餐厨设备研究

1、餐厨预处理设备现今餐厨预处理设备主要有以下几类：u 预处理设备u 湿热水解设备u 油水分离设备1.预处理设备餐厨垃圾的的预处理设备主要有：接收斗，输送螺旋，带式输送机，布料机，磁选机，破碎分选制浆系统，旋流除砂系统，匀浆罐。1.1接收斗接收斗是处理厂接收餐厨垃圾，并且具有一定存储和初步破碎功能的装置。针对餐厨垃圾成分复杂，易腐烂变质产生臭味，含水率高等特性及要求接收斗有较大容积，接收斗主体宜采用混凝土加不锈钢贴面结构。接收斗一般由上部接收斗壳体，上盖和底部输送螺旋装置组成。上盖，上部壳体均宜采用不锈钢焊接而成，且上盖要能实现自动化开闭，使接收斗大部分时间处于封闭状态，并实现微负压，防止臭气溢出

2、，还要求安装有除臭口，并接入全厂的除臭系统；底部输送螺旋材料采用合金钢，采用无轴螺旋输送技术，螺旋要求有超强的耐磨性和耐用性，且要求螺旋变频控制，可调节转速，实现输送量的调节和能实现正反转，以防止卡死，螺旋数量要求大于1。图1-1接收斗 图1-2接收斗螺旋装置1.2输送螺旋针对餐厨垃圾种类繁多、成分复杂、含水率高及日需处理量大等要求，现今在餐厨垃圾前期处理过程的输送，主流采用螺旋输送装置。其原理是螺旋叶片在一封闭的料槽里旋转，使装入料槽的物料由于自身重力和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力作用，而不与螺旋一起旋转，只沿料槽向前运动，实现物料的输送。螺旋输送的特点有：1) 结构简单；2) 成本低；3

3、) 因料槽是可封闭的，可减少对环境的污染；4) 可在任意一点装载，或可在多点卸载；5) 可向中心或远离中心输送；6) 输送过程可混合，搅拌或冷却等操作。螺旋输送现分为无轴螺旋输送和传统的有轴螺旋输送两大类。无轴螺旋输送机与传统有轴螺旋输送机相比，由于采用了无中心轴设计，利用具有一定柔性的整体钢制螺旋推送物料，抗缠绕性强，使物料不易堵塞，排料口不堵塞，因而可以较低速运转，平稳传动，降低能耗，且输送量是相同直径传统有轴螺旋输送机的1.5倍。而现今餐厨垃圾在源头分类收集做的不到位，导致餐厨垃圾中混有塑料袋、一次性筷子等易产生缠绕堵塞的杂物，故餐厨垃圾输送螺旋应采用无轴螺旋。图1-3 有轴螺旋 图1-

4、4 无轴螺旋无轴螺旋输送机主要由驱动装置、头部装配、机壳、无轴螺旋体、槽体衬板、进料口、出料口、机盖(需要时)、底座等组成。驱动装置：采用摆线针轮轮减速机或轴装式硬齿面齿轮减速机，设计时应尽可能将驱动装置设在出料口端，使螺旋体在运转时处在受拉状态。头部装配有推力轴承，可承受输送物料时产生的轴向力。机壳：机壳为U型或O型，上部加防雨型机盖，材质有不锈钢或碳钢或玻璃钢。无轴螺旋体：材质为不锈钢或碳钢。槽体衬板：材质为耐磨的塑料板或橡胶板或铸石板等。进、出料口：有方形和圆形两种，一般进、出料口形式由用户决定。图1-5 无轴螺旋输送机结构在餐厨垃圾输送过程中，无轴螺旋一般水平或倾斜安装使用（倾斜角不要

5、大于30°），设备在倾斜使用时，其输送能力（占水平的百分比）如下表：5°10°15°20°25°95%80%70%65%60%螺旋输送量：Q=60D2Snrc/4Q:螺旋输送机的计算输送量；D：螺旋叶片直径；S：螺距，一般可取S=0.8D；n:螺旋转速；：物料填充系数；r:物料容积密度；C：螺旋机的倾斜度系数。螺旋机轴功率：P=kQ367(0Ln±H)Q:螺旋输送机的计算输送量；K:功率备用系数，取值1.21.4；0：物料阻力系数；Ln：螺旋机水平投影长度；H：螺旋机垂直投影长度。无轴螺旋输送机选型要从以下参数进行选择：最大

6、输送能力（倾斜安装时要按水平安装的量进行折算），最大输送长度，允许工作角度，外管直径，螺旋体直径等。1.3带式输送机带式输送机又称胶带输送机，是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。而用于餐厨垃圾的带式输送机两侧还设有挡板，防止物料掉落；尾端尾部设置橡胶刮板，防止餐厨垃圾粘连在皮带上。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。带式输送机主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成。带动输送带转

7、动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）；另一个仅在于改变输送带运动方向的滚筒称为改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由进料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送到卸料端卸出。图1-6 带式输送机结构简图输送带绕经驱动滚筒和机尾改向滚筒形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。螺旋张紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时驱动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从进料口装到输送带上形成连续运动的物流在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面在

8、机头滚筒(在此即是驱动滚筒)卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。带式输送机是理想的高效连续运输设备，与其他运输设备（如机车类）相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制。带式输送机选型应从以下参数入手：输送长度、输送机安装倾角、最大运输生产率、输送带类型和宽度及其最大输送速度和输送速度是否变频可调。输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外）。它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯、骨架和覆盖层组成。其中覆盖层又分为上覆盖胶、边条胶、下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织

9、物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力。为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉尼龙和维纶等。根据餐厨垃圾的特性

