專利名稱：一種固體廢物連續(xù)濕解處理的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體廢物處理領(lǐng)域，具體地涉及一種固體廢物連續(xù)濕解處 理的方法。
本發(fā)明還涉及用于實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩值慕y(tǒng)計(jì)，2004年，我國(guó)661座城巿清運(yùn)生活垃圾超 過1.5億噸，每年以4%的速度增長(zhǎng)。按各地上報(bào)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前城市生 活垃圾無害化處理率約為51%。但是根據(jù)建設(shè)部城市建設(shè)司對(duì)255個(gè)城市 的388座生活垃圾處理場(chǎng)(廠)的調(diào)査分析，我國(guó)城市生活垃圾無害化處理 設(shè)施達(dá)標(biāo)率約25%，考慮運(yùn)行管理等因素，實(shí)際的無害化處理率不足20 %。垃圾污染環(huán)境、危害群眾(尤其是農(nóng)民)的問題非常突出。
國(guó)內(nèi)外對(duì)城市垃圾的處理方式和技術(shù)均以無害化、減量化和資源化為 基本目標(biāo)。目前垃圾處置主要采用衛(wèi)生填埋、高溫堆肥、焚燒和資源回收 利用等方式，每種處理方式均具有一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。但中國(guó)的垃圾構(gòu)成 中，多數(shù)是低熱值的植物，可回收的金屬、紙張、塑料本身就少或被人撿 走，所剩物不易焚燒，國(guó)家又無力興建大規(guī)模高水平的衛(wèi)生填埋場(chǎng)，且填 埋場(chǎng)的場(chǎng)址選擇又是一大難題，從而，使人們又對(duì)垃圾處理技術(shù)進(jìn)行重新
在國(guó)際專利WO82/01483中公幵了一種從廢料中分離和生成有機(jī)及無 機(jī)物的方法，其內(nèi)容是在高壓釜內(nèi)裝有一個(gè)帶孔容器，將廢物裝入帶孔容 器內(nèi)進(jìn)行高溫髙壓處理，將無機(jī)物留在帶孔容器內(nèi)，然后有機(jī)物去發(fā)酵作 飼料，并在發(fā)酵后物料去回收酒精，并且在無氧釜內(nèi)回收沼氣。
在中國(guó)專利CN1179923C中公開了一種以汽爆植物秸稈為原料固態(tài)發(fā) 酵制備生態(tài)肥料的方法，其內(nèi)容是秸稈汽爆氨化后，加入麩皮和生石灰， 并接入解磷巨大芽孢桿菌菌液、凍膠芽孢桿菌菌液、褐色球形固氮菌菌液 和木霉種子液，進(jìn)行周期充壓和瀉壓的混合固態(tài)發(fā)酵，再均勻地復(fù)配入的 粘土，在常溫下干燥，即制得生態(tài)肥料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種固體廢物連續(xù)濕解處理的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。
本發(fā)明的技術(shù)依據(jù)，是利用易降解物中的有機(jī)成分發(fā)生水解，大分子 斷裂為小分子，并且經(jīng)過一系列的反應(yīng)，最后轉(zhuǎn)化為可以改良土壤的有機(jī) 肥；這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)反應(yīng)、連續(xù)出料，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的 大規(guī)模應(yīng)用。并且通過一系列的試驗(yàn)，證明了濕解處理不但有機(jī)質(zhì)保留多， 營(yíng)養(yǎng)元素?fù)p失少，完全殺滅病菌、寄生蟲卵、雜草種子，而且處置時(shí)間短， 不超過2小時(shí)。
在濕解初期，易降解有機(jī)廢物在部分水自電離產(chǎn)生的氫離子的催化作 用下，首先發(fā)生水解反應(yīng)，生成如乙酸、糠醛酸等小分子有機(jī)酸；在進(jìn)一 步的反應(yīng)中，在熱和氫離子的作用下，半纖維素繼續(xù)水解生成低聚糖和單
糖，同時(shí)纖維素和木質(zhì)素也會(huì)發(fā)生水解。隨濕解的進(jìn)行，在氫離子的催化 作用下，半纖維素水解生成的單糖如戊糖和己糖會(huì)繼續(xù)脫水生成糠醛和羥 甲基糠醛。而糠醛極其不穩(wěn)定，在濕解的條件下，易于同木質(zhì)素或自身縮 合生成腐殖質(zhì)。而腐殖質(zhì)就是有機(jī)肥料的最主要成分。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的固體廢物連續(xù)濕解處理的方法，是將 固體廢物連續(xù)加入到反應(yīng)器中，同時(shí)向反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)通入水蒸氣作為加熱 源和反應(yīng)介質(zhì)，物料在反應(yīng)器中與水蒸氣接觸反應(yīng)；反應(yīng)完成后，處理好 的物料由出料螺桿輸送到反應(yīng)器外；其中水蒸氣的溫度為150~250°C，
