(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝動、加水分解およびエネルギー回収段階を含む、連続状態で作動する有機材料の熱加水分解のための方法であって、衝動段階は、蒸気または圧縮空気を用いて加圧された2つの投与容器および2つの加圧容器を含み、そのサイクル操作によって、ポンプまたは流体にエネルギーを伝達する他の任意のデバイスを必要とせずに、一定の出口流量を可能にし、第1の加圧容器が投与容器から有機材料の充填を受けている間は、第2の加圧容器は4〜25bargの圧力に加圧され、また、第2の加圧容器が投与容器から有機材料の充填を受けている間は、第1の加圧容器が4〜25bargの圧力に加圧されることで、60〜140℃の温度に予熱された有機材料の調整可能な一定の流れが生成され、加水分解段階では、加圧流体と生蒸気を素早く5秒以内で混合し、二次反応を起こさずに最高220℃の温度を達成し、予熱された流体はオリフィスを通ってリリーフタンクに送られ、そこで1〜15分の間、140〜180℃の温度に保たれ、温度プロセスによる加水分解が起こり、エネルギー回収段階は、-0.5〜4 bargの圧力で作動するフラッシュタンクへの加圧流体の制御された流れを可能にし、急減圧またはフラッシュが生じるフラッシュシステムを含み、加水分解セクションのリリーフタンク内で生成された中圧蒸気（４〜２５bargの範囲）とフラッシュタンク内で生成された低圧蒸気（−０．５〜４bargの範囲）の両方が、混合蒸気を衝動システムに運ぶエジェクターまたはサーモコンプレッサーに送られ、そこで凝縮し、すでに充填されている材料を予熱し、フラッシュタンクを出る加水分解された物質は、嫌気性消化システムに入る有機材料の熱加水分解のための方法。
【請求項２】
請求項1に記載の方法であって、以下の充填システムを備える方法。
- そのサイクル操作のために、高圧（１０〜２５bargの範囲）で流体を輸送するためのポンプまたは他の機械的装置を必要とせずに、流体を連続的に流す加圧容器を備える。
- 相互接続されてなる、エネルギーを回収するタンクと、各運転サイクルにおいて圧力を均等にするためのタンクとを備える。
- バルブの開閉により、バッチ負荷を受ける投与および加圧容器がサイクルで操作することを可能にする制御および自動制御システムを備え、その結果、ポンプを必要とすることなく高圧（１０〜２５bargの範囲）で加水分解される物質の一定かつ制御された流れを得る。
- より良いエネルギー統合およびより低い正味加熱蒸気消費を達成するために、エネルギー回収段階においてエジェクターからの高、中および低混合蒸気のための入口を備える。
【請求項３】
加水分解段階が減圧下での固体構造の第1の破砕およびその後の高温での反応に基づく、以下の特徴を備える請求項1に記載の方法。
- 非常に短時間で温度を上昇させ、温度が上昇しても、阻害剤または非生分解性物質の形成をもたらす二次反応の発生を防止するために、流体を生蒸気と極めて迅速に混合する
- 高い混合圧力からより低いリリーフタンク圧力まで有機材料を流してフラッシュの作用によって有機材料構造を破壊する
- 温度の作用により追加の加水分解を達成するために、リリーフタンク内の予め定められた期間中に分解された材料を保持する
【請求項４】
エネルギー回収段階において、異なるエンタルピー含有量を有する2つの異なる蒸気流が使用され、エネルギー回収のために生蒸気の随意的な添加が行われ;中圧蒸気流は加水分解段階のリリーフチャンバー内で生成され、エジェクターまたはサーモコンプレッサーに送られる；  低圧蒸気流は2つのラインへの分岐を介して適切な流れに制御された加水分解された物質のフラッシュによって生成され、第1ラインは所定の大きさのオリフィス、第2ラインはコントロールバルブを備えるため、バルブ内の浸食が抑えられる；  フラッシュされた物質はフラッシュタンク内で加水分解された有機材料の液相と蒸気相に分かれ、高圧蒸気が必要な場合には2つの蒸気が混合するエジェクターに行き、衝動段階に流れ、加圧される材料の温度を上昇させて加熱蒸気の正味消費を減少させる請求項1に記載の方法。
