CN105683098A - 利用回收蒸汽再循环的连续热水解的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续热水解包含有机物质的待处理污泥的方法，所述方法包括以下步骤，所述步骤在于：借助于初级动态注入器-混合器同时进行回收蒸汽向所述污泥的注入以及所述污泥与所述回收蒸汽的混合，以获得经预热污泥的初级均匀混合物；借助于次级动态注入器-混合器同时进行新鲜蒸汽向所述初级均匀混合物的注入以及所述初级均匀混合物与所述新鲜蒸汽的混合，以获得次级均匀混合物；在压力下向管式反应器传送所述次级均匀混合物并且引起这种次级均匀混合物在所述反应器中以足够的停留时间和在足够的温度下的基本上活塞型的流动，所述停留时间和温度足以使得在这种次级均匀混合物中存在的有机物质热水解；在回收蒸汽产生装置内由在所述管式反应器的出口处获得的所述次级均匀混合物产生所述回收蒸汽；将离开所述回收蒸汽产生装置的所述次级均匀混合物冷却到使得能够进行其所含的经水解有机物质的随后消化的温度。本发明还涉及一种装置。

Description

利用回收蒸汽再循环的连续热水解的方法和装置

技术领域

1.发明领域

本发明涉及用于连续热水解包含有机物质的污泥的方法和装置，所述污泥与或者不与其它包含有机物质的废料混合。这些污泥或废料可例如来源于生活废水的处理(消化或未消化的净化污泥，来自于预处理的油脂)，或者来源于以下物质的处理：工业废水(例如农产食品加工工业、屠宰场、废糖蜜)，或者包含有机物质的家庭垃圾类型的废料，或者来自于排放物质、油脂槽。在此文件中将在下文中使用术语“污泥”。

背景技术

2.现有技术

来自于废水(无论是生活或工业来源或者来源于农业)的处理的污泥可通过生物途径进行处理，尤其是通过厌氧消化。

生物处理的目的在于降解这些污泥中所含的有机物质。这种降解可旨在将污泥稳定化，使得能够产生能量(通过产生生物气)和/或还减小污泥的体积。但是，某些有机化合物比其它化合物更难以通过生物途径降解，并且已知通过热水解的预处理能够加速生物降解的过程。这种热处理通常在压力下在高于100℃的温度(所述温度在实际中可一直到220℃)下进行预定的时间周期，在实际中通常为半小时。通过这种热水解处理，难以生物降解的有机物质则被转化为随后可更易于进行生物降解的化合物。

传统地，这种随后生物降解可通过在封闭反应器中的消化来进行，所述封闭反应器厌氧操作，被称作消化器。这种厌氧消化器仅可在以下条件下合适地运行：其在合适且恒定的温度下操作，通常要求加热系统，并且其进行合适的搅拌。这种搅拌会由于消化器中所含的污泥是流体的(即具有低粘度)而更为容易。

在现有技术中已知不同类型的热水解方法，其中的一些方法通过逐个地即不连续地处理给定量的待水解污泥来实施(即“分批”运行)，而其它方法则被设计为使得能够连续处理或者至少半连续处理待水解污泥。

在与这些热水解装置和方法有关的现有技术中，可尤其提及专利文献WO96/09882和WO2006/027062，这两个文献均涉及分批法。

这种分批法具有以下缺点：需要管理不同批次的要处理污泥的处理循环，并且需要重复运行某些设备，例如打开-关闭例如阀，这会导致过早的磨损。

在污泥的连续或半连续热水解处理技术当中，可以提及专利文献EP1198424中描述的技术以及专利文献WO2009/121873中描述的技术。

在EP1198424所述的技术中，污泥被传送到反应器中，污泥在该反应器中在130℃-180℃的温度下经过5-60分钟的周期。通过这种处理水解的污泥然后通过热交换器冷却，以确保其温度足够低以便可与下游消化器的运行相容并且防止此消化器的生物质被破坏。如此回收的能量能够使污泥在进入热水解反应器中之前被预热。但这项技术针对干度大于10％的非水解浓污泥使用交换器，这在实际中被证明是难以管理的，给用户带来限制，因为其要求用于维护和清洁的停机周期。此外，这种配置使用泵，在这种情况下是文献EP1198424的图1中的泵11，其针对非常热(130-180℃)的污泥运行，并且通过实验显示出，这个因素导致这种泵具有短的使用寿命。最后，这种配置在待处理污泥的浓度方面是受限的，因为其不可能处理干度(siccité)大于20％的污泥。它在能量消耗方面也不是优化的，因为如果污泥更浓的话(即具有大于20％的干度并且因而具有小于80％的水含量)，考虑到要利用蒸汽加热的(污泥中所含)水体积会降低，则在蒸汽方面的需求会进一步降低。

在专利文献WO2009/121873所述的技术中，污泥在呈现管式的热水解反应器中被连续处理，在所述反应器中水蒸汽被直接注入。

这种方法具有是真正连续方法的优点。但是，尽管通过热水解的污泥处理相对于市场上现有的其它方法已经得到了极大的改善，但其仍有一些限制。

首先，如果被引入到反应器中的待水解污泥的粘度太高，则可被证明的是，蒸汽难以注入到这种污泥中。在实际中，这种方法可处理具有高干度比率的污泥。当超过某些干度时，该热水解可被证明不是最佳的，这会限制位于热水解下游的厌氧消化的性能。

其次，本申请人进行的实验已经显示出，在文献WO2009/121873所述方法范围中使用的热水解反应器内所观察到的热和机械限制可能需要特殊的构造设置。已经观察到，所注入的全部蒸汽并不完全被冷凝到超过某些干度的污泥中。在实际中，注入到反应器中的蒸汽可采用优选的路径。这个问题也在专利WO2009/121873中被确认，尤其是在这个文献的第5页第1段中，其中具体说明当反应器具有水平部时，蒸汽和污泥会倾向于分离成两层，即包含蒸汽的上层和包含污泥的下层。

而对于所有的热水解方法来说，并且尤其是对于连续运行的热水解方法来说，该方法的关键阶段对应于蒸汽在污泥中的传送和冷凝。这是因为，如果这个步骤未合适进行的话，则热水解方法的性能可被认为在化学反应方面和经济方面是受到显著损害的，因为必须要被使用的蒸汽的量则会变得更大。

