公布日：2022.01.21
申請日：2021.09.26
分類號：C02F11/13(2019.01)I
摘要
本發(fā)明屬于污泥干化技術(shù)領(lǐng)域，具體為污泥低溫干化系統(tǒng)和干化方法，干化系統(tǒng)包括，用于將含水量80％‑60％(重量)的濕污泥加工成條狀的面條機(jī)，用于將濕污泥含水量降低至10％～50％(重量)的低溫射流干化單元，用于將濕污泥含水量降低至10％(重量)以下的低溫余熱干化單元，以及用于將用于將低溫射流干化單元初步干燥的污泥送入低溫余熱干化單元繼續(xù)干燥的密閉皮帶輸送機(jī)。本發(fā)明的污泥低溫干化系統(tǒng)整體處于密閉空間中，污泥低溫干化過程中減少了能量流失，防止臭氣外溢，影響環(huán)境。同時(shí)本發(fā)明以面條機(jī)協(xié)同低溫射流干化單元和低溫余熱干化單元，可以提高干燥效率，避免發(fā)生粉塵爆炸，且可以有效減少H2S、NH3析出量。
權(quán)利要求書
1.一種污泥低溫干化系統(tǒng)，其特征在于：包括：面條機(jī)，用于將含水量80％ 60％(重量)的濕污泥加工成條狀；用于將濕污泥含水量降低至10％～50％(重量)的低溫射流干化單元，包括：與面條機(jī)連接并用于接收和干燥條狀濕污泥的第一密閉干化室，用于加熱和脫除濕空氣中水分并向密閉干化室提供干燥熱空氣的干燥射流裝置；用于將濕污泥含水量降低至10％(重量)以下的低溫余熱干化單元，包括：用于接收并干燥濕污泥的第二密閉干化室，通過水冷塔換熱冷卻并將濕熱空氣冷凝除水生成干冷空氣的冷凝換熱器，將干冷空氣加熱為干熱空氣的加熱換熱器；密閉皮帶輸送機(jī)，密閉皮帶輸送機(jī)的上料端和下料端分別與第一密閉干化室和第二密閉干化室連接，用于將低溫射流干化單元初步干燥的污泥送入低溫余熱干化單元繼續(xù)干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥低溫干化系統(tǒng)，其特征在于：所述第一密閉干化室設(shè)有第一干燥熱空氣進(jìn)口和第一濕空氣出口，所述干燥射流裝置設(shè)有第一濕空氣進(jìn)口和第一干燥空氣出口，其中第一濕空氣進(jìn)口與第一濕空氣出口密閉連接，還包括第一循環(huán)風(fēng)機(jī)，所述第一循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別與第一干燥熱空氣出口和第一干燥熱空氣進(jìn)口密閉連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥低溫干化系統(tǒng)，其特征在于：所述第二密閉干化室，設(shè)有第二干燥熱空氣進(jìn)口和第二濕空氣出口，所述冷凝換熱器設(shè)有濕熱空氣進(jìn)口和干冷空氣出口，濕熱空氣進(jìn)口與第二濕空氣出口密閉連接，所述加熱換熱器設(shè)有干冷空氣進(jìn)口和干熱空氣出口，干冷空氣進(jìn)口與干冷空氣出口密閉連接，還包括第二循環(huán)風(fēng)機(jī)，第二循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別與干熱空氣出口和第二干燥熱空氣進(jìn)口密閉連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥低溫干化系統(tǒng)，其特征在于：所述低溫射流干化裝置內(nèi)沿著氣流行進(jìn)方向依次設(shè)有冷卻區(qū)和加熱區(qū)，在冷卻區(qū)內(nèi)濕空氣被冷凝除水得干燥空氣，在加熱區(qū)內(nèi)干燥空氣被加熱升溫，得到干熱空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥低溫干化系統(tǒng)，其特征在于：所述低溫射流干化單元和低溫余熱干化單元內(nèi)分別設(shè)置有氣體監(jiān)測裝置用于監(jiān)測甲烷、硫化氫或氨氣濃度。
