一种有机垃圾水热制肥的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种有机垃圾水热制肥的系统和方法，所述系统包括水力分离制浆单元、水热反应单元、制肥单元、蒸汽单元和余热回收单元；其中水力分离制浆单元用于去除有机垃圾中的固体杂质并将剩余有机质处理成浆液；水热反应单元用于有机质浆液进行水热反应；制肥单元对水热反应单元出料的固液混合物进行固液分离，将分离后的固体制成有机肥；蒸汽单元为水热反应单元和制肥单元提供蒸汽；余热回收单元，对系统中产生的热液以及废汽进行余热回收并加以利用。本发明专利技术可将有机垃圾处理成可再利用的有机肥，实现有机垃圾的减量化、资源化和无害化，且总运行成本较低。且总运行成本较低。且总运行成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种有机垃圾水热制肥的系统和方法


[0001]本专利技术涉及环境保护与可再生能源利用领域，尤其涉及一种有机垃圾水热制肥的系统和方法。

技术介绍

[0002]有机垃圾是指日常生活垃圾中可分解的有机物质部分。有机垃圾包括食物残渣、菜根、菜叶，动物蹄、角、瓜皮、果屑、蛋壳、鱼鳞、毛发、植物枝干、树叶、杂草、动物尸体、牲畜粪便等。随着经济的快速发展和国民生活水平的不断提高，有机垃圾的产量逐年递增，导致的环境污染问题日益突出。
[0003]针对有机垃圾的处理，目前主要采取的方法是生物法，即通过好氧堆肥或厌氧发酵的方式生产有机肥及沼气等。但是，生物法存在反应周期较长、反应条件控制较为复杂等缺陷。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种有机垃圾水热制肥的系统和方法。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种有机垃圾水热制肥的系统，包括水力分离制浆单元、水热反应单元、制肥单元、蒸汽单元和余热回收单元；
[0007]所述水力分离制浆单元，用于去除有机垃圾中的固体杂质，并将剩余有机质处理成浆液；
[0008]所述水热反应单元，用于有机质浆液进行水热反应；
[0009]所述制肥单元，对所述水热反应单元出料的固液混合物进行固液分离，将分离后的固体制成有机肥；
[0010]所述蒸汽单元，为所述水热反应单元和所述制肥单元提供蒸汽；
[0011]所述余热回收单元，对系统中产生的热液以及废汽进行余热回收并加以利用。
[0012]采用本专利技术的系统可以将有机垃圾处理成可再利用的有机肥，变废为宝，实现有机垃圾的减量化、资源化和无害化，而且本专利技术采用的水热法反应周期短、条件控制简单，便于在不同地区推广应用，本专利技术还包括余热回收单元，可以将系统中的余热充分回收利用，节约能源。
[0013]优选地，本专利技术所述有机垃圾水热制肥的系统与生活垃圾焚烧电厂协同处理有机垃圾。
[0014]本专利技术通过与生活垃圾焚烧电厂协同，使用低品位蒸汽作为热源，并对反应余热进行回收，可以降低能耗；同时可将水热法处理过程产生的废水、废气与焚烧电厂协同处理，降低总运行成本。
[0015]进一步地，本专利技术所述系统中采用的蒸汽来自所述生活垃圾焚烧电厂的汽机(汽轮机)抽气。
[0016]所述冷却水来自所述生活垃圾焚烧电厂的汽机凝结水或系统中的循环水。
[0017]进一步地，本专利技术所述水力分离制浆单元主要包括水力分解分离设备和除砂器，其中：
[0018]水力分解分离设备基于水力原理设计，为密闭罐体，内部设置有驱动电机带动的制浆转子，顶部设有进料口，底部设有排渣出口和经筛板隔档的出浆通道；水力分解分离设备在转子的旋转作用下形成水力涡流，不同有机组分在相对运动摩擦力和涡流剪切力等作用下，形成均质细腻的有机混合浆液，而相对柔和的水力作用对杂质如塑料、金属和石块等的破坏作用较小，通过后续抽浆过程，实现浆液和杂质的有效分离。除砂器用于进一步去除有机质浆液中细砂等杂质，避免损坏后续设备，同时提高产品有机肥品质。
[0019]制得的有机质浆液含水率需控制在80％以上，若有机垃圾自身含水率不足，可回用余热回收单元的冷凝污水；整个水力分离制浆过程设置在15～30min内完成。
[0020]本专利技术在水热反应之前先进行水力分解制浆的优势：1)去除杂质，提高肥料质量，尤其针对当下分类不到位杂质较多的厨余垃圾；
[0021]2)制浆后物料均匀，颗粒小，配合蒸汽直接加热，升温速率快且温度均匀，有助于提高肥料中腐殖质等目标组分产量；3)物料均匀颗粒小，冷却速率也较快，对间壁换热器的磨损也较小。
[0022]进一步地，所述水热反应单元主要包括水热反应釜，所述水热反应釜内设有间壁式换热器，蒸汽直接通入所述水热反应釜中对有机质浆液进行加热，待反应结束后，向所述间壁式换热器中通入冷却水间接冷却反应产物。
