申请日2016.08.18
公开(公告)日2017.02.08
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明公开了一种城市污泥深度干燥化装置，包括加料单元、自由水干燥单元，所述加料单元设置在自由水干燥单元上方;所述加料单元包括投料口、弧形超声板、螺旋进料器、物料剪切挤出机构，所述投料口下方通道管壁外部对称设置两块弧形超声板，所述通道内设置螺旋进料器，所述通道与物料剪切挤出机构连通;所述自由水干燥单元包括若干个从上到下依次设置在壳体内的干燥带，上下相邻的干燥带的首尾之间设置有颗粒收集并重置机构;所述物料剪切挤出机构的出料口与所述加料单元的壳体的进料口连通。本发明采用物料二次分布颗粒，在半干时重置一次颗粒水分平衡，使能量最小化，可分层控温控湿，使产品更加适合下步工序，设备热效率高。
权利要求书
1.一种城市污泥深度干燥化装置，其特征在于，该装置包括加料单元、自由水干燥单元，所述加料单元设置在自由水干燥单元上方;所述加料单元包括投料口、弧形超声板、螺旋进料器、物料剪切挤出机构，所述投料口下方通道管壁外部对称设置两块弧形超声板，所述通道内设置螺旋进料器，所述通道与物料剪切挤出机构连通;所述自由水干燥单元包括若干个从上到下依次设置在壳体内的干燥带，上下相邻的干燥带的首尾之间设置有颗粒收集并重置机构;所述物料剪切挤出机构的出料口与所述加料单元的壳体的进料口连通。
2.根据权利要求1所述的城市污泥深度干燥化装置，其特征在于：所述物料剪切挤出机构包括叠加设置在外壳内的盘式切割刀片、挤出板、托底，所述盘式切割刀片、挤出板与剪切电机的驱动轴连接。
3.根据权利要求1或2所述的城市污泥深度干燥化装置，其特征在于：所述干燥带内设置有若干个与热空气管路连接的热空气喷嘴。
4.根据权利要求3所述的城市污泥深度干燥化装置，其特征在于：该装置还包括深度加热水平衡单元，所述深度加热水平衡单元设置在自由水干燥单元的下方，所述深度加热水平衡单元包括设置在干燥筒内的若干组搅拌叶片，所述若干组搅拌叶片与空心的旋转轴连接，所述旋转轴内设置有热空气管路。
5.根据权利要求4所述的城市污泥深度干燥化装置，其特征在于：该装置还包括成型单元，所述成型单元设置在深度加热水平衡单元的下方，所述成型单元包括设置在壳体内的圆辊挤压机构、颗粒切分机构，所述圆辊挤压机构由一对带槽圆辊啮合组成，所述颗粒切分机构由一对带有齿刀的圆辊轮组成并且位于圆辊挤压机构下方。
6.根据权利要求5所述的城市污泥深度干燥化装置，其特征在于：该装置还包括最终干燥单元，所述最终干燥单元设置在成型单元的下方，所述最终干燥单元包括保护箱体、设置在保护箱体内的搅拌机构，所述搅拌机构的下方设置有布风板;所述保护箱体的底部设置有出料口，所述保护箱体的一侧与自由水干燥单元、深度加热水平衡单元的热空气管路的进气口连通，另一侧与深度加热水平衡单元的热空气管路的出气口连通。
7.根据权利要求6所述的城市污泥深度干燥化装置，其特征在于：所述自由水干燥单元与深度加热水平衡单元、深度加热水平衡单元与成型单元之间分别设置有颗粒收集并重置机构。
8.根据权利要求7所述的城市污泥深度干燥化装置，其特征在于：所述颗粒收集并重置机构包括物料收集口和切分重置对轮，所述物料收集口的下方设置切分重置对轮。
说明书
城市污泥深度干燥化装置
技术领域
本发明属于固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种城市污泥深度干燥化装置。
背景技术
城市污泥通常是指城市污水处理厂(有时也包括自来水厂)在处理污水过程中产生的固态沉淀物，成分复杂，除含有大量水分外，还含有多种重金属、有机污染物、病原微生物和寄生虫卵等有害物质，因此，如不进行无害化处理，会对环境造成严重的二次污染。
在我国城市化进程加快、城市人口急剧增加、国家对环保事业投入不断增长的推动下，污水处理厂的建设越来越多，水污染治理的能力不断加大，污泥产量也越来越多，据中国环境科学研究院测算，2012年，我国各城市污水处理厂年污水处理能力约为462亿吨，产生的湿污泥(含水率80%)达4600多万吨，占我国年总固体废弃物排放量的5%以上。根据“十二五”规划计算，我国城镇湿污泥产量将达到5340万吨/年。
城市污泥是污水处理厂和污水处理的必然产物。未经恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染。存在的主要环境问题如下：
(1)污泥含水率高。未脱水污泥含水率大于90%，初步脱水污泥含水率也高达80%，造成运输成本高、堆放面积大，挤压垃圾填埋场库容，堵塞垃圾渗滤液管等问题;
(2)细菌滋生。不仅造成视觉污染，而且为其他有害生物的滋生提供了场所;
(3)大气污染。污泥堆放在露天散发出臭气和异味，日晒风刮，污染物颗粒会造成大气污染;
(4)污染水体。经水浸泡、溶解，污染物伴随污水流入河道，会污染地表水，进入地下水;