针对脱水污泥进行的热水解方法因而要遇到使蒸汽有效注入到污泥中的困难，并且必然要遇到确保它们混合的困难(一旦这些污泥过分粘稠时)。由于污泥的粘稠性质，因此其干度越大，蒸汽将越难以注入到污泥中、与污泥混合并且通过冷凝释放出其能量以促进难以生物降解的化合物的热水解。

在分批法中，推荐在处理槽中进行搅拌，以利于蒸汽与待处理污泥的紧密混合。通过在处理槽中进行的这种搅拌混合，污泥和蒸汽的混合物变得紧密并且蒸汽可通过在污泥中冷凝而快速地释放出其能量。但是，在连续运行以及分批运行的现有技术的方法的范围中，一旦污泥的干度大于20％的话，污泥在实际中均无法有效地进行水解，至少是在上述专利申请所述和所要求保护的技术的工业转化中，这就要求污泥应当被限制到20％重量的干物质。

专利文献WO2009/121873推荐在反应器中使用静态或动态混合器，以提高这种蒸汽与污泥的混合。这在WO2009/121873的第5页的最后一段中进行了解释。当蒸汽被注入到反应器的水平部时尤其推荐这种混合器，因为正如以上所指出的，这种水平部被认为是其中蒸汽具有以下特定倾向的区域：采取优选排放路径并且不会与污泥完全混合，因而不会将其能量合适地释放到污泥中，这种倾向因而降低了热水解反应器的性能。但要指出的是，就本申请人所知，目前还没有任何使用这种动态或静态混合器用于污泥处理的工业实践被应用到商业设备上。

发明内容

3.本发明的目标

本发明的目标在于提出一种方法以及一种与这种方法的实施有关的装置，其使得能够在至少一种实施方案中改善在此被认为是本发明(将在下文描述)最接近的现有技术的WO2009/121873中所公开的技术的性能。

尤其是，本发明的目标在于描述这种方法和这种装置，其使得能够在至少一种实施方案中处理下述这样的污泥：所述污泥旨在进行热水解，并且具有比现有技术中迄今可有效使用的最大干度比率要高的干度比率(tauxdesiccité)，并且这不会降低典型地在污泥热水解之后的消化的性能。

本发明的目标还在于提出这种方法和这种装置，其使得能够在至少一种实施方案中在反应器内获得污泥与蒸汽的混合物的均匀温度，以实现热水解的高性能水平，并且因而消除对与非均匀温度有关的反应器的机械限制。

本发明的另一个目标在于提出这种技术，其使得能够在至少一种实施方案中降低其实施所需的能量消耗。

尤其是，本发明的目标还在于这种方法和这种装置，其使得能够在至少一种实施方案中降低污泥水解所需的蒸汽消耗。

本发明的又一个目标在于描述这种方法和这种装置，其使得能够在至少一种实施方案中使用比现有技术更小体积、尤其是更小长度的反应器，同时确保在污泥中蒸汽的优化冷凝。

本发明的再一个目标在于描述这种方法和这种装置，其使得能够在至少一种实施方案中将污泥卫生化(hygiénisation)。

4.本发明的描述

全部或部分的这些目标通过本发明得到实现，本发明首先涉及一种连续热水解包含有机物质的待处理污泥的方法，所述方法包括以下步骤，所述步骤在于：

借助于初级动态注入器-混合器同时进行回收蒸汽向所述污泥的注入以及所述污泥与所述回收蒸汽的混合，以获得经预热污泥的初级均匀混合物；

借助于次级动态注入器-混合器同时进行新鲜蒸汽向所述初级均匀混合物的注入以及所述初级均匀混合物与所述新鲜蒸汽的混合，以获得被加热到所希望的热水解温度的污泥的次级均匀混合物；

在压力下向管式反应器传送所述次级均匀混合物并且引起这种次级均匀混合物在所述反应器中以足够的停留时间和在足够的温度下的基本上活塞型的流动，所述停留时间和温度足以使得在这种次级均匀混合物中存在的有机物质热水解；

在回收蒸汽产生装置(moyens)内由在所述管式反应器的出口处获得的所述次级均匀混合物产生所述回收蒸汽；

将离开所述回收蒸汽产生装置的所述次级均匀混合物冷却到使得能够进行其所含的经水解有机物质的随后消化的温度。

要指出的是，在本说明书中，术语“动态注入器-混合器”被理解为是指由腔室和装置构成的任何混合器，其中所述装置使得能够通过机动化机械装置引起进入这个腔室中的不同相的搅拌，以在出口处获得均匀混合物。这些元件可例如由转子所驱动的叶片或螺杆构成或者由也是转子所驱动的其它任何混合装置构成。

术语“活塞型流”被理解为是指在其内部所有颗粒以相同速率移动的流。

在本发明的含义中：

-回收蒸汽是指通过利用离开反应器的经水解污泥的热所产生的压力下的蒸汽；

-新鲜蒸汽是指通过用于此目的的辅助装置产生的压力下的蒸汽，所述辅助装置例如是锅炉、热电联产系统或者其它任何适合的系统。

次级均匀混合物的冷却的实施旨在降低温度。这可例如通过使其在一个或多个热交换器中经过和/或通过将其用水和/或新鲜污泥稀释来实现。在稀释的情况下，污泥的稀释将导致它们的干度改变以及它们的温度降低。

因而，本发明提出进行回收蒸汽与待水解污泥的初级混合以获得经预热污泥的完全均匀的初级混合物，然后进行新鲜蒸汽与该初级混合物的次级混合以在随后在管式反应器中进行的热水解步骤的上游获得经加热污泥的完全均匀的次级混合物。由在所述管式反应器的出口处获得的所述次级均匀混合物产生回收蒸汽的步骤也被实施以将回收蒸汽提供给初级混合步骤。

因而，根据本发明，污泥与回收蒸汽以及与新鲜蒸汽的初级和次级混合的阶段明显地不同于热水解阶段，所述混合阶段和所述热水解阶段也在不同的设备中有效地进行。

在热水解之前获得的由第一和第二均匀混合物构成的均匀混合物使得水蒸汽能够在动态注入器-混合器中在污泥中冷凝，并且因而加热污泥。这种均匀混合物然后向反应器传送，在反应器中其可以以尽可能接近活塞流动的流形式进行流动。以均匀的单相液相的形式，其以均匀温度进入到反应器中，该温度为下述这样的温度：在该温度下，难以生物降低的化合物的热水解可以有效且优化地进行。