【請求項５】
以下の特徴を備える請求項1および2に記載の方法。
- 投与および加圧容器を4〜25bargの圧力まで蒸気またはガスで加圧することにより、ポンプまたは他の機械的装置を必要とせずに加水分解されるべき有機材料の流れを達成する。
- サーモコンプレッサーから高、中および低圧の蒸気を受け取ることによって予熱段階として作用する投与および加圧容器、生成された蒸気の完全な回収を可能にする異なる温度蒸気の使用。
- 投与容器と加圧容器が10〜60分の調整可能な周期で順次作動することを可能にする制御システムにより、実際にはポンプを必要とせずに連続式で作動する。
【請求項６】
加水分解段階が下記の特徴を備える請求項1および3に記載の方法。
- 液体を加熱蒸気と急速に混合して、5秒以内に、140〜220℃の温度、20bargまでの圧力を達成する。これにより、高温にもかかわらず、阻害剤または非生分解性物質を形成する副反応が回避される。
- オリフィスを通る高温材料の流れを介して10bargまでの圧力まで減圧して、加水分解すべき材料の構造の破壊を達成する。
- リリーフまたは調整タンクで滑らかな制御を保証し、温度効果による加水分解反応性を高めるために、加水分解する物質の温度を140〜180℃に下げ、1〜15分の水力学的滞留時間を可能とする。
【請求項７】
高、中および低圧の3つの蒸気流-調整タンクの相分割によって生成される最大10 bargまでの中圧流、フラッシュタンク内で生成する-0.5〜4 bargの低圧蒸気流、および生、或いは、加熱蒸気となる高圧流の混合したものを充填段階の予熱媒体として使用して、より良好なエネルギー回収を達成するためのイジェクタまたはサーモコンプレッサーを含む、請求項1および4に記載の方法。
【請求項８】
流量の60〜90％が所定の直径サイズのオリフィスを通過するように平行パイプによる減圧システムを含み、残りの流量がコントロールバルブで調整されることでコントロールバルブのエロージョンの影響を最小限にする請求項1、4および6に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥、下水、家庭および産業廃棄物、および嫌気性消化プロセスにおいてメタン化されやすい物質を含む有機材料の処理に適用することができる。本発明は、処理すべき固体物質と接触する機械的要素なしで動作し、高温で、かつ極めて短い滞留時間で動作することが可能で、二次反応の存在がなく適切なエネルギーインテグレーションを達成するシステムに対応する。
【背景技術】
【０００２】
固体の嫌気性消化のための従来のスキームに基づいて、加水分解（可溶化、液化）段階は、プロセスの全体的な動態を制限する。加水分解段階の反応速度を改善し、それによって全体的なメタン生成過程の動態を改善するために、異なる物理的、化学的および生物学的前処理工程が嫌気性消化に適用される。熱加水分解プロセスは、固体を高温および高圧で比較的長期間、通常は30分より長く保つことに基づいている。その後、高温の材料の高圧を利用して、固体の構造を破壊するいわゆる蒸気爆発効果を達成するために急激な減圧またはフラッシュプロセスを受けることができる。他のプロセスは、高温材料からエネルギーを回収するために熱交換器を利用する。
【０００３】
異なる商業的熱加水分解プロセスはバッチ操作を使用する。ほぼ連続的なプロセスを達成するために、それらは一時的な充填および払出サイクルで複数の反応器を操作する。十分に確立されたCAMBIの商業プロセスは、そのような条件の下で操作する。特許FR 2820735号は、並行して操作する2つの回分式反応器の使用を含む。特許 WO 2011/006854 A1  「バイオマスの熱加水分解および蒸気爆発のための方法および装置」は、シーケンシャルモードで操作する3つの反応器を利用して、連続的な流れパターンに近づけている。
【０００４】
連続運転に関しては、脱水能力を向上させる目的で、生蒸気を注入する反応器を用いて嫌気性条件下で消化された汚泥にポルセオス（Portheous）プロセスを適用する。
