Аеробно-термофільний реактор

Изобретение относится к устройствам для обработки сточных вод и осадков и может быть применено в различных отраслях промышленности для биохимического окисления жидких органических отходов в аэробнотермофильных условиях. Наиболее близким техническим решением является установка для обработки осадков сточных вод аэробно-термофильным методом, включающая теплоизолированный корпус, средства подачи исходной и отвода обрабатываемой среды, циркуляции, перемешивания, аэрирования и нагрева обрабатываемой среды [1]. В данной установке система массообмена включает три независимых устройства механическую мешалку, вынесенный за объем реактора узел рециркуляции обрабатываемой среды и перфорированное "ложное днище" для подачи кислорода воздуха. Каждый, отдельно взятый элемент системы не обеспечивает эффективный массообмен а реакторе. Одновременная же работа сразу трех массообменных устройств обуславливает технологическую и эксплуатационную сложность системы, усугубляемую наличием вращающихся частей и их механических приводов. Размещение узла циркуляции вне объема реактора способствует увеличению теплопотерь в системе, а размещение теплообменника для периодического подогрева обрабатываемой среды несимметрично водной из пристенных зон реактора также не обеспечивает оптимальные условия теплопереноса в системе и минимизацию теплопотерь, что препятствует получению требуемого технического результата. В основу заявляемого изобретения положено задание создания аэробно-термофильного реактора, в котором средство нагрева, перемешивания и циркуляции было бы выполнено единым таким образом, чтобы улучшить контакт его с обрабатываемой средой и за счет этого снизить теплопотери. Технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, достигается тем, что в аэробно-термофильном реакторе, содержащим теплоизолированный корпус, средства подачи исходной и отвода обработанной среды, циркуляции, перемешивания, аэрирования и нагрева обрабатываемой среды, согласно изобретению, средство нагрева, перемешивания и циркуляции обрабатываемой среды выполнено в виде цилиндра с полыми стенками, закрепленного к корпусу в нижней его части с помощью подставок, к которому в верхней его части подведен трубопровод подачи, а в нижней части -трубопровод отвода теплоносителя, при этом к нижней части цилиндра подведен трубопровод подачи кислородсодержащей смеси. Подача теплоносителя непосредственно в полые стенки цилиндра и расположение источника нагрева в центре реактора способствует сокращению теплопотерь. Достигаемый эффект конвективного теплообмена позволяет сократить количество воздуха, необходимого для обеспечения эффективного массообмена и использования кислорода воздуха. Кроме того, использование тепла отходящих газов для предварительного подогрева воздуха дает возможность сократить энергозатраты и поддержать в реакторе оптимальный температурный режим. Простота конструкции и отсутствие движущихся частей обеспечивает надежный вывод реактора на рабочий режим и регулирование технологических параметров, что дает возможность в короткие сроки осуществлять запуск реактора и его эксплуатацию на высоком техническом уровне. На чертеже (фиг.) представлено продольное сечение реактора. Аэробно-термофильный реактор содержит теплоизолированный корпус 1 с трубопроводом 2 в верхней части для отвода паровоздушной смеси. В центре корпуса 1 расположен цилиндр 3 с полыми стенками 4, для подачи и отвода теплоносителя предусмотрены трубопроводы 5 и 6 соответственно. В нижней части корпуса 1 установлен трубопровод 7 для отвода обрабатываемой среды, а в верхней части трубопровод 8 для подачи исходной среды. Нижняя часть цилиндра 3 снабжена трубопроводом 9 подачи кислородсодержащей смеси. Цилиндр 3 прикреплен к корпусу в нижней его части с помощью подставок 10. Аэробно-термофильный реактор работает следующим образом. Подлежащую обработке среду подают по трубопроводу 8 в реактор 1. Одновременно в цилиндр 3 поступает воздух по трубопроводу 9. К полым стенкам цилиндра 3 поступает теплоноситель по трубопроводу 5. Содержимое реактора перемешивается, насыщается кислородом подаваемого воздуха и одновременно нагревается до температуры 52 - 60°C. Это способствует увеличению коэффициента массопередачи, т.е. скорости протекания процесса за счет усиления конвективных токов, замены молекулярной диффузии турбулентной и конвективной, снижению диффузионных сопротивлений. Образующиеся при аэробнотермофильном сбраживании газы отводятся с помощью трубопровода 2, выполненного в виде теплообменника. Часть отработанных газов возвращается в трубопровод 9 подачи воздуха для дополнительного разогрева субстрата и поддержания на заданном уровне требуемой температуры.