申请日2017.10.09
公开(公告)日2017.12.15
IPC分类号C02F11/12; C02F11/18; B01D46/00; B01D53/00; F26B15/18; F26B21/00; F28D7/08
摘要
本发明公开了利用废热废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法，该系统包括空气换热器、多级带式干燥机、除尘过滤器、冷凝器;空气换热器包括冷风进口、热风出口、热烟气进口、热烟气出口、换热器本体和空气流通管道;换热器本体通过通入的热烟气对空气流通管道内的空气进行换热加热处理;多级带式干燥机包括热风进口、热风出口、污泥进料口、干污泥卸料口和干燥机本体;该系统利用烟气中的热量，对空气进行加热，然后通过空气进行后续污泥干燥处理。空气作为换热介质以及水分的载体，在系统内循环利用，处在一封闭循环系统中，无臭气外排，所以此系统无需臭气处理。从污泥中干燥出来的蒸汽经冷凝后形成液体并排出系统，进入污水处理系统。
权利要求书
1.一种利用废热废烟气的污泥干化系统，其特征在于，包括空气换热器、多级带式干燥机、除尘过滤器、冷凝器;
所述空气换热器、所述多级带式干燥机、所述除尘过滤器、所述冷凝器之间通过多段连接管道连通形成密闭循环系统;
所述空气换热器包括冷风进口、热风出口、热烟气进口、热烟气出口、换热器本体和空气流通管道;所述空气流通管道用于流通空气，且所述空气流通管道的两端分别连通所述冷风进口和所述热风出口;所述热烟气进口用于通入热烟气;所述热烟气出口用于排出热烟气;所述换热器本体用于通过通入的热烟气对所述空气流通管道内的空气进行换热加热处理;
所述多级带式干燥机包括热风进口、热风出口、污泥进料口、干污泥卸料口和干燥机本体;所述热风进口通过连接管道与所述空气换热器的热风出口连通，所述热风出口通过连接管道与所述除尘过滤器的进口连通;所述干燥机本体用于通过传送带方式带动污泥从污泥进料口进入到所述干燥机本体内部，并最终通过干污泥卸料口排出，过程中对污泥进行干燥处理;
所述除尘过滤器通过连接管道与所述冷凝器连通;所述除尘过滤器用于对所述多级带式干燥机的热风出口流出的湿热空气进行除尘过滤处理;
所述冷凝器包括冷凝器热风进口、冷风出口、冷水进口、温水出口和冷凝器本体、外置冷媒输送及散热装置;所述冷凝器热风进口用于通入湿热空气;所述冷风出口用于输出冷凝后的空气;所述外置冷媒输送及散热装置分别连通冷水进口和温水出口;所述冷水进口用于向冷凝器本体内通入冷媒介质;所述温水出口用于将所述冷凝器本体内的冷媒介质排出;所述冷凝器本体用于通过所述外置冷媒输送及散热装置内的冷媒介质对周围的所述湿热空气进行冷凝处理。
2.如权利要求1所述的利用废热废烟气的污泥干化系统，其特征在于，
所述除尘过滤器与所述冷凝器之间还设置有风机;且所述风机通过连接管道分别与所述除尘过滤器和所述冷凝器连通。
3.如权利要求2所述的利用废热废烟气的污泥干化系统，其特征在于，
所述除尘过滤器的出口与所述风机的进口通过一段连接管道连通，所述风机的出口与所述冷凝器的冷凝器热风进口之间通过一段连接管道连通，且所述冷凝器的冷风出口与所述空气换热器的冷风进口通过一段连接管道连通。
4.如权利要求3所述的利用废热废烟气的污泥干化系统，其特征在于，
所述利用废热废烟气的污泥干化系统还包括污泥预热装置;所述污泥预热装置用于对进入所述多级带式干燥机之前的污泥预先进行加热处理。
5.如权利要求4所述的利用废热废烟气的污泥干化系统，其特征在于，
所述污泥预热装置为加热器。
6.如权利要求1所述的利用废热废烟气的污泥干化系统，其特征在于，
