[发明专利]连续热水解的方法和装置

说明书

使包含有机物的污泥连续热水解的方法和相关装置，所述方法包括以下步骤：通过动态注入－混合器(4)同时地实现带压蒸汽(100)注入到所述污泥中和所述污泥与所述蒸汽的混合，以得到单相混合物；将所述单相混合物送往带压管形反应器(5)，并使该混合物在所述反应器中按照足够的逗留时间和足够的温度产生呈活塞流的流动，以便可以使所述污泥中存在的有机物热水解；在所述管形反应器的出口使所述单相混合物冷却到可以使它包含的水解有机物在之后被消化的温度；使冷却的所述单相混合物减压。

本申请是名称为“连续热水解的方法和装置”、国际申请日为2014年3月6日、国际申请号为PCT/EP2014/054388、国家申请号为201480018093.9的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于包含有机物的污泥的连续热水解的方法和装置，这些污泥与其它包含有机物的液体垃圾混合或不混合。这些污泥例如可能来自民用废水的处理(来自预处理的净化污泥、油脂)，或来自工业废水的处理，或来自排泄物、油脂槽。下面将在文件中使用术语“污泥”。这些污泥的干燥度为重量的10－50％之间。

背景技术

来自废水处理的污泥，无论是民用还是工业源的，都能通过生物途径尤其是厌氧消化进行处理。

生物处理的目标是使包含在这些污泥中的有机物降解。降解的目的是使污泥稳定，可产生能量和/或减少污泥的体积。但是有些有机成分比其它成分更难以通过生物途径降解，因此已知通过热水解预处理可以加速生物降解过程。该热处理一般在确定的时间期间在大于100℃的温度下在压力下进行，实际温度可达220℃，时间一般为半小时。由于该热水解处理，难以生物降解的有机物降解为以后可以更容易生物降解的成分。

传统方式是，以后的生物降解可以通过在叫做消化器的厌氧运行封闭反应器内的消化进行。只有在足够的和恒定的温度下操作，这一般需要加热系统，并正确搅拌，这些厌氧消化器才能正确地运行。只有进入消化器的污泥为流体，即低粘度，搅拌才更容易。

人们在现有技术中知道不同类型的热水解方法，有些方法一个接一个即不连续地处理给定量的待水解污泥(批量运行)，而其它方法可以连续处理的方式，或至少以半连续的方式处理要水解的污泥。

在与这些热水解装置和方法有关的现有技术中，尤其可以举出专利文件WO96/09882和WO2006/027062，两者都涉及批量处理方法。

这些批量处理方法的缺点是需要在处理之前管理不同批量的污泥的处理周期。

在连续或半连续的污泥热水解处理技术中，可以举出专利文件EP1198424和专利文件WO2009/121873中描述的技术。

在EP1198424中描述的技术中，污泥被输送到反应器中，在反应器中，污泥在5至60分钟的时间内过渡到130℃到180℃之间的温度。然后通过热交换器使这样处理后的水解污泥冷却，以保证污泥的温度足够低，避免破坏消化器的生物量。这样回收的能量可以预热进入热水解反应器前的污泥。但是，该技术实施一些再蒸发的步骤，在实际应用中，这些步骤的管理对使用者很困难并且是强制性的。另外，这些再蒸发步骤使方法具有半连续的特征，而不是连续的。

在专利文件WO2009/121873中描述的技术中，污泥在形状为管子的热水解反应器中连续处理，水蒸气直接地被注入到管形反应器中。

该方法的优点是真正连续的方法。但是，尽管比市场上的现有热水解污泥处理大有改进，但仍具有一些缺点。

首先，如果进入反应器的待水解污泥的粘度太高，蒸汽注入反应器会很困难。实际上，该方法可以处理干燥度高的污泥。超过一定干燥度，热水解可能不完全，或者不是最佳的，这就限制了处于热水解下游的厌氧消化的性能。