いくつかの特許は、連続的に操作するシステムを提案している。1997年の米国特許第5593591号は、ポンプで加圧された汚泥が、ノズルを通して減圧されてフラッシュ容器に入る前に、同じパイプ内で加熱されるシステムを特許請求している。その目的は、良好な流動特徴（自由流動性固体）を有する加水分解汚泥を生成することである。
【０００５】
1998年の米国特許第5785852号は、二次嫌気性消化を改善するための生物学的汚泥の処理のための方法および装置を特許請求している。多段階プロセスは、加熱、フラッシュ、およびせん断力の適用を組み合わせる。 「ハイドロトリーター(hydrotreater)」は、最も効率的であるとされる水蒸気と汚泥の混合システムである。高温の加圧された汚泥は、大気条件で操作するフラッシュ容器に入る。部分的に解凝集した汚泥は、細胞構造破壊プロセスを完了するために剪断力が加えられる新しい段階に入る。
【０００６】
欧州特許第1 198 424 B1号「有機材料の連続加水分解のための方法および装置」は、予熱、反応および減圧段階が連続的に行われるタンク、容器またはレシピエントからなるシステムを開示している。加熱蒸気注入は、外部混合装置内で行われる。加水分解反応器中の汚泥滞留時間は5〜60分に固定される。
【０００７】
スペイン特許第2 341 064号「有機材料の連続的な熱的または熱化学的加水分解のための反応器およびエネルギー統合システム」は、連続的に作動し、バイオガスベースの発電システム内でエネルギー統合されたシステムを開示している。
【０００８】
特許US2011114570号「生物学的物質の連続的熱加水分解のための装置および方法」は、生物学的固体が蒸気注入で加熱され、続いて冷却水で冷却されて、減圧プロセス中のフラッシュを避ける管状反応器を開示している。
【０００９】
特許 WO2008/115777 A1「凝縮物リサイクルを用いた熱加水分解による微粒子生分解性有機廃棄物の処理」は、加熱蒸気を受け取る外部供給予熱器を使用する。高温の材料は管状反応器を通って流れ、フラッシュ容器に入り、フラッシュ室からの蒸気は凝縮され、予熱タンクに再循環される。欧州特許出願第13382077.9号「有機材料の熱加水分解のための連続操作方法およびこの方法を実施するための設備」は、内部再循環回路の使用に基づいている。
【００１０】
これら分析されたすべての特許において、加水分解反応は、タンク、管状反応器または内部再循環回路を用いて行われる。これらの方法は、熱加水分解操作が長い水力学的滞留時間で行われることを示している。
【００１１】
全ての場合において、加水分解すべき高温材料は、異なるタイプの機械ポンプを使用して圧縮されている。主に、汲み上げられる材料の高い粘度および磨耗特性のために、これらのポンプのメンテナンスの要求度は非常に高い。
【発明の概要】
【００１２】
図1のブロック図に示すように、この方法は次の段階を有する。すなわち、衝動（1）、加水分解（2）、熱回収（3）である。本質的に、この方法は、衝動段階（1）が、バッチで操作する投与容器を含み、加圧タンクに供給して、加水分解段階に入る物質の連続的かつ制御可能な流れを達成することを特徴とする。加水分解段階（2）は、加水分解すべき物質を生蒸気（4）と迅速に混合し、一旦減圧されると、加水分解温度に保たれることを含む。熱回収ステージ（3）は、予熱流体として作用するように装填ステージ（5）にリサイクルされる中圧及び低圧蒸気の生成に基づいている。
【００１３】
衝動段階は、加水分解すべき物質が交互に装填され、加圧タンクに順次供給される2つの投与容器を含む。 1つの加圧タンクは、空気または蒸気で4〜25bargの圧力に加圧されるので、ポンプやその他の機械装置を必要とせずに有機材料が配管を通して押し出される。このタンクが排出している間、もう一つの加圧タンクは投与容器から供給物を受け取り、装填が完了すると、容器は加圧され、最初の加圧容器が最小レベルに達したときにプロセスラインに接続する準備をし、新しいサイクルを開始する。