所述冷媒介质为水。
7.如权利要求1所述的利用废热废烟气的污泥干化系统，其特征在于，
所述空气换热器为翅管式换热器或用超导材料制作的空气换热器。
8.如权利要求2所述的利用废热废烟气的污泥干化系统，其特征在于，
所述风机为轴流式风机或离心式风机。
9.一种污泥干化方法，其特征在于，通过上述如权利要求4-8任一项所述的利用废热废烟气的污泥干化系统实施污泥干化处理，包括如下操作步骤：
空气换热器利用热烟气对空气进行加热操作：经过除尘处理后的清洁热烟气通过空气换热器的热烟气进口进入并从热烟气出口输出;同时，热烟气对从冷风进口通入到换热器本体内的空气进行加热，并通过热风出口排出进入到多级带式干燥机;
多级带式干燥机对利用加热后的空气对污泥进行干燥处理：通过干燥机本体通过传送带方式带动污泥从污泥进料口进入到干燥机本体内部，并最终通过干污泥卸料口排出;同时加热后的空气从热风进口进入并从热风出口排出，并直接对所述干燥机本体内的污泥进行干燥处理;
除尘过滤器对从所述多级带式干燥机的热风出口流出湿热空气进行除尘处理;
风机的驱动带动除尘后的空气进入到冷凝器;
冷凝器热风进口用于通入湿热空气;冷风出口输出冷凝后的空气;冷水进口向冷凝器本体内通入冷媒介质;温水出口将所述冷凝器本体内的冷媒介质排出;同时，冷凝器本体对通过外置冷媒输送及散热装置内的冷媒介质对周围的湿热空气进行冷凝处理，并冷凝处理后的空气循环输送至所述空气换热器的冷风进口处。
10.如权利要求9所述的污泥干化方法，其特征在于，在所述多级带式干燥机对利用加热后的空气对污泥进行干燥处理步骤之前，还包括如下步骤：
污泥预热装置对进入所述多级带式干燥机之前的污泥预先进行加热处理。
说明书
利用废热废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法
技术领域
本发明涉及干燥技术领域，尤其涉及利用废热废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法。
背景技术
现有的利用废热或废热烟气的污泥干化技术主要有两种，分别为烟气直接干化和烟气间接干化，而这两种干化技术均是将废热烟气直接通入污泥干燥器。
上述的直接干燥器有滚筒干燥器、带式干燥器，间接干燥器主要有空心桨叶式干燥器和盘式干燥器，无论那种形式的干燥，此类技术都是热媒与污泥进行直接或间接的换热，虽然其达到干燥污泥的目的;但是在两类系统中，都会产生大量的烟气(其中尤其是滚筒干燥器，直接接触式的滚筒干燥器烟气量更大，间接式空心桨叶或盘式均较小)，但需要将排放的烟气进行尾气处理，包括除尘、降温、除臭，达到环保的排放要求后直接排放。
但是，很显然排放的烟气中所含有的大量水蒸气中的潜热没有得到有效的利用而被后续气体处理单元处理掉了，这就造成了能量的大量浪费。而且传统的污泥干化系统中含有复杂的臭气以及大量的粉尘无法及时进行处理，因此其将进一步造成环境的污染;而且，由于烟气温度比较高，直接干化系统中，会含有大量的粉尘，排放的大量粉尘又容易引发爆炸事故，给安全生产带来的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用废热废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法，以解决上述问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种利用废热废烟气的污泥干化系统，包括空气换热器、多级带式干燥机、除尘过滤器、冷凝器;
所述空气换热器、所述多级带式干燥机、所述除尘过滤器、所述冷凝器之间通过多段连接管道连通形成密闭循环系统;
