一种易腐有机垃圾的水热处理系统的制作方法

本发明涉及餐厨垃圾处理领域，具体为一种易腐有机垃圾的水热处理系统。

背景技术：

1、餐饮垃圾指的是餐馆、饭店、单位食堂等的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程废弃物；厨余垃圾指的是家庭日常生活中丢弃的果蔬及食物下脚料、剩菜剩饭、瓜果皮等易腐有机垃圾。

2、无论是家庭产生的厨余垃圾，还是宾馆、饭店和单位食堂产生的餐饮垃圾，其成分多以可降解的有机物为主，包括主食所含的淀粉，蔬菜及植物茎叶所含的纤维素、聚戊糖，肉类食物所含的蛋白质和脂肪，水果所含的单糖、果酸及果胶(多糖)等；无机盐中以nacl的含量最高，同时还含有少量的钙、镁、钾、铁等元素。

3、随着我国消费升级，餐饮行业的发展迅速，尤其是外卖行业的快速发展，餐厨垃圾的产生也逐年递增。这些餐厨垃圾一方面加剧了城市污水处理系统的负担，另一方面，餐厨垃圾中含有大量油脂、蛋白质、糖类物质，直接处理属于资源浪费。因此一些厂商试图将餐厨垃圾进行资源化利用，目前的低温利用手段为利用餐厨垃圾饲养黑水虻、厌氧发酵等，中高温利用手段为将餐厨垃圾加热到200～400℃进行水热处理。

4、通过中高温水热液化技术处理餐厨垃圾，可以将餐厨垃圾中的有机质(脂肪，蛋白质，纤维素和半纤维等)转化为生物油，生物油经过进一步提质、提纯后作为生物柴油对外售卖。由于处理温度高达200～400℃，已经超过所有病毒、细菌、真菌的灭活温度，餐厨垃圾中一些有害的芽孢、病毒等病原菌和抗生素实现分子水平的降解，因此液相产物不会造成二次污染。

5、即使中高温水热液化技术用于处理餐厨垃圾具有无害化、资源化的，然而餐厨垃圾中高温水热处理技术一直难以得到推广使用，主要是由于难以实现系统热量有效回用从而成本过高导致的：

6、对于餐厨垃圾热水解反应，即使是在200～400℃反应温度下，仍需至少30分钟实现完全热水解反应，因此一般设置间歇式反应釜。反应完成后，行业中普遍使用的回热方法是将物料通入壳管式换热器，将完成反应的高温物料与未进行反应的冷物料进行热交换。然而，间歇式反应釜中的高温高压物料从密封、静止状态到流动状态的切换难以实现，反应釜中由于物料流失会造成压力降低，导致物料气化。且冷态餐厨垃圾物料粘度较高，难以高速流动，这就又导致了换热系数低，难以有效换热。总之，当前的技术难点在于静态、长时间的热水解反应无法与连续、高流速的换热装置实现有效衔接，导致反应后热量浪费，经济性差。

7、总之，较高的投资和运行成本造成餐厨垃圾水热处理技术难以广泛推广，针对当前技术无法有效进行余热进行处理，容易造成了热量流失，资源浪费。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种易腐有机垃圾的水热处理系统，以解决现有技术中对易腐有机垃圾在中高温环境中处理时，无法进行余热利用，容易造成了热量流失以及餐厨垃圾处理后利用率低的技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种易腐有机垃圾的水热处理系统，包括预处理系统、反应系统、制肥系统、换热系统和臭气处理装置；所述预处理系统和反应系统的臭气排放口连接至臭气处理装置；所述反应系统包括若干反应罐，若干反应罐依次连通，且若干反应罐内均设有换热盘管；预处理系统的输出端连接首端反应罐的输入端，尾端反应罐制肥系统的输入端，所述换热系统分别与若干反应罐连通形成换热循环结构。

4、优选的，若干反应罐包括第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐，所述第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐内均设有换热盘管；所述预处理系统的输出端连接第一反应罐的输入端，第一反应罐的输出端连接第二反应罐的输入端，第二反应罐的输出端连接第三反应罐的输入端，第三反应罐的输出端连接制肥系统的输入端；所述换热系统与第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐连通形成换热循环结构。