【００１４】
投与容器に既に装填されている物質は、熱回収ステージからの蒸気流を受け取り、105〜180℃の温度に達する。一連のサイクルのこの組み合わせでは、プロセスは連続的に作動する。さらに、容器を適切に加圧することで、高圧および高温で作動する連続プロセスにおいて耐摩耗性および保守性が主要な問題の原因となる特殊なポンプの使用を回避できる。(Kopmann & Kopp (2010), “Full scale continuous thermal hydrolysis of waste activated sludge for the improvement of the sludge digestion and sludge dewatering in WWTP Geiselbulach Germany”, European Biosolids and Organic Resources. Leeds; and Fdz-Polanco et al. (2010), “Squeezing the sludge. Thermal Hydrolysis to improve WWTP sustainability”, IWA - 13 World Congress on Anaerobic Digestion, Santiago de Compostela)
【００１５】
したがって、この特許請求した技術は、初期周囲温度および大気圧から加水分解段階で必要とされる高い圧力および温度まで有機材料を連続的に搬送する単純で堅牢な技術に基づいている。請求されたシステムは、既存のシステムとは異なり、いかなるタイプのポンプも必要とせず、高い保守コストを排除する。
【００１６】
加圧され予熱された有機材料は加水分解段階に達し、必要量の生蒸気が静的ミキサーで注入され、流体を極めて迅速に、5秒未満で、温度設定点に達しめる。既存のシステムでは、加水分解される材料を高温で維持するので、有機材料を非生分解性に変換し、有毒物質が発生することもあり、有機材料のメタン生成能を低下させる反応が起きるに十分な長い間維持する。このため、実際には標準加水分解温度は180℃を超えない。
【００１７】
特許請求された技術は数秒の加熱時間で操作するため、180℃の壁を超えても二次反応の程度は制限される。非常に短い時間で最高220℃まで加熱した後、高温の加圧された流体がフラッシュされ、安定した圧力と簡単なシステム制御を実現する調整リリーフタンクに入る。混合段階とリリーフタンクとの間の圧力差のために、一方から他方への移行では、第1のフラッシュがあり、それに伴う有機材料構造体の破壊があり、そしてリリーフタンク内で一定の滞留時間を持つ。
【００１８】
この運転方法は、既存の加水分解技術すべてとは概念的に異なり、特に加熱とフラッシングを組み合わせた技術とは異なるものである。本発明では、加熱時間が極めて短く、理論上180℃を超える温度が可能となる。さらに、ミキサーからリリーフタンクへの移送中に最初に破砕された有機材料は、その後最適滞留時間の間、加水分解温度に維持される。既存の技術は、比較的長い滞留時間および望ましくない二次反応の限界以下の温度でまず加水分解し、しかる後にそれらはフラッシュするが、本発明では順序が逆である：物質は、既存のプロセスよりも高い温度で最初にフラッシュされ、材料は既に分解され、加水分解温度で反応する。
【００１９】
リリーフタンクに収容された流体は、バルブおよび拡張オリフィスシステムを通ってフラッシュ容器に入り、そこでフラッシュされる。フラッシュ容器は、-0.5〜4 bargの間で運転することができる。このフラッシュは、有機材料の構造を破壊し、下流の嫌気性消化物の可溶化およびアクセシビリティを助ける（ブロック図には含まれない）。
【００２０】
フラッシュステージの良好な制御性のために、図2に示すシステムの技術が特許請求されている。設計流量に応じて、オリフィスは、操作圧力において、それを通る流量が全流量の60〜90％となるように寸法決めされる。自動バルブは、残りの流れの流量を制御し、より精密で安定した制御を保証する。