传统上，当离开管式反应器时，这种包含经水解有机物质的均匀混合物通过必要时的稀释任选地达到能够使其随后消化的温度和/或浓度。

因而，本发明由于以下特性而完全不同于现有技术并且尤其不同于专利文献WO2009/121873：根据该特性，待水解污泥与水蒸汽(在这种情况下是回收蒸汽并且然后是新鲜蒸汽)的混合在热水解反应器的上游进行，而不是在其内部进行。

这种选项相对于这种现有技术的教导来说是突破性的，该现有技术指出了使用整合到反应器中的静态或动态混合器的可能性。但这种现有技术无法获得足够均匀的混合物以便能够优化热水解。本发明通过如下方式解决了这个问题：在反应器的上游进行这种混合，以便进入到这种反应器中的相是完全均匀的并且由这种混合物内的水蒸汽提供的能量可被完全转移到污泥，以使得所有可被热水解的物质可在提供足够停留时间(即足够的反应器长度)的情况下进行热水解。

归因于在反应器中经过的污泥和蒸汽的混合物的均匀性，由于全部的蒸汽由于动态混合器-注入器的效力已经在污泥中冷凝，因此可在其中获得这种混合物的温度的均匀性。这种温度均匀性使得能够摆脱将蒸汽运送到反应器内的优选路径的出现，并且作为必然的结果，消除了在出现这种流动优选路径时固有的热和机械限制。

尤其是，蒸汽和污泥的完全均匀的混合物使得能够均匀地降低其粘度并且因而消除了与污泥的剪切相关的机械效应。

在初级和次级动态注入器-混合器内由待水解污泥并且由回收蒸汽然后是新鲜蒸汽获得的、在反应器的上游的经加热污泥的均匀混合物的获得实际上具有的优点是能够处理具有高干度、尤其是大于20％的干度的待水解污泥。

这项技术的实施还有助于减少污泥热水解所需的新鲜蒸汽的量。这是因为，所产生的并且注入到污泥中的回收蒸汽部分地替代了注入到污泥中以将污泥水解的新鲜蒸汽。因而可减少产生新鲜蒸汽所需的能量的量并且因而在能量消耗方面实现了节约。

另外，通过实施本发明方法产生的经水解污泥常常经历随后的消化。这种消化的实施能够产生生物气，所述生物气至少大部分被用于向锅炉或一个或多个热电联产单元供应以产生污泥热水解所需的新鲜蒸汽。根据本发明产生回收蒸汽并且将其注入到待水解污泥中的事实因而能够限制对于新鲜蒸汽的需求并且因而减少了所形成的生物气中旨在产生用于污泥水解的新鲜蒸汽的部分。因而可由这种生物气产生多余的能量(例如电、热，注入生物甲烷到网络中，等等)，其可用于除污泥水解之外的其它目的，或者至少提高所产生的能量的量。

根据第一优选变化形式，所述用于产生回收蒸汽的步骤包括：

用于将离开所述管式反应器的所述次级均匀混合物传送到热交换器的入口的步骤；

用于将水传送到所述热交换器的另一入口的步骤；

所述次级均匀混合物将其热至少部分地传送给所述水，以间接产生所述回收蒸汽。

在这种情况下，来自经水解污泥的热被用来由被注入到热交换器中的水间接产生回收蒸汽，其中经水解污泥在该热交换器的内部循环。根据这种变化形式，回收蒸汽由次级均匀混合物间接产生。这种实施方式使得能够产生“清洁的”回收蒸汽，即基本上不含诸如泡沫、颗粒、不可冷凝物等的成分的蒸汽，就象闪蒸蒸汽的情况一样。

根据第二优选变化形式，所述用于产生回收蒸汽的步骤包括用于将离开所述管式反应器的所述次级均匀混合物传送到闪蒸反应器的步骤，在该闪蒸反应器内所述次级均匀混合物的温度和压力被快速降低以产生闪蒸蒸汽，所述闪蒸蒸汽构成所述回收蒸汽。

在这种情况下，来自经水解污泥的热被用来直接产生闪蒸蒸汽形式的回收蒸汽，其会与待水解污泥在初级注入器-混合器中混合以升高它们的温度：因而获得待处理污泥的温度的预升高。根据这种变化形式，回收蒸汽直接由次级均匀混合物产生。

所述回收蒸汽的压力优选为1-10巴a。要指出的是，在本发明的范围内，压力单位是绝对巴(巴a)。

所述回收蒸汽的温度优选为100℃-180℃。

被传送到所述初级注入器-混合器的入口的所述污泥的温度优选低于60℃。

根据本发明的技术使得能够处理相对新鲜的污泥，即所具有的温度接近环境温度或者经消化污泥的温度的污泥。因而不必例如通过额外的热交换器预热上游的污泥。这对于维护来说尤其是个优点，因为热交换器的保养是相对复杂和昂贵的。

离开所述初级注入器-混合器的所述初级均匀混合物的温度优选低于100℃。

根据本发明的一种优选变化形式，所述次级均匀混合物在离开所述次级注入器-混合器时具有100℃-200℃的温度(即在反应器中能够使所述污泥中存在的有机物质热水解的温度)和1巴a-22巴a的压力。

有利地，所述次级均匀混合物在离开所述次级注入器-混合器时具有150℃-170℃的温度(即在反应器中能够使所述污泥中存在的有机物质热水解的温度)和5巴a-15巴a的压力。

根据本发明的一种优选变化形式，将被用来获得新鲜蒸汽与初级均匀混合物的次级均匀混合物的新鲜蒸汽将具有100℃-220℃的温度和大于1巴a至23巴a的压力。尤其优选地，优选这种水蒸汽的温度为180℃-200℃并且压力为10巴a-16巴a。

因而提供给污泥的新鲜蒸汽的量将首先取决于这些污泥的干度并且还取决于其待水解有机物质的浓度。

次级均匀混合物在反应器内的停留时间如下所指出的将足以能够使有机物质热水解，但基本上其将优选为10分钟至2小时，并且最优选20-40分钟。

有利地，所述次级均匀混合物在反应器内的停留时间将为至少20分钟，并且所述次级均匀混合物在反应器内的温度将为至少100℃，以使得本发明的方法将还能够使所述污泥卫生化，全部这些污泥处于所要求的温度(>100℃)下足够长的时间。应用于污泥的高于70℃的温度下至少20分钟是将污泥卫生化所必需的。

