一種餐廚垃圾水熱三相分離系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及餐廚垃圾處理的【技術領域】，更具體地，涉及一種餐廚垃圾水熱三相分離系統。餐廚垃圾水熱三相分離系統，在水熱反應器罐體的外壁上設有加熱裝置，加熱裝置為導熱油盤管；導熱油盤管緊貼著水熱反應器側壁設置，為餐廚垃圾提供熱能，且水熱反應器內受熱均勻。三相分離器設有熱能回收裝置，熱能回收裝置包括設于三相分離器罐體外壁上的熱能回收盤管、與熱能回收盤管連接的熱能回收導管。本發明由導熱油加熱餐廚垃圾，可節省能源及成本。餐廚垃圾在有水的條件下加熱可以充分實現水解，然后通過噴爆方式排放，使水解更徹底，利于后續利用。三相分離器將承爆、閃蒸、三相分離功能合為一體，設置外盤水管以回收熱能，實現熱能循環利用，同時不會堵塞、阻隔餐廚垃圾。
【專利說明】一種餐廚垃圾水熱三相分離系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及餐廚垃圾處理的【技術領域】，更具體地，涉及一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，用于水熱處理及三相分離餐廚垃圾。
【背景技術】
[0002]餐廚垃圾具有含水率高、油脂和有機物含量高的特點，是煉制生物柴油、發酵生產飼料、乙醇等產品的良好原料。由于餐廚垃圾主要含有淀粉、脂肪、纖維素等大分子有機物，因此需要將其水解為小分子有機物。目前用于水解的裝置有噴爆罐等。噴爆罐工作時常通入蒸汽，以實現有機垃圾的高壓水解，而產生蒸汽需要較高的成本。同時，冷卻回收熱能的水管通常設置在罐體內部，易造成有機垃圾的堵塞及阻隔。此外，現有噴爆罐往往是將有機垃圾噴爆到一個容器后再送至下一工序進行處理，增加了環境污染機率及運行成本。
[0003]如中國專利CN102674909A公開了一種餐廚垃圾水解噴爆系統，包括噴爆罐和設置于噴爆罐下方的承爆倉。噴爆罐加熱方式為水蒸汽加熱，蒸汽熱能回收管設于承爆倉內。上述系統所使用的蒸汽加熱耗能較大，且未涉及三相分離功能。中國專利CN202829741U公開了一種餐廚垃圾高油脂廢水的油水分離組合系統，包括具有加熱和攪拌功能的反應裝置，通過管路與所述反應裝置配合連接的兩相臥螺離心裝置，通過管路與所述兩相臥螺離心裝置配合連接的三相碟片分離裝置，以及用于集中控制所述反應裝置、兩相臥螺離心裝置和三相碟片分離裝置工作的PLC。但是上述組合系統并沒有公開使用何種方式加熱餐廚垃圾而且其沒有將熱能回收，不能實現熱能循環利用。
【發明內容】
[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。
[0005]本發明的目的是提供一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，能夠克服現有技術不足，系統設計緊湊、成本低，在實現餐廚垃圾的水解、三相分離功能的同時充分回收熱能。
[0006]本發明采用的技術方案是:一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，包括水熱反應器和設于水熱反應器下部的三相分離器，所述的水熱反應器包括水熱反應器罐體、設于水熱反應器罐體頂部的進料口、卸壓口、溫度計、壓力計，水熱反應器罐體內還設有攪拌裝置；水熱反應器罐體的底部設有出料口，出料口連通三相分離器；
所述的三相分離器包括三相分離器罐體、設于三相分離器罐體頂部的閃蒸汽出口、設于三相分離器罐體側壁的出油口、設于三相分離器罐體底部的出水口 ；所述的三相分離器罐體頂部設有進料口，進料口與水熱反應器罐體的出料口連通，三相分離器罐體底部設有出料口，出料口連接螺旋輸送器；
所述的水熱反應器罐體的外壁上設有加熱裝置，所述的加熱裝置為導熱油盤管；所述的三相分離器除罐體外還包括熱能回收裝置，熱能回收裝置包括設于三相分離器罐體外壁上的熱能回收盤管、與熱能回收盤管連接的熱能回收導管，加熱后的水由熱能回收導管排出。[0007]其中，進料口用于餐廚垃圾的輸入；卸壓口用于水熱反應器罐體壓力的釋放，防止水熱反應器罐體內壓力過高；溫度計用于檢測水熱反應器罐體內的溫度；壓力計用于檢測水熱反應器罐體內的壓力；經攪拌加熱后的餐廚垃圾由水熱反應器罐體出料口排出至三相分離器罐體。
