餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置和產(chǎn)能方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化領(lǐng)域，具體地涉及一種餐廚廢棄物分相產(chǎn)能組合裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及利用上述裝置對(duì)餐廚廢棄物進(jìn)行分相產(chǎn)能的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來(lái)，隨著生活水平的提高與第三產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，餐飲業(yè)已成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的重要組成部分。與此同時(shí)，餐廚廢棄物產(chǎn)生量逐年遞增，餐廚廢棄物已成為生活垃圾的主要組成部分，全國(guó)七大城市生活垃圾中的餐廚廢棄物含量平均值達(dá)到52%左右。部分地區(qū)餐廚廢棄物簡(jiǎn)易堆放，滋生蚊蠅，產(chǎn)生惡臭，造成環(huán)境污染，對(duì)人體健康產(chǎn)生極大風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]我國(guó)餐廚廢棄物組分復(fù)雜，含水率高達(dá)75%?95%，具有高油高鹽、高蛋白的特性，組成和產(chǎn)量受社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、飲食習(xí)慣、區(qū)域與季節(jié)差異性影響顯著。此外，餐廚廢棄物富含蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等有機(jī)物，微量元素如氮、磷、鉀、鈣豐富，有毒有害物質(zhì)如重金屬等含量少，能夠通過(guò)生物厭氧發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)作用，將餐廚廢棄物中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣、甲烷等能源氣體，實(shí)現(xiàn)其無(wú)害化、能源化、減量化。但由于餐廚廢棄物高油高有機(jī)質(zhì)抑制微生物活性，導(dǎo)致厭氧系統(tǒng)易酸化崩潰，難以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置。
[0006]本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述裝置對(duì)餐廚廢棄物進(jìn)行分相產(chǎn)能的方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置，其包括:
[0008]蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐的罐體內(nèi)壁和外壁之間設(shè)有控溫導(dǎo)油管，控溫導(dǎo)油管內(nèi)填充有導(dǎo)熱油，控溫導(dǎo)油管與罐體內(nèi)壁相接觸，控溫導(dǎo)油管與罐體外壁之間填充有保溫材料，罐體頂蓋安裝有進(jìn)料口，罐體底部設(shè)有出料口 ；罐體內(nèi)安裝有螺旋排列的蒸汽盤(pán)管，蒸汽盤(pán)管內(nèi)側(cè)與尾端設(shè)有蒸汽噴口，蒸汽噴口的曲率半徑等同于蒸汽盤(pán)管的圓半徑，蒸汽噴口弧切線與蒸汽盤(pán)管的圓切線夾角為5?10°之間；罐體內(nèi)上部設(shè)有管式除油機(jī)，除油機(jī)的導(dǎo)油口設(shè)置有蠕動(dòng)栗，將刮除的油脂吸出轉(zhuǎn)移至廢油回收箱；罐體頂蓋的進(jìn)料口連接調(diào)配池的出料口，蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐底部出料口與疊螺脫水機(jī)相連，疊螺脫水機(jī)的液態(tài)物料出口與厭氧產(chǎn)氫罐相連，厭氧產(chǎn)氫罐頂部出氣口連接氫氣純化系統(tǒng)，疊螺脫水機(jī)的固相物料出口與厭氧產(chǎn)甲烷罐相連，厭氧產(chǎn)甲烷罐頂部出氣口連接沼氣凈化系統(tǒng)；
[0009]蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐的控溫導(dǎo)油管出口連接三相換熱自保溫裝置的換熱盤(pán)管的導(dǎo)熱油入口，蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐的蒸汽出口連接蓄熱器；
[0010]三相換熱自保溫裝置的殼體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱油盤(pán)管，導(dǎo)熱油盤(pán)管的下方設(shè)有電加熱盤(pán)管，三相換熱自保溫裝置的底部設(shè)有進(jìn)水閥，由導(dǎo)熱油盤(pán)管、電加熱盤(pán)管和進(jìn)水閥組成三相換熱區(qū)，三相換熱自保溫裝置的上方設(shè)有換熱后熱水出口 ；
[0011]三相換熱自保溫裝置的換熱后熱水出口分別連接厭氧產(chǎn)氫罐的加熱盤(pán)管入水口和厭氧產(chǎn)甲烷罐的加熱盤(pán)管入水口，三相換熱自保溫裝置的進(jìn)水閥分別各連接厭氧產(chǎn)氫罐的加熱盤(pán)管出水口和厭氧產(chǎn)甲烷罐的加熱盤(pán)管出水口。
[0012]所述的餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置，其中，蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐的罐體為不銹鋼材質(zhì)，罐體頂蓋與罐體之間以法蘭密閉連接，罐體頂蓋安裝有壓力安全閥，罐體底部為圓錐形，罐體頂蓋的進(jìn)料口安裝有進(jìn)料閥門(mén)，罐體底部的出料口安裝有出料閥門(mén)，進(jìn)料閥門(mén)和出料閥門(mén)均配有輸料栗；進(jìn)料閥門(mén)和出料閥門(mén)均為電磁閥與手動(dòng)閥兩套并聯(lián)使用，電磁閥與電控設(shè)備相連。
