申請(qǐng)日2014.01.02
公開(公告)日2014.04.09
IPC分類號(hào)C02F11/12
摘要
本發(fā)明涉及一種蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，由蒸汽壓縮機(jī)、三通閥、換熱器和污泥干化機(jī)組成。濕冷的污泥進(jìn)入污泥干化機(jī)，利用蒸汽壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫高壓的氣體在通入螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)的中空管給污泥進(jìn)行預(yù)熱干燥。同時(shí)，從污泥干化機(jī)底部通入的干冷空氣，一部分進(jìn)入換熱器與蒸汽壓縮機(jī)產(chǎn)生的高溫氣體進(jìn)行換熱，產(chǎn)生干熱空氣進(jìn)入污泥干化系統(tǒng)，進(jìn)一步帶走多重傳送帶上濕熱污泥的蒸汽，一部分直接用于回收干化污泥的剩余熱量。本發(fā)明能夠有效減少能源消耗，系統(tǒng)為立式，占地面積小，污泥干化系統(tǒng)中的傳送帶數(shù)量可多條，這樣干燥效率大大提高，干化后的污泥實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化。本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，初投資少，能耗和運(yùn)行成本低，污泥干化處理效果好。
權(quán)利要求書
1.一種蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，由蒸汽壓縮機(jī)(1)、三通閥(2)、換熱器(3)和污泥干化機(jī)組成，其特征在于：
污泥干化機(jī)由電機(jī)(4)、螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)(5)、污泥傳送帶(6)、鼓風(fēng)機(jī)(7)和保溫外殼(8)構(gòu)成，螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)(5)位于保溫外殼(8)內(nèi)上部，若干條污泥傳送帶(6)均勻分布于保溫外殼(8)內(nèi)，且位于螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)(5)下方，保溫外殼(8)內(nèi)底部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)(7)和干化污泥出口(11)，通過鼓風(fēng)機(jī)(7)將干冷空氣鼓入污泥干化機(jī)內(nèi)，保溫外殼(8)頂部設(shè)有濕污泥進(jìn)口(10);螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)(5)連接電機(jī)(4);螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)(5)一側(cè)設(shè)有熱空氣進(jìn)口(5-3)，另一側(cè)設(shè)有不凝性氣體排出口(5-1)和冷凝水排出口(5-2);
螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)(5)底部的濕熱空氣出口通過管道連接蒸汽壓縮機(jī)(1)，蒸汽壓縮機(jī)(1)通過第一三通閥管路(2-1)連接三通閥(2)，蒸汽壓縮機(jī)(1)中的高溫高壓氣體通過三通閥(2)分為二路，一路通過第二三通閥管路(2-2)連接污泥干化機(jī)的熱空氣進(jìn)口(5-3)，使一部分高溫高壓氣體回用到污泥干化機(jī)，另一路依次通過第三三通閥管路(2-3)和第一換熱器管路(3-1)連接換熱器(3)，使其余部分高溫高壓氣體進(jìn)入換熱器(3);污泥干化機(jī)下部一側(cè)的干冷空氣出口通過第二換熱器管路(3-2)連接換熱器(3)，換熱器(3)設(shè)有第三換熱器管路(3-3)和第四換熱器管路(3-4);換熱器(3)內(nèi)的來自蒸汽壓縮機(jī)(1)的高溫高壓氣體和來自污泥干化機(jī)的干冷空氣進(jìn)行換熱，換熱過程中產(chǎn)生的干燥高溫氣體通過第三換熱器管路(3-3)進(jìn)入污泥干化機(jī);第四換熱器管路(3-4)排出換熱過程中產(chǎn)生的不凝性氣體和冷凝水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述污泥傳送帶(6)的布置是多條傳送帶上下擺放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于污泥干化機(jī)的濕熱空氣出口(12)處安裝有過濾網(wǎng)(9)。
說明書
一種蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污泥干化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置。
背景技術(shù)
