餐厨废弃物分相产能装置和产能方法
【技术领域】
[0001]本发明属于固体废弃物资源化领域，具体地涉及一种餐厨废弃物分相产能组合装置。
[0002]本发明还涉及利用上述装置对餐厨废弃物进行分相产能的方法。
【背景技术】
[0003]近年来，随着生活水平的提高与第三产业的迅猛发展，餐饮业已成为中国经济社会的重要组成部分。与此同时，餐厨废弃物产生量逐年递增，餐厨废弃物已成为生活垃圾的主要组成部分，全国七大城市生活垃圾中的餐厨废弃物含量平均值达到52%左右。部分地区餐厨废弃物简易堆放，滋生蚊蝇，产生恶臭，造成环境污染，对人体健康产生极大风险。
[0004]我国餐厨废弃物组分复杂，含水率高达75%?95%，具有高油高盐、高蛋白的特性，组成和产量受社会经济条件、饮食习惯、区域与季节差异性影响显著。此外，餐厨废弃物富含蛋白质、淀粉、纤维素等有机物，微量元素如氮、磷、钾、钙丰富，有毒有害物质如重金属等含量少，能够通过生物厌氧发酵联产作用，将餐厨废弃物中的有机物转化为氢气、甲烷等能源气体，实现其无害化、能源化、减量化。但由于餐厨废弃物高油高有机质抑制微生物活性，导致厌氧系统易酸化崩溃，难以长期稳定运行。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的在于提供一种餐厨废弃物分相产能装置。
[0006]本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置对餐厨废弃物进行分相产能的方法。
[0007]为实现上述目的，本发明提供的餐厨废弃物分相产能装置，其包括:
[0008]蒸汽自旋湿热预处理罐的罐体内壁和外壁之间设有控温导油管，控温导油管内填充有导热油，控温导油管与罐体内壁相接触，控温导油管与罐体外壁之间填充有保温材料，罐体顶盖安装有进料口，罐体底部设有出料口 ；罐体内安装有螺旋排列的蒸汽盘管，蒸汽盘管内侧与尾端设有蒸汽喷口，蒸汽喷口的曲率半径等同于蒸汽盘管的圆半径，蒸汽喷口弧切线与蒸汽盘管的圆切线夹角为5?10°之间；罐体内上部设有管式除油机，除油机的导油口设置有蠕动栗，将刮除的油脂吸出转移至废油回收箱；罐体顶盖的进料口连接调配池的出料口，蒸汽自旋湿热预处理罐底部出料口与叠螺脱水机相连，叠螺脱水机的液态物料出口与厌氧产氢罐相连，厌氧产氢罐顶部出气口连接氢气纯化系统，叠螺脱水机的固相物料出口与厌氧产甲烷罐相连，厌氧产甲烷罐顶部出气口连接沼气净化系统；
[0009]蒸汽自旋湿热预处理罐的控温导油管出口连接三相换热自保温装置的换热盘管的导热油入口，蒸汽自旋湿热预处理罐的蒸汽出口连接蓄热器；
[0010]三相换热自保温装置的壳体内设有导热油盘管，导热油盘管的下方设有电加热盘管，三相换热自保温装置的底部设有进水阀，由导热油盘管、电加热盘管和进水阀组成三相换热区，三相换热自保温装置的上方设有换热后热水出口 ；
[0011]三相换热自保温装置的换热后热水出口分别连接厌氧产氢罐的加热盘管入水口和厌氧产甲烷罐的加热盘管入水口，三相换热自保温装置的进水阀分别各连接厌氧产氢罐的加热盘管出水口和厌氧产甲烷罐的加热盘管出水口。
[0012]所述的餐厨废弃物分相产能装置，其中，蒸汽自旋湿热预处理罐的罐体为不锈钢材质，罐体顶盖与罐体之间以法兰密闭连接，罐体顶盖安装有压力安全阀，罐体底部为圆锥形，罐体顶盖的进料口安装有进料阀门，罐体底部的出料口安装有出料阀门，进料阀门和出料阀门均配有输料栗；进料阀门和出料阀门均为电磁阀与手动阀两套并联使用，电磁阀与电控设备相连。