根据本发明的一种优选变化形式，用于在管式反应器的下游将所述次级均匀混合物冷却到使得能够进行其所含的经水解有机物质的随后消化的温度的所述步骤包括至少一个利用水和/或利用新鲜污泥的稀释步骤，和/或至少一个在至少一个热交换器内的热交换步骤。术语“新鲜污泥”被理解为是指未水解污泥。

因而可降低污泥的温度和/或改变其浓度以使其与在必要时在随后消化中所涉及的生物现象可相容(在温度和/或浓度方面)。

冷却和/或稀释的选择将根据待消化的经水解污泥的性质来进行。

这种稀释可是必需的，以使得能够有效地随后消化这些经热水解的污泥。这种混合物随后将达到足够低的温度并且被足够稀释以符合消化器的生物学。

还优选地，根据本发明的方法包括将待处理污泥脱水和均匀化以将它们传送到初级动态注入器-混合器的预先步骤，这些预先步骤导致获得具有15％-50％、有利地为15％-35％并且甚至更有利地为20％-35％的干度。还要回顾的是，在实际中，现有技术的装置并不能够有效地水解干度超过20％的污泥。

根据本发明方法的一种有利变化形式，这种方法包括用于根据污泥干度适应初级动态注入器-混合器和/或次级动态注入器-混合器的实施条件的步骤。因而，当该一个或多个动态注入器-混合器包括带有叶片的转子时，这些叶片的旋转速度可根据这种干度进行改变，以使得能够获得均匀混合物，即使是在这种高干度的情况下。

根据本发明的另一个方面，本发明还涉及用于实施根据以上所公开的任一变化形式的方法的任何装置。

根据本发明，这种装置包括：

至少一个初级动态注入器-混合器，其具有初级均匀混合物的出口；

用于将包含有机物质的待处理污泥引导到所述初级动态注入器-混合器中的装置；

用于将回收蒸汽引导到所述初级动态注入器-混合器中的装置；

至少一个次级动态注入器-混合器，其具有次级均匀混合物的出口；

用于将所述初级均匀混合物引导到所述次级动态注入器-混合器中的装置；

用于将新鲜蒸汽引导到所述次级动态注入器-混合器中的装置；

热水解管式反应器；

用于将所述次级均匀混合物引导到所述热水解管式反应器中的装置；

用于由在所述管式反应器的出口处获得的所述次级均匀混合物产生所述回收蒸汽的装置，所述产生装置包括与用于引导回收蒸汽的所述装置连通的回收蒸汽的出口；

用于将来自所述回收蒸汽产生装置的所述次级均匀混合物冷却到使得能够进行其所含的经水解有机物质的随后消化的温度的装置。

根据本发明的这种设备由于以下的特性而明显不同于在WO2009/121873中所公开的现有技术：根据该特性，初级动态注入器-混合器和次级动态注入器-混合器在热水解管式反应器的上游提供，而不是被整合到热水解反应器中。正如以上所说明的，用于将待热水解污泥与水蒸汽混合的设备即动态注入器-混合器、以及用于进行这种污泥中所含的可热水解化合物的热水解的不同设备即管式反应器的使用使得能够优化这种热水解管式反应器的运行。这种优化意味着获得在消化器内具有更高含量易于消化的经水解化合物的经水解污泥，以及能够提供具有较小体积的这种管式反应器的可能性。

根据本发明的这种装置因而使得能够在较小反应器体积中通过热水解处理污泥，这相对于现有技术来说具有不可忽视的经济优点。

正如已经说明的，可在实施本发明的范围内使用不同类型的动态注入器-混合器。但是，根据本发明的装置将有利地以具有腔室的动态注入器-混合器来提供，所述腔室配备有带有叶片或螺杆的转子，其旋转速度如上所指出的可根据污泥的干度进行适应。要指出的是，叶片的几何形状可本身根据污泥的干度和粘度进行适应。

在专利WO2009/121873的一般性描述部分中所提及的现有技术或多或少地提供了所有可能的管式反应器的形式。但是，在此专利文献中给出的这种技术的实施方案推荐使用这种水平反应器。根据在这个专利文献WO2009/121873中描述的一种实施方案，在管式反应器的一个末端的污泥入口被设计为在接近这个末端处的蒸汽注入，经水解污泥的出口在这个管式反应器的另一末端提供，用于注入冷却水的装置在这个第二末端处提供。在这个专利文献WO2009/121873描述的另一种实施方案中，热水解管式反应器具有由较长的第二水平部分延长的第一竖直部分。每种这些优选实施方案均优选具有较长水平部分的原因是因为需要将污泥与蒸汽接触足够长的停留时间，以使得不仅发生热水解，而且使得在这种热水解之前在管式反应器内，在反应器的开始处注入的水蒸汽可在污泥中冷凝以将污泥水解所需的能量传送给它们。

根据本发明，由于蒸汽的注入已经在反应器的上游通过使用动态注入器-混合器而发生，因此是完全混合的均匀混合物到达该反应器，这样所考虑的反应器不再要起到冷凝器的作用，而是仅起到热水解反应器的作用。其体积因而可相对于现有技术而被减小。实际上，在现有技术中，反应器必须同时起到冷凝器的作用和反应器的作用，这使得其具有更大的体积，尤其是比本发明具有更大的长度。

另外，经水解污泥的热在管式反应器的出口处被利用，以产生所谓回收蒸汽，所述回收蒸汽通过置于次级动态注入器-混合器的上游的初级动态注入器-混合器被注入并且与待处理污泥混合，其中在次级动态注入器-混合器中污泥与新鲜蒸汽在压力下混合。这使得能够减少被注入到待水解污泥中的压力下的新鲜蒸汽的量，并且在必要时减少由经水解污泥的随后消化所产生的在产生这种新鲜蒸汽时所用的生物气的部分，并且因而提高这种生物气用于除进行污泥水解方法之外的其它目的的部分，例如用于产生多余的能量如热或电，用于注入生物甲烷到系统中等等。

根据第一优选变化形式，所述回收蒸汽产生装置包括至少一个热交换器，所述热交换器包括与所述管式反应器的出口连通的入口、与用于引导水的装置连通的冷却水的入口、回收蒸汽的出口以及经冷却的经水解污泥的出口。

这使得能够间接产生更为清洁的回收蒸汽，也即其不包含诸如泡沫、颗粒、不可冷凝物等的成分，这些成分的存在会要求使用某些去除装置。

根据第二优选变化形式，所述回收蒸汽产生装置包括至少一个闪蒸蒸汽反应器，其入口与所述管式反应器的出口连通。

这使得能够通过使用经水解污泥的热而不需要使用热交换器来直接产生闪蒸蒸汽形式的回收蒸汽，这构成了一个优点，尤其是在维护方面。

根据另一优选特性，用于冷却所述次级均匀混合物的所述装置包括利用水和/或利用新鲜污泥稀释所述次级均匀混合物的装置，和/或用于在至少一个热交换器内进行热交换的装置。

因而可降低污泥的温度，和/或改变其浓度以使其与在必要时在随后消化中所涉及的生物现象可相容(在温度和/或浓度方面)。

冷却和/或稀释的选择将根据待消化的经水解污泥的性质来进行。

根据本发明，所使用的热水解反应器可采用各种形式。但是，根据一种优选变化形式，热水解管式反应器将是竖直的并且在其下端包括入口并且在其上端包括出口，或者反之。

根据另一种优选变化形式，这种热水解管式反应器将具有由第二竖直部分直接延长的第一竖直部分，反应器的入口在所述第一竖直部分的下部提供并且反应器的出口在所述第二竖直部分的下部提供。

根据另一种优选变化形式，这种热水解管式反应器将具有由第二竖直部分直接延长的第一竖直部分，反应器的入口在所述第一竖直部分的上部提供并且反应器的出口在所述第二竖直部分的上部提供。

要指出的是，在本说明书的范围内，术语“由第二竖直部分直接延长的第一竖直部分”被理解为涵盖了其中两个竖直部分通过不被认为是反应区的水平连接所连接的实施方案。

根据又一种变化形式，所述热水解管式反应器具有连接到第二竖直部分的第一竖直部分，反应器的入口在所述第一竖直部分的上部提供并且所述反应器的出口在所述第二竖直部分的下部提供，或者反之。

还有利地，该装置包括用于保持热水解管式反应器中的压力的装置，例如至少一个泵和/或阀，优选偏心螺杆泵。

图说明

5.图清单

由以下参考图给出的实施例的描述将更容易地理解本发明以及其不同优点，在图中：

-图1示意性且一般性地表示被整合到包括消化器的设备中的本发明污泥热水解装置的图，所述消化器在这个设备的下游提供，其中经水解污泥的热被利用以产生回收蒸汽，所述回收蒸汽借助于位于在其中污泥与新鲜蒸汽混合的次级动态注入器的上游的初级动态注入器-混合器与待处理污泥混合；

-图2a和2b表示可在本发明范围内实施的热水解管式反应器的两种形式；

-图3a和3b表示可在本发明范围内实施的热水解管式反应器的两种其它形式；

-图4a和4b表示可在本发明范围内实施的热水解管式反应器的其它另两种形式；

-图5a和5b表示可在本发明范围内实施的热水解管式反应器的其它又两种形式；

-图6表示根据本发明的装置的第一实施方案，其中回收蒸汽在热交换器内间接产生；

-图7、8、9和10表示用于冷却和/或稀释来自根据第一实施方案的装置的水解反应器的经水解污泥的装置的变化形式；

-图11表示根据本发明的装置的第二实施方案，其中回收蒸汽在闪蒸反应器内直接产生；

-图12、13和14表示用于冷却和/或稀释来自根据第二实施方案的水解反应器的经水解污泥的装置的变化形式；

-图15所表示的图一方面显示了符合专利文献WO2009/121873(其不整合动态注入器-混合器，但其中蒸汽和污泥被传送到反应器的顶部)的现有技术设备的管式反应器内的温度演变，另一方面显示了与本发明对应的设备的管式反应器内的温度演变，本发明整合了动态注入器-混合器，其中回收蒸汽然后新鲜蒸汽与污泥混合并且然后以均匀混合物的形式被传送到热水解反应器的顶部。

具体实施方式

6.实施方案的描述

6.1.总体结构

参考图1，根据本发明的装置以总体性和示意性的方式示出。这个装置被整合到包括消化器22的设备中，所述消化器22并不是根据本发明的这种装置的一部分。

这种设备可用于进行溶菌-消化(LD)方法，但可指出的是，它也可将本发明的方法整合到所谓消化-溶菌(DL)或消化-溶菌-消化(DLD)的现有技术已知配置中，已知的是，在所谓DL的配置中，一部分的污泥被水解，然后返回到消化器中。

参考图1，经脱水污泥由管道1传送到料斗2，例如配备有能够进行污泥均匀化的两个蜗杆。

来自料斗2的经脱水和经均匀化的污泥由泵3泵送到管道4，所述管道4被用作将这种污泥引导到初级动态注入器-混合器5的装置。这种初级动态注入器-混合器5还配备有回收蒸汽注入装置10，回收蒸汽的产生模式将在下文进行更详细地描述。这种回收蒸汽的压力将优选范围为1-10巴a。其温度将优选范围为100℃-180℃。也可在开始阶段向这个初级动态注入器-混合器5供应新鲜蒸汽。

初级动态注入器-混合器5使得能够产生由回收蒸汽加热的污泥的初级均匀混合物。这种混合物的温度将优选低于100℃。

初级动态注入器-混合器5可在需要时例如通过通到管道4中的洗涤水入口200进行清洁。

来自初级动态注入器-混合器5的初级均匀混合物通过管道6被引入到缓冲槽7中，在其中不可冷凝气体将被回收并且由管道8排放。

来自缓冲槽7的污泥(在这种情况下是初级均匀混合物)借助于另一供料泵9被泵送到管道11，管道11被用作用于将这种污泥引导到次级动态注入器-混合器12的入口的装置。

这种次级动态注入器-混合器12配备有用于注入蒸汽发生器所产生的新鲜蒸汽100的装置，所述蒸汽发生器例如是锅炉，或者其它任何用于产生蒸汽的装置，例如图1中未示出的热电联产系统。它使得能够产生由新鲜蒸汽加热的污泥的次级均匀混合物。

次级动态注入器-混合器可在需要时例如通过通到管道11中的洗涤水入口201进行清洁。

在次级动态混合器12的出口处，管道13能够将在其内部获得的次级均匀混合物向热水解反应器14传送。

在这个热水解反应器14内的处理在150℃-170℃的温度下进行，反应器的内部保持在8巴a-10巴a的压力下(在这个方面，将要指出的是，可尤其根据污泥的干度来使用较低的或者较高的温度和压力)。

