專利名稱：一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥焚燒處理技術(shù)，特別是一種利用污泥焚燒產(chǎn)生的余熱進行污泥烘干的烘干系統(tǒng)及烘干及處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對污泥的處理通常有兩種方式一種是掩埋法，另一種是焚燒法，掩埋法雖然不需要龐大的設(shè)備成本，但卻需要有廣闊的掩埋場地，在人口不斷增加土地日益減少的今天，土地是寶貴的，是人類賴以生存的條件，并且掩埋容易污染地下水源，造成嚴重的二次污染的環(huán)保問題。而污泥焚燒處理將污泥燃燒成灰渣，減少了廢棄物量，且避免了污染水源，因此污泥焚燒處理具有減量化明顯、周期短、無害化等優(yōu)點，加之所需的場地面積遠小于掩埋式垃圾場的面積，所以高溫焚燒方式已逐漸成為污泥處理的主要選擇。然而，由于污泥的含水率高(80%)，熱值低，直接焚燒需添加大量的輔助燃料，導(dǎo)致其焚燒的運作成本過高，耗費的能源過大，不僅嚴重影響其污泥處理的經(jīng)濟效益，而且無節(jié)能減碳的環(huán)保效益。污泥在烘干的過程中會產(chǎn)生臭氣、氯氣等有害氣體，所以必須對產(chǎn)生的廢氣進行無害化處理，若用蒸汽或煙氣直接烘干污泥，廢氣中帶有大量水蒸氣對廢氣無害化處理增加了不小的難度，氣量的增加也提高了尾氣處理設(shè)備的投入。若用高溫油、水蒸汽作為烘干污泥的加熱介質(zhì)對烘干設(shè)備的制造精度、密封精度、 材料提出了較高的要求，導(dǎo)致制造成本增加。本發(fā)明提出一種利用焚燒污泥過程所產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^高效熱交換器產(chǎn)生高溫空氣，用高溫空氣來間接烘干污泥的方法，該方法經(jīng)濟實用、節(jié)能環(huán)保，是一種新穎有潛力的方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述存在的問題，本發(fā)明介紹了一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠有效處理生活污水處理廠的污泥，而且能夠利用污泥焚燒爐所排出的廢氣(煙氣)通過熱交換器產(chǎn)生高溫空氣，用高溫空氣間接烘干污泥；高溫空氣在封閉的氣道里循環(huán)，烘干污泥后降溫的空氣又回到熱交換器經(jīng)過熱交換后反復(fù)使用，經(jīng)濟實用、節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的技術(shù)方案在于一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)，包括內(nèi)部設(shè)有污泥螺旋輸送芯軸的污泥烘干機，所述污泥烘干機的一側(cè)設(shè)有熱循環(huán)空氣出口和位于上端的污泥進料口，其另一側(cè)設(shè)有污泥出料口和熱循環(huán)空氣進口，所述污泥烘干機的烘干廢氣出口設(shè)置在靠近污泥進料口一側(cè)上方，其特征在于從污泥出料口排出的烘干污泥經(jīng)輸送帶和提升機送往熱分解爐上方的進料口，所述熱分解爐的煙氣排氣口與用于分解煙氣中二噁英的二燃室相連通，所述二燃室的高溫?zé)煔馀艢饪诮?jīng)高溫管道與熱交換器相連接，經(jīng)冷卻后煙氣通往噴粉裝置和布袋除塵器處理，最后經(jīng)煙 排入大氣中。
上述熱交換器由高溫?zé)峤粨Q器和低溫?zé)峤粨Q器串聯(lián)構(gòu)成，所述污泥烘干機的熱循環(huán)空氣出口經(jīng)循環(huán)風(fēng)機抽送至低溫?zé)峤粨Q器及高溫?zé)峤粨Q器與高溫?zé)煔膺M行熱交換，所述高溫?zé)峤粨Q器的熱循環(huán)空氣出口經(jīng)高溫循環(huán)管道與污泥烘干機的熱循環(huán)空氣進口相連接。上述污泥烘干機的熱循環(huán)空氣出口與循環(huán)風(fēng)機之間的連接管路上安裝有與大氣相通的循環(huán)熱風(fēng)補氣閥，所述高溫循環(huán)管道上安裝有用于輔助加熱熱風(fēng)的電加熱器。上述污泥烘干機的烘干廢氣出口經(jīng)引風(fēng)機和連接管路與冷凝器相連接，經(jīng)冷凝后的氣體由引風(fēng)機和連接管路送往二燃室燃燒分解處理。本發(fā)明的優(yōu)點
