公布日：2022.01.28
申請(qǐng)日：2021.10.19
分類(lèi)號(hào)：C02F11/13(2019.01)I
摘要
本發(fā)明提出了一種防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，由熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)和雙極熱泵除濕系統(tǒng)組成，本申請(qǐng)通過(guò)改變污泥形狀和強(qiáng)化熱風(fēng)烘干系統(tǒng)內(nèi)部空氣流動(dòng)，有效改善了污泥由內(nèi)至外的熱濕交換率，造粒品質(zhì)顯著提高，而且有利于降低除濕熱泵的運(yùn)行溫度，保證壓縮機(jī)吸排氣溫度運(yùn)行在最佳區(qū)間，系統(tǒng)運(yùn)行效率顯著提高，壓縮機(jī)電機(jī)燒毀和機(jī)械故障的可能性降低，同時(shí)，通過(guò)降低與熱空氣接觸的換熱器的管內(nèi)運(yùn)行壓力和改變換熱器材質(zhì)，有效降低了換熱器泄漏概率，大大延長(zhǎng)了設(shè)備部件使用壽命。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，其特征在于：由熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)和雙極熱泵除濕系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，其特征在于：所述熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)包括污泥輸送進(jìn)料機(jī)、造粒機(jī)、污泥顆粒傳輸帶、攪拌風(fēng)機(jī)、活性炭空氣過(guò)濾器、干污泥顆粒出料機(jī)；濕污泥通過(guò)污泥輸送進(jìn)料機(jī)導(dǎo)入造粒機(jī)內(nèi)造粒，造粒完成后的濕污泥顆粒進(jìn)入污泥顆粒傳輸帶，過(guò)程中，濕污泥顆粒與由雙極熱泵除濕系統(tǒng)導(dǎo)入的熱干空氣進(jìn)行熱濕交換完成干燥，且攪拌風(fēng)機(jī)對(duì)熱氣流進(jìn)行攪動(dòng)，活性炭空氣過(guò)濾器對(duì)熱濕空氣中吸附的污泥有害物質(zhì)進(jìn)行濾除。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，其特征在于：所述造粒機(jī)造粒為空心顆粒，顆粒形狀選自但不限于空心圓柱體、空心棱柱體、空心圓臺(tái)、空心棱臺(tái)中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，其特征在于：所述雙極熱泵除濕系統(tǒng)包括高溫側(cè)熱泵除濕系統(tǒng)、低溫側(cè)熱泵除濕系統(tǒng)；高溫側(cè)熱泵除濕系統(tǒng)由高溫側(cè)壓縮機(jī)、高溫側(cè)板式水冷冷凝器、高溫側(cè)蒸發(fā)器、高溫側(cè)膨脹閥、高溫側(cè)加熱換熱器、高溫側(cè)熱水循環(huán)水泵組成；低溫側(cè)熱泵除濕系統(tǒng)由低溫側(cè)壓縮機(jī)、低溫側(cè)板式水冷冷凝器、低溫側(cè)蒸發(fā)器、低溫側(cè)膨脹閥、低溫側(cè)加熱換熱器、低溫側(cè)熱水循環(huán)水泵組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，其特征在于：所述高溫側(cè)蒸發(fā)器管內(nèi)循環(huán)介質(zhì)為R134a，低溫側(cè)蒸發(fā)器管內(nèi)循環(huán)介質(zhì)為R22；高溫側(cè)加熱換熱器、低溫側(cè)加熱換熱器管內(nèi)循環(huán)介質(zhì)均為水。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，其特征在于：所述高溫側(cè)加熱換熱器、低溫側(cè)加熱換熱器管均采用不銹鋼管套防腐鋁翅片換熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6任一項(xiàng)所述的防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，其特征在于：所述雙極熱泵除濕系統(tǒng)還包括熱回收系統(tǒng)，熱回收系統(tǒng)由熱回收器和熱回收循環(huán)水泵組成，用于熱濕空氣的預(yù)冷和低溫飽和空氣的預(yù)熱；由熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)流回的熱濕空氣通過(guò)熱回收器預(yù)降溫，再通過(guò)高溫側(cè)蒸發(fā)器和低溫側(cè)蒸發(fā)器雙極降溫除濕變成低溫的飽和空氣,低溫飽和空氣經(jīng)過(guò)熱回收器預(yù)熱，再通過(guò)低溫側(cè)加熱器和高溫側(cè)加熱器加熱，低溫飽和空氣變成干熱空氣流出進(jìn)入熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，通過(guò)改變污泥形狀和強(qiáng)化熱風(fēng)烘干系統(tǒng)內(nèi)部空氣流動(dòng)，有效改善了污泥由內(nèi)至外的熱濕交換率，造粒品質(zhì)顯著提高，而且有利于降低除濕熱泵的運(yùn)行溫度，保證壓縮機(jī)吸排氣溫度運(yùn)行在最佳區(qū)間，系統(tǒng)運(yùn)行效率顯著提高，壓縮機(jī)電機(jī)燒毀和機(jī)械故障的可能性降低，同時(shí)，通過(guò)降低與熱空氣接觸的換熱器的管內(nèi)運(yùn)行壓力和改變換熱器材質(zhì)，有效降低了換熱器泄漏概率，大大延長(zhǎng)了設(shè)備部件使用壽命。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種防爆低能耗型低溫污泥干化造粒工藝，由熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)和雙極熱泵除濕系統(tǒng)組成。
作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選，熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)包括污泥輸送進(jìn)料機(jī)、造粒機(jī)、污泥顆粒傳輸帶、攪拌風(fēng)機(jī)、活性炭空氣過(guò)濾器、干污泥顆粒出料機(jī)；濕污泥通過(guò)污泥輸送進(jìn)料機(jī)導(dǎo)入造粒機(jī)內(nèi)造粒，造粒完成后的濕污泥顆粒進(jìn)入污泥顆粒傳輸帶，過(guò)程中，濕污泥顆粒與由雙極熱泵除濕系統(tǒng)導(dǎo)入的熱干空氣進(jìn)行熱濕交換完成干燥，且攪拌風(fēng)機(jī)對(duì)熱氣流進(jìn)行攪動(dòng)，活性炭空氣過(guò)濾器對(duì)熱濕空氣中吸附的污泥有害物質(zhì)進(jìn)行濾除。
作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選，造粒機(jī)造粒為空心顆粒，顆粒形狀選自但不限于空心圓柱體、空心棱柱體、空心圓臺(tái)、空心棱臺(tái)中的任意一種。
作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選，雙極熱泵除濕系統(tǒng)包括高溫側(cè)熱泵除濕系統(tǒng)、低溫側(cè)熱泵除濕系統(tǒng)；高溫側(cè)熱泵除濕系統(tǒng)由高溫側(cè)壓縮機(jī)、高溫側(cè)板式水冷冷凝器、高溫側(cè)蒸發(fā)器、高溫側(cè)膨脹閥、高溫側(cè)加熱換熱器、高溫側(cè)熱水循環(huán)水泵組成；低溫側(cè)熱泵除濕系統(tǒng)由低溫側(cè)壓縮機(jī)、低溫側(cè)板式水冷冷凝器、低溫側(cè)蒸發(fā)器、低溫側(cè)膨脹閥、低溫側(cè)加熱換熱器、低溫側(cè)熱水循環(huán)水泵組成。
作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選，高溫側(cè)蒸發(fā)器管內(nèi)循環(huán)介質(zhì)為R134a，低溫側(cè)蒸發(fā)器管內(nèi)循環(huán)介質(zhì)為R22；高溫側(cè)加熱換熱器、低溫側(cè)加熱換熱器管內(nèi)循環(huán)介質(zhì)均為水。
作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選，高溫側(cè)加熱換熱器、低溫側(cè)加熱換熱器管均采用不銹鋼管套防腐鋁翅片換熱器。
作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選，雙極熱泵除濕系統(tǒng)還包括熱回收系統(tǒng)，熱回收系統(tǒng)由熱回收器和熱回收循環(huán)水泵組成，用于熱濕空氣的預(yù)冷和低溫飽和空氣的預(yù)熱；由熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)流回的熱濕空氣通過(guò)熱回收器預(yù)降溫，再通過(guò)高溫側(cè)蒸發(fā)器和低溫側(cè)蒸發(fā)器雙極降溫除濕變成低溫的飽和空氣,低溫飽和空氣經(jīng)過(guò)熱回收器預(yù)熱，再通過(guò)低溫側(cè)加熱器和高溫側(cè)加熱器加熱，低溫飽和空氣變成干熱空氣流出進(jìn)入熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)，以此循環(huán)。