(5)含有重金属。如不加以控制，则可能污染土地。
污泥的处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化和无害化，同时尽量回收和利用污泥中的能源和资源。在安全、环保和经济的前提下合理实现污泥的处理处置以及综合利用，达到节能减排和发展循环经济的目的。
污泥处理处置包括处理与处置两个阶段，污泥处理主要是对污泥进行稳定化、减量化和无害化的处理过程，主要处理方法有：浓缩脱水、厌氧消化、好氧发酵、污泥热干化、石灰稳定等;污泥处置是指处理后污泥进行消纳最终处置的过程，主要处置方法有：土地利用、建材利用、焚烧与协同处置、填埋等。污泥的处理和处置是不可分割的两部，处理作为处置的前置工序，处置作为处理的最终归宿，两者缺一不可，不可分割。但根据处置的需求，除土地利用外，其他处置工序的前置工序对应的都是污泥热干化处理工艺。土地利用对于我国污泥高重金属现状来说危害性大，所以如果在我国选择污泥处置前工艺则都需要热干化处理。
市面上现有热干化设备缺点：
脱水率低。现有污泥干燥设备在合理的经济性和能量利用率性条件下，脱水效率低，产品最终含水量高达40%左右。
热利用效率低。现有污泥干燥设备在合理的经济性和能量利用率性条件下，热利用率低，综合利用率只有55%左右。
单一干燥设备干燥污泥效果不理想。由于污泥干燥在我国属于新型领域，没有针对污泥干燥的专用设备，其干燥时多采用其他行业的干燥仪器，但是污泥结合水量高的特性决定其利用其他干化设备干燥不会有好的效果。
复合型设备各环节之间气流相互影响。根据现有污泥干燥设备中国外(或复制国外)复合型设备也有一席之地，但是对比此类设备可以发现，这类设备气流没有分段控制，对污泥也不存在二次颗粒分布，污泥颗粒干燥后表面收缩度大，颗粒水分梯度大，产品密度小，成品不能做到最大程度的减量化，利用其成品燃烧、干馏、制作活性炭等都显得差强人意，产品水分含量高，对后续处理造成很大的能量浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种城市污泥深度干燥化装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种城市污泥深度干燥化装置，该装置包括加料单元、自由水干燥单元，所述加料单元设置在自由水干燥单元上方;所述加料单元包括投料口、弧形超声板、螺旋进料器、物料剪切挤出机构，所述投料口下方通道管壁外部对称设置两块弧形超声板，所述通道内设置螺旋进料器，所述通道与物料剪切挤出机构连通;所述自由水干燥单元包括若干个从上到下依次设置在壳体内的干燥带，上下相邻的干燥带的首尾之间设置有颗粒收集并重置机构;所述物料剪切挤出机构的出料口与所述加料单元的壳体的进料口连通。
上述方案中，所述物料剪切挤出机构包括叠加设置在外壳内的盘式切割刀片、挤出板、托底，所述盘式切割刀片、挤出板与剪切电机的驱动轴连接。
上述方案中，所述干燥带内设置有若干个与热空气管路连接的热空气喷嘴。
上述方案中，该装置还包括深度加热水平衡单元，所述深度加热水平衡单元设置在自由水干燥单元的下方，所述深度加热水平衡单元包括设置在干燥筒内的若干组搅拌叶片，所述若干组搅拌叶片与空心的旋转轴连接，所述旋转轴内设置有热空气管路。
上述方案中，该装置还包括成型单元，所述成型单元设置在深度加热水平衡单元的下方，所述成型单元包括设置在壳体内的圆辊挤压机构、颗粒切分机构，所述圆辊挤压机构由一对带槽圆辊啮合组成，所述颗粒切分机构由一对带有齿刀的圆辊轮组成并且位于圆辊挤压机构下方。
上述方案中，该装置还包括最终干燥单元，所述最终干燥单元设置在成型单元的下方，所述最终干燥单元包括保护箱体、设置在保护箱体内的搅拌机构，所述搅拌机构的下方设置有布风板;所述保护箱体的底部设置有出料口，所述保护箱体的一侧与自由水干燥单元、深度加热水平衡单元的热空气管路的进气口连通，另一侧与深度加热水平衡单元的热空气管路的出气口连通。
上述方案中，所述自由水干燥单元与深度加热水平衡单元、深度加热水平衡单元与成型单元之间分别设置有颗粒收集并重置机构。
上述方案中，所述颗粒收集并重置机构包括物料收集口和切分重置对轮，所述物料收集口的下方设置切分重置对轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明采用物料二次分布颗粒，在半干时重置一次颗粒水分平衡，使能量最小化，可分层控温控湿，使产品更加适合下步工序;设备热效率高，干燥消耗热量仅有2800~3200KJ/KgH2O蒸发;产品密度大，做到了深度干燥最大减量化，产品更加容易被焚烧厂、干馏厂、活性炭制造厂利用;能量分级输入不用控温，污泥中含有很高的有机质，在干燥是过温容易产生粉尘爆炸，在本装置中介质首先和污泥进行非接触性换热，温度下降后再次接触性换热，这样使介质的温度限制降低;热载介质不限，可以为空气、烟道尾气、保护气体等。