所述空气换热器包括冷风进口、热风出口、热烟气进口、热烟气出口、换热器本体和空气流通管道;所述空气流通管道用于流通空气，且所述空气流通管道的两端分别连通所述冷风进口和所述热风出口;所述热烟气进口用于通入热烟气;所述热烟气出口用于排出热烟气;所述换热器本体用于通过通入的热烟气对所述空气流通管道内的空气进行换热加热处理;
所述多级带式干燥机包括热风进口、热风出口、污泥进料口、干污泥卸料口和干燥机本体;所述热风进口通过连接管道与所述空气换热器的热风出口连通，所述热风出口通过连接管道与所述除尘过滤器的进口连通;所述干燥机本体用于通过传送带方式带动污泥从污泥进料口进入到所述干燥机本体内部，并最终通过干污泥卸料口排出，过程中对污泥进行干燥处理;
所述除尘过滤器通过连接管道与所述冷凝器连通;所述除尘过滤器用于对所述多级带式干燥机的热风出口流出的湿热空气进行除尘过滤处理;
所述冷凝器包括冷凝器热风进口、冷风出口、冷水进口、温水出口和冷凝器本体、外置冷媒输送及散热装置;所述冷凝器热风进口用于通入湿热空气;所述冷风出口用于输出冷凝后的空气;所述外置冷媒输送及散热装置分别连通冷水进口和温水出口;所述冷水进口用于向冷凝器本体内通入冷媒介质;所述温水出口用于将所述冷凝器本体内的冷媒介质排出;所述冷凝器本体用于通过所述外置冷媒输送及散热装置内的冷媒介质对周围的所述湿热空气进行冷凝处理。
优选的，作为一种可实施方案;所述除尘过滤器与所述冷凝器之间还设置有风机;且所述风机通过连接管道分别与所述除尘过滤器和所述冷凝器连通。
优选的，作为一种可实施方案;所述除尘过滤器的出口与所述风机的进口通过一段连接管道连通，所述风机的出口与所述冷凝器的冷凝器热风进口之间通过一段连接管道连通，且所述冷凝器的冷风出口与所述空气换热器的冷风进口通过一段连接管道连通。
优选的，作为一种可实施方案;所述利用废热废烟气的污泥干化系统还包括污泥预热装置;所述污泥预热装置用于对进入所述多级带式干燥机之前的污泥预先进行加热处理。
优选的，作为一种可实施方案;所述污泥预热装置为加热器。
优选的，作为一种可实施方案;所述冷媒介质为水。
优选的，作为一种可实施方案;所述空气换热器为翅管式换热器或用超导材料制作的空气换热器。
优选的，作为一种可实施方案;所述风机为轴流式风机或离心式风机。
相应地，本发明还提供了一种污泥干化方法，通过利用废热废烟气的污泥干化系统实施污泥干化处理，包括如下操作步骤：
空气换热器利用热烟气对空气进行加热操作：经过除尘处理后的清洁热烟气通过空气换热器的热烟气进口进入并从热烟气出口输出;同时，热烟气对从冷风进口通入到换热器本体内的空气进行加热，并通过热风出口排出进入到多级带式干燥机;
多级带式干燥机对利用加热后的空气对污泥进行干燥处理：通过干燥机本体通过传送带方式带动污泥从污泥进料口进入到干燥机本体内部，并最终通过干污泥卸料口排出;同时加热后的空气从热风进口进入并从热风出口排出，并直接对所述干燥机本体内的污泥进行干燥处理;
除尘过滤器对从所述多级带式干燥机的热风出口流出湿热空气进行除尘处理;
风机的驱动带动除尘后的空气进入到冷凝器;
冷凝器热风进口用于通入湿热空气;冷风出口输出冷凝后的空气;冷水进口向冷凝器本体内通入冷媒介质;温水出口将所述冷凝器本体内的冷媒介质排出;同时，冷凝器本体对通过外置冷媒输送及散热装置内的冷媒介质对周围的湿热空气进行冷凝处理，并冷凝处理后的空气循环输送至所述空气换热器的冷风进口处。冷凝后产生的冷凝水通过泄水口排出洗系统。
优选的，作为一种可实施方案;在所述多级带式干燥机对利用加热后的空气对污泥进行干燥处理步骤之前，还包括如下步骤：污泥预热装置对进入所述多级带式干燥机之前的污泥预先进行加热处理。