1.污泥熱解燃燒前將污泥進行烘干處理，可以將污泥的含水量從80%降到45%，由于提高了污泥的熱值，使污泥易于焚燒。污泥焚燒過程把水蒸發(fā)成水蒸氣需大量的燃料，因此降低了污泥的含水量，污泥在燃燒時可節(jié)省燃料。減少了污泥焚燒產(chǎn)生的水蒸氣，也使煙氣的濃度不被過量稀釋，易于煙氣在二燃室的自燃，二燃室可以少加或不加燃料就能把煙氣中的有害氣體二噁英分解。污泥焚燒若產(chǎn)生大量的水蒸氣，勢必增加了煙氣量，對煙氣的后續(xù)處理增加了難度，勢必提高設(shè)備投入成本。含有水蒸氣的煙氣在從煙 排出時在煙囪口會產(chǎn)生霧霾現(xiàn)象。因此污泥焚燒前的烘干處理在污泥焚燒系統(tǒng)中是極其重要的一個環(huán)節(jié)，它對整個系統(tǒng)的節(jié)能減排、減少設(shè)備的投資起到很重要的作用。2.利用污泥焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過高溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器將空氣加熱到500°C，高溫空氣作為加熱介質(zhì)通過螺旋烘干機對污泥進行烘干處理，使污泥的含水量降到45%。由于采用間接方式加熱，高溫空氣與污泥烘干產(chǎn)生的臭、廢氣分離，高溫空氣可以在一個密閉的氣道里循環(huán)使用，減少熱源的消耗。應(yīng)用常壓下的高溫空氣作為加熱介質(zhì)，比用水蒸汽，高溫油等其它介質(zhì)對烘干設(shè)備的密封、制造精度要求降低了許多。因為水蒸氣是高溫高壓氣體，高壓氣體對容器承壓以及各容器的結(jié)合面密封要求更高。高壓氣體的容器要按照壓力容器的標(biāo)準來制造，高溫油雖然不是高壓，但高溫油容器、輸送管道若密封不當(dāng)造成油的泄露會污染環(huán)境。因此使用水蒸氣、高溫油的設(shè)備制造精度都相應(yīng)提高。而使用高溫常壓空氣沒有壓力，且高溫常壓空氣的泄露也不會對環(huán)境造成污染。所以其設(shè)備也相對簡單，制造成本低。3.通常廢物焚燒系統(tǒng)都要設(shè)有煙氣降溫系統(tǒng)，煙氣降溫系統(tǒng)的作用就是讓高溫?zé)煔?二燃室出口溫度可高達1100°c )降溫到后續(xù)煙氣處理設(shè)備可正常工作的溫度范圍。本發(fā)明利用高效熱交換器代替煙氣降溫系統(tǒng)即達到降溫?zé)煔庥譃槲勰嗪娓商峁┝藷嵩础Ｍǔ５暮娓蓹C都要獨立提供熱源，本系統(tǒng)是充分利用污泥焚燒爐產(chǎn)生的廢氣(高溫?zé)煔?對污泥焚燒前進行污泥烘干處理，達到節(jié)能，減排，環(huán)保的目的。


圖1是烘干機結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的污泥處理工藝流程圖。圖中1為耐火材料，2為熱循環(huán)空氣出口，3為污泥進料口，4為螺旋輸送芯軸，5 為污泥烘干輸送夾層，6為烘干廢氣出口，7為螺旋氣道，8為烘干廢氣出口，9為污泥出料口，10為熱循環(huán)空氣進口，11為進氣室，12為輸送帶，13為斗式提升機，14為熱分解爐，15為二燃室，16為高溫?zé)峤粨Q器，17為低溫?zé)峤粨Q器，18為噴粉裝置，19為布袋除塵器，20為引風(fēng)機，21為煙囪，22為污泥烘干機，23為循環(huán)風(fēng)機，24為補氣閥，25為電加熱器，26為冷凝器。