热水解反应器14可在必要时通过在清洁阶段的过程中经由洗涤水的入口101注入水来进行清洁，所述清洁阶段可以在启动该设备时或者在这个设备的维护阶段的过程中来进行，而任选的不可冷凝气体可经由排出管102从反应器排放。

在热水解反应器14中水解的污泥然后由管道15传送到回收蒸汽产生装置1000。这些产生装置使得能够由来自水解反应器14的经水解次级均匀混合物(换言之由经水解污泥)产生回收蒸汽。

由经水解污泥的热产生的回收蒸汽经由管道10被传送到初级动态注入器-混合器5，管道10被用作用于将回收蒸汽注入到这个装置5的装置。

具有保持回收蒸汽产生装置的压力的作用的阀18或任何减压元件可被置于管道10上。

来自回收蒸汽产生装置1000的经水解污泥被传送到通到消化器22中的管道19。这个管道19任选地包括在消化器22的上游的泵21。

该设备包括用于稀释和/或冷却来自回收蒸汽产生装置1000的经水解污泥的装置(未示出)。

经水解并且经冷却和/或稀释的污泥经由管道19被传送到消化器22。

被传送到消化器22的热水解污泥可容易地进行消化，因为它们已经经历了热水解。

要明确指出的是，整合了本发明装置的设备的图1的描述是示意性的描述。尤其是，在其中进行经加热污泥的均匀混合物的热水解的反应器14的形式可采用不同的形式。在其它可能形式中的这些形式中的一些参考图2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a、5b给出。

根据图2a所示的形式，热水解反应器14具有竖直形式。反应器14在其下部配备有经加热污泥与回收蒸汽然后与新鲜蒸汽的均匀混合物的入口601，并且在其上部配备有反应器的出口602。提供排出管603以排放任选的不可冷凝气体并且还在这个反应器的上部提供用于测量在反应器14内部占优势的压力P和温度T的装置。

根据图2b所示的形式，热水解反应器14具有竖直形式。反应器14在其上部配备有经加热污泥与回收蒸汽然后与新鲜蒸汽的均匀混合物的入口601，并且在其下部配备有反应器的出口602。在上部提供排出管603以排放任选的不可冷凝气体并且还在这个反应器的下部提供用于测量在反应器14内部占优势的压力P和温度T的装置。

参考图3a，热水解反应器14具有第一竖直部分704，在其下部配备有经加热污泥的均匀混合物的入口701。这个第一竖直部分704直接连接到第二竖直部分705，在第二竖直部分705的下部配备有经水解污泥的排放单元702。在这两个竖直部分之间的接合处提供排出管703，以排放任选的不可冷凝气体。还提供用于测量反应器14中的压力P和温度T的装置。可指出的是，在这种配置中，第二竖直部分705直接连接到第一竖直部分704，而在这两个部分之间没有任何水平部分。

参考图3b，热水解反应器14具有第一竖直部分704，在其上部配备有经加热污泥的均匀混合物的入口701。这个第一竖直部分704直接连接到第二竖直部分705，在第二竖直部分705的上部配备有经水解污泥的排放单元702。在这两个竖直部分之间的接合处提供排出管703，以排放任选的不可冷凝气体。还提供用于测量反应器14中的压力P和温度T的装置。可指出的是，在这种配置中，第二竖直部分705直接连接到第一竖直部分704，而在这两个部分之间没有任何水平部分。

在图4a所示的变化形式中，第二竖直部分705和第一竖直部分704在上部通过这两个部分之间的水平部分706彼此连接。还提供用于测量反应器14中的压力P和温度T的装置。

在图4b所示的变化形式中，第二竖直部分705和第一竖直部分704在下部通过这两个部分之间的水平部分706彼此连接。还提供用于测量反应器14中的压力P和温度T的装置。

参考图5a，热水解反应器14具有第一竖直部分804，在其上部配备有经加热污泥的均匀混合物的入口801。这个第一竖直部分804直接连接到第二竖直部分805，在第二竖直部分805的下部配备有经水解污泥的排放单元802。在这两个竖直部分之间的接合处提供排出管803，以排放任选的不可冷凝气体。还提供用于测量反应器14中的压力P和温度T的装置。

参考图5b，热水解反应器14具有第一竖直部分804，在其下部配备有经加热污泥的均匀混合物的入口801。这个第一竖直部分804直接连接到第二竖直部分805，在第二竖直部分805的上部配备有经水解污泥的排放单元802。在这两个竖直部分之间的接合处提供排出管803，以排放任选的不可冷凝气体。还提供用于测量反应器14中的压力P和温度T的装置。

6.2.第一实施方案的实施例：热交换器

参考图6，根据本发明第一实施方案的装置以示意性的方式进行描述。

仅描述在图1中一般性示出的装置与在图6中示出的根据这种第一实施方案的装置之间的差别。

根据这种第一实施方案，回收蒸汽产生装置1000包括热交换器90。

这个热交换器90包括第一入口901，管道15通入到其中，经由管道15，来自热水解反应器14的经水解污泥被传送到这个交换器90。它包括第二入口902，其连接有用于引导水的装置，在此包括管道91。它还包括回收蒸汽出口903，其连接有回收蒸汽注入管道10，所述注入管道10通到初级动态注入器-混合器5。这种热交换器90还包括经冷却的经水解污泥的出口904。

