申请日2014.01.02
公开(公告)日2014.04.09
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明涉及一种蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，由蒸汽压缩机、三通阀、换热器和污泥干化机组成。湿冷的污泥进入污泥干化机，利用蒸汽压缩机产生的高温高压的气体在通入螺旋搅拌污泥预热机的中空管给污泥进行预热干燥。同时，从污泥干化机底部通入的干冷空气，一部分进入换热器与蒸汽压缩机产生的高温气体进行换热，产生干热空气进入污泥干化系统，进一步带走多重传送带上湿热污泥的蒸汽，一部分直接用于回收干化污泥的剩余热量。本发明能够有效减少能源消耗，系统为立式，占地面积小，污泥干化系统中的传送带数量可多条，这样干燥效率大大提高，干化后的污泥实现了稳定化、减量化、无害化、资源化。本发明设备简单，初投资少，能耗和运行成本低，污泥干化处理效果好。
权利要求书
1.一种蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，由蒸汽压缩机(1)、三通阀(2)、换热器(3)和污泥干化机组成，其特征在于：
污泥干化机由电机(4)、螺旋搅拌污泥预热机(5)、污泥传送带(6)、鼓风机(7)和保温外壳(8)构成，螺旋搅拌污泥预热机(5)位于保温外壳(8)内上部，若干条污泥传送带(6)均匀分布于保温外壳(8)内，且位于螺旋搅拌污泥预热机(5)下方，保温外壳(8)内底部设有鼓风机(7)和干化污泥出口(11)，通过鼓风机(7)将干冷空气鼓入污泥干化机内，保温外壳(8)顶部设有湿污泥进口(10);螺旋搅拌污泥预热机(5)连接电机(4);螺旋搅拌污泥预热机(5)一侧设有热空气进口(5-3)，另一侧设有不凝性气体排出口(5-1)和冷凝水排出口(5-2);
螺旋搅拌污泥预热机(5)底部的湿热空气出口通过管道连接蒸汽压缩机(1)，蒸汽压缩机(1)通过第一三通阀管路(2-1)连接三通阀(2)，蒸汽压缩机(1)中的高温高压气体通过三通阀(2)分为二路，一路通过第二三通阀管路(2-2)连接污泥干化机的热空气进口(5-3)，使一部分高温高压气体回用到污泥干化机，另一路依次通过第三三通阀管路(2-3)和第一换热器管路(3-1)连接换热器(3)，使其余部分高温高压气体进入换热器(3);污泥干化机下部一侧的干冷空气出口通过第二换热器管路(3-2)连接换热器(3)，换热器(3)设有第三换热器管路(3-3)和第四换热器管路(3-4);换热器(3)内的来自蒸汽压缩机(1)的高温高压气体和来自污泥干化机的干冷空气进行换热，换热过程中产生的干燥高温气体通过第三换热器管路(3-3)进入污泥干化机;第四换热器管路(3-4)排出换热过程中产生的不凝性气体和冷凝水。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述污泥传送带(6)的布置是多条传送带上下摆放。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于污泥干化机的湿热空气出口(12)处安装有过滤网(9)。
说明书
一种蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置
技术领域
本发明属于污泥干化技术领域，具体涉及一种蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置。
背景技术
随着经济发展、人口增长和城市化进程的加快以及污水处理率的提高，市政污泥的产生量也越来越大，但是我国污泥处理技术和装备却普遍落后，污泥安全处理处置的保障率很低，成为目前我国面临的一个急需解决的问题。