具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。請參考附圖1和圖2，本發(fā)明的一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)，包括內(nèi)部設(shè)有污泥螺旋輸送芯軸4的污泥烘干機22，螺旋輸送芯軸4的軸心為螺旋氣道，能通高溫空氣，使其高溫空氣能足夠多地與污泥進行間接熱交換；所述污泥螺旋輸送芯軸一端部設(shè)置有高溫空氣進氣室11，在進氣室11上方設(shè)有熱循環(huán)空氣進口 10，此形式儲氣量大，同時也解決了進出氣聯(lián)接、密封難題，大氣量便于向螺旋輸送芯軸及污泥烘干輸送夾層輸送高溫空氣。氣室采用內(nèi)保溫形式保溫效果好。螺旋輸送芯軸4在軸端氣室處開有進氣孔，此進氣方式克服了用螺旋接頭進氣量小，高溫易磨損元件的缺陷，且進氣口無需密封。污泥烘干輸送夾層5氣道設(shè)有阻流片，阻流片沿軸線方向每隔2米置12片阻流片，沿圓周分布。阻流片提高了氣體的紊流度，使通過污泥烘干輸送夾層的高溫空氣的熱交換率得以提高。螺旋氣道7置于螺旋輸送芯軸內(nèi)，高溫氣體沿著螺旋流動，增加了湍流度，提高了熱交換率。在出氣室左側(cè)面設(shè)有熱循環(huán)空氣出口 2。在污泥烘干輸送夾層5左上方設(shè)污泥進料口 3，右下方設(shè)有污泥出料口 9，中間兩個出氣口 6，8為污泥烘干過程產(chǎn)生熱蒸汽和廢氣的烘干廢氣出口，其特征在于從污泥出料口 9排出的烘干污泥經(jīng)輸送帶12和斗式提升機13送往熱分解爐14上方的進料口，所述熱分解爐14的煙氣排氣口與用于分解煙氣中二噁英的二燃室15相連通，所述二燃室15的高溫?zé)煔馀艢饪诮?jīng)高溫管道與熱交換器相連接，經(jīng)冷卻后煙氣通往噴粉裝置18和布袋除塵器19處理，最后經(jīng)煙@ 21排入大氣中。上述熱交換器由高溫?zé)峤粨Q器16和低溫?zé)峤粨Q器17串聯(lián)構(gòu)成，所述污泥烘干機 22的熱循環(huán)空氣出口經(jīng)循環(huán)風(fēng)機23抽送至低溫?zé)峤粨Q器17及高溫?zé)峤粨Q器16與高溫?zé)煔膺M行熱交換，所述高溫?zé)峤粨Q器16的熱循環(huán)空氣出口經(jīng)高溫循環(huán)管道與污泥烘干機22 的熱循環(huán)空氣進口相連接。上述污泥烘干機22的熱循環(huán)空氣出口 2與循環(huán)風(fēng)機23之間的連接管路上安裝有與大氣相通的循環(huán)熱風(fēng)補氣閥對，所述高溫循環(huán)管道上安裝有用于輔助加熱熱風(fēng)的電加熱
25 ο上述污泥烘干機22的烘干廢氣出口 6，8經(jīng)引風(fēng)機和連接管路與冷凝器沈相連接，經(jīng)冷凝后的氣體由引風(fēng)機和連接管路送往二燃室15燃燒分解處理。本發(fā)明的工藝流程如下
請參考圖3，經(jīng)烘干機烘干處理后的污泥送入污泥熱解爐燃燒，污泥熱解燃燒過程會產(chǎn)生煙氣，煙氣里含有二噁英有害氣體。二噁英在高溫下很容易分解，在100(TC停留ls，在 1100°C停留數(shù)微秒即可完全分解。由于污泥在熱解爐的熱解溫度通常在180°C -600°C之間。為了將煙氣里的二噁英分解，把煙氣輸送到二燃室，二燃室安裝有二段式柴油燃燒機， 燃燒機的開啟幅度或關(guān)閉由設(shè)定溫度(設(shè)定溫度通過熱電偶反饋到PLC控制系統(tǒng))自動控制，在起爐階段，由于爐溫較低，需要開啟燃燒機對二燃室進行加熱升溫，熱解氣體自燃時，爐溫會迅速上升并達到設(shè)定溫度，助燃裝置則自動關(guān)閉。經(jīng)二燃室加溫到1000°C將二噁英徹底分解。經(jīng)過二燃室燃燒的高溫?zé)煔饨?jīng)高溫管道進入高效熱交換器。經(jīng)過高溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器熱(通常的熱交換器工作溫度不超過400°c，而該系統(tǒng)的熱交換器的工作溫度1000°c，對熱交換器的材料、結(jié)構(gòu)提出了特殊要求，材料要采用耐高溫材料，由于工作溫度在1000°c，熱交換器的熱脹冷縮量大，因此對結(jié)構(gòu)有特殊要求)交換將烘干機的加熱介質(zhì)-空氣從150°c加溫到500°C，而煙氣經(jīng)過熱交換溫度也從1000°C降至180°C。煙氣再經(jīng)過噴粉裝置(活性炭粉或消石灰等)、布袋除塵器達到排放標(biāo)準后經(jīng)煙 排掉。500°C空氣經(jīng)管道輸送到烘干機的進氣室，由進氣室分別送到污泥烘干輸送夾層氣道和螺旋芯軸內(nèi)氣道，在污泥烘干輸送夾層氣道和螺旋芯軸氣道內(nèi)均設(shè)有特殊的結(jié)構(gòu)以增加換熱比面積，提高熱交換率。