一種有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置的製作方法

2023-05-29 12:07:06 1

專利名稱：一種有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置，屬於環保技術領域。
背景技術：
隨著我國社會經濟的發展，有機固體廢物產量日益增多。全國有機固體廢
物的總量達到了40億噸以上，其中粗有機質佔到12.27億噸，資源化前景十分廣闊。
然而有機固體廢物成分複雜，且傳統有機固體廢物資源化技術水平不高， 效率低下，產品附加值小，同時在處理過程中還容易產生二次汙染問題，最終 導致了有機固體廢物資源化技術應用受到限制。
高溫水解處理是有機固體廢物資源化利用技術發展的新方向，其具有資源 化效率高、無害化效果好等優點，可有效解決以上提及的有機固體廢棄物資源 化利用過程中存在的問題。
鑑於高溫水解處理有機固體廢物尚處於探索階段，因此為分析高溫水解處 理前後有機固體廢物成份變化，摸索最佳工藝條件，提供一套適合於在實驗室 開展有機固體廢物高溫水解的小試裝置很有必要。 發明內容
本實用新型的目的在於提供一套設合於實驗室操作的有機固體廢物高溫水 解處理的實驗裝置。
本實用新型的有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置包括螺旋進料機構、 水解罐、噴放罐及蒸汽發生器四部分；螺旋進料機構包括進料筒和設置在進料 筒中的由電機帶動旋轉的螺杆；水解罐包括筒體，筒體頂部的進料管道經進料 閥與螺旋進料機構進料筒的出料口相連，筒體頂部的封蓋上設有安全閥、蒸汽 洩放閥、溫度計和壓力表，筒內有軸向安裝的蒸汽管道，蒸汽管道的頂部開孔， 蒸汽管道外套有套管，套管的頂端封口，套管的中下部開孔，套管的底端不封 口開放，蒸汽管道下端與筒體底部的蒸汽入口管道相連，蒸汽入口管道經第一 蒸汽控制閥與蒸汽發生器出氣口相連，筒體底部的出料管道經出料閥與噴放罐
側部的切向物料噴頭相連；噴放罐的外部設有夾套，夾套上有進氣孔，該進氣 孔管道一方面與水解罐的蒸汽洩放閥相連，另一方面經第二蒸汽控制閥與蒸汽 發生器出氣口相連，夾套底部設有冷凝液排出管，噴放罐的底部設有出料管，
噴放罐內設有錨式攪拌器，錨式攪拌器的轉軸與噴放罐軸線重合併與電機軸相 連，噴放罐頂部設有與氣體採樣器和排風機連通的廢氣出口管道。
由於有機固體廢物中部分物料為槳料，進料較困難；或是含有大型顆粒狀 固體對高溫水解裝置會產生不利影響。為了解決這些問題，本實用新型的進一 步特徵，使螺旋進料機構中的螺杆的螺距為15 25mm，進料筒為倒錐形。
為了避免物料尤其是漿狀物料粘附在噴放罐壁，可在錨式攪拌器上設置刮 板，避免粘壁現象。
本實用新型通過改變噴放罐中物料噴頭的噴放孔徑可以改變膨化效果，為 方便更換不同孔徑的物料噴頭，可在噴放罐的罐壁上位於物料噴頭一側設置操 作孔。
本實用新型的有益效果在於
本實用新型裝置通過對噴放罐排出的氣體及物料成分的測試分析，可以對 各種不同有機固體廢物高溫水解處理的工藝條件進行探討，為探索有機固體廢
物高溫水解資源化利用新技術提供了研究基礎。該裝置利用螺旋進料機構的機 械力作用，可以順利進料，通過調整螺杆螺距及剪切作用可有效控制物料的粒 徑。採用在蒸汽管道頂部開孔，以及在蒸汽管道外設置套管，可以有效防止物 料堵塞蒸汽入孔。噴放罐外設置夾套，夾套與蒸汽發生器及水解罐上的蒸汽洩 放閥相連，通過輸入蒸汽給物料保溫與加熱，可以通過保溫時間控制產物的最 終含水率，同時還能使水解罐內的廢蒸汽得到有效利用。