5、进一步的，换热系统包括四通阀门、加热器和冷却器；所述四通阀门的一个接口连接加热器的输出端，其他三个接口分别对应连接至第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐内的换热盘管的输入端，所述第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐内的换热盘管的输出端汇集后分别连接至加热器和冷却器的输入端，冷却器的输出端连接至加热器的输入端。

6、进一步的，第一反应罐的下端设有第一排油装置，第二反应罐的下端设有第二排油装置，第三反应罐的下端设有第三排油装置。

7、进一步的，第一反应罐与第二反应罐之间设有第一输送泵，第二反应罐与第三反应罐之间设有第二输送泵，第三输送泵与制肥系统之间设有第三输送泵。

8、进一步的，第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐的顶部均设有臭气排放口，所述臭气排放口与臭气处理装置的输入端连接。

9、优选的，预处理系统包括料斗、破碎机、分选制浆机和研磨泵；所述料斗的输出口连接破碎机的输入口，破碎机的输出口连接分选制浆机的输入口，分选制浆机的输出口通过研磨泵连接至首端反应罐的输入端。

10、进一步的，料斗的顶端和底端均设有臭气排放口，所述臭气排放口与臭气处理装置的输入端连接。

11、优选的，制肥系统包括分油装置、油罐和调配罐，所述分油装置的输入端连接尾端反应罐的输出端，分油装置的输出端分支路设置，其中一支路连接油罐的输入端，另一支路连接调配罐的输入端。

12、优选的，调配罐的输入端还连接原料罐。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

14、本发明中提供了一种易腐有机垃圾的水热处理系统，预处理系统和反应系统的臭气排放口连接至臭气处理装置，有效的将预处理系统和反应系统内的臭气进行处理，通过换热装置分别与若干反应罐连通形成换热循环结构，实现了余热梯级利用，最大程度的进行了余热利用，避免了热量流失，若干反应罐设置在预处理系统的输出端，并依次连通，实现了对餐厨垃圾的分级水热处理，通过制肥系统可有效地将反应系统后的餐厨垃圾处理物进行有效分配，大大提高了对餐厨垃圾处理物的利用率。

15、进一步的，若干反应罐包括第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐，换热系统与第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐连通形成换热循环结构，从而实现余热梯级利用，最大程度进行余热利用，降低运行成本。

16、更进一步的，四通阀门的一个接口连接加热器的输出端，其他三个接口分别对应连接至第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐内的换热盘管的输入端，所述第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐内的换热盘管的输出端汇集后分别连接至加热器和冷却器的输入端，冷却器的输出端连接至加热器的输入端，中间介质同时流经加热器和冷却器，可以实现中间介质的快速升温/降温，从而将热量/冷量传递到反应器中，保证反应器温度的精确控制。

17、更进一步的，第一反应罐、第二反应罐和第三反应罐内设有排油装置，可以有效的将水热反应产生的生物油与反应物料分离。

18、进一步的，第一反应罐与第二反应罐之间设有第一输送泵，第二反应罐与第三反应罐之间设有第二输送泵，第三输送泵与制肥系统之间设有第三输送泵，实现余热梯级利用，最大程度进行余热利用，降低运行成本。

19、进一步的，料斗的输出口连接破碎机的输入口，破碎机的输出口连接分选制浆机的输入口，分选制浆机的输出口通过研磨泵连接至首端反应罐的输入端，在料斗底部设有破碎机，且料斗-破碎机-分选制浆机高低布置，单流程实现餐厨垃圾物料的储存、初破碎、分选制浆，节约多级输送带来的运行费用提升，同时破碎机的加入降低了分选制浆机的工作负担，有助于提升制浆效率及效果，采用研磨泵，将物料研磨到1-2μm，从而增加反应效率，实现最大制油率。

20、进一步的，分油装置的输入端连接尾端反应罐的输出端，分油装置的输出端分支路设置，其中一支路连接油罐的输入端，另一支路连接调配罐的输入端，设置肥料调配装置高温灭菌后的物料调配成植物叶面肥料，提高了对餐厨垃圾的处理后的利用率。