6.一種污泥低溫干化方法，其特征在于：該方法基于如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的污泥低溫干化系統(tǒng)進(jìn)行，包括如下步驟：1)污泥含水量80％ 60％(重量)時(shí)，先由面條機(jī)成型成條狀，然后送入第一密閉干化室，與來自干燥射流裝置的70 80℃的干燥熱空氣進(jìn)行熱交換，污泥得到干燥，攜帶水分后的濕空氣經(jīng)由第一濕空氣進(jìn)口排出并被送到干燥射流裝置中進(jìn)行干燥除水并升溫，再次形成干燥熱空氣后通過第一循環(huán)風(fēng)機(jī)再循環(huán)進(jìn)入第一密閉干化室中吸收水分，如此周而復(fù)始，直至污泥在出第一密閉干化室時(shí)含水量10％～60％(重量)；2)將步驟1)干燥后的含水量10％～60％(重量)的污泥通過密閉皮帶輸送機(jī)送入第二密閉干化室靜置攤放，與來自加熱換熱器的70 80℃的干熱空氣進(jìn)行熱交換，污泥得到干燥，攜帶水分后的濕熱空氣進(jìn)入冷凝換熱器，換熱冷凝除水后得到40±5℃的干冷空氣，干冷空氣再進(jìn)入加熱換熱器加熱升溫再次形成70 80℃的干熱空氣后通過第二循環(huán)風(fēng)機(jī)再循環(huán)進(jìn)入第二密閉干化室中吸收水分，如此周而復(fù)始，直至污泥在出第二密閉干化室時(shí)含水量低于10％(重量)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥低溫干化方法，其特征在于：所述加熱換熱器通過等離子系統(tǒng)的熱蒸汽提供換熱熱量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥低溫干化方法，其特征在于：所述等離子系統(tǒng)的熱蒸汽溫度為120±5℃，所述熱蒸汽經(jīng)加熱換熱器換熱降溫后進(jìn)行余熱再利用。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種設(shè)備簡單、干化效率高，且能夠有效降低能耗的污泥低溫干化系統(tǒng)和干化方法。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案為：一種污泥低溫干化系統(tǒng)，包括：
面條機(jī)，用于將含水量80％ 60％(重量)的濕污泥加工成條狀；
用于將濕污泥含水量降低至10％～50％(重量)的低溫射流干化單元，包括：與面條機(jī)連接并用于接收和干燥條狀濕污泥的第一密閉干化室，用于加熱和脫除濕空氣中水分并向密閉干化室提供干燥熱空氣的干燥射流裝置；
用于將濕污泥含水量降低至10％(重量)以下的低溫余熱干化單元，包括：用于接收并干燥濕污泥的第二密閉干化室，通過水冷塔換熱冷卻并將濕熱空氣冷凝除水生成干冷空氣的冷凝換熱器，將干冷空氣加熱為干熱空氣的加熱換熱器；
密閉皮帶輸送機(jī)，密閉皮帶輸送機(jī)的上料端和下料端分別與第一密閉干化室和第二密閉干化室連接，用于將低溫射流干化單元初步干燥的污泥送入低溫余熱干化單元繼續(xù)干燥。
進(jìn)一步的，所述第一密閉干化室設(shè)有第一干燥熱空氣進(jìn)口和第一濕空氣出口，所述干燥射流裝置設(shè)有第一濕空氣進(jìn)口和第一干燥空氣出口，其中第一濕空氣進(jìn)口與第一濕空氣出口密閉連接，還包括第一循環(huán)風(fēng)機(jī)，所述第一循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別與第一干燥熱空氣出口和第一干燥熱空氣進(jìn)口密閉連接。