[0008]閃蒸汽出口用于排出三相分離器罐體內的閃蒸汽，出油口用于排出餐廚垃圾中的油脂，出水口用于排出餐廚垃圾中的水，出料口用于排出餐廚垃圾中的固體，再通過螺旋輸送器送至發酵罐進行發酵。
[0009]加熱裝置為導熱油盤管，采用導熱油盤管加熱餐廚垃圾，比水蒸汽加熱餐廚垃圾節省能源及成本。導熱油盤管緊貼著水熱反應器側壁設置，為餐廚垃圾提供熱能。餐廚垃圾在有水的條件下能充分實現水解，且水熱反應器內各部分受熱均勻。另外，在三相分離器罐體外壁上設置熱能回收盤管以回收熱能，實現熱能循環利用，同時不會堵塞、阻隔餐廚垃圾，加熱后的水由熱能回收導管排出，以進一步利用。
[0010]優選的，餐廚垃圾水熱處理條件為:90°C?200°C,5min?90min。三相分離器位于水熱反應器下部，實現承爆、閃蒸及三相分離的作用。
[0011]進一步的，所述的攪拌裝置包括設于水熱反應器罐體外部的攪拌電機、與攪拌電機連接的攪拌軸、設于攪拌軸上的攪拌葉片。攪拌電機驅動攪拌軸轉動，帶動攪拌葉片對餐廚垃圾進行攪拌。
[0012]進一步的，水熱反應器罐體的出料口處設有水熱反應器出料口擋板，三相分離器罐體的出料口處設有三相分離器出料口擋板。當餐廚垃圾在水熱反應器中完全加熱并攪拌均勻后打開水熱反應器出料口擋板，將餐廚垃圾排進三相分離器罐體；當餐廚垃圾在三相分離器罐體內分層并三相分離后打開三相分離器出料口擋板，將餐廚垃圾排進螺旋輸送器中。
[0013]進一步的，所述的水熱反應器罐體或三相分離器罐體的外部還設有U型夾套，導熱油盤管設于U型夾套與水熱反應器罐體之間，熱能回收盤管設于U型夾套與三相分離器罐體之間。上述的U型夾套用于將導熱油盤管、熱能回收盤管夾緊，不容易脫落。
[0014]進一步的，所述的三相分離器罐體內設有篩網，優選的，所述的篩網與三相分離器罐體的出料口呈45度設置。通過篩網，可將餐廚垃圾的固體與水或油脂隔離。
[0015]進一步的，所述的出油口與三相分離器罐體頂部之間的距離為三相分離器罐體側壁高度的三分之一。由于餐廚垃圾油脂、水、固體分層時，油脂在最上層，在此處設置出油口，可將油脂排出。
[0016]進一步的，所述的三相分離器罐體下部還設有支架。這樣，可將整個系統穩定的支撐起來，不容易晃動。
[0017]進一步的，所述的水熱反應器罐體和(或)三相分離器罐體上設有視窗，通過視窗，可看到水熱反應器罐體和(或)三相分離器罐體內情況。
[0018]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
1、采用導熱油盤管加熱餐廚垃圾，比水蒸汽加熱餐廚垃圾節省能源及成本。導熱油盤管緊貼著水熱反應器側壁設置，為餐廚垃圾提供熱能。餐廚垃圾在有水的條件下能充分實現水解，且水熱反應器內各部分受熱均勻。
[0019]2、采用水熱處理后噴爆的方式，使餐廚垃圾水解更徹底，更利于后續利用。[0020]3、三相分離器將承爆、閃蒸、三相分離功能合為一體，閃蒸產生的氣體統一收集后處理；設置外盤水管以回收熱能，實現熱能循環利用，同時不會堵塞、阻隔餐廚垃圾。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。附圖中描述位置關系僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。
[0023]如圖1所示，一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，包括水熱反應器和設于水熱反應器下部的三相分離器，水熱反應器包括水熱反應器罐體22、設于水熱反應器罐體22頂部的進料口 5、卸壓口 1、溫度計2、壓力計3，水熱反應器罐體22內還設有攪拌裝置；水熱反應器罐體22的底部設有出料口，出料口連通三相分離器；
三相分離器包括三相分離器罐體20、設于三相分離器罐體20頂部的閃蒸汽出口 21、設于三相分離器罐體20側壁的出油口 11、設于三相分離器罐體20底部的出水口 14;三相分離器罐體20頂部設有進料口，進料口與水熱反應器罐體22的出料口連通，三相分離器罐體20底部設有出料口，出料口連接螺旋輸送器16。
