[发明专利]一种交叉压扁多纵向涡旋流管及其反应器

说明书

本发明公开了一种交叉压扁多纵向涡旋流管及其反应器，包括由圆管分段交叉压扁形成的管本体，该管本体包括若干管体段、以及设置在相邻管体段之间的过渡段，若干所述管体段为截面长轴线相互交叉的扁椭形截面管段的组合和/或扁椭形截面管段与圆形截面管段交替布置的组合；其中，所述管体段的外壁向内凹陷并在对应的内壁上形成有斜置凸起部。本发明的管制造工艺简便，制造成本低，在多个交叉压扁结构和斜置凸起部作用下，能够在管内产生多纵向涡流和混合旋流，避免管内的物料产生沉积以造成堵塞；反应器具备管的特点，以保证反应器长周期安全可靠高效运行，同时显著强化物料之间的反应，使得反应均匀高效。

技术领域

本发明涉及有机固废处理技术领域，特别涉及一种交叉压扁多纵向涡旋流管及其反应器。

背景技术

随着我国城市化的迅速发展，我国城市生产的有机固废总量节节攀升，如何合理高效的处理处置有机固废，特别是大量的生活垃圾、城镇污泥和餐厨餐余垃圾，成为目前我国城市化可持续发展的重要且紧迫的需求。有机固废是指人类在生产生活等活动中产生的污染环境的固态、半固态有机废物，有机固废一般包括市政污泥、工业污泥、餐厨餐余垃圾、生活垃圾特别是湿垃圾、江河底泥、高浓度有机废液、粪便、抗生素等。将有机固废制成泥浆，与城市污泥具有类似的化学物理性质，可以采用城市污泥相类似的处理处置工艺和技术。为了便于叙述，后续将有机固废制成的泥浆，简称有机固废泥或者污泥。相关技术中，湿式氧化工艺用于城镇污水污泥处理，特别是部分湿式氧化的Wetox工艺，是一种污泥处理处置洁净且可资源化利用的先进工艺。部分湿式氧化的Wetox工艺：采用一种卧罐式反应釜，反应釜内设置多个连续搅拌的阶梯降液的槽池，每个槽池还设置了搅拌和曝气装置。

然而，上述卧罐式反应釜也存在一些不足：其一，其反应釜内设置的多个连续搅拌的阶梯降液的槽池，其槽池内存在低速区、涡流死区等，特别是对于有机固废泥浆具有极易分层沉积、高粘性、易粘结和易结垢的特性，严重影响了总反应效率，也延长了反应时间，而且在罐式反应釜存在严重的结垢，严重结垢有可能造成设备和管道堵塞，也严重影响了反应产物的质量，由于上述原因等，使得其反应效率较低，反应时间较长，故障率高；其二，由于其反应效率较低和反应时间较长，也使得其结构尺寸较大和占地面积较大，设备投资偏高；其三，设置了多个机械搅拌，搅拌很容易出现泄露、故障甚至安全事故，特别是槽池的搅拌存在不充分和不均等，影响反应效率和反应时间，也增加能耗；其四，对于工业固废的湿式氧化处理，需要采用更高温度和压力，但罐式反应釜的承压受限(一般为2MPa左右)，工艺参数(温度、压力)偏低，难以实现更高承压和温度的工艺参数，如亚临界和超临界湿式氧化工艺，使得工业高危固废的储罐湿式氧化处理难以实现。

另外，湿式氧化工艺也有采用立罐式反应釜作为湿式氧化工艺反应器，立罐式反应釜内设置折流板等结构使得反应更为均匀，但同样存在上述卧罐式反应釜的易结垢、堵塞、反应不充分和不均匀、反应时间长、反应参数偏低等不足。

在有机固废的热水解工艺中，热水解反应器绝大多数也是采用罐式反应釜作为热水解反应器。湿式氧化工艺和热水解工艺统称为水热工艺，其主要差异是湿式氧化工艺需要添加反应物料而热水解工艺则不需要添加反应物料，当然，其产物也有差异。热水解工艺的罐式反应釜，同样存在上述湿式氧化工艺罐式反应釜的易结垢、堵塞、反应不充分和不均匀、反应时间长、反应参数偏低等不足。

专利文献：无堵塞穿透混合旋流管式反应器（201711035436.4）、穿透混合旋流管式反应器（201711034277.6）等提供了污泥管式反应器，以解决污泥在反应过程中的反应不均特别是流动分层、沉积、粘接和结垢的问题；但专利文献：无堵塞穿透混合旋流管式反应器（201711035436.4）制造工艺过于复杂，反应器需要在反应管上大量开孔并焊接大量旋流强化件，设备制造质量保障和监制难度大，制造成本较高；专利文献：穿透混合旋流管式反应器（201711034277.6）中的反应管内设置大量的内插件，存在较大杂物堵塞风险，因为即使有机固废泥浆设置过滤也难免依然存在丝状（如毛发）和小块和小片状（如塑料袋片）杂物。因此，现有管式反应器难以高效、高可靠性和低成本实现有机固废泥湿式氧化工艺。

发明内容