進(jìn)一步的，所述第二密閉干化室，設(shè)有第二干燥熱空氣進(jìn)口和第二濕空氣出口，所述冷凝換熱器設(shè)有濕熱空氣進(jìn)口和干冷空氣出口，濕熱空氣進(jìn)口與第二濕空氣出口密閉連接，所述加熱換熱器設(shè)有干冷空氣進(jìn)口和干熱空氣出口，干冷空氣進(jìn)口與干冷空氣出口密閉連接，還包括第二循環(huán)風(fēng)機(jī)，第二循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別與干熱空氣出口和第二干燥熱空氣進(jìn)口密閉連接。
進(jìn)一步的，所述低溫射流干化裝置內(nèi)沿著氣流行進(jìn)方向依次設(shè)有冷卻區(qū)和加熱區(qū)，在冷卻區(qū)內(nèi)濕空氣被冷凝除水得干燥空氣，在加熱區(qū)內(nèi)干燥空氣被加熱升溫，得到干熱空氣。
進(jìn)一步的，為了防止循環(huán)氣中甲烷、硫化氫或氨氣集聚，低溫射流干化單元和低溫余熱干化單元內(nèi)分別設(shè)置有氣體監(jiān)測裝置用于監(jiān)測甲烷、硫化氫或氨氣濃度，當(dāng)含量超標(biāo)時(shí)對低溫射流干化單元和低溫余熱干化單元內(nèi)的氣體及時(shí)補(bǔ)充更換，確保安全性。
進(jìn)一步的，所述加熱換熱器通過等離子系統(tǒng)的熱蒸汽提供換熱熱量(即將后端用于干污泥熔融氣化的等離子氣化系統(tǒng)熱量回收利用)，該熱量來源與本發(fā)明的低溫余熱干化方式匹配，每噸80％濕泥干化至10％以下，綜合電耗僅35-45kw.h。
一種污泥低溫干化方法，該方法基于上述的污泥低溫干化系統(tǒng)進(jìn)行，包括如下步驟：
1)污泥含水量80％ 60％(重量)時(shí)，先由面條機(jī)成型成條狀，然后送入第一密閉干化室，與來自干燥射流裝置的70-80℃的干燥熱空氣進(jìn)行熱交換，污泥得到干燥，攜帶水分后的濕空氣經(jīng)由第一濕空氣進(jìn)口排出并被送到干燥射流裝置中進(jìn)行干燥除水并升溫，再次形成干燥熱空氣后通過第一循環(huán)風(fēng)機(jī)再循環(huán)進(jìn)入第一密閉干化室中吸收水分，如此周而復(fù)始，直至污泥在出第一密閉干化室時(shí)含水量10％～60％(重量)；
2)將步驟1)干燥后的含水量10％～60％(重量)的污泥通過密閉皮帶輸送機(jī)送入第二密閉干化室靜置攤放，與來自加熱換熱器的70 80℃的干熱空氣進(jìn)行熱交換，污泥得到干燥，攜帶水分后的濕熱空氣進(jìn)入冷凝換熱器，換熱冷凝除水后得到40±5℃的干冷空氣，干冷空氣再進(jìn)入加熱換熱器加熱升溫再次形成70-80℃的干熱空氣后通過第二循環(huán)風(fēng)機(jī)再循環(huán)進(jìn)入第二密閉干化室中吸收水分，如此周而復(fù)始，直至污泥在出第二密閉干化室時(shí)含水量低于10％(重量)。
進(jìn)一步的，所述等離子系統(tǒng)的熱蒸汽溫度為120±5℃，所述熱蒸汽經(jīng)加熱換熱器換熱降溫后進(jìn)行余熱再利用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得了如下有益效果：
1)本發(fā)明的污泥低溫干化系統(tǒng)整體處于密閉空間中，污泥低溫干化過程中減少了能量流失，防止臭氣外溢，影響環(huán)境。
2)以面條機(jī)協(xié)同低溫射流干化單元和低溫余熱干化單元，一方面污泥接觸部分最高溫度不超過75℃，協(xié)同條狀濕污泥，一方面可以有效提高干燥效率；另一方面干燥后物料可以呈顆粒狀，大大減少粉塵長生，有效避免發(fā)生粉塵爆炸，因此系統(tǒng)運(yùn)行安全，無爆炸隱患，無需沖氮運(yùn)行；最后，本發(fā)明的低溫干化方法可以有效減少H2S、NH3析出量。
3)第二密閉干化室中污泥靜置攤放，與接觸面無機(jī)械靜電摩擦，進(jìn)一步保證安全性，干燥后污泥溫度為50℃左右，無需冷卻。
（發(fā)明人：馬國良）
