一種連續式污泥水熱處理反應釜裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種污泥處理裝置，特別涉及一種可連續用于污泥水熱處理的反應釜裝置。屬污泥減量化、穩定化、資源化處理領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國城鎮污水處理規模日益擴大，污泥處置問題變得越來越重要。簡單的填埋、干化、焚燒、土地回用等處理技術均難以兼顧環境保護、資源利用和處理成本等方面的要求而受到限制。污泥厭氧消化產氣被認為是最有前途的污泥處理技術而在我國廣泛推廣，但實踐表明，直接以脫水污泥為原料的消化工藝產氣率低、停留時間長、社會經濟效益不明顯。
[0003]針對污泥的水熱處理技術可以快速將污泥破胞，將大分子降解為小分子，固體中的有機物溶解到液體中，從而大大提高污泥生化性能，同時殺滅有害微生物，實現污泥的穩定化、資源化、減量化，水熱技術與厭氧消化結合將具有廣泛應用前景。
[0004]根據加氧化劑與否，污泥水熱處理技術可劃分為熱水解和水熱氧化兩種類型，水熱氧化在破胞的同時還能促進有機物氧化并向小分子有機酸轉化。
[0005]污泥水熱處理裝置有管式、塔式、釜式等多種結構形式，其中釜式反應器結構簡單，易于工程應用。在運行方式上，水熱處理工藝可以分為間歇式、半間歇式和連續式，目前間歇式方式較為廣泛，即一定量污泥加入反應器中，在一定溫、壓條件下保持一段時間，再將污泥排出并進入下一個運行周期，這種方式操作復雜、效率低、穩定性差。而目前已有的連續式裝置，由于不能實現較好的泥水分離效果，使得出水中固體顆粒較大，對于后續工藝、管線和設備的影響較大。
【發明內容】
[0006]針對現有污泥水熱處理裝置的不足，本發明提供了一種連續式污泥水熱處理反應釜裝置，該裝置通過重力沉降使經過水熱反應后的污泥最大限度實現泥水分離，減少出水中的固體顆粒含量，從而減少出水中顆粒對后續工藝、管線、設備的影響，同時，減少了能耗。
[0007]本發明提供的污泥水熱反應釜裝置主要包括:釜體1、釜蓋6、導流內筒2、攪拌器3和儲泥罐5 ;所述釜體構成反應釜的承壓壁；所述釜蓋上設有出水口 14 ;所述導流內筒為上蓋與壁面密封、底部空心的圓筒，上蓋處有污泥進口 11、蒸汽進口 12和氧化劑進口 13通過釜蓋連接入導流內筒，各進口接合處與上蓋、釜蓋均為固定密封連接；所述攪拌器位于釜蓋和導流內筒中央；所述儲泥罐底部為30°?60°的錐形面，避免泥漿排放時形成死角，其底部有泥漿出口 15。
[0008]進一步地，本發明所述的污泥水熱反應釜裝置還包括耗散板4，所述耗散板固定連接于導流內筒末端。
[0009]導流內筒的筒體底部下沿可以是直筒，也可以具有向內側的倒角，倒角< 90°，優選具有向內側15?60°的倒角。
[0010]儲泥罐可以與釜體獨立，儲泥罐與釜體通過一段圓管連通，也可以直接與釜體底部連成一體；優選與釜體獨立。
[0011]所述裝置中流體可流動區域可劃分為:混合區7、能量耗散區16、層流區8、出水保溫壁9、儲泥區10。
[0012]攪拌器位于導流內筒內部、耗散板之上的區域，其槳葉可以為一級，也可以為多級分布，槳葉級數根據釜體高度確定；多級分布時，一級槳葉靠近污泥、蒸汽、氧化劑進口處，其作用為將大塊污泥打散，并使各物料初步混合；二級及以上槳葉則使得物料在混合區內充分混合。混合區為導流內筒內部攪拌器作用的區域；其作用為形成一個完全混合區域，使各物料、反應組分快速充分混合，加快反應的質量和能量傳遞，從而提高水熱反應效率。