高溫空氣經(jīng)過螺旋烘干機后從烘干機出氣室回到管道，管道是密閉的循環(huán)系統(tǒng)，空氣經(jīng)熱交換器后又回到烘干機。污泥經(jīng)過高溫空氣烘干含水量從 80 %降到45 %，經(jīng)過烘干的污泥再送入污泥熱解爐燃燒。本發(fā)明不局限上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可以得出其他各種形式的利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)。凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)，包括內(nèi)部設(shè)有污泥螺旋輸送芯軸的污泥烘干機，所述污泥烘干機的一側(cè)設(shè)有熱循環(huán)空氣出口和位于上端的污泥進料口，其另一側(cè)設(shè)有污泥出料口和熱循環(huán)空氣進口，所述污泥烘干機的烘干廢氣出口設(shè)置在靠近污泥進料口一側(cè)上方，其特征在于從污泥出料口排出的烘干污泥經(jīng)輸送帶和提升機送往熱分解爐上方的進料口，所述熱分解爐的煙氣排氣口與用于分解煙氣中二噁英的二燃室相連通，所述二燃室的高溫?zé)煔馀艢饪诮?jīng)高溫管道與熱交換器相連接，經(jīng)冷卻后煙氣通往噴粉裝置和布袋除塵器處理，最后經(jīng)煙 排入大氣中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)，其特征在于所述熱交換器由高溫?zé)峤粨Q器和低溫?zé)峤粨Q器串聯(lián)構(gòu)成，所述污泥烘干機的熱循環(huán)空氣出口經(jīng)循環(huán)風(fēng)機抽送至低溫?zé)峤粨Q器及高溫?zé)峤粨Q器與高溫?zé)煔膺M行熱交換，所述高溫?zé)峤粨Q器的熱循環(huán)空氣出口經(jīng)高溫循環(huán)管道與污泥烘干機的熱循環(huán)空氣進口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)，其特征在于所述污泥烘干機的熱循環(huán)空氣出口與循環(huán)風(fēng)機之間的連接管路上安裝有與大氣相通的循環(huán)熱風(fēng)補氣閥，所述高溫循環(huán)管道上安裝有用于輔助加熱熱風(fēng)的電加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)，其特征在于所述污泥烘干機的烘干廢氣出口經(jīng)引風(fēng)機和連接管路與冷凝器相連接，經(jīng)冷凝后的氣體由引風(fēng)機和連接管路送往二燃室燃燒分解處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用余熱產(chǎn)生高溫循環(huán)空氣的污泥烘干及處理系統(tǒng)，包括內(nèi)部設(shè)有污泥螺旋輸送芯軸的污泥烘干機，所述污泥烘干機的一側(cè)設(shè)有熱循環(huán)空氣出口和位于上端的污泥進料口，其另一側(cè)設(shè)有污泥出料口和熱循環(huán)空氣進口，所述污泥烘干機的烘干廢氣出口設(shè)置在靠近污泥進料口一側(cè)上方，其特征在于從污泥出料口排出的烘干污泥經(jīng)輸送帶和提升機送往熱分解爐上方的進料口，所述熱分解爐的煙氣排氣口與用于分解煙氣中二噁英的二燃室相連通，所述二燃室的高溫?zé)煔馀艢饪诮?jīng)高溫管道與熱交換器相連接，經(jīng)冷卻后煙氣通往噴粉裝置和布袋除塵器處理，最后經(jīng)煙囪排入大氣中。該系統(tǒng)能夠利用焚燒污泥過程所產(chǎn)生的高溫?zé)煔饧訜峥諝鈦黹g接烘干污泥，熱空氣循環(huán)使用，經(jīng)濟實用、節(jié)能環(huán)保。
文檔編號C02F11/12GK102219346SQ20111013715
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者林秀梅 申請人:福州莊訊環(huán)?？萍加邢薰?