申请日2014.12.08
公开(公告)日2015.03.04
IPC分类号C02F11/06
摘要
本发明公开了一种环形污泥氧化反应器，包括由两层环形分隔壁(22)隔为内环(1)、中间环(2)和外环(3)的本体，进泥端(4)在内环(1)的前端;出泥端(5)在外环(3)的末端;蒸汽引入管(6)的管口在靠近进泥端(4)处通入内环(1);至少两根氧化剂引入管(7)，无机沉淀引出装置设置在反应器本体的下方，并与内环(1)、中间环(2)和外环(3)的底部相通，采用该氧化反应器对污泥进行处理，可充分利用氧化反应热，热解效果更好，氧化更加彻底，污泥在流动过程中，不会发生淤积和堵塞;通过两段式多点喷入氧化剂，使污泥的氧化反应更加彻底，对无机沉淀的收集和处理过程也十分简单便捷，反应器可持续运行使用。
摘要附图
权利要求书
1.一种环形污泥氧化反应器，其特征在于，包括：
本体，由两层环形分隔壁(22)隔为内环(1)、中间环(2)和外环(3)，其中，中间环(2)包围在内环(1)外并与内环(1)相通，外环(3)包围在中间环(2)外并与中间环(2)相通;
进泥端(4)，设置在内环(1)的前端;
出泥端(5)，设置在外环(3)的末端;
蒸汽引入管(6)，其管口在靠近进泥端(4)处通入内环(1)中;
至少两根氧化剂引入管(7)，其中一根的管口从临近内环(1)的后段通入内环(1)中，另一根在临近中间环(2)的前段通入中间环(2)中;
无机沉淀引出装置，设置在反应器本体的下方，并与内环(1)、中间环(2)和外环(3)的底部相通。
2.如权利要求1所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，所述内环(1)、中间环(2)和外环(3)由中间隔板(8)分隔成左右两部分，中间隔板(8)的一端与外环(3)的内壁固定，另一端穿过中间环(2)伸入内环(1)中，并与内环(1)另一侧内壁之间留出间隙供污泥通过。
3.如权利要求1所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，所述蒸汽引入管(6)的前端设置有雾化器(9)。
4.如权利要求1所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，所述氧化剂引入管(7)的前端设置一氧化剂雾化装置(10)。
5.如权利要求1所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，所述无机沉淀引出装置包括多个分别纵向设置在内环(1)、中间环(2)和外环(3)底部、并与这三环连通、上大下小的收集桶(11)。
6.如权利要求5所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，所述收集桶(11)的底部铺设有大孔管(12)，该大孔管(12)的管壁上错开设置两排吸泥孔(13)。
7.如权利要求6所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，所述大孔管(12)从收集桶(11)底部伸出的一端与无机沉淀引出总管(14)连通。
8.如权利要求7所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，所述大孔管(12)的末端设置有减压阀门(15)。
9.如权利要求1至6中任一项所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，该反应器进泥端(4)的前端设置有蒸汽预加热装置。
10.如权利要求7所述的环形污泥氧化反应器，其特征在于，该反应器本体的上方设置一法兰盘(16)。
说明书
环形污泥氧化反应器
技术领域
本发明属于污泥治理领域，具体涉及一种污泥氧化反应器。
背景技术
随着人们对环境水平的要求越来越高，人们对污泥的处理也有了更高的要求，而在污泥处理工作中，如何使污泥更好的进行热解和氧化是很关键的环节。
现有工艺中，污泥热解和氧化环节通常是在氧化反应器中进行的，而目前常用的氧化反应器主要有两种：
一、预混蒸汽后的层流反应器：如图1所示，其为较长的管道式结构110，主要作用是使污泥在一定的温度下完成一定时间的反应过程，该层流反应器通常是在污泥进入端加装预热装置，以保证污泥的氧化反应达到一定的温度，因此能耗较大;污泥在这种层流反应器中为层流式流动，如图1中箭头所示，同时不能接入氧化剂，因此污泥热解效果不好，氧化反应不彻底，管道的管径有限，也极易导致污泥混合不均，并且污泥在流动过程中散热量较大，氧化反应产生的热量大部分是直接散发掉，热能源浪费严重;