[0024]水熱反應器罐體22的外壁上設有加熱裝置，加熱裝置為導熱油盤管7。采用導熱油加熱餐廚垃圾，比水蒸汽加熱餐廚垃圾節省能源及成本。導熱油盤管7緊貼著水熱反應器罐體22側壁設置，為餐廚垃圾提供熱能。餐廚垃圾在有水的條件下能充分實現水解，且水熱反應器內各部分受熱均勻。
[0025]三相分離器包括了熱能回收裝置。熱能回收裝置包括設于三相分離器罐體20外壁上的熱能回收盤管12、與熱能回收盤管12連接的熱能回收導管18，加熱后的水由熱能回收導管18排出。熱能回收盤管12緊貼著三相分離器罐體20側壁設置以回收熱能，實現熱能循環利用，同時不會堵塞、阻隔餐廚垃圾；加熱后的水由熱能回收導管18排出，以進一步利用。
[0026]水熱反應器進料口 5用于餐廚垃圾的輸入；卸壓口 I用于水熱反應器罐體22壓力的釋放；溫度計2用于檢測水熱反應器罐體22內的溫度；壓力計3用于檢測水熱反應器罐體22內的壓力；經攪拌加熱后的餐廚垃圾由水熱反應器罐體出料口 10排出至三相分離器罐體20。
[0027]三相分離器位于水熱反應器下部，實現承爆、閃蒸及三相分離的作用。閃蒸汽出口21用于排出三相分離器罐體20內的閃蒸汽；出油口 11用于排出餐廚垃圾中的油脂；出水口 14用于排出餐廚垃圾中的水；餐廚垃圾中的固體由出料口 15排出，再通過螺旋輸送器16送至發酵罐進行發酵。
[0028]優選的，餐廚垃圾水熱處理條件為:90°C?200°C，5min?90min。
[0029]本實施例中，攪拌裝置包括設于水熱反應器罐體22外部的攪拌電機4、與攪拌電機4連接的攪拌軸6、設于攪拌軸6上的攪拌葉片9。攪拌電機4驅動攪拌軸6轉動，帶動攪拌葉片9對餐廚垃圾進行攪拌。水熱反應器罐體的出料口處設有水熱反應器出料口擋板10，三相分離器罐體的出料口處設有三相分離器出料口擋板15。當餐廚垃圾在水熱反應器中完全加熱并攪拌均勻后，打開水熱反應器出料口擋板10，將餐廚垃圾排進三相分離器罐體20。當餐廚垃圾在三相分離器罐體內分層并三相分離后，打開三相分離器出料口 15擋板，將餐廚垃圾排進螺旋輸送器16中。
[0030]水熱反應器罐體22和三相分離器罐體20的外部還設有U型夾套8，導熱油盤管7設于U型夾套8與水熱反應器罐體22之間，熱能回收盤管12設于U型夾套8與三相分離器罐體20之間。上述的U型夾套8用于將導熱油盤管7、熱能回收盤管12夾緊，不容易脫落。
[0031]三相分離器罐體20內設有篩網13 ;優選的，篩網13與三相分離器罐體20的出料口呈45度設置。通過篩網13，可將餐廚垃圾的固體與水或油脂隔離。
[0032]出油口 11與三相分離器罐體20頂部之間的距離為三相分離器罐體20側壁高度的三分之一。由于餐廚垃圾油脂、水、固分層時，油脂在最上層，在此處設置出油口，可將油脂排出。三相分離器罐體20下部還設有支架17。這樣，可將整個系統穩定的支撐起來，不容易晃動。水熱反應器罐體22和(或)三相分離器罐體20上設有視窗19，通過視窗19，可看到水熱反應器罐體22和(或)三相分離器罐體20內情況。
[0033]將收集的餐廚垃圾分揀后，把餐廚垃圾從進料口 5投入水熱反應器罐體22 ;根據餐廚垃圾含水率決定是否加水，使餐廚垃圾完全浸沒在水中。開始工作時，使水熱反應器罐體22處于關閉狀態。在導熱油盤管7中通入導熱油。開啟攪拌電機4，帶動攪拌軸6及攪拌葉片9進行攪拌，以破碎及均勻加熱餐廚垃圾。控制水熱溫度為150°C，水熱處理時間為50mino
[0034]水熱處理結束后關閉攪拌電機4，打開卸壓口 I ;當壓力卸至2atm時，開啟水熱反應器罐體22下部的水熱反應器出料口擋板10，將餐廚垃圾噴爆至三相分離器罐體20，閃蒸汽由閃蒸汽出口 21排出。靜置餐廚垃圾的同時，往三相分離器熱能回收盤管12中通入水以降低罐內溫度并回收熱能，加熱后的水從熱能回收導管18排出作下一步的利用。當三相分離器罐體20中餐廚垃圾油、水、固分層較明顯時，進行油脂、水、固體三相分離。由視窗19觀察餐廚垃圾油脂和水的界面高度，如油水界面未達到出油口 11高度，則開啟抽水泵，將水經出水口 14抽入三相分離器內，使油水界面達到出油口 11高度，從而使油脂順利排出。停止抽水泵，待油脂全部排出后轉換出水口閥門，使餐廚廢水經篩網13從底部出水口 14排出。然后，開啟三相分離器出料口擋板15，將固體餐廚垃圾排至螺旋輸送器16后送至發酵罐進行發酵。
