[发明专利]能效系统和水解污泥的方法

说明书

本发明的方法涉及在热水解系统中热水解污泥。闪蒸罐或废热锅炉位于热水解系统下游。经水解的污泥连续引入闪蒸罐或废热锅炉，用于回收补充蒸汽。补充蒸汽独立或与由主锅炉产生的新鲜蒸汽组合用于加热引入热水解系统的污泥。

发明领域

本发明涉及处理污泥或有机废物的系统和方法，且更具体地讲，涉及热水解污泥或有机废物的系统和方法。

发明背景

各种系统和方法用于处理污泥和有机废物。例如，有时使污泥和有机废物经过热水解过程，该过程可在厌氧消化之前或之后进行。热水解过程导致细胞壁在高温和高压条件下破裂，且一般产生更容易生物降解的高溶解污泥。具体地讲，热水解采用130℃至180℃范围的高温和一般在3-10bar abs范围的高压。在与厌氧消化结合使用时，热水解过程使长链聚合物解耦(decouples)，且使蛋白水解，且热水解一般使污泥或有机废物以使厌氧消化更有效的方式转化。

热水解过程消耗大量能量。一般通过注射蒸汽并使蒸汽与污泥在水解反应器中混合产生用于水解污泥所需范围的温度和压力。蒸汽注射是污泥水解的高能量密集方面，且废能回收是相对于污泥水解的重大关切问题。在一些情况下，已知在批量水解过程中通过蒸汽闪蒸进入引入污泥或通过加热锅炉进水产生新蒸汽来部分回收能量。这些过程的特征是不太理想的效率和很高成本。

因此，需要并且继续需要改善热水解系统和方法的能量效率。

发明概述

本发明涉及水解污泥或有机废物的热水解系统和方法，该方法连续回收用于热水解过程的大量的能量。

在一些实施方案中，将经水解的污泥引入到废热锅炉，且用于加热锅炉进水并形成蒸汽，蒸汽用于加热引入热水解系统的污泥。在一些情况下，由废热锅炉产生的蒸汽与由主锅炉产生的蒸汽组合。

在其它实施方案中，闪蒸罐布置在热水解系统下游。经水解的污泥连续引入闪蒸罐，并通过在热水解系统和闪蒸罐之间提供受控压降，在闪蒸罐中连续闪蒸蒸汽。该蒸汽被回收，并独立或与由主锅炉产生的蒸汽组合用于加热引入热水解系统的污泥。

另外，本文公开有效混合由废热锅炉、闪蒸罐或主锅炉产生的蒸汽与引入热水解系统的污泥的几种选择。

在一个实施方案中，本发明包括热水解污泥的能效方法。该方法包括将污泥引入一个或多个蒸汽-污泥混合器。从蒸汽-污泥混合器将污泥引入到热水解系统，在此热水解污泥，并形成经热水解的污泥。在此过程中存在主锅炉。第一进水引入到主锅炉，且主锅炉产生新鲜蒸汽。另外，该方法利用与经热水解的污泥相关联的热以产生补充蒸汽。该方法进一步包括结合新鲜蒸汽和补充蒸汽，以形成蒸汽混合物，并在至少一个蒸汽-污泥混合器中混合蒸汽混合物与污泥，或可替代地，在一个或多个蒸汽-污泥混合器中分开混合新鲜蒸汽和补充蒸汽。分开混合指在将新鲜蒸汽和补充蒸汽混合在一起之前使新鲜蒸汽和补充蒸汽与污泥混合。其一个实例为将新鲜蒸汽引入一个混合器，且补充蒸汽引入另一个混合器。本文所述方法可通过两种过程之一产生补充蒸汽。第一，这可由将经热水解的污泥从热水解系统引入到并通过废热锅炉，并且将第二进水进料到并通过废热锅炉以产生补充蒸汽来实现。第二个选择是将经热水解的污泥从热水解系统引入到闪蒸罐，并通过热水解系统和闪蒸罐之间的压降，在闪蒸罐中产生补充蒸汽。

在本发明的另一个实施方案中，该方法包括通过将污泥引入到蒸汽-污泥混合器且随后将污泥引入到产生经热水解的污泥的下游热水解系统来热水解污泥的能效过程。该方法包括将第一进水进料到主锅炉，并产生新鲜蒸汽。该方法进一步包括利用与经热水解的污泥相关联的热以产生补充蒸汽。这可由经热水解的污泥引入并通过废热锅炉，并且第二进水进料并通过废热锅炉，并且加热第二进水以产生补充蒸汽来实现。该方法也包括从主锅炉引导新鲜蒸汽通过其中具有蒸汽注射器的蒸汽管线。补充蒸汽通过蒸汽注射器注射到蒸汽管线，并与新鲜蒸汽混合，以在蒸汽管线中形成蒸汽混合物。该方法包括将蒸汽混合物引入到位于热水解系统上游的蒸汽-污泥混合器，并使蒸汽混合物与其中的污泥混合。