[发明专利]一种模块化污泥热水解处理装置及方法

权利要求书

1.一种模块化污泥热水解处理装置，其特征在于：它包括一进蒸汽总阀、一泄蒸汽总阀和三～五个水解模块；所述进蒸汽总阀设置在蒸汽主管道的入口处，所述泄蒸汽总阀设置在蒸汽主管道的出口处，每一所述水解模块的入口均连接蒸汽主管道的入口，每一所述水解模块出口均连接蒸汽主管道的出口；

每一所述水解模块均包括一进蒸汽阀门、一热水解反应器、一泄蒸汽阀门和一废蒸汽进气阀门；所述进蒸汽阀门的入口连接蒸汽主管道的入口，所述进蒸汽阀门的出口并联连接所述热水解反应器的入口和所述废蒸汽进气阀门的出口，所述热水解反应器的出口连接所述泄蒸汽阀门的入口，所述泄蒸汽阀门的出口与所述废蒸汽进气阀门入口均连接蒸汽主管道的出口；

每一所述热水解反应器内部均设置有一用于采集其内部温度的温度传感器和一用于采集其内部压力的压力传感器，每一所述温度传感器和每一所述压力传感器分别将采集的温度值和压力值发送给一自动控制系统，所述自动控制系统根据接收到的温度值和压力值以及污泥反应过程各步骤所需时间控制每一所述热水解反应器所在的相应所述水解模块上的所述进蒸汽阀门、泄蒸汽阀门和废蒸汽进气阀门的开启和关闭，以及每一所述热水解反应器的上料和卸料。

2.如权利要求1所述的一种模块化污泥热水解处理装置，其特征在于：每一所述热水解反应器是用耐高温、耐高压、耐腐蚀材料制成。

3.如权利要求1或2所述的一种模块化污泥热水解处理装置，其特征在于：每一所述自动控制系统采用PLC。

4.一种基于如权利要求1或2或3所述装置的模块化污泥热水解处理方法，根据装置中所包括水解模块数量的不同分为以下三种情况：

(1)如果装置中包括三个水解模块，则采用三个水解模块的污泥热水解处理方法包括以下步骤：

101)通过自动控制系统控制第一个热水解反应器、第二个热水解反应器和第三个热水解反应器上料，上料完成后，分别向第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，待第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的温度和压力达到设定值，且保温保压设定时间后，水解反应完成，停止通入新鲜蒸汽；

将第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的废热蒸汽通入第三个热水解反应器内，为第三个热水解反应器内的常温污泥进行预热，随着第三个热水解反应器内的蒸汽不断液化，第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的压力将不断降低，当第一个热水解反应器和第二个热水解反应器的压力降低至设定的卸料压力值后，第一个热水解反应器和第二个热水解反应器停止向第三个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料过程瞬间结束；向第三个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解，同时第一个热水解反应器和第二个热水解反应器上料，上料完成后，向第一个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，第二个热水解反应器等待；

102)待第三个热水解反应器内的污泥完成水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第三个热水解反应器内的废热蒸汽通入第二个热水解反应器内，为第二个热水解反应器内常温污泥进行预热；当第三个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第二个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料完成后开始上料，并等待反应；向第二个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

103)待第一个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第一个热水解反应器内的废热蒸汽通入第三个热水解反应器内，为第三个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第一个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第三个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料完成后开始上料，并等待反应；向第三个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

104)待第二个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第二个热水解反应器内的废热蒸汽通入第一个热水解反应器，为第一个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第二个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第一个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料完成后开始上料，并等待反应；向第一个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

105)待第三个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第三个热水解反应器内的废热蒸汽通入第二个热水解反应器，为第二个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第三个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第二个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料完成后开始上料，并等待反应；向第二个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

106)重复步骤103)～105)，直至所有污泥全部完成热水解反应；

(2)如果装置中包括四个水解模块，则采用四个水解模块的污泥热水解处理方法包括以下步骤：

201)通过自动控制系统控制四个热水解反应器上料，上料完成后，向第一个热水解反应器、第二个热水解反应器和第三个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，待三个热水解反应器内的温度和压力达到设定值，且保温保压设定时间后，水解反应完成，停止通入新鲜蒸汽；

将三个热水解反应器内的废热蒸汽通入第四个热水解反应器内，为第四个热水解反应器内的常温污泥进行预热，随着第四个热水解反应器内的蒸汽不断液化，第一个热水解反应器、第二个热水解反应器和第三个热水解反应器内的压力将不断降低，当压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第四个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料过程瞬间结束；向第四个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解，同时第一个热水解反应器、第二个热水解反应器和第三个热水解反应器上料，上料完成后，向第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，第三个热水解反应器等待；

202)待第四个热水解反应器内的污泥完成水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第四个热水解反应器内的废热蒸汽通入第三个热水解反应器内，为第三个热水解反应器内常温污泥进行预热；当第四个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第三个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料完成后开始上料，并等待反应；向第三个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