二、长圆形罐体反应器：如图2及该图中的箭头所示，污泥通过导管101进入反应区102，在反应区102通过电加热管103对污泥进行加热，并且往罐体104中接入氧化剂通入管道106，通过隔板105的高度来控制污泥的反应时间，这种结构的反应器虽然在污泥的入口处采用管程接入的结构，具备了少量换热升温的作用，但其气液传质效率很低，电加热管103对污泥加热的热利用效率也很低，加上污泥很容易在电加热管103的周围干燥沉积，不及时清理就会影响电加热管103的使用，并且，污泥中的无机沉淀很容易在罐体104内发生淤积、沉淀和堵塞，影响反应器的正常使用;进一步的是，污泥在罐体104中的氧化反应热也未能回收利用，导致热能源的浪费。
综上所述的两种反应器都要求高温高压的工作环境，通常温度要求在160至220℃之间，压力达到1.5-2.2MPa，才能使污泥进行较好的热解和氧化反应，而要保证这样的工作环境，均需大量采用外加热的方式对污泥进行升温，据不完全统计，有机物氧化过程的放热约为3000kcal/kgO2，污泥的COD约为50000mg/L，如果氧化其中的30%，每吨污泥的氧化放热为45000 kcal，足以令1t水温度升高40℃，目前使用的这两种反应器均不能对这些热量进行有效利用，而每吨污泥的处理能耗费用高达几百元以上，因此处理成本相当大，资源浪费现象也十分严重。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种环形污泥氧化反应器，该氧化反应器不但可有效回收利用污泥氧化反应热，使污泥的氧化反应更加彻底，从而降低能耗和处理成本，还能十分方便的回收无机沉淀，防止反应器内发生淤积、沉淀和堵塞，保证了反应器的正常连续使用。
本发明是通过这样的技术方案来实现的：
一种环形污泥氧化反应器，包括：
本体，由两层环形分隔壁隔为内环、中间环和外环，其中，中间环包围在内环外并与内环相通，外环包围在中间环外并与中间环相通;
进泥端设置在内环的前端;出泥端设置在外环的末端;蒸汽引入管的管口在靠近进泥端处通入内环中;
两根氧化剂引入管，其中一根的管口从临近内环的后段通入内环中，另一根在临近中间环的前段通入中间环中;无机沉淀引出装置设置在反应器本体的下方，并与内环、中间环和外环的底部相通。
进一步的是，所述内环、中间环和外环由中间隔板分隔成左右两部分，中间隔板的一端与外环的内壁固定，另一端穿过中间环伸入内环中，并与内环另一侧内壁之间留出间隙，从而可加长污泥的流动路径，并进一步使污泥的路径呈迂回状，更加有效利用氧化反应热。
进一步的是，所述蒸汽引入管的前端设置有雾化器，以减小蒸汽引入管管口的蒸汽压力，防止蒸汽冲击到蒸气引入管及内环，避免整个反应器在工作过程中发生震动，减少噪声，同时还有助于分散通入的蒸汽，增加传质面积，使其能够更好更均匀地与污泥混合，提高反应效果和反应效率。
进一步的是，所述氧化剂引入管的前端设置一个氧化剂雾化装置，可使接入的氧化剂与污泥混合效果更好。
进一步的是，所述无机沉淀引出装置包括多个分别纵向设置在内外、中间环和外环底部、并与这三环连通、上大下小的收集桶，以对内外、中间环和外环中的无机沉淀进行有效收集。
进一步的是，所述收集桶的底部铺设有大孔管，该大孔管的管壁上错开设置两排吸泥孔，一是为了吸入来自内环、中间环和外环中的无机沉淀，二是将吸泥孔错开设置，是为了使吸泥孔的朝向不同，能够更好更均匀地从内环、中间环和外环中吸入无机沉淀，还能够防止吸泥孔在大孔管上布置太密，降低管壁的强度和支撑力度，防止大孔管变形。
进一步的是，所述大孔管从收集桶底部伸出的一端与无机沉淀引出总管连通，所有无机沉淀统一收集到该引出总管中，便于排出。
进一步的是，所述大孔管的末端设置有减压阀门，可定期对大孔管中的无机沉淀进行清理。
进一步的是，该反应器进泥端的前端设置有蒸汽预加热装置，以对进入内环中的污泥进行预加热，使污泥在进入内环时呈液态，但不汽化，保证其大于饱和蒸汽压。
进一步的是，该反应器本体的上方设置一法兰盘，可以将整个反应器上方打开，便于对无机沉淀进行彻底清理，也便于与其他部件进行连接和自身的检修维护。
本发明提供的环形污泥氧化反应器，采用三层环状结构，不但可充分有效回收利用污泥的氧化反应热，节约能耗，还能使污泥的氧化反应全程保持很好的温度，热利用效率高，热解效果更好，氧化更加彻底，污泥在该反应器的流动过程中，不会发生淤积和堵塞，整个处理过程成本低;污泥在该反应器中的路径为迂回形态，即在内环、中间环和外环中以“逆时针-顺时针-逆时针”交替的形式进行，反应所需的温度一直能够依靠蒸汽余热、氧化反应热和中间环的传热进行保持，无需另行加装加热装置，通过”逆时针-顺时针-逆时针”的交替流动形式，保证了污泥在反应器中的氧化时间，通过两段式多点喷入氧化剂，使污泥的氧化反应更加彻底，对无机沉淀的收集和处理过程也十分简单便捷，整个反应器结构简单，所需能耗低，并且可持续运行。