【００２１】
最後に、リリーフ容器内で生成された中圧蒸気とフラッシュ容器内で生成された低圧蒸気がエジェクターまたはサーモコンプレッサーに入り、そこでの混合物がフィードシステムにリサイクルされ、そこでフィードが予熱され、加水分解された液体は嫌気性消化または他の系へと続く。中圧蒸気ラインは高圧蒸気システムに接続されており、必要に応じて高圧蒸気を注入することができ、従って衝動システムに達する。
【００２２】
本発明は、既存の技術とは異なり、3つの蒸気圧力レベルで操作し、大きな柔軟性を提供し、様々な解決策が異なる操作条件下での熱加水分解プロセスの最適な統合を達成することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】操作のブロック図を示します。 （1）供給と衝動部、（2）加水分解部、（3）エネルギー回収部、（4）加熱加圧蒸気、（5）回収蒸気。
【図２】加水分解セクション内のリリーフタンクと相分離チャンバまたはフラッシュタンク、予め寸法決めされたオリフィス（6）および自動調節バルブ（7）を接続する減圧システムの図を示す。
【図３】本発明の変形例による方法を適用するための設備の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図3に示すように、請求された発明の手順および(8)の設備を構築するために使用される装置の説明は以下の通りである。設置設備は、投与容器（9,10）、加圧容器（11,12）、注入および急速蒸気混合システム（13）、調整タンク（14）、フラッシュ容器（15）、エジェクターまたはサーモコンプレッサ（16）である。
【００２５】
あらかじめ濃縮された加水分解すべき物質（17）は、配管、コンベヤベルトまたは他の機械的手段（18,19）を介して投与システム（9,10）に運ばれ、所定の時間に、配管(22,23）を通じて加圧容器（11,12）に搬送される。投与および加圧容器は、パイプラック（52）および対応する遮断弁（53,54,55,56）を介して相互に接続されている。投与容器は、バルブ（35,36）を介して非凝縮物をパージするための通気孔（37,38）を有する。弁（41,42）は、エジェクタ（16）からの蒸気流（51）を所望の投与容器に導き、凝縮によって温度が上昇する。
【００２６】
加圧容器は、配管（33,34）を介して高圧蒸気または圧縮空気ラインに接続され、流れはバルブ（31,32）を介して決定される。高温の加圧された材料は、配管（26,27）および関連する弁（28,29）を介して加水分解段階に入る。
【００２７】
時間サイクルおよびバルブの開閉を調整することによって、投与容器（9,10）は、プロセス蒸気を回収し、材料の流れを加圧容器に加水分解するという2つの役割を果たす。
【００２８】
このような加圧システムは、バッチ連続サイクルでも操作する2つの容器（11,12）を含む。典型的なサイクルの第1の部分では、加圧された加圧容器（12）が配管（27）およびバルブ（29）を介して排出され、加水分解される連続的に制御された速度の材料が加熱ステージ（13）に流れる。一方、排出サイクルを完了した容器（11）は、まず減圧され、容器（9）から新しいバッチの供給原料を受け取り、加圧された後、バルブ（29）が閉じられ、容器（12）が最小レベルに達したら、バルブ（28）の開口部を経て加熱ステージの供給を開始する準備が整う。
【００２９】
すべての配管、バルブ、容器は鋼製で、最大30 bargの圧力に耐えるように設計される。
この方法および操作手順は、ポンプまたは他の機械的手段を必要とせずに、流体を高圧で連続的に移動させる。記載されている2つの半サイクルのコンビネーションである完全なサイクルは、5〜30分で終了できる。
【００３０】
図には含まれていない標準的な制御システムおよび配管（39）を介して、材料は加熱システム（13）に入り、ここでバルブ（40）によって調整された蒸気注入（30）を経て、所定の操作温度が迅速に達成される。液体 - 蒸気混合システム（13）の特殊な設計により、5秒より短い時間で操作することを可能にする。