圖1為本實用新型裝置的結構示意圖； 圖2為蒸汽管道示意圖； 圖3為噴放罐的物料噴頭以及操作孔示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖進一步描述本實用新型。
參照圖1，有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置包括螺旋進料機構I 、水
解罐n、噴放罐m及蒸汽發生器iv四部分；螺旋進料機構I包括進料筒4和設
置在進料筒中的由電機3帶動旋轉的螺杆2，圖中l為進料孔；水解罐II包括筒 體，筒體頂部的進料管道經進料閥5與螺旋進料機構I進料筒4的出料口相連， 筒體頂部的封蓋上設有安全閥6、蒸汽洩放閥7、溫度計8和壓力表9，筒內有 軸向安裝的蒸汽管道ll，蒸汽管道ll (見圖2)的頂部開孔，蒸汽管道外套有 套管24，套管24的頂端封口，套管24的中下部開孔，套管24的底端不封口開
放，蒸汽管道11下端與筒體底部的蒸汽入口管道13相連，蒸汽入口管道經第 一蒸汽控制閥15-1與蒸汽發生器IV出氣口相連，筒體底部的出料管道經出料閥 14與噴放罐III側部的切向物料噴頭26相連，物料噴頭26的安裝參見圖3，圖3 所示實例中，在噴放罐III的罐壁上位於物料噴頭26 —側設有用於更換噴頭的操 作孔25;噴放罐m的外部設有夾套19，夾套19上有進氣孔10，該進氣孔管道 一方面與水解罐II的蒸汽洩放閥7相連，另一方面經第二蒸汽控制閥15-2與蒸
汽發生器iv出氣口相連，夾套底部設有冷凝液排出管21，噴放罐m的底部設有
出料管20,噴放罐內設有錨式攪拌器18，錨式攪拌器18的轉軸與噴放罐軸線 重合併與電機16軸相連，噴放罐頂部設有廢氣出口管道17，廢氣出口管道17 與氣體採樣器22和排風機23連通。
實驗時，有機固體廢物從進料孔1進入螺旋進料機構I ，打開進料閥5，在 電機3的帶動下螺杆2轉動產生一定向下的擠壓作用，協同倒錐形筒體中物料 的重力使物料順利進入水解罐II，同時螺杆2轉動的剪切作用可控制進入水解 罐物料的粒徑。控制進入水解罐的物料面在蒸汽管道開孔位置以下，進料完畢， 關閉進料閥5。打開第一蒸汽控制閥15-1，蒸汽發生器IV的高溫蒸汽進入蒸汽管 道ll，蒸汽從蒸汽管道頂部的開孔進入套管24中，蒸汽折回向下從套管中下部 的開孔及底部開放口釋放。過蒸汽與物料的直接接觸加熱物料。當水解罐內II 壓力過高，而溫度未到時，打開蒸汽洩放閥7釋放多餘蒸汽，同時向水解罐II 內持續通入熱蒸汽。多餘蒸汽進入噴放罐III外的夾套19乾燥其他物料，廢熱再 利用。溫度計8、壓力表9分別顯示水解罐II的溫度和壓力，安全閥6確保水解 罐II設備安全。加熱水解罐II內物料到指定溫度後，關閉第一蒸汽控制閥15-1, 打開出料閥14，物料從切向的物料噴頭進入噴放罐III，以一定速度圍繞噴放罐
in內壁作圓周運動並產生膨化作用。在噴放罐m進料的同時打開排風機23，廢
氣迅速從廢氣出口管道17引導排出，氣體採樣器22採集氣體樣品為實驗分析
所用。噴放罐m進料完畢，打開第二蒸汽控制閥15-2，蒸汽進入噴放罐in的夾 套19，加熱噴放罐m內的物料，冷凝液從冷凝液排出管2i排出。同時，開啟