10、应该选择耐腐蚀，有较高强度和较高挠性的输送带。同等条件下，优先选择分层带，其次是整体带芯带和钢绳芯带；优先选用尼龙，维尼龙帆布层带，因在同样抗拉强度下，上述材料比棉帆布带体轻、带薄、柔软、成槽性好、耐水和耐腐蚀。皮带跑偏是带式输送机最常见的工作故障之一，故选型的带式输送机一定要有纠偏装置或防跑偏装置。常见的防跑偏的措施有：1) 调整承载托辊组 皮带机的皮带在整个皮带输送机的中部跑偏时可调整托辊组的位置来调整跑偏；在制造时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔，以便进行调整。2) 安装调心托辊组 调心托辊组有多种类型如中间转轴式、四连杆式、立辊式等其原理是采用阻挡或托辊在水平面内方向转动阻挡或产生横向推

11、力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。一般在皮带输送机总长度较短时或皮带输送机双向运行时采用此方法比较合理，原因是较短皮带输送机更容易跑偏并且不容易调整。而长皮带输送机最好不采用此方法，因为调心托辊组的使用会对皮带的使用寿命产生一定的影响。3) 调整驱动滚筒与改向滚筒位置 驱动滚筒与改向滚筒的调整是皮带跑偏调整的重要环节。因为一条皮带输送机至少有2到5个滚筒，所有滚筒的安装位置必须垂直于皮带输送机长度方向的中心线，若偏斜过大必然发生跑偏。4) 张紧处的调整 皮带张紧处的调整是皮带输送机跑偏调整的一个非常重要的环节。重锤张紧处上部的两个改向滚筒除应垂直于皮带长度方向以外还应垂直于重力垂线，即保

12、证其轴中心线水平。使用螺旋张紧或液压油缸张紧时，张紧滚筒的两个轴承座应当同时平移，以保证滚筒轴线与皮带纵向方向垂直。5) 转载点处落料位置对皮带跑偏的影响 转载点处物料的落料位置对皮带的跑偏有非常大的影响，尤其在两条皮带机在水平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度。相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击也越大，同时物料也很难居中。使在皮带横断面上的物料偏斜，最终导致皮带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏，反之亦然。在设计过程中应尽可能地加大两条皮带机的相对高度。在受空间限制的移动散料输送机械的上下漏斗、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考

13、虑。一般导料槽的的宽度应为皮带宽度的三分之二左右比较合适。为减少或避免皮带跑偏可增加挡料板阻挡物料，改变物料的下落方向和位置。6) 双向运行皮带输送机跑偏的调整 双向运行的皮带输送机皮带跑偏的调整比单向皮带输送机跑偏的调整相对要困难许多，在具体调整时应先调整某一个方向，然后调整另外一个方向。调整时要仔细观察皮带运动方向与跑偏趋势的关系，逐个进行调整。重点应放在驱动滚筒和改向滚筒的调整上，其次是托辊的调整与物料的落料点的调整。同时应注意皮带在硫化接头时应使皮带断面长度方向上的受力均匀，在采用导链牵引时两侧的受力尽可能地相等。1.4布料机布料机的安装是架在带式输送机的正上方，靠近进料口一侧，采用螺

14、旋式摊分机，由设置在一个轴上的两个异向螺旋组成，其推送物料原理与输送螺旋是一样的。螺旋在转动的过程中，将落在履带输送机中部的物料向履带机两侧拨动，物料在三个方向力（物料向左右分摊加带式输送机带动物料向前运动）的作用下，均匀摊铺在带式输送机上。布料机高度可调，可根据实际运行情况调节摊铺厚度和摊铺效果。图1-7 布料机双向螺旋轴机构示意图布料机的选型要参照前面带式输送机的相关性能参数来进行。如带式输送机的输送带宽度决定布料机螺旋轴的长度，输送带的速度和输送量决定布料机螺旋轴的旋转速度及输送量等。1.5磁选机磁选（也称为磁场分选）是基于被分离物料中不同组分的磁性差异，采用不同类型的磁选机将物料中不同

15、磁性组分分离的技术。磁铁的磁力所作用的周围空间称为磁场。表示磁场强弱的物理量称为磁场强度，常用符号H表示。磁性颗粒在磁选机磁场中，除受磁力作用外，还受竞争力的作用。竞争力可定义为与磁力方向相反的所有机械力的合力，包括重力、离心力、惯性力和流体动力阻力等。在磁选过程中，磁力是捕收磁性颗粒的力，又称为磁捕收力；竞争力是使磁性颗粒脱离磁极的力，又称为脱离力。显然，磁性颗粒与非磁性颗粒分离的必要条件是磁性颗粒所受的磁力大于竞争力。餐厨垃圾预处理中的磁选机就是利用磁选的原理将餐厨废弃物中的磁性物质筛出，以保护后续的破碎设备。磁选机安装在餐厨垃圾输送皮带上方，在距被分选的餐厨垃圾的一定高度处（通常小于50

16、0 mm）。当垃圾通过固定磁铁下方时，磁性物质就被吸附在此传送带上，并随同此带一起运动。磁性物质被送到消磁性区时，自动脱落，从而实现磁性物质的筛选回收。磁选机的磁性强度一般为30003500高斯，通过磁选机后80 %以上的磁性物质被分选出来。图1-8 磁选机结构简图磁选机按照磁体的种类可分为永磁磁选机和电磁磁选机；按照干湿来分可分为干式磁选机和湿式磁选机；安装方式有倾斜安装和水平安装两种。磁选机的选型参数有：适应带宽，额定吊高，磁场强度，最大物料厚度，最大适应带速等。1.6破碎分选制浆系统破碎制浆分选系统的主要作用是将经过筛选的餐厨垃圾破碎制成Ø10 mm以下的浆液，同时将餐厨垃圾中