[0013]耗散板位于導流內筒末端，與導流內筒通過本領域常用方式固定連接，其作用區域稱為能量耗散區；耗散板安裝于與導流內筒的圓壁上，單個耗散板形狀可以是矩形或波浪形等形狀，組合起來可以采用軸向扇形分布，或軸向平行分布等任意布局方式；由于混合區在攪拌器作用下存在很強的剪切應力，形成強湍流流動，從而影響顆粒在釜體底部的沉降和濃縮，耗散板的作用是通過其壁面與流體的摩擦作用，消耗湍流動能；理論上，耗散板表面積越大，其耗散能力越強，通過控制耗散板數量和耗散板形狀即可控制表面積大小，耗散板表面積大小應根據目標工況的攪拌強度進行合理選擇；通過耗散板作用，保證其下端為穩定層流流動，從而保證顆粒在該區域的沉降。
[0014]在導流內筒末端，流場將轉角向上流動，即出水保溫壁區，并且流速增大，會有將顆粒帶出的風險，因此在導流內筒下沿設置向內側的倒角，可以減緩流場轉彎幅度，同時使得流場速度緩慢增大，形成一個緩沖過渡區域，進一步降低顆粒被流體帶出的可能性，從而更好地實現泥水分離。
[0015]出水保溫壁為導流內筒外壁與釜體承壓壁之間的區域，流體流經該區域后經釜蓋上的出水口流出，高溫出水在該區域形成一個保溫壁，減少導流內筒內部區域熱量向釜體外的散熱損失，從而減少能耗。
[0016]儲泥區是一個緩沖、儲存顆粒固體的區域，實現周期性間歇排泥，避免頻繁排泥對系統的影響；反應殘渣在該區域長時間停留，通過壓縮沉降形成較高濃度的泥漿，泥漿從底部泥漿出口排出，儲泥區底部為30°?60°的錐形面，避免泥漿排放時形成死角。儲泥區可以采用與釜體獨立的儲泥罐，儲泥罐與釜體通過一段圓管連通，可有效減弱兩個區域間的熱量傳遞、流場擾動；基于該優點，儲泥罐可以設計為大容積罐體，此結構反應釜的排泥間歇時間長，運行穩定性強。除采用與釜體獨立的儲泥罐外，儲泥區還可以直接是與釜體底部連成一體的區域，此時，該區域即為儲泥罐，顆粒固體沉積在儲泥罐，通過儲泥罐泥漿出口排出；這種設計結構簡單，但儲泥容積較小，需較頻繁的排泥或連續排泥。
[0017]通過本發明提供的結構，改善了反應器中的流態，有利于顆粒的沉降并實現顆粒物的富集，可以很好地實現泥水分離，并且能連續運行，大大提高了污泥的處理效率，同時本發明通過導流內筒和出水口的設計，形成出水保溫壁，提高了反應的傳質、傳熱效率，減小了釜體的散熱損失。
【附圖說明】
[0018]圖1為儲泥罐與釜體一體的污泥水熱處理的反應釜裝置。
[0019]圖2為具有獨立儲泥罐的污泥水熱處理的反應釜裝置。
[0020]圖3為耗散板的立體視圖，其中單個耗散板為矩形，沿釜體軸向扇形分布。
[0021]圖4為耗散板的立體視圖，其中耗散板為波浪形，沿釜體軸向平行分布。
[0022]附圖中的數字標記分別是:
[0023]1:蓋體；2:導流內筒；3:攪拌器；4:耗散板；5:儲泥罐；6:蓋蓋；7:混合區；8:層流區；9:出水保溫壁；10:儲泥區；11:污泥進口 ；12:蒸汽進口 ；13:氧化劑進口 ；14:出水口 ；15:泥漿出口 ；16:能量耗散區。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
[0025]實施例1如圖1所示，一種連續式污泥水熱處理反應釜裝置，主要包括釜體1、釜蓋6、導流內筒2、攪拌器3和儲泥罐5 ;釜體流動區域劃分為混合區7、層流區8