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加快以及污水處理率的提高，市政污泥的產(chǎn)生量也越來越大，但是我國(guó)污泥處理技術(shù)和裝備卻普遍落后，污泥安全處理處置的保障率很低，成為目前我國(guó)面臨的一個(gè)急需解決的問題。
污泥干燥是用熱源對(duì)污泥進(jìn)行深度脫水的處理方法，它能使污泥顯著減容，體積可以減少4-5倍，產(chǎn)品穩(wěn)定、無臭、無病原生物，干化處理后的污泥產(chǎn)品用途多，可以用作肥料、土壤改良劑、替代能源等。常規(guī)的污泥干燥機(jī)使用電熱或燃煤、燃油鍋爐產(chǎn)生蒸汽等高品位能源，不僅消耗大量能源，增加碳排放，而且該技術(shù)干燥溫度高，與環(huán)境溫差大，排氣溫度高，能源利用效率低，運(yùn)行成本高，不適合現(xiàn)在社會(huì)提倡的節(jié)能減排目標(biāo)。另外燃煤、燃油鍋爐熱源產(chǎn)生的煙氣對(duì)大氣產(chǎn)生二次污染，需要額外氣體污染處理費(fèi)用。污泥干燥的另一種常用方式為輻射干燥，其原理為將能量直接作用于物料，可減少內(nèi)部熱量傳遞的阻力，干燥速度較快，但熱效率較低，干燥成本和運(yùn)行費(fèi)用較高。污泥干化的一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用高，在很大程度上阻礙了污泥干燥的應(yīng)用和推廣，延緩了中小型城市污水處理廠污泥處理的進(jìn)程。現(xiàn)在許多污水處理廠的污泥大量堆積，對(duì)環(huán)境已造成了嚴(yán)重的二次污染。
污泥干燥方法多種多樣，但是無論使用哪種方法干燥污泥，在污泥干燥過程中，蒸發(fā)排放的濕空氣溫度較高，所含可利用的能量多。但是，因濕空氣含有的水分較多，不能用來直接干燥污泥，并且溫度也達(dá)不到直接用來干燥污泥的標(biāo)準(zhǔn)，所以許多研究或?qū)＠形纯紤]回收利用這部分濕熱空氣。在綠色能源理念指導(dǎo)下，回收利用干燥污泥產(chǎn)生的濕熱蒸汽中的低品位能量，降低高品位能源消耗，提高能源利用效率，不僅能夠減少污泥干燥過程產(chǎn)生濕熱蒸汽散發(fā)到大氣中形成的二次污染，還能夠間接的減少能源產(chǎn)生過程中的其他能源的消耗和對(duì)環(huán)境帶來的危害。
現(xiàn)有的污泥干燥工業(yè)設(shè)備，在污泥干燥過程中，蒸發(fā)排放的濕空氣溫度較高，所含可回收利用的能量較多。但是，因濕空氣含有的水分較多，直接用來干燥污泥的效果較差，并且溫度也達(dá)不到直接用來干燥污泥的標(biāo)準(zhǔn)，所以這部分可重復(fù)利用的熱能并沒有得到回收利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置。該裝置能夠循環(huán)利用污泥干化機(jī)中的濕熱蒸汽所蘊(yùn)含的熱能，回用到污泥干化機(jī)中繼續(xù)干燥污泥。以解決回收利用污泥干燥過程中產(chǎn)生的濕熱蒸汽這部分低品位能源，降低高品位能源的消耗量，提高能源利用效率的問題。
本發(fā)明提出的蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，由蒸汽壓縮機(jī)1、三通閥2、換熱器3和污泥干化機(jī)組成，其中：
污泥干化機(jī)由電機(jī)4、螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)5、污泥傳送帶6、鼓風(fēng)機(jī)7和保溫外殼8構(gòu)成，螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)5位于保溫外殼8內(nèi)上部，若干條污泥傳送帶6均勻分布于保溫外殼8內(nèi)，且位于螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)5下方，保溫外殼8內(nèi)底部設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)7和干化污泥出口11，通過鼓風(fēng)機(jī)7將干冷空氣鼓入污泥干化機(jī)內(nèi)，保溫外殼8頂部設(shè)有濕污泥進(jìn)口10;螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)5連接電機(jī)4;螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)5一側(cè)設(shè)有熱空氣進(jìn)口5-3，另一側(cè)設(shè)有不凝性氣體排出口5-1和冷凝水排出口5-2;
螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)5底部的濕熱空氣出口通過管道連接蒸汽壓縮機(jī)1，蒸汽壓縮機(jī)1通過第一三通閥管路2-1連接三通閥2，蒸汽壓縮機(jī)1中的高溫高壓氣體通過三通閥2分為二路，一路通過第二三通閥管路2-2連接污泥干化機(jī)的熱空氣進(jìn)口5-3，使一部分高溫高壓氣體回用到污泥干化機(jī)，另一路依次通過第三三通閥管路2-3和第一換熱器管路3-1連接換熱器3，使其余部分高溫高壓氣體進(jìn)入換熱器3;污泥干化機(jī)下部一側(cè)的干冷空氣出口通過第二換熱器管路3-2連接換熱器3，換熱器3設(shè)有第三換熱器管路3-3和第四換熱器管路3-4;換熱器3內(nèi)的來自蒸汽壓縮機(jī)1的高溫高壓氣體和來自污泥干化機(jī)的干冷空氣進(jìn)行換熱，換熱過程中產(chǎn)生的干燥高溫氣體通過第三換熱器管路3-3進(jìn)入污泥干化機(jī);第四換熱器管路3-4排出換熱過程中產(chǎn)生的不凝性氣體和冷凝水。
