[发明专利]一种带产物返流预处理的污泥水热氧化反应系统及方法

权利要求书

1.一种带产物返流预处理的污泥水热氧化反应系统，其特征在于：包括污泥预处理装置、搅拌器、增压泵、水热氧化反应器、气相除氧装置、分流器和闪蒸罐，污泥预处理装置上设有污泥原料入口、反应器气相产物入口和反应器液相产物入口，以及预处理污泥出口，污泥预处理装置内设有用以搅拌污泥原料入口进入的污泥、反应器气相产物入口进入的反应器气相产物和反应器液相产物入口进入的携带部分固相颗粒的反应器液相产物的搅拌器，污泥预处理装置的预处理污泥出口与水热氧化反应器的污泥入口之间的污泥输送管路上设有增压泵，水热氧化反应器上设有污泥入口、氧化剂入口、气相产物出口、排渣口和液相产物出口，水热氧化反应器的气相产物出口与污泥预处理装置的反应器气相产物入口通过设有气相除氧装置的管路连通，水热氧化反应器的液相产物出口通过分流器分别和污泥预处理装置的反应器液相产物入口以及闪蒸罐的污泥产物入口连通，闪蒸罐的污泥产物出口与后续处理装置连通。

2.如权利要求1所述的带产物返流预处理的污泥水热氧化反应系统，其特征在于：污泥预处理装置上没有其他间接和/或直接加热其内污泥原料的装置。

3.如权利要求1所述的带产物返流预处理的污泥水热氧化反应系统，其特征在于：污泥预处理装置的预处理污泥出口与水热氧化反应器的污泥入口之间的污泥输送管路上也没有间接和/或直接加热其内污泥原料的装置。

4.如权利要求1所述的带产物返流预处理的污泥水热氧化反应系统，其特征在于：污泥预处理装置的预处理污泥出口与水热氧化反应器的污泥入口之间的污泥输送管路上还设有套管加热器，套管加热器对污泥输送管路内的污泥间接加热，闪蒸罐的闪蒸汽出口与套管加热器的蒸汽入口连通。

5.如权利要求1所述的带产物返流预处理的污泥水热氧化反应系统，其特征在于：污泥预处理装置包括污泥预处理罐以及其外设置的夹套，夹套上设有反应器气相产物入口和反应器液相产物入口，污泥预处理罐罐内壁上开有通至罐内的蒸汽孔和液相产物孔，夹套上的反应器气相产物入口与蒸汽孔相通，夹套上的反应器液相产物入口与液相产物孔相通。

6.如权利要求1所述的带产物返流预处理的污泥水热氧化反应系统，其特征在于：污泥预处理罐内的搅拌器带有用以刮除黏在罐内壁上的污泥的刮刀。

7.如权利要求1所述的带产物返流预处理的污泥水热氧化反应系统，其特征在于：后续处理装置包括换热器、给水泵和沉降池，换热器设有给水入口和给水/蒸汽出口，以及污泥产物入口和污泥产物出口，闪蒸罐的污泥产物出口与换热器的污泥产物入口连通，给水泵与换热器的给水入口连通，换热器的污泥产物出口与沉降池连通。

8.一种带产物返流预处理的污泥水热氧化反应方法，其特征在于依次包括以下步骤：

1）将污水处理厂经机械脱水后含水率质量百分比在75%～85%之间的市政污泥输送至污泥预处理装置内；

2）在污泥预处理装置内，返流的反应器气相产物和携带部分固相颗粒的反应器液相产物在搅拌作用下直接加热污泥，污泥温度升高至100℃～150℃，污泥含水率质量百分比调配至90%～93%，污泥粘度降至220mPa.s以下；

3）污泥预处理装置预处理后的污泥经加压输送至水热氧化反应器进行水热氧化反应，氧化剂保证1～1.4的过量系数，反应器内维持一定液位，自由液面以上为气相空间；控制反应器温度维持在250℃～300℃，压力维持在5～11MPa，污泥氧化有机质放出的热量恰好维持反应温度，反应停留时间控制在15～60min；

4）反应生成的气相产物自水热氧化反应器顶部气相空间引出，经气相除氧装置后送入污泥预处理装置内；

反应后的液相产物中分散着固相颗粒，固相大颗粒沉降在反应器底部，由底部设置的排渣口定期排放；液相携带着固相小颗粒自水热氧化反应器自由液面以下引出后，经分流装置返流部分至污泥预处理装置，剩余的液固产物进入闪蒸罐绝热降压，除氧后的液固产物进入后续处理装置。