17、的塑料、纤维、竹木等轻异物质和部分不易破碎的重杂质分离出来，此外还能调整浆液的总固体含量指标。设备集餐厨垃圾破碎制浆、总固体含量调节和异物质分离于一体，具有一体化程度高、功能完善、结构紧凑、杂质分离效果好的优点。餐厨垃圾进入破碎制浆分选一体机后，其中大粒径的固体有机物（食品、骨头、纸张等）和易被破碎的重物质（贝壳、玻璃、瓷片等）被破碎为Ø10mm以下的颗粒并通过设备下部滤网排出，而其中轻异物质（塑料、纤维、竹木等）和不易破碎的金属等杂质被输送至破碎制浆分选一体机尾端排出，再通过无轴螺旋输送至杂质收集箱。分离出的异物质含水率低且有机物含量低，可回收利用或做填埋处理。破碎制浆分选一体机入

18、口设置有加水系统，根据需要可以调整浆液总固体含量值。破碎后的浆液采用活塞泵送至匀浆罐，其具有节能、故障率低的特点，避免了采用传统浆液输送泵（螺杆泵、污泥离心泵）时，浆液中重物质颗粒对定子、转子的磨损现象，节约了运行维护费用。1. 壳体2.电机3.进料口4.杂物出料口5.集液斗6.破碎臂7.转动轴8.螺旋叶片图1-9 破碎制浆一体机结构示意图图1-9为现今一破碎分选制浆一体机的结构示意图，现结合该图对破碎分选制浆一体机的原理进行进一步说明。如图，该一体机包含壳体1、壳体1内的转动轴7及壳体1一侧的电机2，所述转动轴7由电机2带动，所述壳体1上方设有进料口3和下方设有杂物出料口4，进料口3和杂物出

19、料口4分别位于壳体靠近两端处，壳体呈圆筒状，结构美观、合理。在转动轴7上设有若干破碎臂6，呈螺旋状分布在转动轴7上，且破碎臂6的一端与转动轴7铰接，并能在垂直于转动轴轴线的平面内转动；壳体的底部为筛网结构，在壳体的下方还设有以集液斗5，呈锥形状，用于收集浆液以转入下一处理设备；筛网结构位于集液斗上端开口的内侧。壳体外侧还设有一补水管道，既可以调节浆液的含固率又能更好的保证破碎的餐厨垃圾能从筛网结构中滤出。转动轴7一端铰接有螺旋分布的破碎臂，一端安装有螺旋叶片。餐厨垃圾从进料口进入机壳，当转动轴随电机转动时，粉碎臂随转动轴在垂直于转动轴轴线的平面内转动，由于破碎臂呈螺旋状分布于转动轴上，使得破碎

20、臂与转动轴整体在转动时驱动餐厨垃圾横向移动，同时餐厨垃圾被破碎臂撞击破碎形成浆液或颗粒小于筛网结构网孔的颗粒，然后从筛网结构滤出；当粉碎臂撞击到硬度过大的垃圾时，由于转动轴有类似螺旋推送的功能，同时后续餐厨垃圾的进入，杂物会被继续向前推移，直至从杂物出料口排出，因而不会将破碎设备卡住或损毁，从而保证设备的正常运行。综上，该工艺有如下特点：· 能直接接收餐厨垃圾，并实现异物质分离和破碎制浆。· 集破碎制浆和轻物质分离于一体，结构紧凑功能完善。· 破碎效果好，浆液颗粒粒径Ø10mm。· 能实现轻物质90 %以上的去除率，并能排出不易破碎的杂质。&#

21、183; 分离出来的轻物质含水率低，有机质损失小。· 破碎后的浆液可采用先进的压缩空气输送泵，有效避免了传统浆液输送泵转子、定子易磨损需经常更换的情况。图1-10 破碎分选制浆机实物1.7旋流除砂系统旋流砂系统主要功能是去除餐厨垃圾浆液中的重物质颗粒（贝壳、玻璃、瓷片、沙石等），去除率要达到的80%以上，防止这些重物质颗粒对泵、脱水机、管道等设置造成损害，防止其在厌氧发酵系统中的水解罐、发酵罐、再发酵罐等中沉降淤积。旋流除砂器是根据流体中的固体颗粒在除砂器里旋转时的筛分原理制成。旋流除砂器是根据离心沉降和密度差的原理，当水流在一定的压力下从除砂进水口以切向进入设备后，产生强烈的旋转运

22、动，由于砂和水密度不同，在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下，使密度低的水上升，由出水口排出，密度大的砂粒由设备底部的排污口排出，从而达到除砂的目的。在一定范围和条件下，除砂器进水压力越大，除砂率越高，并可多台并联使用。旋流除砂器选型须考虑处理水量，外部接管管径，管道工作压力，原水品质以及处理后水质要求等因素。并且为保证进水水流平稳，在设备进水口前应安装一段与进水口等径的直通管，长度相当于进水口直径的10-15倍。一般情况下，选用旋流除砂器时，在满足流量的前提下，优先选用大的型号设备，并推荐在系统中用几台设备并联替代大设备，以便取得更佳的固液分离效果。1圆柱体壳；2.圆锥体壳；3.给料