[0035]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，包括水熱反應器和設于水熱反應器下部的三相分離器，所述的水熱反應器包括水熱反應器罐體(22)、設于水熱反應器罐體(22)頂部的進料口(5)、卸壓口(I)、溫度計(2)、壓力計(3)，水熱反應器罐體(22)內還設有攪拌裝置；水熱反應器罐體(22)的底部設有出料口，出料口連通三相分離器； 所述的三相分離器包括三相分離器罐體(20)、設于三相分離器罐體(20)頂部的閃蒸汽出口(21)、設于三相分離器罐體(20)側壁的出油口(11)、設于三相分離器罐體(20)底部的出水口(14);所述的三相分離器罐體(20)頂部設有進料口，進料口與水熱反應器罐體(22)的出料口連通，三相分離器罐體(20)底部設有出料口，出料口連接螺旋輸送器(16)； 其特征在于，所述的水熱反應器罐體(22)的外壁上設有加熱裝置，所述的加熱裝置為導熱油盤管(7);所述的三相分離器還包括熱能回收裝置，熱能回收裝置包括設于三相分離器罐體(20)外壁上的熱能回收盤管(12)、與熱能回收盤管(12)連接的熱能回收導管(18)，加熱后的水由熱能回收導管(18)排出。
2.根據權利要求1所述的一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，其特征在于，所述的攪拌裝置包括設于水熱反應器罐體(22)外部的攪拌電機(4)、與攪拌電機(4)連接的攪拌軸(6)、設于攪拌軸(6)上的攪拌葉片(9)。
3.根據權利要求1所述的一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，其特征在于，所述的水熱反應器罐體(22)的出料口處設有水熱反應器出料口擋板(10)，三相分離器罐體(20)的出料口處設有三相分離器出料口擋板(15 )。
4.根據權利要求1所述的一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，其特征在于，所述的水熱反應器罐體(22 )和三相分離器罐體(20 )的外部還設有U型夾套(8 )，導熱油盤管(7 )設于U型夾套(8)與水熱反應器罐體(22)之間，熱能回收盤管(12)設于U型夾套(8)與三相分離器罐體(20)之間。
5.根據權利要求1所述的一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，其特征在于，所述的三相分離器罐體(20)內設有篩網(13)。
6.根據權利要求5所述的一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，其特征在于，所述的篩網(13)與三相分尚器罐體的出料口呈45度設置。
7.根據權利要求1所述的一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，其特征在于，所述的出油口(11)與三相分離器罐體(20)頂部之間的距離為三相分離器罐體(20)側壁高度的三分之一。
8.根據權利要求1至7任一所述的一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，其特征在于，所述的三相分離器罐體(20 )下部還設有支架(17)。
9.根據權利要求1至7任一所述的一種餐廚垃圾水熱三相分離系統，其特征在于，所述的水熱反應器罐體(22 )和(或)三相分離器罐體(20 )上設有視窗(19 )。
【文檔編號】B01D36/04GK103480632SQ201310437591
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】王春銘 申請人:華南農業大學