電機16，帶動錨式攪拌器18，攪動底部沉積的物料提高傳熱效果，物料水分逐 漸蒸發並通過廢氣出口管道17排出，物料得到乾燥。等到物料水分含量達到預 期值時，關閉第二蒸汽控制閥15-2，從出料管20排出物料，供實驗分析測試成份。
需要更換噴放孔徑時，可通過操作孔25，將物料噴頭26扦下實現更換。
權利要求1.一種有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置，其特徵在於包括螺旋進料機構(I)、水解罐(II)、噴放罐(III)及蒸汽發生器(IV)四部分；螺旋進料機構(I)包括進料筒(4)和設置在進料筒中的由電機(3)帶動旋轉的螺杆(2)；水解罐(II)包括筒體，筒體頂部的進料管道經進料閥(5)與螺旋進料機構(I)進料筒(4)的出料口相連，筒體頂部的封蓋上設有安全閥(6)、蒸汽洩放閥(7)、溫度計(8)和壓力表(9)，筒內有軸向安裝的蒸汽管道(11)，蒸汽管道(11)的頂部開孔，蒸汽管道外套有套管(24)，套管(24)的頂端封口，套管(24)的中下部開孔，套管(24)的底端不封口開放，蒸汽管道(11)下端與筒體底部的蒸汽入口管道(13)相連，蒸汽入口管道經第一蒸汽控制閥(15-1)與蒸汽發生器(IV)出氣口相連，筒體底部的出料管道經出料閥(14)與噴放罐(III)側部的切向物料噴頭(26)相連；噴放罐(III)的外部設有夾套(19)，夾套(19)上有進氣孔(10)，該進氣孔管道一方面與水解罐(II)的蒸汽洩放閥(7)相連，另一方面經第二蒸汽控制閥(15-2)與蒸汽發生器(IV)出氣口相連，夾套底部設有冷凝液排出管(21)，噴放罐(III)的底部設有出料管(20)，噴放罐內設有錨式攪拌器(18)，錨式攪拌器(18)的轉軸與噴放罐軸線重合併與電機(16)軸相連，噴放罐頂部設有與氣體採樣器(22)和排風機(23)連通的廢氣出口管道(17)。
2、 根據權利要求1所述的有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置，其特徵 在於螺旋進料機構(I)中的螺杆(2)的螺距為15 25mrn，進料筒(4)為倒錐形。
3、 根據權利要求1所述的有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置，其特徵 在於噴放罐(III)內的錨式攪拌器(18)上設有刮板。
4、 根據權利要求1所述的有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置，其特徵 在於在噴放罐(III)的罐壁上位於物料噴頭(26)—側設有用於更換噴頭的操作孔 (25)。
專利摘要本實用新型公開的有機固體廢物高溫水解處理的實驗裝置包括螺旋進料機構、水解罐、噴放罐及蒸汽發生器四部分；螺旋進料器、水解罐和噴放罐依次連接，由蒸汽發生器提供水解所需熱能。有機固體廢物經過螺旋進料器擠壓剪切進入水解罐，在水解罐內利用高溫蒸汽加熱到指定溫度，經高溫處理後通過進料噴頭切向進入噴放罐進行膨化。本實用新型裝置通過對噴放罐排出的氣體及物料成分的測試分析，可以對各種不同有機固體廢物高溫水解處理的工藝條件進行探討，為探索有機固體廢物高溫水解資源化利用新技術提供了研究基礎。
文檔編號G01N35/00GK201060204SQ20072011150
公開日2008年5月14日 申請日期2007年7月5日 優先權日2007年7月5日
發明者吳偉祥, 孫營軍, 石德智, 郝永俊, 陳英旭 申請人:浙江大學