【００３１】
短い混合時間の機能として、より細かい圧力制御を達成するために、ミキサー（13）よりも低い圧力で作動する調整またはリリーフ容器（14）が使用され、そこで有機材料の滞留時間を調整し、ミキサー（13）とリリーフタンク（14）との間の減圧の結果として、その物理的構造の第1の破壊が生じ、配管（45）を介して、リリーフタンク（14）内の高温の加圧された材料が減圧システムに流れる。混合器（13）とリリーフ容器（14）との間の圧力差により、加水分解された材料の一部が蒸発し、蒸気流（49）がエジェクタ（16）に入る。
【００３２】
減圧システム（46）は図2に記載されており、加圧された材料の総流量の60〜90％を取る予め寸法設定されたオリフィス（6）と、残りの流量を取る自動調整バルブ（7）により正確で脈動しない調整を可能とする。
【００３３】
減圧システム（46）の後、減圧された物質はフラッシュ容器（15）に入り、そこで圧力は-0.5〜4bargの間で制御される。そこでは、急激な圧力変化によりフラッシュが起こり、材料流は、このプロセスを離れ下流の嫌気性消化（スケッチには示されていない）に送られる加水分解された液体（48）と、エネルギーがエジェクタ（16）に送られて回収され、そこでリリーフタンク（49）からの蒸気と混合され、最後に弁（41,42）を介して投与容器（9,10）に入る蒸気（47）とに分かれる。
【００３４】
都市排水処理プラントで生成されたすべての汚泥を処理する設備についての説明が続く。処理すべき流量は、3000kg/hの汚泥と同等であり、予め遠心分離機、プレスフィルター又は他の機械的手段で濃縮して、全固形物が10〜20％の濃度を達成する。加水分解された汚泥は、本発明のバッテリーリミットの外で、35℃で作動する中温嫌気性消化槽に送られる。この例のエネルギー統合要件を満たすために、加水分解汚泥の平均出口温度は約130℃である。
【００３５】
加水分解される材料の衝動段階の典型的なサイクルは、加水分解段階に連続的に供給される材料の充填、熱回収、加圧および循環を含む。標準的な20分サイクルを2つの10分半サイクルに分割し、1時間に6つの半サイクルを行うことができるようにして、投与容器（9,10）に供給される材料が1充填あたり500kgとし、結果、1m3以下の投与容器（9,10）容積及び加圧容器（11,12）容積を有する。
【００３６】
濃縮された物質は、必要に応じて投与容器（9,10）を隔離する遮断弁（20,21）を備えた配管またはコンベアベルト（18,19）を介して投与容器（9,10）に順次充填される。
投与容器（9,10）は、対応する遮断弁（24,25）を備えた配管（22,23）を介して加圧容器（11,12）に接続されている。これらの加圧容器（11,12）は、対応する遮断弁（31,32）を備えた蒸気入口（33,34）を含み、これらの弁は容器の順次加圧を可能にする。
【００３７】
サイクルの開始時、時間ゼロ、において、それぞれの容器は、（9）装填され部分的に熱く、（10）装填され、冷たい、（11）空で加圧された、（12）装填され、熱く加圧されている。サイクルの開始時に、バルブ（28）が閉じ、同時にバルブ（29）が開くので、加圧容器（11）からの流れが中断され、容器（12）から予熱され加圧された材料が流れ始め、次の10分間の加水分解プロセへの連続供給を構成する。
【００３８】
この半サイクルでは、最初に周囲温度の汚泥を含む投与容器（10）がエジェクタ（16）から蒸気を受け取り、半サイクルが終了すると、その容器には160℃で予熱された汚泥が装填される。
【００３９】
同時に、この第1の半サイクルの間に、蒸気凝縮のために高温で加水分解されるべき汚泥を最初に含む投与容器（9）は6bargに加圧される。 1分後にバルブ（24）を開くと、予熱された材料は、バルブ（53,55）を介して投与容器（10）に向かって予め減圧された容器（11）に流れる。これは3分間流れる。一旦（9）が空になると、投与容器（10）に繋いで減圧し、バルブ（36）を介して放出し、残留蒸気および非凝縮性物質が配管（37）を介して回収および臭気除去段階（この図には含まれない）にパージされる。容器（9）を減圧後、新たな500kgの汚泥を受けるので、半サイクルの10分の終わりに、周囲温度の汚泥が装填される。