[0013]所述的餐厨废弃物分相产能装置，其中，蒸汽自旋湿热预处理罐的控温导油管呈螺旋状缠绕在罐体内壁与外壁之间，螺旋状的控温导油管之间填充有保温材料。
[0014]所述的餐厨废弃物分相产能装置，其中，三相换热自保温装置的导热油盘管的导热油入口设在三相换热自保温装置的上部，导热油盘管的导热油出口设在三相换热自保温装置的下部，导热油出口连接蒸汽自旋湿热预处理罐的控温导油管入口 ；电加热盘管与导热油盘管相互平行设置。
[0015]所述的餐厨废弃物分相产能装置，其中，进水阀为四通阀，进水阀与三相换热自保温装置之间设有止水阀门；位于电加热盘管和进水阀之间设有布水网盘，以实现三相换热器的均匀布水。
[0016]所述的餐厨废弃物分相产能装置，其中，厌氧产氢罐和厌氧产甲烷罐均为圆柱形罐体，罐内安装有垂直变频搅拌机控制搅拌速度；罐体内壁安装有加热盘管，采用热水循环控制，加热盘管的管路出口配置有温度变送器、进水流量计。
[0017]本发明提供的利用上述餐厨废弃物分相产能装置对餐厨废弃物进行处理的方法:
[0018]I)餐厨废弃物破碎进入调配池，料液打入蒸汽自旋湿热预处理罐进行油脂回收，多余热量进入蓄热器，通过三项换热自保温装置进行蓄放热保温；
[0019]2)蒸汽自旋湿热预处理罐的液料经叠螺脱水机进行固液分离，分离出的液态物料进入厌氧产氢罐，由厌氧产氢罐的加热盘管的热水循环控制发酵温度，并依据挥发性脂肪酸总量变化，通过控制搅拌频率以避免厌氧系统酸化崩溃；
[0020]3)叠螺脱水机分离出的固相物料进入厌氧产甲烷罐，控制搅拌频率；
[0021]4)生成的氢气和沼气分别由厌氧产氢罐和厌氧产甲烷罐的顶部出气口收集，进入脱水罐、脱硫罐进行纯化后使用。
[0022]所述的方法，其中，餐厨废弃物经过破碎机破碎后，由自来水或沼液调配，并经过格栅去除大块杂质。
[0023]本发明的优点如下:
[0024](I)餐厨废弃物经湿热预处理改变了物料固液两相的理化性质，经过本工艺预处理，餐厨废弃物的大分子有机物经水和作用分解为小分子有机物，并由固相进入液相，固相中的粗蛋白转化为易于微生物利用的小分子类蛋白物质和氨基酸，使液相易生物降解的组分增加，易于生物制氢，固相易酸化降解组分减少，保证产甲烷系统的稳定运行。可见，本发明可实现餐厨废弃物联产氢气和甲烷气的分相产能，达到最大的能源化效率，能源转化效率达到70%以上。
[0025](2)湿热预处理改变了餐厨废弃物的理化性质和固液分离性能，提高后续产能处理能力。本发明的蒸汽自旋湿热预处理装置采用蒸汽盘管与蒸汽喷口的组合工艺导入高温高压蒸汽，在为餐厨废弃物提供湿热处理必须的热量的同时，以高温蒸汽喷出的动力带动餐厨废弃物搅拌，从而代替搅拌桨的作用，使热量传递更加均匀，传质表面积较现有油浴反应釜高出2?3倍；可实现年平均设备维修费用减少50%，同时提高设备使用年限3年以上；在高温高压蒸汽喷入物料的同时，也省却了由于常压湿热处理时常发生的物料失水过多，在物料进行处理之前需要另行加入处理配水的步骤。
[0026]此外，蒸汽自旋湿热预处理装置独特的将湿热预处理与除油过程有机结合，利用湿热处理过程中油水分离和可浮油流动性特性进行油脂的回收利用，避免了物料再次冷却沉淀，降低油水分离效率的难题。在除油的同时可以使用导热油对设备罐体与设备内部物料进行余热回收，充分利用系统内部热量。
[0027](3)独特的三相保温、控温节能设计，充分利用湿热预处理导热油和蒸汽余热、锅炉水余热，采用三相换热保温装置对厌氧罐进行温控，同时温控保证好氧制肥装置的启动运行，实现餐厨废弃物处理系统的最佳热回收循环利用率，使能耗低、投资运行成本低。
[0028](4)