一種蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置制造方法
【專利摘要】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、三通閥、換熱器和污泥干化機組成。濕冷的污泥進入污泥干化機，利用蒸汽壓縮機產(chǎn)生的高溫高壓的氣體在通入螺旋攪拌污泥預熱機的中空管給污泥進行預熱干燥。同時，從污泥干化機底部通入的干冷空氣，一部分進入換熱器與蒸汽壓縮機產(chǎn)生的高溫氣體進行換熱，產(chǎn)生干熱空氣進入污泥干化系統(tǒng)，進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，干化后的污泥實現(xiàn)了穩(wěn)定化、減量化、無害化、資源化。本發(fā)明設備簡單，初投資少，能耗和運行成本低，污泥干化處理效果好。
【專利說明】一種蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥干化【技術領域】，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】
[0002]隨著經(jīng)濟發(fā)展、人口增長和城市化進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，但是我國污泥處理技術和裝備卻普遍落后，污泥安全處理處置的保障率很低，成為目前我國面臨的一個急需解決的問題。
[0003]污泥干燥是用熱源對污泥進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，運行成本高，不適合現(xiàn)在社會提倡的節(jié)能減排目標。另外燃煤、燃油鍋爐熱源產(chǎn)生的煙氣對大氣產(chǎn)生二次污染，需要額外氣體污染處理費用。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，干燥成本和運行費用較高。污泥干化的一次性投資及運行費用高，在很大程度上阻礙了污泥干燥的應用和推廣，延緩了中小型城市污水處理廠污泥處理的進程。現(xiàn)在許多污水處理廠的污泥大量堆積，對環(huán)境已造成了嚴重的二次污染。
[0004]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，并且溫度也達不到直接用來干燥污泥的標準，所以許多研究或專利中未考慮回收利用這部分濕熱空氣。在綠色能源理念指導下，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環(huán)境帶來的危害。
[0005]現(xiàn)有的污泥干燥工業(yè)設備，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，并且溫度也達不到直接用來干燥污泥的標準，所以這部分可重復利用的熱能并沒有得到回收利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]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)利用污泥干化機中的濕熱蒸汽所蘊含的熱能，回用到污泥干化機中繼續(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。
[0007]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1、三通閥2、換熱器3和污泥干化機組成，其中: 污泥干化機由電機4、螺旋攪拌污泥預熱機5、污泥傳送帶6、鼓風機7和保溫外殼8構成，螺旋攪拌污泥預熱機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熱機5下方，保溫外殼8內(nèi)底部設有鼓風機7和干化污泥出口 11，通過鼓風機7將干冷空氣鼓入污泥干化機內(nèi)，保溫外殼8頂部設有濕污泥進口 10 ;螺旋攪拌污泥預熱機5連接電機4 ;螺旋攪拌污泥預熱機5 —側設有熱空氣進口 5-3，另一側設有不凝性氣體排出口 5-1和冷凝水排出口 5-2 ；
螺旋攪拌污泥預熱機5底部的濕熱空氣出口通過管道連接蒸汽壓縮機1，蒸汽壓縮機I通過第一三通閥管路2-1連接三通閥2，蒸汽壓縮機I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連接污泥干化機的熱空氣進口 5-3，使一部分高溫高壓氣體回用到污泥干化機，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入換熱器3 ;污泥干化機下部一側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I的高溫高壓氣體和來自污泥干化機的干冷空氣進行換熱，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進入污泥干化機；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。
[0008]本發(fā)明通過蒸汽壓縮機1，可以將從污泥干化機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，使之進入污泥干化機中繼續(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。
[0009]本發(fā)明利用三通閥2，將來自蒸汽壓縮機I中的高溫高壓氣體通過入口 2-1進入三通閥后進行分流，一部分氣體通過三通閥管路2-2直接回用到污泥干化機，一部分氣體通過三通閥管路2-3進入換熱器3，與干空氣進行換熱，產(chǎn)生的干燥高溫氣體回用到污泥干化機中。
[0010]本發(fā)明利用換熱器3，使得來自蒸汽壓縮機的高溫高壓氣體與通過第二換熱器管路3-2進入的干空氣進行換熱，產(chǎn)生的干燥高溫氣體通過第三換熱器管路3-3進入污泥干化機，參與污泥干化過程。本發(fā)明中，電機4和螺旋攪拌污泥預熱機5聯(lián)動，對進入污泥干化機的濕冷污泥進行攪拌碎化，有利于快速徹底的干化污泥。并且利用來自蒸汽壓縮機的高溫高壓氣體進入螺旋攪拌污泥預熱機的中空管預熱濕冷的污泥，有利于接下來的污泥干化過程。
[0011]本發(fā)明中，在污泥干化機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，污泥干化所需的時間以及污泥的含水量進行相應的調(diào)節(jié)，這可以做到既不浪費能源，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)約污泥干化機的占地面積，有利于整套裝置的推廣使用。
[0012]本發(fā)明中，使用鼓風機7將外界的干冷空氣從污泥干化機底部鼓進，這樣達到了利用干冷空氣回收傳送帶上顆粒污泥余熱的目的。