经冷却的经水解污泥的出口904与通到消化器22的管道19连接。

这个管道19任选地具有在消化器22的上游的泵21。这个泵21或者其它任何等效减压元件如阀使得能够保持热水解反应器14中的压力。

在这种实施方案中，稀释和/或冷却装置包括通到泵21的上游和/或下游的用于传送水和/或新鲜污泥的装置，如一个或多个管道23。

在图7所示的一种变化形式中，这些稀释和/或冷却装置包括：

-置于泵21的上游的热交换器24，以及

-导入装置如一个或多个管道23，用于导入水和/或新鲜污泥，通到热交换器24和/或泵21的上游和/或下游。

在图8所示的一种变化形式中，这些稀释和/或冷却装置包括：

-串联置于泵21的上游的两个热交换器24和25，以及

-导入装置如一个或多个管道23，用于导入水和/或新鲜污泥，通到第一和/或第二热交换器24和25和/或泵21的上游和/或下游。

在图9所示的一种变化形式中，这些稀释和/或冷却装置包括：

-置于泵21的上游的热交换器24；

-置于泵21的下游的热交换器26，以及

-导入装置如一个或多个管道23，用于导入水和/或新鲜污泥，通到一个或多个热交换器24和26和/或泵21的上游和/或下游。

在图10所示的一种变化形式中，这些稀释和/或冷却装置包括：

-置于泵21的下游的热交换器26；以及

-导入装置如一个或多个管道23，用于导入水和/或新鲜污泥，通到热交换器26和/或泵21的上游和/或下游。

6.3.第二实施方案的实施例：闪蒸反应器

参考图11，根据本发明第二实施方案的装置以示意性的方式进行描述。

仅描述在图1中一般性示出的装置与在图11中示出的根据这种第二实施方案的装置之间的差别。

在这种实施方案中，回收蒸汽产生装置包括闪蒸反应器16。

离开反应器14的经水解污泥的压力和温度在闪蒸反应器16内剧烈且快速降低，以产生闪蒸蒸汽，其压力将优选范围为1-10巴a并且其温度将优选范围为100-180℃。

如此产生的闪蒸蒸汽(其构成直接由经水解污泥的热产生的回收蒸汽)经由管道10传送到初级动态注入器-混合器5，所述管道10用作用于将回收蒸汽注入其中的装置。

可在管道10上放置阀18或者其它任何具有保持闪蒸反应器的压力的作用的减压元件。

阀17或任何减压元件可置于热水解反应器14的出口与闪蒸反应器16的入口之间的管道15上。这个阀17使得能够调节在管道15中循环的经水解污泥的压力，以保持热水解反应器14中的压力和温度。

来自闪蒸反应器16的经水解污泥在通入消化器22的管道19中传送。这个管道19任选地带有在消化器22上游的泵21。

该设备具有用于稀释和/或冷却来自闪蒸反应器16的经水解污泥的装置。

在这种实施方案中，这些稀释和/或冷却装置包括导入装置如一个或多个管道23，用于导入水和/或新鲜污泥，通到泵21的上游和/或下游。

在图12所示的一种变化形式中，这些稀释和/或冷却装置包括：

-置于泵21的上游的热交换器24，以及

-导入装置如一个或多个管道23，用于导入水和/或新鲜污泥，通到热交换器24和/或泵21的上游和/或下游。

在图13所示的一种变化形式中，这些稀释和/或冷却装置包括：

-置于泵21的下游的热交换器26，以及

-导入装置如一个或多个管道23，用于导入水和/或新鲜污泥，通到热交换器26和/或泵21的上游和/或下游。

在图14所示的一种变化形式中，这些稀释和/或冷却装置包括：

-置于泵21的上游的热交换器24；

-置于泵21的下游的热交换器26，以及

-导入装置如一个或多个管道23，用于导入水和/或新鲜污泥，通到一个或多个热交换器24和26和/或泵21的上游和/或下游。

经水解且经冷却和/或稀释的污泥经由管道19被传送到消化器22。

由于它们已经经历了热水解，因此可以容易地消化热传送到消化器22的经水解污泥。

6.4.试验

图15显示了在热水解反应器内占优势的温度随时间的演变：

-一方面是在本发明的范围内，其使用在热水解反应器的上游提供的动态注入器-混合器；并且，

-另一方面是在根据现有技术的类似设备的范围内，其中不使用任何动态注入器-混合器，蒸汽在反应器的底部注入。

参考这个图15，可注意到在本发明的范围内，在反应器内占优势的温度逐步上升，直至达到并且保持在设定的温度，所述设定的温度使得能够进行经处理污泥中所含的可水解有机化合物的优化热溶菌(lyse)。

在根据现有技术的设备中，在反应器中观察的温度在一开始是注入蒸汽的温度。这个温度然后经历显著变化。这种现象反映了以下的事实：在根据这种现有技术的技术中，没有系统性地发生蒸汽与污泥的紧密混合。相反，在反应器内观察到的温度波动反映了在这个反应器内存在多相流。在此处所述的实施例中，由于蒸汽以远高于污泥速度(在实际中远低于3m/s)的速度(在实际中远大于5m/s)注入，因此存在穿过其的优选路径，并且无法获得与污泥的紧密混合，并且不能有效地释出其能量，即一部分的蒸汽未在污泥中冷凝。

完全相反地，通过在水解反应器的上游使用根据本发明的动态注入器-混合器，到达这个反应器的混合物是完全均匀且液体的。它因而能够以活塞流的形式在这个反应器中移动。在反应器中的整个停留时间的过程中保持设定温度。蒸汽的能量因而以优化的方式被转移到污泥并且可以有效地进行难以生物降解的化合物的水解。

还要指出的是，通过本发明，用于水解给定量污泥的能量的理论量或多或少地对应于有效地用于获得这种水解的量。在这个方面，要注意的是，将流体的温度从温度A提高到温度B所需的能量的计算是容易进行的。在由本申请人进行的试验的范围内，所计算的理论蒸汽流量是在13巴a下每小时25千克的蒸汽，并且试验显示出，正是这个蒸汽流量是有效水解污泥所有效必需的。

在根据现有技术的设备的范围内，已显示出，待水解污泥与蒸汽之间的混合是不完全的，因为有效注入以加热污泥的蒸汽量(15kg/h)小于所计算的理论量(25kg/h)。一定量的蒸汽因而未在污泥中冷凝。这些试验确认了本发明的益处。

最后，可指出的是，本发明使得能够使用体积比现有技术反应器的体积小20-25％的反应器。

6.5.优点

根据这些第一和第二实施方案的技术使得能够进行干度高于20％的污泥的优化水解。

对于该热水解来说新鲜蒸汽的需求由于次级动态注入器-混合器上游的待水解污泥的高温度而变得更低。所提供的回收蒸汽与待水解污泥的混合使得能够预升高待水解污泥的温度。

因此，根据这些第一和第二实施方案的技术还具有以下优点：能够减少进行热水解所需的新鲜蒸汽的量，并且降低产生这种新鲜蒸汽所要求的能量消耗。

由于经水解污泥随后被消化并且由于在这个消化过程中产生的生物气基本上被部分地用来产生热水解所需的新鲜蒸汽，过量的其它部分被用来产生例如电，因此这些变化形式使得能够使用更大部分的这种过量生物气来用于产生多余的能量，例如电或热能，它们可被用于除热水解之外的其它目的。