壓力為5 35atm，反應(yīng)時(shí)間為15分鐘~2小時(shí)。
本發(fā)明提供的用于實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，其包括 一料箱連接一進(jìn)料系統(tǒng)；
該進(jìn)料系統(tǒng)為一中空管，該中空管的一端過渡形成錐形空管段，在該 錐形空管段一頂端為直管過渡段；
中空管內(nèi)部安裝一頭部為錐形的螺桿，該螺桿的錐形部分相應(yīng)的安置 在中空管的錐形空管段；
螺桿軸的尾部連接進(jìn)料電機(jī)；
一反應(yīng)器，高強(qiáng)度不銹鋼制成，其一側(cè)安置有蒸氣進(jìn)口，進(jìn)料系統(tǒng)的 直管段與該蒸氣進(jìn)口相通；反應(yīng)器內(nèi)安裝有帶翅螺桿，帶翅螺桿軸連接反 應(yīng)器電機(jī)；
反應(yīng)器與蒸氣進(jìn)口相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)下部設(shè)有物料出口； 由上述裝置的進(jìn)料電機(jī)帶動(dòng)的進(jìn)料系統(tǒng)，將物料傳送和擠壓進(jìn)入錐形 空管段，形成密封塞，經(jīng)過直管過渡段與蒸氣一起進(jìn)入反應(yīng)器，由反應(yīng)器
內(nèi)的帶翅螺桿攪拌物料進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的物料由物料出口排出。 所述的裝置，其中進(jìn)料電機(jī)和反應(yīng)器電機(jī)均為調(diào)速電機(jī)。 所述的裝置，其中反應(yīng)器上安有溫度測(cè)量裝置、壓力測(cè)量裝置以及防爆閥。
所述的裝置，其中反應(yīng)器內(nèi)的帶翅螺桿上設(shè)有刮板的翅片。 所述的裝置，其中反應(yīng)器的物料出口通過一直管段與出料螺桿連接。 所述的裝置，其中出料螺桿將物料輸送到由錐形管段和其下方直管段 構(gòu)成的出料減壓段內(nèi)。
本發(fā)明中固體廢物在反應(yīng)器內(nèi)所需的反應(yīng)時(shí)間隨采用水蒸氣溫度、壓 力的升高而減少， 一般為15分鐘 2小時(shí)；反應(yīng)器的體積隨單位時(shí)間內(nèi)所 需要處理的固體廢物量和所需反應(yīng)時(shí)間的增加而增大。經(jīng)過反應(yīng)，將固體 廢物中的易降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)殺滅固體廢物中的有害 物質(zhì)。


圖1為本發(fā)明裝置的示意圖
圖2為本發(fā)明裝置中進(jìn)料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方案
請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供的裝置，其固體廢物由料箱1進(jìn)入由 進(jìn)料電機(jī)和減速機(jī)2帶動(dòng)的進(jìn)料系統(tǒng)3(該進(jìn)料系統(tǒng)3的結(jié)構(gòu)如圖2所示)， 物料經(jīng)過錐形螺桿3a的傳送和擠壓后，進(jìn)入錐形空管段3b，在錐形空管段3b內(nèi)，由于后面的推力和錐角的阻力，使得物料得到進(jìn)一步擠壓，形 成致密的密封塞，經(jīng)過直管過渡段3c進(jìn)入反應(yīng)器4。
反應(yīng)器4本體由高強(qiáng)度不銹鋼制成，要求能夠同時(shí)承受25(TC高溫和 35atm的高壓，其一側(cè)安置有蒸氣進(jìn)口 4a，進(jìn)料系統(tǒng)3的直管段3c與該 蒸氣進(jìn)口 4a相連接?？紤]到便于物料進(jìn)入反應(yīng)器4，本發(fā)明將蒸氣進(jìn)口 4a設(shè)于反應(yīng)器4的一側(cè)上方，如圖1所示，反應(yīng)所需的蒸氣從其上方進(jìn)入 反應(yīng)器4，進(jìn)入的蒸氣還可以起到將擠入的固體廢物料段吹斷的作用。反 應(yīng)器4本體的上方安有溫度和壓力測(cè)量裝置，右側(cè)還安有防爆閥4b可以 避免反應(yīng)器內(nèi)壓力過高產(chǎn)生的事故。
反應(yīng)器4內(nèi)安裝有帶翅螺桿5,螺桿5上的螺旋起到輸送和攪拌物料 的作用；在螺桿上均勻設(shè)計(jì)了帶有刮板的翅片，可以使物料不粘在筒體壁 面和更好的得到攪拌，以便其均勻受熱。帶翅螺桿5由反應(yīng)器電機(jī)和減速 機(jī)6驅(qū)動(dòng)，物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間可以通過改變減速機(jī)速比，從而改 變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。
反應(yīng)器4本體與進(jìn)料系統(tǒng)3相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)下部設(shè)有物料出口 ，處理 完畢的物料通過一個(gè)直管段落到出料螺桿7上，與進(jìn)料螺桿不同，出料螺 桿7采用的普通螺旋。出料螺桿7由出料電機(jī)和減速機(jī)8帶動(dòng)，將物料輸 送到出料減壓段9內(nèi)。