傳統(tǒng)低溫污泥干化造粒為，熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)由污泥輸送進(jìn)料機(jī)+造粒機(jī)（實(shí)芯顆粒）+污泥顆粒傳輸帶+干污泥顆粒出料機(jī)等組成。來(lái)自除濕熱泵的高溫的干燥空氣進(jìn)入熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)與污泥進(jìn)行熱濕交換，變成潮濕空氣流出，進(jìn)入除濕熱泵再次升溫除濕，如此循環(huán)不斷地吸收污泥中的水分，污泥得到干化。傳統(tǒng)低溫污泥干化系統(tǒng)干燥空氣溫度在70℃-80℃左右，濕空氣的溫度在45℃-60℃左右，熱泵除濕過(guò)程中，熱泵循環(huán)介質(zhì)（R22和R134a)換熱器（蒸發(fā)器和冷凝器）直接與循環(huán)空氣接觸，冷凝器運(yùn)行壓力較高（2.8MPa左右），極易引發(fā)設(shè)備故障、泄露等，應(yīng)用性差。
基于傳統(tǒng)技術(shù)，本申請(qǐng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、提高污泥粒與干熱空氣的熱濕交換效率，干熱空氣與污泥粒間的傳熱溫差減小，熱泵除濕系統(tǒng)運(yùn)行溫度降低，解決了壓縮機(jī)易損毀問(wèn)題，同時(shí)也提高了設(shè)備的能效，降低了運(yùn)行成本。
1）、自主研發(fā)的全新的造粒機(jī)構(gòu)，污泥粒形狀為空心的圓柱狀，該形狀污泥粒一方面增加了污泥與干熱空氣的接觸面積，另一方面空心粒內(nèi)側(cè)與干熱空氣也可進(jìn)行充分熱濕交換，污泥內(nèi)部水分更容易傳遞到空氣中，從兩方面改善了污泥粒與干熱空氣的熱濕交換效率。熱濕傳遞溫差得到減小，要達(dá)到相同技術(shù)指標(biāo)（干化后污泥含水率），熱泵除濕系統(tǒng)運(yùn)行溫度要低于現(xiàn)有的實(shí)芯污泥粒。
2）、在熱風(fēng)循環(huán)烘干系統(tǒng)內(nèi)部增加了攪拌風(fēng)機(jī)，強(qiáng)化了污泥粒與干熱空氣之間的熱濕傳遞。熱濕傳遞的溫差減小，熱泵除濕系統(tǒng)運(yùn)行溫度得到降低。
2、與空氣接觸的換熱器管內(nèi)均低壓運(yùn)行，換熱器均采用不銹鋼管套防腐鋁翅片換熱器。同時(shí)空氣通過(guò)活性炭過(guò)濾器的不斷循環(huán)過(guò)濾，有害物質(zhì)（腐蝕性）濃度降低。通過(guò)以上方案解決了換熱器泄漏問(wèn)題。
通過(guò)上面技術(shù)的應(yīng)用，熱泵除濕系統(tǒng)的運(yùn)行溫度比市面上相同產(chǎn)品大約會(huì)低5℃ 10℃，確保了設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，減少了設(shè)備維護(hù)維修費(fèi)用，同時(shí)設(shè)備運(yùn)行的能效也可提高20%，有效提高設(shè)備的出勤率、降低了設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)維修費(fèi)用，設(shè)備整體運(yùn)行的投資回報(bào)率得到大幅提高。
隨做設(shè)備正常使用率的提高，維護(hù)維修的降低以及設(shè)備運(yùn)行能耗的降低，設(shè)備單位產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益得到大幅提高，同時(shí)低溫污泥干化機(jī)組應(yīng)用范圍得到大幅拓展。
本發(fā)明的有益效果在于：本申請(qǐng)通過(guò)改變污泥形狀和強(qiáng)化熱風(fēng)烘干系統(tǒng)內(nèi)部空氣流動(dòng)，有效改善了污泥由內(nèi)至外的熱濕交換率，造粒品質(zhì)顯著提高，而且有利于降低除濕熱泵的運(yùn)行溫度，保證壓縮機(jī)吸排氣溫度運(yùn)行在最佳區(qū)間，系統(tǒng)運(yùn)行效率顯著提高，壓縮機(jī)電機(jī)燒毀和機(jī)械故障的可能性降低，同時(shí)，通過(guò)降低與熱空氣接觸的換熱器的管內(nèi)運(yùn)行壓力和改變換熱器材質(zhì)，有效降低了換熱器泄漏概率，大大延長(zhǎng)了設(shè)備部件使用壽命。
（發(fā)明人：李明;陳傳文;吳曉松;茅國(guó)杰;史文慶）
