不干净；竖向蒸汽管道118同时兼顾排气的作用，当需要降压式，可以接通竖向蒸汽管道118向排气主管的阀门，管内高压气会排出；下端固定板119固定中央通气管的钢板，板子厚度30mm，垂直安装，减小物料喷射时的阻力；下端蒸汽管120的结构和作用同竖向蒸汽管道118，但不具有排气功能；下端蒸汽管的环形盘管121的原理同上端蒸汽盘管117；下端弧形椎体，为铸钢材质，厚度不小于30mm，采用一体成型设计，与反应釜主体采用法兰连接，由于易损，当磨损严重影响使用时，可以方便拆卸。

本实用新型的长(反应釜的高)和直径比超过4.0(建议不小于3.0)，无自身底部的压力也会增加无料从出口喷出的压力值，提高畅通性，有效解决了大直径反应釜，长直比较小，管壁残留反应物的问题(一般解决此问题，会在管子出口正上方设置一个圆形的锥形导流帽，无料从锥形帽底部边缘四周下落并喷射而出)。本罐体钢板厚度不小于20mm，工作压力大于1.6MPa但小于10Mpa。