出料減壓段9由一個(gè)錐形管段9a和其下方的直管段9b構(gòu)成。由于反 應(yīng)器內(nèi)的壓力遠(yuǎn)大于外界的大氣壓，物料會(huì)堆壓在錐形管段9a內(nèi)，經(jīng)過 錐形管段9a的收縮，在直管段9b形成密封塞，緩慢輸送到出料箱中(圖 中未出)。
權(quán)利要求
1、一種固體廢物連續(xù)濕解處理的方法，將固體廢物連續(xù)加入到反應(yīng)器中，同時(shí)向反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)通入水蒸氣作為加熱源和反應(yīng)介質(zhì)，物料在反應(yīng)器中與水蒸氣接觸反應(yīng)；反應(yīng)完成后，處理好的物料由出料螺桿輸送到反應(yīng)器外；其中水蒸氣的溫度為150～250℃，壓力為5～35atm，反應(yīng)時(shí)間為15分鐘～2小時(shí)。
2、 一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求l所述方法的裝置，其包括 一料箱連接一進(jìn)料系統(tǒng)；該進(jìn)料系統(tǒng)為一中空管，該中空管的一端過渡形成錐形空管段，在該 錐形空管段一頂端為直管過渡段；中空管內(nèi)部安裝一頭部為錐形的螺桿，該螺桿的錐形部分相應(yīng)的安置 在中空管的錐形空管段；螺桿軸的尾部連接進(jìn)料電機(jī)；一反應(yīng)器，高強(qiáng)度不銹鋼制成，其一側(cè)安置有蒸氣進(jìn)口，進(jìn)料系統(tǒng)的 直管段與該蒸氣進(jìn)口相通；反應(yīng)器內(nèi)安裝有帶翅螺桿，帶翅螺桿軸連接反 應(yīng)器電機(jī)；反應(yīng)器與蒸氣進(jìn)口相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)下部設(shè)有物料出口； 由上述裝置的進(jìn)料電機(jī)帶動(dòng)的進(jìn)料系統(tǒng)，將物料傳送和擠壓進(jìn)入錐形 空管段，形成密封塞，經(jīng)過直管過渡段與蒸氣一起進(jìn)入反應(yīng)器，由反應(yīng)器 內(nèi)的帶翅螺桿攪拌物料進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的物料由物料出口排出。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中進(jìn)料電機(jī)和反應(yīng)器電機(jī)均為調(diào)速 電機(jī)。
4、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中反應(yīng)器上安有溫度測(cè)量裝置、壓力測(cè)量裝置以及防爆閥。
5、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中反應(yīng)器內(nèi)的帶翅螺桿上設(shè)有刮板 的翅片。
6、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中反應(yīng)器的物料出口通過一直管段 與出料螺桿連接。
7、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中出料螺桿將物料輸送到由錐形管 段和其下方直管段構(gòu)成的出料減壓段內(nèi)。
全文摘要
一種固體廢物連續(xù)濕解處理的方法，將固體廢物連續(xù)加入到反應(yīng)器中，同時(shí)向反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)通入水蒸氣作為加熱源和反應(yīng)介質(zhì)，物料在反應(yīng)器中與水蒸氣接觸反應(yīng)。用于實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置包括一料箱連接一進(jìn)料系統(tǒng)；該進(jìn)料系統(tǒng)為一中空管，該中空管的一端過渡形成錐形空管段，在該錐形空管段一頂端為直管過渡段；中空管內(nèi)部安裝一頭部為錐形的螺桿，該螺桿的錐形部分相應(yīng)的安置在中空管的錐形空管段；螺桿軸的尾部連接進(jìn)料電機(jī)；一反應(yīng)器，高強(qiáng)度不銹鋼制成，其一側(cè)安置有蒸氣進(jìn)口，進(jìn)料系統(tǒng)的直管段與該蒸氣進(jìn)口相通；反應(yīng)器內(nèi)安裝有帶翅螺桿，帶翅螺桿軸連接反應(yīng)器電機(jī)；反應(yīng)器與蒸氣進(jìn)口相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)下部設(shè)有物料出口。
文檔編號(hào)C05F9/00GK101096032SQ200610089449
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者楊遠(yuǎn)智, 田文棟, 肖云漢, 賈建國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所