【００４０】
サイクルの開始時に空で加圧された加圧容器（11）を1分間減圧し、その後、弁（24）が開き、加水分解される材料を容器（9）から流す。最後に、このシステムは、バルブ（31）によって制御された生蒸気（30）で加圧され、半サイクルの終わりに容器（11）が熱い汚泥で装填され、加圧されて熱加水分解システム(13,14）に供給する準備ができる。
【００４１】
このシーケンスでは、容器の最終状態は、（9）充填され冷たい、（10）充填され熱い、（11）充填され熱くかつ加圧され、（12）空で加圧されている。
【００４２】
10分後に始まる新しい半サイクルでは、加圧容器（11）は熱加水分解システムに連続的に供給され、（12）は減圧、充填および加圧プロセスを受ける。似たようなことが投与容器に起こる：この新しい半サイクルで（9）は蒸気を受けて材料を予熱するが、（10）は加圧、排出、減圧および充填プロセスを受ける。
【００４３】
第2の半サイクルが完了すると、すなわち、20分後に、前述と同じ特徴で新しいサイクルが始まる。
加圧容器内の圧力は、4〜25 bargの間で加水分解される物質の連続的な流れを作り、60〜140℃の温度で配管（39）を介して加水分解システムに達する。制御システムは標準的であり、本発明の主題ではない。
加圧容器（11,12）からの材料は、バルブ（40）によって制御され、10〜25barg（30）で生の高圧蒸気が注入される急速混合器（13）に入る。急速混合システムにより、汚泥は5秒以内に他の商業技術で使用されているものより高い最高220℃の高温を達成する。高温での短時間の場合、有機材料は劣化せず、嫌気性条件下で生分解性でない阻害剤や物質を生成しない。
【００４４】
適切なプロセス制御および所望の温度維持のために、高温汚泥は、オリフィス（57）を介して調整またはリリーフタンク（14）に流れ、140℃と180℃の間の温度で1分ないし15分の間、そのチャンバ内に保持される。急速混合器（13）で最大20barg、リリーフタンク（14）で最大10bargの圧力差のために、オリフィス（57）を通過する汚泥はその構造の最初の破砕を受ける。リリーフタンク（14）のより低い圧力のために、配管（49）を介してエジェクタ（16）に入り、バルブ（50）によって制御される10バールまでの圧力の蒸気が生成される。
【００４５】
8 bargおよび170℃で配管（45）を介して出てくる加水分解された汚泥からエネルギーを回収するために、図2に対応するシステム（46）で減圧される。減圧のためにフラッシュが発生し、フラッシュ容器(15)で全体の流れが分かれ、エジェクタ（16）に流れて中圧蒸気（49）と混合されて衝動システム（51）への流れる蒸気流（47）を形成する。容器（10）内の温度が140℃に達すると、生蒸気がサーモコンプレッサーに導入されて半サイクルの終了時に温度が165℃になるように流れを調整する。130℃で加水分解された汚泥流（48）は嫌気性消化に移行する（スケッチには含まれない）。
【００４６】
このプロセスは、中圧と低圧のプロセス蒸気の全凝縮により他の技術より優れたエネルギー統合や、バイオガス収率が30％以上増加する汚泥加水分解の向上、堅牢でコンパクトで簡単な標準システムを達成し、さらに粘性と磨耗性の材料に対し高圧および高温で作動するポンプを必要としないことでメンテナンスの問題を回避できるという追加的な利点がある。短いサイクルと短い加水分解段階の滞留時間で操作するため、この装置は他の技術よりも大幅に小さく、操作の柔軟性はあらゆるアプリケーションに最適な統合を可能にする。
【図１】
0006648121.tif 000002
【図２】
0006648121.tif 000003
【図３】
0006648121.tif 000004