与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：
本发明提供的一种利用废热废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法，分析本发明实施例提供的利用废热废烟气的污泥干化系统的主要结构可知：
上述利用废热废烟气的污泥干化系统主要由空气换热器、多级带式干燥机、除尘过滤器、冷凝器以及多段连接管道等结构构成;所述空气换热器、所述多级带式干燥机、所述除尘过滤器、所述冷凝器之间通过多段连接管道连通形成密闭循环系统;
其中，空气换热器包括冷风进口、热风出口、热烟气进口、热烟气出口、换热器本体和空气流通管道;换热器本体用于通过通入的热烟气对所述空气流通管道内的空气进行换热加热处理;
所述多级带式干燥机包括热风进口、热风出口、污泥进料口、干污泥卸料口和干燥机本体;所述干燥机本体用于通过传送带方式带动污泥从污泥进料口进入到所述干燥机本体内部，并最终通过干污泥卸料口排出，过程中对污泥进行干燥处理;
所述除尘过滤器用于对所述多级带式干燥机的热风出口流出的湿热空气进行除尘过滤处理;
所述冷凝器包括冷凝器热风进口、冷风出口、冷水进口、温水出口和冷凝器本体、外置冷媒输送及散热装置;冷凝器本体用于对通过所述外置冷媒输送及散热装置内的冷媒介质对周围的所述湿热空气进行冷凝处理。
其中，最为重要的结构是：上述密闭循环系统的系统架构设计以及其中具体的每个处理设备的连接关系以及结构局部等;本发明提供的利用废热废烟气的污泥干化系统，其将各个处理设备进行有机的重组和按照一定的布局设计和连接方式顺序配套设置，组成一种全新的污泥干化系统;
很显然，传统的干化系统是利用热烟气(即废热烟气)直接对污泥进行干化，结构简单粗暴，热烟气排出还需要进行处理;
但是，本发明提供的利用废热废烟气的污泥干化系统，可以利用热烟气，对二次传热介质进行加热处理，最大程度上利用热量和能源。即在空气换热器的处理过程中，将热烟气作为一次能源，同时将空气作为能量二次传递介质，在空气换热器内进行换热，对空气进行加热，为后续的多级带式干燥机供给加热后的空气;
然后通过干净洁净的热空气先后经过多级带式干燥机实施污泥干化处理，该处理过程不会产生大量粉尘，可以直接对干燥机本体内的污泥进行干化处理;污泥中水分蒸发干化，随后热空气吸收了污泥中水蒸气，混合形成了湿热空气;
随后经过除尘过滤器进行除尘处理;随后经过风机实施空气的后续传递;由于湿热空气中含有大量的水蒸气，因此其必须要再经过脱水处理;如果不经过脱水处理，湿热空气直接通过循环系统再次进入空气换热器和干燥机，将不利于干燥机内的污泥进行干燥处理;因为含有大量水蒸气，且湿度大的空气只会增加污泥的湿度，不利于干燥机干燥处理。
很显然，本发明提供的一种利用废热废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法，其不会产生大量烟气，烟气不会直接用于污泥干化处理，因此烟气不会被排放;同时其可以重复利用烟气中的热量，反复使用，对二次传递介质即空气进行受热，然后通过空气进行后续污泥干燥处理;
由于避免了使用热烟气直接进行干化处理，因此干燥系统中不会含有复杂的臭气以及大量的粉尘;杜绝了爆炸等安全隐患。
综上所述，本发明提供的利用废热废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法，其污泥干化处理效果显著，处理效率高，同时避免了热能的浪费和环境的污染，真正做到了最大程度上的节能环保。