203)待第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的废热蒸汽通入第四个热水解反应器内，为第四个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第四个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，上料完成后第一个热水解反应器直接通入新鲜蒸汽进行加热水解，第二个热水解反应器等待第三个热水解反应器的废热蒸汽；向第四个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

204)待第三个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第三个热水解反应器内的废热蒸汽通入第二个热水解反应器，为第二个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第三个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第二个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第四个反应器的废热蒸汽；向第二个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

205)待第四个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第四个热水解反应器内的废热蒸汽通入第三个热水解反应器，为第三个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第四个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第三个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第一个热水解反应器的废热蒸汽；向第三个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

206)待第一个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通过新鲜蒸汽，并将第一个热水解反应器内的废热蒸汽通入第四个热水解反应器，为第四个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第一个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第四个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第二个反应器的废热蒸汽；向第四个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

207)待第二个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通过新鲜蒸汽，并将第二个热水解反应器内的废热蒸汽通入第一个热水解反应器，为第一个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第二个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第一个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第三个反应器的废热蒸汽；向第一个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

208)重复步骤204)～207)，直至所有污泥全部完成热水解反应；

(3)如果装置中包括五个水解模块，则采用五个水解模块的污泥热水解处理方法包括以下步骤：

301)通过自动控制系统控制五个热水解反应器上料，上料完成后，向第一个热水解反应器、第二个热水解反应器、第三个热水解反应器和第四个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，待四个热水解反应器内的温度和压力达到设定值，且保温保压设定时间后，水解反应完成，停止通入新鲜蒸汽；

将四个热水解反应器内的废热蒸汽通入第五个热水解反应器内，为第五个热水解反应器内的常温污泥进行预热，随着第五个热水解反应器内的蒸汽不断液化，第一个热水解反应器、第二个热水解反应器、第三个热水解反应器和第四个热水解反应器内的压力将不断降低，当压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第五个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料过程瞬间结束；向第五个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解，同时第一个热水解反应器、第二个热水解反应器、第三个热水解反应器和第四个热水解反应器上料，上料完成后，向第一个热水解反应器、第二个热水解反应器和第三个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，第四个热水解反应器等待；

302)待第五个热水解反应器内的污泥完成水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第五个热水解反应器内的废热蒸汽通入第四个热水解反应器内，为第四个热水解反应器内常温污泥进行预热；当第五个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第四个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料，卸料完成后开始上料，并等待反应；向第四个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

303)待第一个热水解反应器、第二个热水解反应器和第三个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第一个热水解反应器、第二个热水解反应器和第三个热水解反应器内的废热蒸汽通入第五个热水解反应器内，为第五个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第一个热水解反应器、第二个热水解反应器和第三个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第五个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，上料完成后第一个热水解反应器和第二个热水解反应器直接通入新鲜蒸汽进行加热水解，第三个热水解反应器等待第四个热水解反应器的废热蒸汽；向第五个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

304)待第四个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第四个热水解反应器内的废热蒸汽通入第三个热水解反应器，为第三个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第四个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第三个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第五个热水解反应器的废热蒸汽；向第三个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

305)待第五个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第五个热水解反应器内的废热蒸汽通入第四个热水解反应器，为第四个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第五个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第四个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第一个热水解反应器和第二个热水解反应器的废热蒸汽；向第四个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

306)待第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的废热蒸汽通入第五个热水解反应器，为第五个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第一个热水解反应器和第二个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第五个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，上料完成后第一个热水解反应器直接通入新鲜蒸汽进行加热水解，第二个热水解反应器等待第三个热水解反应器的废热蒸汽；向第五个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

307)待第三个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第三个热水解反应器内的废热蒸汽通入第二个热水解反应器，为第二个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第三个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第二个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第四个热水解反应器的废热蒸汽；向第二个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

308)待第四个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第四个热水解反应器内的废热蒸汽通入第三个热水解反应器，为第三个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第四个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第三个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第五个热水解反应器的废热蒸汽；向第三个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

309)待第五个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第五个热水解反应器内的废热蒸汽通入第四个热水解反应器，为第四个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第五个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第四个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第一个热水解反应器的废热蒸汽；向第四个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

310)待第一个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第一个热水解反应器内的废热蒸汽通入第五个热水解反应器，为第五个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第一个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第五个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第二个热水解反应器的废热蒸汽；向第五个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

311)待第二个热水解反应器内的污泥完成热水解后，停止通入新鲜蒸汽，并将第二个热水解反应器内的废热蒸汽通入第一个热水解反应器，为第一个热水解反应器内的常温污泥进行预热；当第二个热水解反应器内的压力降低至设定的卸料压力值后，停止向第一个热水解反应器内通废热蒸汽，并开始进行卸料、上料，并等待第三个热水解反应器的废热蒸汽；向第一个热水解反应器内通入新鲜蒸汽，使污泥继续加热水解；

312)重复步骤307)～311)，直至所有污泥全部完成热水解反应。