23、管口；4.沉砂排出嘴；5.溢流管；6.溢流排出管口图1-11 旋流除砂器结构示意图旋流除砂器的结构如上图所示。其下部是以圆锥壳体2，上部连接以圆柱体壳体1，圆柱体上口封死，中间有一层底板，底板中央插入一短管溢流管5，在底板下部沿圆柱壳面的切线方向连接有给料管口3，在底板之上沿壳体切线方向连接有溢流排出管6，锥体最下端有可更换的沉砂嘴4。旋流除砂器多用耐磨铸铁制造，为减低壳体内壁的磨损速度，还常用辉绿岩铸石、耐磨橡胶等材料做衬里。旋流除砂器的的规格以圆柱体的直径表示。圆锥的锥角可以不同，一般最小为10°，最大45°。一般分为进出水口大小一致。如果进水口出水口，会形成一种压差，

24、进水压力越大，除砂效果越好。旋流除砂器是利用离心分离的原理进行除砂，由于进水管安装在筒体的偏心位置，当水通过旋流除砂器的进水管后，首先沿筒体的周围切线方向形成斜向下的周围流体，水流旋转着向下推移，当水流到达锥体的某部位后，转而沿筒体的轴心向上旋转，最后经排水管排出，杂污在流体惯性离心力和自身重力作用下，沿锥体壁面落入设备下部锥形渣斗中，锥体下部设有构件防止杂物向上泛起，当积累在渣斗中的杂物到一定程度时，只要开启手动蝶阀，杂物即可在水流作用下流出旋流除砂器。旋流除砂器其特点有：· 除砂去除率高，能够对各粒径范围内的砂石进行有效去除，保障后端工艺段内罐内积砂较少；· 能采用主动

25、式除砂工艺，对除砂效果可以进行控制；· 设备体积小，占地少；· 可与臭气处理系统连接，无二次污染。1.8匀浆罐经旋流除砂后的浆液通过空气输送泵泵入匀浆罐内。匀浆罐配有顶部搅拌器，可以将罐内浆液进一步均质匀化，使颗粒更为均匀的分布在浆液中，确保后端处理效果。同时匀浆罐起到匀浆功能，减少来料对系统的冲击。当前端处理量发生波动时，确保后端厌氧处理过程不间断。匀浆罐顶部设有臭气接口，与全厂的臭气处理系统相连，确保厂内无二次污染。匀浆罐即对物料进行搅拌、混配、调和、均质等，匀浆罐根据生产工艺的要求，设计结构及配置可标准化及人性化。匀浆罐在搅拌过程中可实现进料控制、出料控制、搅拌控制及

26、其它手动自动控制等。匀浆罐由匀浆罐体、匀浆罐盖、搅拌器、支承、传动装置、轴封装置等组成，还可根据工艺要求配置加热装置或冷却装置。匀浆罐体、匀浆罐盖、搅拌器、轴封等选用材料可根据不同的工艺要求选用碳钢或不锈钢等材料来制作。匀浆罐体与匀浆罐盖可采用法兰密封联结或焊接联结。匀浆罐体与匀浆罐盖可根据工艺要求，开进料、出料、观察、人孔、测温、测压、蒸汽分馏、安全放空等工艺管孔。匀浆罐盖上部配置有传动装置（电机或减速器），由传动轴驱动搅拌罐内的搅拌器。轴封装置可采用机封或填料、迷宫密封等多种形式(根据用户需要确定)。由于用户生产工艺要求不同，搅拌器可配置浆式、锚式、框式、螺旋式等多种形式。1. 搅拌器2.

27、罐体3.夹套4.搅拌轴5.压出管6.支座7.人孔8.轴封9.传动装置图1-12 匀浆罐结构图1.81匀浆罐主要部件及作用1) 搅拌轴：搅拌设备中的电动机输出的动力是通过搅拌轴传递给搅拌器的，因此搅拌轴必须足够的强度。同时，搅拌轴既要与搅拌器连接，又要穿过轴封装置以及轴承、联轴器等零件，所以搅拌轴还应有合理的结构、较高的加工精度和配合公差。按支承情况，搅拌轴可分为悬臂式和单跨式。悬臂式搅拌轴在搅拌设备内部不设置中间轴承或底轴承，因而维护检修方便，特别对洁净度要求较高的生物、食品或药品搅拌设备，减少了设备内的构件，故应优先选用。2) 内构件：包括挡板、盘管、导流筒、气体分布器等。为消除搅拌容器内液

28、体的打旋现象，使被搅拌的液体上下翻腾而达到均匀的混合，通常需要在搅拌容器内加挡板。通常挡板的宽度约为容器内直径的1/121/10，其中设备内的附件如温度计、传热蛇管或各种支撑体也可以起到一定的挡板作用的，但往往达不到“全挡板条件”。通常增加挡板数计其宽度，功率消耗也会增加，但增加到一定值以后，功率消耗就不会再增加，此时的工况就称为“全挡板条件”。在搅拌容器内，流体可沿各个方向流向搅拌器，流体的行程长短不一，在需要控制回流的速度和方向，用于确定某一流况时可使用导流筒。导流筒是上下开口的圆筒，安装在容器内，在搅拌混合中起导流作用，既可提高容器内流体的搅拌程度，加强搅拌器对流体的直接剪切作用，又造成

29、一定的循环流，使容器内流体均可通过导流筒内强烈混合区，提高混合效率。安装导流筒后，限定了循环路径，减少了流体短路的机会。导流筒主要用于推进式、螺杆式以及涡轮式搅拌器的导流。3) 轴封：轴封是搅拌设备的重要组成部分。轴封属于动密封，其作用是保证搅拌设备内处于一定的正压或真空状态，防止被搅拌的物料逸出和杂质的渗入，因而不是所有的转轴密封型式都能用于搅拌设备。在搅拌设备中，最常用的轴封有液封、填料密封和机械密封等。其中机械密封在搅拌设备上被广泛使用。4) 传动装置：搅拌设备的传动装置包括电动机、变速器、联轴器、轴承及机架等。其中搅拌驱动机构通常采用电动机和变速器的组合或选用带变频器的电机，使搅拌达到