本發(fā)明通過蒸汽壓縮機(jī)1，可以將從污泥干化機(jī)中回收的低溫濕熱氣體壓縮成高溫高壓的氣體，這些氣體通過換熱器加熱干空氣，得到干熱空氣，使之進(jìn)入污泥干化機(jī)中繼續(xù)干化污泥，這就有效的回收了干化污泥過程中產(chǎn)生的濕熱蒸汽的潛熱余熱，節(jié)約了能源。
本發(fā)明利用三通閥2，將來自蒸汽壓縮機(jī)1中的高溫高壓氣體通過入口2-1進(jìn)入三通閥后進(jìn)行分流，一部分氣體通過三通閥管路2-2直接回用到污泥干化機(jī)，一部分氣體通過三通閥管路2-3進(jìn)入換熱器3，與干空氣進(jìn)行換熱，產(chǎn)生的干燥高溫氣體回用到污泥干化機(jī)中。
本發(fā)明利用換熱器3，使得來自蒸汽壓縮機(jī)的高溫高壓氣體與通過第二換熱器管路3-2進(jìn)入的干空氣進(jìn)行換熱，產(chǎn)生的干燥高溫氣體通過第三換熱器管路3-3進(jìn)入污泥干化機(jī)，參與污泥干化過程。本發(fā)明中，電機(jī)4和螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)5聯(lián)動(dòng)，對(duì)進(jìn)入污泥干化機(jī)的濕冷污泥進(jìn)行攪拌碎化，有利于快速?gòu)氐椎母苫勰唷２⑶依脕碜哉羝麎嚎s機(jī)的高溫高壓氣體進(jìn)入螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)的中空管預(yù)熱濕冷的污泥，有利于接下來的污泥干化過程。
本發(fā)明中，在污泥干化機(jī)中使用了多條傳送帶6來輸送顆粒污泥，其中，傳送帶的數(shù)量可以根據(jù)污泥的性質(zhì)，污泥干化所需的時(shí)間以及污泥的含水量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，這可以做到既不浪費(fèi)能源，又可以最大程度的干化污泥。并且污泥傳送帶6的布置是多條傳送帶上下擺放的，這樣可以大大節(jié)約污泥干化機(jī)的占地面積，有利于整套裝置的推廣使用。
本發(fā)明中，使用鼓風(fēng)機(jī)7將外界的干冷空氣從污泥干化機(jī)底部鼓進(jìn)，這樣達(dá)到了利用干冷空氣回收傳送帶上顆粒污泥余熱的目的。
本發(fā)明中，所述保溫外殼8是由保溫材料制成，保溫效果好，可以大大降低污泥干化機(jī)內(nèi)的熱量損失，回收更多的余熱。
本發(fā)明中，污泥干化機(jī)的濕熱空氣出口12處，安裝了過濾網(wǎng)9，有效截留濕熱蒸汽中的灰塵等雜質(zhì)，且過濾網(wǎng)為插入式，易于定期更換清洗。
本發(fā)明提出的一種蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，與現(xiàn)有廣泛使用的污泥干燥設(shè)備相比，其特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)在于：
(1) 該蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，回收利用污泥干燥過程中產(chǎn)生的濕熱蒸汽這部分低品位能源，降低高品位能源的消耗量，提高能源利用效率，符合綠色、節(jié)能、環(huán)保的要求。
(2) 該蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，在污泥干化系統(tǒng)中，使用螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)將進(jìn)入系統(tǒng)的濕污泥進(jìn)行粉碎，并利用來自蒸汽壓縮機(jī)的高溫氣體給污泥預(yù)熱，這樣可以顯著縮短污泥干化所需的時(shí)間，提高污泥干化效率。
(3) 該蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，在污泥干化系統(tǒng)中，使用的是多條傳送帶上下立體布置方式，取代了一般污泥干燥設(shè)備一條傳送帶的水平布置方式，這樣可以大大節(jié)約裝置的占地面積。
(4) 該蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，利用三通閥將來自蒸汽壓縮機(jī)的高溫高壓氣體進(jìn)行分流，一部分進(jìn)入螺旋攪拌污泥預(yù)熱機(jī)的中空管給濕污泥進(jìn)行預(yù)熱，一部分進(jìn)入換熱器與新的干空氣進(jìn)行換熱，產(chǎn)生溫度較高的干燥氣體。
(5) 該蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置，通過回收利用蒸汽余熱、干化污泥余熱，不僅能夠顯著降低污泥干燥過程中產(chǎn)生的二次污染，而且能夠大大降低污泥干燥過程中高品位能源的消耗，因此其具有廣闊的應(yīng)用前景。