Claims (22)

1.连续热水解包含有机物质的待处理污泥的方法，所述方法包括以下步骤，所述步骤在于：

使所述待处理污泥脱水和均匀化以获得具有20-35％重量干物质的干度的污泥；

借助于具有腔室和带有叶片的转子的初级动态注入器-混合器同时进行回收蒸汽向所述污泥的注入以及所述污泥与所述回收蒸汽的混合，以获得经预热污泥的初级均匀混合物；

将所述初级均匀混合物向具有腔室和带有叶片的转子的次级动态注入器-混合器传送，并且同时进行新鲜蒸汽向所述初级均匀混合物的注入以及所述初级均匀混合物与所述新鲜蒸汽的混合，以获得被加热到所希望的热水解温度的污泥的次级均匀混合物；

在压力下向管式反应器传送所述次级均匀混合物并且引起这种次级均匀混合物在所述反应器中以足够的停留时间和在足够的温度下的基本上活塞型的流动，所述停留时间和温度足以使得在这种次级均匀混合物中存在的有机物质热水解；

在回收蒸汽产生装置内由在所述管式反应器的出口处获得的所述次级均匀混合物产生所述回收蒸汽；

将离开所述回收蒸汽产生装置的所述次级均匀混合物冷却到使得能够进行其所含的经水解有机物质的随后消化的温度。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述用于产生回收蒸汽的步骤包括：

用于将离开所述管式反应器的所述次级均匀混合物传送到热交换器的入口的步骤；

用于将水传送到所述热交换器的另一入口的步骤；

所述次级均匀混合物将其热至少部分地传送给所述水，以间接产生所述回收蒸汽。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述用于产生回收蒸汽的步骤包括用于将离开所述管式反应器的所述次级均匀混合物传送到闪蒸反应器的步骤，在该闪蒸反应器内所述次级均匀混合物的温度和压力被快速降低以直接产生闪蒸蒸汽，所述闪蒸蒸汽构成所述回收蒸汽。

4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，所述回收蒸汽的压力为1-10巴a。

5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于，所述回收蒸汽的温度为100℃-180℃。

6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于，被传送到所述初级注入器-混合器的入口的所述污泥的温度低于60℃。

7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于，离开所述初级注入器-混合器的所述初级均匀混合物的温度低于100℃。

8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其特征在于，所述次级均匀混合物在离开所述次级注入器-混合器时具有100℃-200℃的温度和1巴a-22巴a的压力。

9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于，所述次级均匀混合物在离开所述次级注入器-混合器时具有150℃-170℃的温度和5巴a-15巴a的压力。

10.根据权利要求8或9中任一项的方法，其特征在于，被用来获得所述次级均匀混合物的水蒸汽具有100℃-220℃、优选180℃-200℃的温度和1巴a-23巴a、优选10巴a-16巴a的压力。

11.根据上述权利要求任一项的方法，其特征在于，所述次级均匀混合物在所述反应器中的所述停留时间为10分钟至2小时，优选20-40分钟。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述次级均匀混合物在所述反应器中的所述停留时间为至少20分钟，并且所述次级均匀混合物在所述反应器中的温度为至少100℃，以使得其能够使其中所含的所述污泥卫生化。

13.根据上述权利要求任一项的方法，其特征在于，所述用于冷却所述次级均匀混合物的步骤包括至少一个利用水和/或利用新鲜污泥的稀释，和/或至少一个在至少一个热交换器内的热交换步骤。

14.用于实施根据上述权利要求任一项的方法的装置，其特征在于，所述装置包括：

至少一个初级动态注入器-混合器，其具有初级均匀混合物的出口；

用于将包含有机物质的待处理污泥引导到所述初级动态注入器-混合器中的装置；

用于将回收蒸汽引导到所述初级动态注入器-混合器中的装置；

至少一个次级动态注入器-混合器，其具有次级均匀混合物的出口；

用于将所述初级均匀混合物引导到所述次级动态注入器-混合器中的装置；

用于将新鲜蒸汽引导到所述次级动态注入器-混合器中的装置；

热水解管式反应器；

用于由在所述管式反应器的出口处获得的所述次级均匀混合物产生所述回收蒸汽的装置，所述产生装置包括与用于引导回收蒸汽的所述装置连通的回收蒸汽的出口；

用于将来自所述回收蒸汽产生装置的所述次级均匀混合物冷却到使得能够进行其所含的经水解有机物质的随后消化的温度的装置，

所述初级动态注入器-混合器和所述次级动态注入器-混合器各自具有腔室和带有叶片的转子。

15.根据权利要求14的装置，其特征在于，所述回收蒸汽产生装置包括至少一个热交换器(90)，所述热交换器(90)包括与所述管式反应器(5)的出口连通的入口(901)、与用于引导水的装置(91)连通的冷却水的入口、回收蒸汽的出口以及经冷却的经水解污泥的出口。

16.根据权利要求15的装置，其特征在于，所述回收蒸汽产生装置包括至少一个闪蒸蒸汽反应器(79)，其入口与所述管式反应器(5)的出口连通。

17.根据权利要求14-16任一项的装置，其特征在于，所述用于冷却所述次级均匀混合物的装置包括利用水和/或利用新鲜污泥稀释所述次级均匀混合物的装置，和/或用于在至少一个热交换器内进行热交换的装置。

18.根据权利要求14-17任一项的装置，其特征在于，所述热水解管式反应器是竖直的并且在其下端具有入口并且在其上端具有出口，或者反之。

19.根据权利要求14-17任一项的装置，其特征在于，所述热水解管式反应器具有由第二竖直部分直接延长的第一竖直部分，反应器的入口在所述第一竖直部分的下部提供并且所述反应器的出口在所述第二竖直部分的下部提供。

20.根据权利要求14-17任一项的装置，其特征在于，所述热水解管式反应器具有由第二竖直部分直接延长的第一竖直部分，反应器的入口在第一竖直部分的上部提供并且反应器的出口在所述第二竖直部分的上部提供。

21.根据权利要求14-17任一项的装置，其特征在于，所述热水解管式反应器具有由第二竖直部分直接延长的第一竖直部分，反应器的入口在所述第一竖直部分的上部提供并且所述反应器的出口在所述第二竖直部分的下部提供，或者反之。

22.根据权利要求14-21任一项的装置，其特征在于，该装置包括用于保持所述热水解管式反应器中的压力的装置。