30、需要的转速。传动装置的作用是使搅拌轴以所需的转速转动，并保证搅拌轴获得所需的扭矩。在大多数搅拌设备中，搅拌轴只有一根，且搅拌器以恒定的速度向一个方向旋转。然而也有一些特殊的搅拌设备，为获得更佳的混合效果，可以在一个搅拌设备内使用两根搅拌轴，并让搅拌器进行的复杂的运动，如往复动式、往复式、行星式等。5) 电机：搅拌设备的搅拌轴通常由电动机驱动。由于搅拌设备的转速一般都比较低，因而电动机绝大多数情况下都是与变速器组合在一起使用的，有时也采用变频器直接调速。为此，选用电动机时，应特别考虑与变速器匹配问题。6) 搅拌器：搅拌器又被称作叶轮或桨叶，它是搅拌设备的核心部件。根据搅拌器的搅拌釜内产生的流型，

31、搅拌器基本上可以分为轴向流和径向流两种。例如，推进式叶轮、新型翼型叶轮等属于轴向流搅拌器，而各种直叶、弯叶涡轮叶轮则属于径向流搅拌器。搅拌器通常自搅拌釜顶部中心垂直插入釜内，有时也采用侧面插入，底部伸入或侧面伸入方式。应依据不同的搅拌要求选择不同的安装方式。7) 加热装置或冷却装置：一般是根据物料是否加热或干燥或冷却而定。在定制范围内，温度应为200以下，使用压力低于0.1Mpa。加热方式可根据使用单位的生产条件而定。加热方式有热油等介质循环和直接电加热两种。热油等介质循环是导热油在另配置的加热罐内加温到一定温度后，通过热油泵进行输送循环；直接加热是夹套上直接安装电加热管，使导热油加热到所需温

32、度（温度可根据实际情况调节）。冷却循环是采用水在夹套内外循环，使物料在一定的温度下不产生结块或粘性。也可根据用户要求增加盘管等形式进行加热或冷却。一般使用加热或冷却介质是采取低管口进，高管口出的原理。1.82搅拌器搅拌器是匀浆罐的重要组成部分，现重点讲解下搅拌器的分类及各自特点。现今最常用的搅拌器有：浆式、推进式、涡轮式和锚式等。1) 浆式搅拌器叶片用扁钢制成，焊接或用螺栓固定在轮毂上，叶片数为2、3或4片，叶片形式可分为平直叶式和折叶式两种；结构最简单。在液液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固液系中多用于防止固体沉降。浆式搅拌器主要用于流体的循环，由于在同样的排量下，折叶式比平直叶式的功耗

33、少，操作费用低，故轴流桨叶使用较多；也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果；但不能用于保持气体和以细微化为目的的气液分散操作中。浆式搅拌器的转速一般为20100r/min,最高粘度为20Pa.s。图1-13 浆式搅拌器2) 推进式搅拌器又称船用推进器，常用于低粘流体中。标准推进式搅拌器有三瓣叶片，其螺距与浆直径D相等。它直径较小，d/D=1/41/3,叶端速度一般为7-10m/s,最高可到15m/s。搅拌时流体从桨叶上方吸入，下方以圆筒状螺旋形排出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形成轴向流动。其特点是搅拌时流体的湍流度程度不高，循环量大，循环性能好

34、，剪切作用不大，属于循环型搅拌器，结构简单，制造方便。其在粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好的搅拌效果。推进式搅拌器主要用于液液系混合、使温度均匀，在低浓度固液系中防止淤泥沉降等。在容器中装挡板、搅拌轴偏心安装、搅拌器倾斜，可防止漩涡形成。图1-14 推进式搅拌器3) 涡轮式搅拌器又称透平式叶轮，是应用较广的一种搅拌器，能有效的完成几乎所用的搅拌操作，并能处理粘度范围很广的流体。涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团分散的很细，适用于低粘度到中粘度流体的混合、液液分散、液固悬浮，及其促进良好的传热。传质和化学反应。图1-15 涡轮式搅拌器4) 锚式搅拌器结构简单，适用于粘度在

35、100Pa.s以下的流体搅拌，当流体粘度在10100Pa.s时，可在锚式浆中间加一横桨叶，即为框式搅拌器，以增加容器中部的混合。锚式或框式的混合效果并不理想，只适用于都混合效果要求不高的场合。由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器大，能得到大的表面传热系数，故常用于传热、晶析操作；常用于搅拌高浓度淤泥和沉降性淤泥；当搅拌粘度大于100Pa.s的流体时，应采用螺带式或螺杆式。图1-16 锚式搅拌器5) 搅拌器形式适用表表1-11.83搅拌器选型固液悬浮搅拌应使固相粒子悬浮于液相中，故应尽量使液相的流动状态为湍流，搅拌器选型能使流体有较好的对流循环。因此，四叶折叶开式涡轮是较合适的搅拌器浆型。

36、当选择这种浆型时，其结构尺寸和安装尺寸如下。1) 搅拌器直径与槽内径的比值约为1/3。2) 当液面高度H与槽内径D之比超过1.2时，应考虑采用两个搅拌器。3) 搅拌器叶轮中心线至槽底部的距离c可取槽内径的1/4。4) 应安装挡板，并符合全挡板条件。如液相流体的黏度不大于1Pa.s，固相的体积分率不大于5%，且固、液相的相对密度之比不大于1.5，则也可以考虑选用推进式搅拌器。（一般取0.60.8）1.84匀浆罐选型匀浆罐选型应注意的主要因素有：物料的化学性质和物理状况、所要求的公称容积、使用的温度与压力、搅拌要求、工艺管口的配置设计、控制系统的要求、客户端现工作条件等。2. 湿热水解设备湿热水解