[0013]所述的餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置，其中，蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐的控溫導(dǎo)油管呈螺旋狀纏繞在罐體內(nèi)壁與外壁之間，螺旋狀的控溫導(dǎo)油管之間填充有保溫材料。
[0014]所述的餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置，其中，三相換熱自保溫裝置的導(dǎo)熱油盤(pán)管的導(dǎo)熱油入口設(shè)在三相換熱自保溫裝置的上部，導(dǎo)熱油盤(pán)管的導(dǎo)熱油出口設(shè)在三相換熱自保溫裝置的下部，導(dǎo)熱油出口連接蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐的控溫導(dǎo)油管入口 ；電加熱盤(pán)管與導(dǎo)熱油盤(pán)管相互平行設(shè)置。
[0015]所述的餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置，其中，進(jìn)水閥為四通閥，進(jìn)水閥與三相換熱自保溫裝置之間設(shè)有止水閥門(mén)；位于電加熱盤(pán)管和進(jìn)水閥之間設(shè)有布水網(wǎng)盤(pán)，以實(shí)現(xiàn)三相換熱器的均勻布水。
[0016]所述的餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置，其中，厭氧產(chǎn)氫罐和厭氧產(chǎn)甲烷罐均為圓柱形罐體，罐內(nèi)安裝有垂直變頻攪拌機(jī)控制攪拌速度；罐體內(nèi)壁安裝有加熱盤(pán)管，采用熱水循環(huán)控制，加熱盤(pán)管的管路出口配置有溫度變送器、進(jìn)水流量計(jì)。
[0017]本發(fā)明提供的利用上述餐廚廢棄物分相產(chǎn)能裝置對(duì)餐廚廢棄物進(jìn)行處理的方法:
[0018]I)餐廚廢棄物破碎進(jìn)入調(diào)配池，料液打入蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐進(jìn)行油脂回收，多余熱量進(jìn)入蓄熱器，通過(guò)三項(xiàng)換熱自保溫裝置進(jìn)行蓄放熱保溫；
[0019]2)蒸汽自旋濕熱預(yù)處理罐的液料經(jīng)疊螺脫水機(jī)進(jìn)行固液分離，分離出的液態(tài)物料進(jìn)入?yún)捬醍a(chǎn)氫罐，由厭氧產(chǎn)氫罐的加熱盤(pán)管的熱水循環(huán)控制發(fā)酵溫度，并依據(jù)揮發(fā)性脂肪酸總量變化，通過(guò)控制攪拌頻率以避免厭氧系統(tǒng)酸化崩潰；
[0020]3)疊螺脫水機(jī)分離出的固相物料進(jìn)入?yún)捬醍a(chǎn)甲烷罐，控制攪拌頻率；
[0021]4)生成的氫氣和沼氣分別由厭氧產(chǎn)氫罐和厭氧產(chǎn)甲烷罐的頂部出氣口收集，進(jìn)入脫水罐、脫硫罐進(jìn)行純化后使用。
[0022]所述的方法，其中，餐廚廢棄物經(jīng)過(guò)破碎機(jī)破碎后，由自來(lái)水或沼液調(diào)配，并經(jīng)過(guò)格柵去除大塊雜質(zhì)。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0024](I)餐廚廢棄物經(jīng)濕熱預(yù)處理改變了物料固液兩相的理化性質(zhì)，經(jīng)過(guò)本工藝預(yù)處理，餐廚廢棄物的大分子有機(jī)物經(jīng)水和作用分解為小分子有機(jī)物，并由固相進(jìn)入液相，固相中的粗蛋白轉(zhuǎn)化為易于微生物利用的小分子類(lèi)蛋白物質(zhì)和氨基酸，使液相易生物降解的組分增加，易于生物制氫，固相易酸化降解組分減少，保證產(chǎn)甲烷系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行?？梢?jiàn)，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)餐廚廢棄物聯(lián)產(chǎn)氫氣和甲烷氣的分相產(chǎn)能，達(dá)到最大的能源化效率，能源轉(zhuǎn)化效率達(dá)到70%以上。
[0025](2)濕熱預(yù)處理改變了餐廚廢棄物的理化性質(zhì)和固液分離性能，提高后續(xù)產(chǎn)能處理能力。本發(fā)明的蒸汽自旋濕熱預(yù)處理裝置采用蒸汽盤(pán)管與蒸汽噴口的組合工藝導(dǎo)入高溫高壓蒸汽，在為餐廚廢棄物提供濕熱處理必須的熱量的同時(shí)，以高溫蒸汽噴出的動(dòng)力帶動(dòng)餐廚廢棄物攪拌，從而代替攪拌槳的作用，使熱量傳遞更加均勻，傳質(zhì)表面積較現(xiàn)有油浴反應(yīng)釜高出2?3倍；可實(shí)現(xiàn)年平均設(shè)備維修費(fèi)用減少50%，同時(shí)提高設(shè)備使用年限3年以上；在高溫高壓蒸汽噴入物料的同時(shí)，也省卻了由于常壓濕熱處理時(shí)常發(fā)生的物料失水過(guò)多，在物料進(jìn)行處理之前需要另行加入處理配水的步驟。
[0026]此外，蒸汽自旋濕熱預(yù)處理裝置獨(dú)特的將濕熱預(yù)處理與除油過(guò)程有機(jī)結(jié)合，利用濕熱處理過(guò)程中油水分離和可浮油流動(dòng)性特性進(jìn)行油脂的回收利用，避免了物料再次冷卻沉淀，降低油水分離效率的難題。在除油的同時(shí)可以使用導(dǎo)熱油對(duì)設(shè)備罐體與設(shè)備內(nèi)部物料進(jìn)行余熱回收，充分利用系統(tǒng)內(nèi)部熱量。
[0027](3)獨(dú)特的三相保溫、控溫節(jié)能設(shè)計(jì)，充分利用濕熱預(yù)處理導(dǎo)熱油和蒸汽余熱、鍋爐水余熱，采用三相換熱保溫裝置對(duì)厭氧罐進(jìn)行溫控，同時(shí)溫控保證好氧制肥裝置的啟動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)餐廚廢棄物處理系統(tǒng)的最佳熱回收循環(huán)利用率，使能耗低、投資運(yùn)行成本低。
[0028](4)