[0023]所述水热反应釜为序批式反应器，有机质浆液进入反应釜后，再通入高温高压蒸汽直接加热。所述水热反应的温度为190～210℃，时间为50
‑
70min。所述水热反应单元产生的少量不凝气体去所述生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉一次风，产生的固液混合物进入所述制肥单元。
[0024]进一步地，所述制肥单元主要包括离心机、蒸汽干化机、造粒机、打包机等，其中：
[0025]离心机对水热单元生成的固液混合物进行分离，得到含水率60
‑
80％的固体产物和剩余热液；固体产物进入蒸汽干化机干燥至含水率<30％，然后进入造粒机制成颗粒，经打包机装袋成为有机肥成品；剩余热液进入余热回收单元，回收余热后进入垃圾焚烧电厂水处理系统，有条件的可以继续深加工。
[0026]进一步地，所述蒸汽单元主要包括两条蒸汽管路及其附带的喷水减温装置、蒸汽分配器等，其中：
[0027]一条蒸汽管路供汽参数为1.5～2.2Mpa，200～215℃，供于所述水热反应单元中的水热反应釜；该路蒸汽直接与有机质浆液混合；
[0028]另一条蒸汽管路供汽参数为0.5～0.8MPa、150～170℃，供于所述制肥单元中的干燥设备(蒸汽干化机)，进入蒸汽干化机的蒸汽与待干燥的固体产物进行间接换热，蒸汽冷凝水去除氧器。当本专利技术的系统还包括提油单元时，该路蒸汽也供于提油单元。
[0029]进一步地，所述余热回收单元主要包括水热反应单元余热回收装置、制肥单元乏汽余热回收装置、制肥单元热液余热回收装置，其中：
[0030]水热反应完毕后，通入冷却水，冷却水出水进入水热反应单元余热回收装置，回收的热量可用于预热水力分解制浆系统产生的有机质浆液；
[0031]制肥单元乏汽主要成分为空气载气与固体产物蒸发出的水蒸气，乏汽间接换热，冷凝污水部分用于水力分离制浆单元制浆，剩余进入水处理系统；不凝气体去生活垃圾焚烧电厂的焚烧炉一次风；制肥单元热液换热后进入水处理系统或深加工制液体肥。
[0032]进一步地，当处理的有机垃圾含油率较高具备提取价值时(一般指餐厨垃圾)，所述系统还包括提油单元，所述提油单元设于所述水力分离制浆单元与所述水热反应单元之间，即从所述水力分离制浆单元出来的有机质浆液先进入所述提油单元，经过提油处理后再进入所述水热反应单元。
[0033]所述提油单元主要包括蒸煮罐和三相离心机，其中：
[0034]使用蒸汽将蒸煮罐中的有机质浆液加热至80～90℃，停留15～30min，使油脂尽可能进入液相，便于后续离心提油；
[0035]三相离心机将蒸煮后的有机质浆液分成油相、固相、液相三部分，油相可直接作为粗产品；剩余固相、液相混合后一并进入水热反应单元。
[0036]本专利技术还提供一种有机垃圾水热制肥的方法，包括将有机垃圾预处理得到有机质浆液后进行水热反应的步骤，其中所述水热反应采用蒸汽直接加热，所述蒸汽来自汽机抽气。该方法可采用上述系统进行操作。
[0037]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机垃圾水热制肥的系统，其特征在于，包括水力分离制浆单元、水热反应单元、制肥单元、蒸汽单元和余热回收单元；所述水力分离制浆单元，用于去除有机垃圾中的固体杂质，并将剩余有机质处理成浆液；所述水热反应单元，用于有机质浆液进行水热反应；所述制肥单元，对所述水热反应单元出料的固液混合物进行固液分离，将分离后的固体制成有机肥；所述蒸汽单元，为所述水热反应单元和所述制肥单元提供蒸汽；所述余热回收单元，对系统中产生的热液以及废汽进行余热回收并加以利用。2.根据权利要求1所述的有机垃圾水热制肥的系统，其特征在于，所述水热反应单元包括水热反应釜，所述水热反应釜内设有间壁式换热器，蒸汽直接通入所述水热反应釜中对有机质浆液进行加热，待反应结束后，向所述间壁式换热器中通入冷却水间接冷却反应产物。3.根据权利要求1或2所述的有机垃圾水热制肥的系统，其特征在于，所述有机垃圾水热制肥的系统与生活垃圾焚烧电厂协同处理有机垃圾。4.根据权利要求3所述的有机垃圾水热制肥的系统，其特征在于，所述蒸汽来自所述生活垃圾焚烧电厂的汽机抽气；和/或，所述冷却水来自所述生活垃圾焚烧电厂的汽机凝结水。5.根据权利要求3或4所述的有机垃圾水热制肥的系统，其特征在于，所述水热反应单元与所述余热回收单元产生的不凝气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奕名，周康，龙艳秋，魏民乐，黄智，毛勇位，戴瑞峰，喻武，彭子锐，李晓磊，
申请(专利权)人：中国环境保护集团有限公司，
类型：发明
国别省市：