37、设备主要是湿热罐和缓冲罐。通过匀浆罐调质后的物料由输送泵分批投加到湿热罐，湿热过程结束后开启湿热罐排料阀门，湿热后的物料在压力的作用下排至缓冲罐暂存，随后经螺杆泵输送至油水分离系统。2.1湿热罐在匀浆罐中调质好的物料进入到湿热系统中的湿热罐中，在罐中高温高压的条件下进行高压湿热处理。通过湿热处理，粘稠物料在蒸汽的作用下，充分的将结合在物料中的动植物油分离出来，同时物料粘度降低，使密度较大的无机物更容易沉降性、可分离，而物料中的有机质被细化，粘度系数减小，具备良好的流动性，为后续的厌氧发酵系统提供表面积大、流动性好、分子链更短的优质物料。2.11湿热罐属性湿热罐是一种化学反应釜，其广义理解即有物

38、理或化学反应的钢制容器，根据不同的工艺条件需求进行容器的结构设计与参数配置，设计条件、过程、检验及制造、验收需依据相关技术标准，以实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配反应功能。压力容器必须遵循GB150钢制压力容器的标准，常压容器必须遵循NB/T47003.1-2009钢制焊接常压容器的标准。随之，反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。湿热罐根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，湿热罐的设计结构及参数不同，即湿热罐的结构样式不同，属于非标的容器设备。湿热罐是综合反应容器，根据反应条件对湿热罐结构功能及配置附件的设计。从开始的进料

39、-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。2.12湿热罐结构 湿热罐材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。湿热罐可采用SUS304、SUS316L等不锈钢材料制造。湿热罐由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在长径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。并在釜壁外设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加

40、热、远红外加热、外(内)盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却，搅拌桨叶的形式等。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机。开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。图2-1 湿热罐的典型结构2.13湿热罐特性餐厨垃圾湿热罐是一种搅拌式反应器，一种最常见的间歇式反应釜，其顶部有一搅拌器，以使釜内物料混合均匀，顶盖上有多个管口，用于加入反应物料或测试温度、压力等，有些在筒体外部装有夹套来加热或冷却，还有些在反应器内设盘管以增大传热面积。反应物料按一定配比一次加入反应器，通过容器内的搅拌装置，使器内物料均匀混合，经过一定的时间，反应达到规定的转化率后，停止反应

41、并将物料排出反应器，完成一个生产周期。从其反应操作可以看到湿热罐有以下特点：1) 由于剧烈的搅拌，反应器内物料浓度达到分子尺寸上的均匀，且反应器内物料浓度处处相等，因而可以排出物质传递对反应的影响。2) 由于反应器内具有足够的传热条件，反应器内各处温度始终相等，因而也无需考虑反应器的热量传递问题。3) 反应器内的物料同时加入并同时停止反应，所有物料具有相同的反应时间。2.2缓冲罐餐厨垃圾此处的缓冲罐实际上是一种储罐，它接受并存储一定量的湿热罐中湿解后浆料，保证即使前端处理量发生波动，后续油水分离系统也能连续稳定的运行。2.21缓冲罐属性此缓冲罐即为一储罐，而储罐也是一种压力容器。压力容器在设计

42、、选材、制造和使用维护中稍有疏忽，一旦发生事故，其后果不堪设想，所以国家劳动部门把这类设备受安全监督的一种特殊设备，并在技术上进行了严格、系统和强制性管理，制定了一系列的强制性或推荐性的规范标准和技术法规，对压力容器的设计、材料、制造、安装、检验、使用和维修提出了相应的要求，同时为确保其安全可靠，实施了持证设计、制造和检验制度。储罐作为一种压力容器，也应按GB150钢制压力容器标准进行制造、试验和验收；并接受劳动部颁发压力容积安全技术监察规程的监督。储罐用以存放酸、醇、气体等提炼的化学物质。其种类很多，大体上有：滚塑储罐，玻璃钢储罐，陶瓷储罐、橡胶储罐、焊接塑料储罐等。用于储存液体或气体的钢制

43、密封容器即为钢制储罐，防腐储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐，防腐储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产。2.22储罐的结构目前我国使用范围最广泛、制作安装技术最成熟的是拱顶储罐、浮顶储罐和卧式储罐。2.221拱顶储罐构造拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。拱顶储罐制造简单、造价低廉，所以在国内外许多行业应用最为广泛，最常用的容积为 1000 -10000m3 ，目前，

44、国内拱顶储罐的最大容积已经达到 30000m 3 。1) 罐底：罐底由钢板拼装而成，罐底中部的钢板为中幅板，周边的钢板为边缘板。边缘板可采用条形板，也可采用弓形板。一般情况下，储罐内径< 16.5m 时，宜采用条形边缘板，储罐内径 16.5m 时，宜采用弓形边缘板。2) 罐壁：罐壁由多圈钢板组对焊接而成，分为套筒式和直线式。套筒式罐壁板环向焊缝采用搭接，纵向焊缝为对接。拱顶储罐多采用该形式，其优点是便于各圈壁板组对，采用倒装法施工比较安全。直线式罐壁板环向焊缝为对接。优点是罐壁整体自上而下直径相同，特别适用于内浮顶储罐，但组对安装要求较高、难度亦较大。3) 罐顶：罐顶有多块扇形板组对焊接

