连续式污泥热水解管式反应器及污泥处理方法与流程

本发明涉及城镇和工厂企业的污泥处理技术领域，尤其涉及连续式污泥热水解管式反应器及污泥处理方法。

背景技术：

我国随着城镇化和工矿企业的发展和人民生活水平的不断提高，城镇和企业每天产生大量的污水，随之产生大量的污泥，污泥给城镇的环境和可持续发展造成非常大的压力，实现污泥的减量化、无害化、稳定化、资源化必须改变传统落后的处理方法，象污泥填埋和污泥堆肥，传统的处理办法处理不彻底，会形成新的二次污染，污泥处理领域需要采用新工艺和新技术来解决这一迫切的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种连续式污泥热水解管式反应器，包括管式反应器、加热夹套、加热管、蒸汽喷管，所述管式反应器设有污泥进口法兰、热解泥浆出口，所述加热夹套包裹于所述管式反应器外表面，所述加热管位于所述管式反应器内，所述蒸汽喷管伸入所述管式反应器内部。

作为本发明的进一步改进，所述加热管为翅式加热管。

作为本发明的进一步改进，所述加热夹套设有加热夹套热介质入口和加热夹套热介质出口。

作为本发明的进一步改进，所述翅式加热管设有翅式加热管热介质入口和翅式加热管热介质出口，所述翅式加热管热介质入口和所述翅式加热管热介质出口从所述管式反应器中伸出。

作为本发明的进一步改进，所述管式反应器长径比为1：6或1：10。

作为本发明的进一步改进，所述蒸汽喷管一端位于所述管式反应器内部，所述蒸汽喷管另一端位于所述管式反应器外部，所述蒸汽喷管一端设有蒸汽变径喷嘴。

作为本发明的进一步改进，所述蒸汽喷管数量为多条，所述蒸汽变径喷嘴逆流设置。

作为本发明的进一步改进，所述翅式加热管数量为多条，所述翅式加热管上的翅片为纵向结构。

作为本发明的进一步改进，所述管式反应器设有管式反应器封板、入口热电偶、出口热电偶、压力变送器和安全阀。

本发明还提供了一种使用所述连续式污泥热水解管式反应器进行的污泥处理方法，包括如下步骤：

第一步：污泥从进泥口进入管式反应器内，受到加热夹套和翅式加热管间接加热，同时受到从蒸汽喷管中注入的蒸汽喷射加热，在管式反应器内，污泥在蒸汽冲击下翻腾，和蒸汽不断的完成传热传质，污泥发生热解，污泥中的有机物大分子水解成小分子；

第二步：污泥热解后，污泥变成了泥浆，从热解泥浆口排出，热解泥浆中的热量由污泥热水解管式热交换器进行换热，热解泥浆余热被冷污泥得到充分的回收利用。

本发明的有益效果是：和传统污泥热水解比较，本发明从污泥处理投资、运行成本下降和处理效率上有大幅度提升，本发明值得推广应用。

附图说明

图1是本发明的连续式污泥热水解管式反应器结构示意图。

图2是本发明的污泥热水解管式热交换器结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种连续式污泥热水解管式反应器，包括管式反应器2、加热夹套3、加热管、蒸汽喷管5，所述管式反应器2设有污泥进口法兰1、热解泥浆出口6，所述加热夹套3包裹于所述管式反应器2外表面，所述加热管位于所述管式反应器2内，所述蒸汽喷管5伸入所述管式反应器2内部。