[0013]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內(nèi)的熱量損失，回收更多的余熱。
[0014]本發(fā)明中，污泥干化機的濕熱空氣出口 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，且過濾網(wǎng)為插入式，易于定期更換清洗。[0015]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備相比，其特點及優(yōu)勢在于:
(O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。
[0016](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熱機將進入系統(tǒng)的濕污泥進行粉碎，并利用來自蒸汽壓縮機的高溫氣體給污泥預熱，這樣可以顯著縮短污泥干化所需的時間，提高污泥干化效率。
[0017](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。
[0018](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的高溫高壓氣體進行分流，一部分進入螺旋攪拌污泥預熱機的中空管給濕污泥進行預熱，一部分進入換熱器與新的干空氣進行換熱，產(chǎn)生溫度較高的干燥氣體。
[0019](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用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1本發(fā) 明蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置整體結構示意圖。
[0021]圖中標號:1為蒸汽壓縮機，2為三通閥，2-1/2-2/2-3分別為第一、第二、第三通閥管路，3為換熱器，3-1/3-2/3-3/3-4分別為第一、第二、第三和第四換熱器管路，4為電機，5為螺旋攪拌污泥預熱機，5-1為不凝性氣體排出口，5-2為冷凝水排出口，5-3為熱空氣進口，6為傳送帶，7為鼓風機，8為保溫外殼，9為過濾網(wǎng)，10為濕污泥進口，11為干化污泥出口，12為濕熱空氣出口。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖1和發(fā)明人依本發(fā)明技術方案所完成的具體實例，對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0023]具體實施例1:蒸汽壓縮回收余熱的節(jié)能污泥干燥裝置的運行過程
如圖1所示，該裝置的主體主要由蒸汽壓縮機1、三通閥2、換熱器3、污泥干化機組成。其中，污泥干化機又由電機4、螺旋攪拌污泥預熱機5、污泥傳送帶6和鼓風機7構成。此外，三通閥2上有第一通閥管路2-1、第二通閥管路2-2、第三通閥管路2-3，換熱器3上有管路第一換熱器管路3-1、第二換熱器管路3-2、第三換熱器管路3-3和第四換熱器管路3-4，螺旋攪拌污泥預熱機上有管路不凝性氣體排出口 5-1，冷凝水排出口 5-2，熱空氣進口 5-3。
[0024]裝置運行過程中，污泥干化機中的濕熱空氣從濕熱空氣出口 12流出后進入蒸汽壓縮機1，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，從第一三通閥管路2-1進入三通閥2 ;高溫高壓氣體通過三通閥2分流，一部分從第二三通閥管路2-2分出，通過螺旋攪拌污泥預熱機5上的熱空氣入口5-3進入污泥干化機；電機4帶動螺旋攪拌污泥預熱機5轉動，粉碎濕污泥進口 10進入污泥干化機的濕污泥，并且從熱空氣入口 5-3進入螺旋攪拌污泥預熱機5的中空管的高溫氣體對粉碎的濕污泥進行預熱；預熱過程中產(chǎn)生的不凝性氣體和冷凝水分別通過不凝性氣體管路5-1和冷凝水管路5-2排出污泥干化機。
[0025]從第三三通閥管路2-3分流出的另一部分熱空氣從第一換熱器管路3-1進入換熱器3，鼓風機7鼓入污泥干化機的冷空氣回收干化污泥的余熱，回收干化污泥余熱的干空氣從第二換熱器管路3-2鼓入換熱器3，兩股冷熱氣流在換熱器3內(nèi)換熱，換熱過程產(chǎn)生的不凝性氣體和冷凝水從換熱器3的第四換熱器管路3-4排出，并且該過程中產(chǎn)生的一些干熱空氣從第三換熱器管路3-3進入污泥干化機參與污泥干化過程。這些干熱氣體進入污泥干化機后，流動方向與傳送帶6的運行方向相反，經(jīng)過多條傳送帶后從出口 12進入蒸汽壓縮機，完成一次污泥余熱利用循環(huán)。`
【權利要求】
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(I)、三通閥(2)、換熱器(3)和污泥干化機組成，其特征在于: 污泥干化機由電機(4)、螺旋攪拌污泥預熱機(5)、污泥傳送帶(6)、鼓風機(7)和保溫外殼(8)構成，螺旋攪拌污泥預熱機(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熱機(5)下方，保溫外殼(8)內(nèi)底部設有鼓風機(7)和干化污泥出口(11)，通過鼓風機(7)將干冷空氣鼓入污泥干化機內(nèi)，保溫外殼(8)頂部設有濕污泥進口(10);螺旋攪拌污泥預熱機(5)連接電機(4);螺旋攪拌污泥預熱機(5) —側設有熱空氣進口(5-3)，另一側設有不凝性氣體排出口(5-1)和冷凝水排出口(5-2)； 螺旋攪拌污泥預熱機(5)底部的濕熱空氣出口通過管道連接蒸汽壓縮機(1)，蒸汽壓縮機(I)通過第一三通閥管路(2-1)連接三通閥(2)，蒸汽壓縮機(I)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)連接污泥干化機的熱空氣進口(5-3)，使一部分高溫高壓氣體回用到污泥干化機，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入換熱器(3);污泥干化機下部一側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(I)的高溫高壓氣體和來自污泥干化機的干冷空氣進行換熱，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)進入污泥干化機；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)權利要求1所述的裝置，其特征在于污泥干化機的濕熱空氣出口(12)處安裝有過濾網(wǎng)(9)。
【文檔編號】C02F11/12GK103708702SQ201410000243
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月2日 優(yōu)先權日:2014年1月2日
【發(fā)明者】吳志根, 孫文鴿, 王剛, 李卓 申請人:同濟大學