45、而成球冠状，罐顶内侧采用扁钢制成加强筋，各个扇形板之间采用搭接焊缝，整个罐顶与罐壁板上部的角钢圈（或称锁口）焊接成一体。图2-2 自支撑拱顶罐简图2.222浮顶储罐的构造浮顶储罐是由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降，浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置，罐内介质始终被内浮顶直接覆盖，减少介质挥发。1) 罐底：浮顶罐的容积一般都比较大，其底板均采用弓形边缘板。2) 罐壁：采用直线式罐壁，对接焊缝宜打磨光滑，保证内表面平整。浮顶储罐上部为敞口，为增加壁板刚度，应根据所在地区的风载大小，罐壁顶部需设置抗风圈梁和加强圈。3) 浮顶：浮顶分为单盘式浮顶、双盘

46、式浮顶和浮子式浮顶等形式。4) 单盘式浮顶：由若干个独立舱室组成环形浮船，其环形内侧为单盘顶板。单盘顶板底部设有多道环形钢圈加固。其优点是造价低、好维修。 图2-3 单盘式浮顶结构简图5) 双盘式浮顶：由上盘板、下盘板和船舱边缘板所组成，由径向隔板和环向隔板隔成若干独立的环形舱。其优点是浮力大、排水效果好。图2-4 双盘式浮顶结构简图2.223内浮顶储罐的构造内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。内浮顶储罐采用直线式罐壁，壁板对接焊制，拱顶按拱

47、顶储罐的要求制作。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。图2-5 内浮顶结构简图2.224卧式储罐的构造卧式储罐的容积一般都小于 100m3 ，通常用于生产环节或加油站。卧式储罐环向焊缝采用搭接，纵向焊缝采用对接。圈板交互排列，取单数，使端盖直径相同。卧式储罐的端盖分为平端盖和碟形端盖，平端盖卧式储罐可承受 40kPa 内压，碟形端盖卧式储罐可承受 0.2Mpa 内压。地下卧式储罐必须设置加强环，加强还用角钢煨制而成。2.23储罐的选型首先根据储液的性质和储液的需要，确定选用浮顶罐还是固定顶罐。若是常压储存，主要为了减少蒸发损耗或防止污染环境

48、保证储液不受空气污染、要求干净等宜选用浮顶罐或内浮顶罐。若是常压或低压存储，蒸发损耗不是主要问题，环境污染也不大，不必设置浮顶且需要适当加热存储，宜选用固定罐。浮顶选型时：20m以下小直径罐，常用双盘式；物料蒸汽压高于103.4KPa时，也用双盘式；单盘式浮顶的建造费用是双盘式的1/3;双盘式浮顶强度高，积雪深度2m以上时，用双盘式；双盘式浮顶绝热保温效果好。3. 油水分离设备油水分离系统主体设备有卧式三相分离机、碟式分离机和工业粗油脂暂存罐。湿热后的物料经螺杆泵全部输送至卧式三相分离机，螺杆泵采用变频控制，同时在螺杆泵出口配置流量计，保证卧式三相分离机的进料量稳定。卧式三相分离机将物料分离成

49、油、水、渣三部分，其中油相自流进入暂存罐，通过油泵输送至碟式分离机内进行油水分离。分离出来的水以及残渣进入厌氧发酵系统的调节罐内，后续进行厌氧发酵产沼气。卧式离心机分离出来的油相经碟式分离机分离后进一步将油脂中的水分离出来，成为油脂相和水相。其中水相自流进入分离机下方的厌氧调节池内；分离出来的油相进入工业粗油脂罐暂存，后续进入生物柴油精炼系统成为资源化产品。可见餐厨垃圾处理中的油水分离设备主要有卧式离心机、碟式离心机和工业粗油脂暂存罐。3.1离心机离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又

50、互不相溶的液体分开（例如从牛奶中分离出奶油）；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。3.11离心机的分离原理和分类离心分离的原理就是利用转鼓旋转产生的离心惯性力，把悬浮液、乳浊液及其它物料分离或浓缩。其分离能力用分离因素Fr这一重要性能参数来表征。分离因素Fr其定义为：颗粒自身惯性力与其重力之比。Fr=FkG=R2g=ang分离因素越大，分离效果越好，从公式可以看出为增强离心机的分离能力，可以通过加大转鼓的半径R和增加转速来

51、实现。离心机的类型很多，按分离原理可分为过滤离心机和沉降离心机。过滤离心机可分为三足式离心机、上悬式离心机、卧式刮刀卸料离心机（含虹吸刮刀卸料离心机）、卧式活塞推料离心机、离心力卸料离心机和螺旋卸料过滤离心机等。沉降离心机可分为螺旋卸料沉降离心机、蝶式离心机、管式分离机和室式分离机等。3.12过滤离心机利用过滤原理，以离心力为推动力来分离液-固两相的机械，称为过滤离心机。过滤离心机对液-固两相没有密度差的要求，其分离原理是使悬浮液中固相颗粒截留在过滤介质上，并不断堆积成为滤饼，与此同时，液体由于离心力的作用透过过滤介质成为滤液。离心过滤与离心沉降的不同在于：离心沉降要达到液-固两相分离要有一定

52、的密度差，离心过滤对此无要求。过滤离心机适用于处理10m至数毫米的粒径，含固率从5%80%的液-固两相悬浮液。常用的过滤离心机有：三足式离心机、上悬式离心机、卧式刮刀卸料离心机（含虹吸刮刀卸料离心机）、卧式活塞推料离心机、离心力卸料离心机和螺旋卸料过滤离心机等形式。3.121三足式离心机三足式离心机是过滤离心机中应用最广泛、适应性最强的设备，可用于分离固体10m至数毫米粒径的颗粒，以及纤维或块状的物料，悬浮液的含固率在5%60%的范围内部都能很好的工作。三足式离心机对物料浓度的变化，物料过滤性能的变化适应性好，而且滤饼易于洗涤，洗涤时间和洗涤水量可随意调整。其缺点是工人劳动强度大，设备生产效率