所述加热管为翅式加热管4，所述加热夹套3设有加热夹套热介质入口31和加热夹套热介质出口32。

所述翅式加热管4设有翅式加热管热介质入口41和翅式加热管热介质出口42，所述翅式加热管热介质入口41和所述翅式加热管热介质出口42从所述管式反应器2中伸出。

所述管式反应器2长径比为1：6或1：10，污泥停留时间5分钟至8分钟。

所述蒸汽喷管5一端位于所述管式反应器2内部，所述蒸汽喷管5另一端位于所述管式反应器2外部，所述蒸汽喷管5一端设有蒸汽变径喷嘴51。

所述蒸汽喷管5数量为多条，所述蒸汽变径喷嘴51逆流设置。

所述翅式加热管4数量为多条，所述翅式加热管4上的翅片为纵向结构。

所述管式反应器2设有管式反应器封板7、入口热电偶8、出口热电偶9、压力变送器10和安全阀11。

入口热电偶8、出口热电偶9和压力变送器10显示的温度和压力作为管式反应器2控制参数。

根据污泥热水解热解烈度，连续式污泥热水解管式反应器可以是单套或者是多套串联，多套串联通过连接法兰实现。

污泥输送用污泥螺杆泵或者是污泥柱塞泵。

管式反应器封板7可以是椭圆型封头。

本发明还公开了一种使用所述连续式污泥热水解管式反应器进行的污泥处理方法，包括如下步骤：

第一步：污泥从进泥口进入管式反应器2内，受到加热夹套3和翅式加热管4间接加热，同时受到从蒸汽喷管5中注入的蒸汽喷射加热，在管式反应器2内，污泥在蒸汽冲击下翻腾，和蒸汽不断的完成传热传质，污泥发生热解，污泥中的有机物大分子水解成小分子；

第二步：污泥热解后，污泥变成了泥浆，从热解泥浆口6排出，热解泥浆中的热量由污泥热水解管式热交换器进行换热，热解泥浆余热被冷污泥得到充分的回收利用。

处理污泥的含水率在70%-85%，每吨污泥蒸汽的耗量为190kg-230kg,蒸汽压力1.2mpa-3.0mpa；优选为处理污泥的含水率在80%，每吨污泥蒸汽的耗量为210kg,蒸汽压力2.5mpa。污泥加热到的最终温度160℃-170℃，污泥停留时间为5分钟-10分钟。

本发明具有如下有益效果：

1.实现了污泥输送过程中同步完成污泥热水解反应，加快了污泥热水解进程，提高污泥处理的效率；

2.采用连续进泥出泥，解决了传统热水解间歇批次生产、工艺停顿不连续的难题；

3.由于省去了电机搅拌，与传统热水解电耗相比，电耗降低了80%；

4.热解泥浆中的热量利用污泥热水解管式热交换器进行换热，热解泥浆余热被冷污泥得到充分的回收利用；

5.由于余热得到了充分的利用，与传统热水解蒸汽消耗相比，汽耗降低了30%；

6.使得污泥热水解设备造价大幅度下降，实现了污泥热水解低投资。

和传统污泥热水解比较，本发明从污泥处理投资、运行成本下降和处理效率上有大幅度提升，本发明值得推广应用。

如图2所示，本发明还公开了一种污泥热水解管式热交换器，包括管式热交换器102、加热套103、加热管体，所述管式热交换器102设有污泥进口法兰部件101和污泥出口法兰107，所述加热套103包裹于所述管式热交换器102外表面，所述加热管体位于所述管式热交换器102内。

所述加热管体为翅式加热管体104。

所述加热套103设有加热套热介质入口1031和加热套热介质出口1032。

所述翅式加热管体104设有翅式加热管体热介质入口1041和翅式加热管体热介质出口1042，所述翅式加热管体热介质入口1041和所述翅式加热管体热介质出口1042从所述管式热交换器102中伸出。

所述管式热交换器102长径比为1：6或1：10。

所述翅式加热管体104数量为多条，所述翅式加热管体104上的翅片为纵向结构。

所述管式热交换器102设有入口处热电偶105和出口处热电偶106。

入口处热电偶105和出口处热电偶106显示的温度作为污泥热水管式热交换器控制参数。

所述管式反应器2长径比为1：6或1：10，污泥停留时间5分钟至8分钟。

根据污泥预热的要求，污泥热水解管式热交换器可以是单套或者是多套串联，多套串联通过连接法兰实现。

污泥输送用污泥螺杆泵或者是污泥柱塞泵。

热介质为蒸汽和污泥热水解高温热解泥浆。处理污泥的含水率在75%-85%。

在使用时，污泥从进泥口进入污泥热水解管式热交换器内，污泥受到加热套103和翅式加热管体104间接加热；污泥随着温度升高，污泥开始液化；整个过程中，污泥升温和停留时间可以根据工艺需要而调整。

该污泥热水解管式热交换器具有如下有益效果：

1.实现了污泥输送过程中同步完成对污泥加热，加快了污泥热水解进程，提高污泥处理的效率。

2.解决了污泥热水解工艺热解泥浆中的热量回收，热解泥浆余热加热冷污泥，使得余热充分的回收利用。

3.由于余热得到了充分的利用，与传统热水解蒸汽消耗相比，汽耗降低了20%。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。