53、低，一般仅适宜于中小规模的生产。三足式离心机的分离因素为5001000，转鼓直径为3002000mm。图3-1所示为人工卸料三足式离心机的结构示意图。高速回转的转鼓悬挂在机座的三根支柱上，由主轴带动，主轴为刚性轴。主轴及其支撑、驱动装置等安装在机器的地盘上，整个机组处于挠性支撑。转鼓内，悬浮液中的固体颗粒在离心力的作用下向鼓壁运动，受过滤介质的拦截在转鼓内壁堆积形成滤饼，而液体在离心力的作用下，通过滤饼，经转鼓的小孔离开转鼓，实现了液-固两相的分离。当滤饼达到一定厚度时停止加料，脱水，加入洗涤液对滤饼进行洗涤，然后甩干，停机。由人工从上部将滤饼卸出。图3-1 人工卸料三足式离心机结构根据卸料方

54、式的不同，三足式离心机可分为人工卸料和机械卸料两大类。人工卸料三足式离心机属间歇操作，工人劳动强度大，设备生产效率低，但对物料的适应性好，易于保持产品晶粒不被破坏。机械卸料，主要用于滤饼比较疏松的晶粒状固体颗粒。但工人劳动强度低，易实现程序的自动控制。三足式离心机一般在200800r/min转速下加料，在10001600r/min速度下分离，在20100r/min转速下进行刮刀卸料（人工卸料三足式离心机需在停车时进行卸料）。3.122上悬式离心机上悬式离心机对被分离悬浮液的适应性较好，该机在停车或低速下卸除滤饼，对于晶形固体颗粒的破碎性小，适用于需要保持固体晶形的物料分离，其使用范围与三足式离

55、心机基本相当。上悬式离心机与三足式离心机的结构区别在于：将转鼓固定在较长的主轴（挠性轴）下端，主轴的上端装有轴承座并悬挂在机架的铰接支撑座上。铰接支撑内装有弹性（橡胶材料制造）缓冲环，一减小机器的振动。离心机转鼓转动与三足式离心机相似，也由立式电动机通过离合器与主轴直接连接（见图3-2）。其原理与三足式离心机相同。1-电动机；2-支撑轴承箱；3-控制盘；4-料层厚度探头；5-锥形封料罩；6-转鼓；7-机壳；8-刮刀轴图3-2 上悬式离心机结构上悬式离心机结构简单，运转平稳，能方便地从底部进行人工卸料，也可以采用机械或重力自动卸料。由于采用挠性细长轴悬挂转鼓，为减少刮料时对主轴产生的附加径向载荷

56、，上悬式离心机一般都采用窄刮刀卸料。卸料刮刀机构按进给方式可分为移动升降式窄刮刀卸料装置，旋转升降式窄刮刀卸料装置，螺旋刮刀卸料装置。上悬式离心机在100300r/min低速下加料，在1000r/min或1500r/min全速下分离。采用重力或人工卸料时，机器需要停车制动；采用机械刮刀卸料时，转鼓转速一般为4080r/min，如果设有专用定心机构，可在较高转速（150200r/min）下卸料，但卸料转速应避开转子的临界转速，以免卸料时产生共振现象，加大机器的振动和噪声。3.123卧式刮刀卸料离心机卧式刮刀卸料离心机是一种连续运转、间歇卸料的固-液分离设备，具有固定过滤床，在离心力的作用下周期性

57、地进行进料、分离（脱水）、洗涤、刮料，并由液压和电器联合自动控制。含固相颗粒粒径大于10m，固相颗粒的质量分数为25%60%、液相黏度小于10-2Pa.s时选用该机较合适。如图3-3为卧式虹吸刮刀卸料离心机结构简图，其在空载时，转鼓在全速运转下，由反冲管向虹吸室内灌水（或加滤液），液体由虹吸室经转鼓的通孔，被压向外转鼓间隙内，一方面排除虹吸管的空气，同时在过滤介质上形成一层液体，以便进料时物料分布均匀。然后开始进料，同时虹吸管旋转到某一中间位置，然后在旋转到要求的较低位置，进料结束后，将虹吸管转到最低位置（处于虹吸室最大直径位置）。悬浮液进入转鼓后，固体颗粒被截留在滤布上，而液体则穿过滤布和内

58、转鼓后，汇集在内外转鼓的间隙内，经转鼓和虹吸室的通孔进入虹吸室，再由虹吸管抽走，沉积的固渣甩干后，油缸推动刮刀开始旋转刮料，再经料斗排出机外，卸料完后进行洗网。图3-3 卧式虹吸刮刀卸料离心机3.124卧式活塞推料离心机卧式活塞推料离心机是一种自动操作、连续运转，脉动卸料的过滤式离心机，在全速下完成进料、分离、滤饼洗涤、甩干和卸料等工序。卧式活塞推料离心机与刮刀卸料离心机结构的最大差别是卸料形式，活塞推料离心机的卸料是由活塞的往复运动来完成的。图3-4为一单级活塞推料离心机的结构。转鼓全速运动后，悬浮液通过进料管进入装在推料盘上的圆锥形布料斗中，在离心力的作用下，悬浮液经布料斗均匀进入转鼓中，滤液经筛网网隙和转鼓壁上的过滤孔甩出转鼓外，固相被截留在筛网上形成圆筒状滤饼层。推料盘借助于液压系统控制做往复运动，当推料盘向前移动时，滤饼层