污泥干燥是用热源对污泥进行深度脱水的处理方法，它能使污泥显著减容，体积可以减少4-5倍，产品稳定、无臭、无病原生物，干化处理后的污泥产品用途多，可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源等。常规的污泥干燥机使用电热或燃煤、燃油锅炉产生蒸汽等高品位能源，不仅消耗大量能源，增加碳排放，而且该技术干燥温度高，与环境温差大，排气温度高，能源利用效率低，运行成本高，不适合现在社会提倡的节能减排目标。另外燃煤、燃油锅炉热源产生的烟气对大气产生二次污染，需要额外气体污染处理费用。污泥干燥的另一种常用方式为辐射干燥，其原理为将能量直接作用于物料，可减少内部热量传递的阻力，干燥速度较快，但热效率较低，干燥成本和运行费用较高。污泥干化的一次性投资及运行费用高，在很大程度上阻碍了污泥干燥的应用和推广，延缓了中小型城市污水处理厂污泥处理的进程。现在许多污水处理厂的污泥大量堆积，对环境已造成了严重的二次污染。
污泥干燥方法多种多样，但是无论使用哪种方法干燥污泥，在污泥干燥过程中，蒸发排放的湿空气温度较高，所含可利用的能量多。但是，因湿空气含有的水分较多，不能用来直接干燥污泥，并且温度也达不到直接用来干燥污泥的标准，所以许多研究或专利中未考虑回收利用这部分湿热空气。在绿色能源理念指导下，回收利用干燥污泥产生的湿热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，不仅能够减少污泥干燥过程产生湿热蒸汽散发到大气中形成的二次污染，还能够间接的减少能源产生过程中的其他能源的消耗和对环境带来的危害。
现有的污泥干燥工业设备，在污泥干燥过程中，蒸发排放的湿空气温度较高，所含可回收利用的能量较多。但是，因湿空气含有的水分较多，直接用来干燥污泥的效果较差，并且温度也达不到直接用来干燥污泥的标准，所以这部分可重复利用的热能并没有得到回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置。该装置能够循环利用污泥干化机中的湿热蒸汽所蕴含的热能，回用到污泥干化机中继续干燥污泥。以解决回收利用污泥干燥过程中产生的湿热蒸汽这部分低品位能源，降低高品位能源的消耗量，提高能源利用效率的问题。
本发明提出的蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，由蒸汽压缩机1、三通阀2、换热器3和污泥干化机组成，其中：
污泥干化机由电机4、螺旋搅拌污泥预热机5、污泥传送带6、鼓风机7和保温外壳8构成，螺旋搅拌污泥预热机5位于保温外壳8内上部，若干条污泥传送带6均匀分布于保温外壳8内，且位于螺旋搅拌污泥预热机5下方，保温外壳8内底部设有鼓风机7和干化污泥出口11，通过鼓风机7将干冷空气鼓入污泥干化机内，保温外壳8顶部设有湿污泥进口10;螺旋搅拌污泥预热机5连接电机4;螺旋搅拌污泥预热机5一侧设有热空气进口5-3，另一侧设有不凝性气体排出口5-1和冷凝水排出口5-2;
螺旋搅拌污泥预热机5底部的湿热空气出口通过管道连接蒸汽压缩机1，蒸汽压缩机1通过第一三通阀管路2-1连接三通阀2，蒸汽压缩机1中的高温高压气体通过三通阀2分为二路，一路通过第二三通阀管路2-2连接污泥干化机的热空气进口5-3，使一部分高温高压气体回用到污泥干化机，另一路依次通过第三三通阀管路2-3和第一换热器管路3-1连接换热器3，使其余部分高温高压气体进入换热器3;污泥干化机下部一侧的干冷空气出口通过第二换热器管路3-2连接换热器3，换热器3设有第三换热器管路3-3和第四换热器管路3-4;换热器3内的来自蒸汽压缩机1的高温高压气体和来自污泥干化机的干冷空气进行换热，换热过程中产生的干燥高温气体通过第三换热器管路3-3进入污泥干化机;第四换热器管路3-4排出换热过程中产生的不凝性气体和冷凝水。
本发明通过蒸汽压缩机1，可以将从污泥干化机中回收的低温湿热气体压缩成高温高压的气体，这些气体通过换热器加热干空气，得到干热空气，使之进入污泥干化机中继续干化污泥，这就有效的回收了干化污泥过程中产生的湿热蒸汽的潜热余热，节约了能源。
本发明利用三通阀2，将来自蒸汽压缩机1中的高温高压气体通过入口2-1进入三通阀后进行分流，一部分气体通过三通阀管路2-2直接回用到污泥干化机，一部分气体通过三通阀管路2-3进入换热器3，与干空气进行换热，产生的干燥高温气体回用到污泥干化机中。
本发明利用换热器3，使得来自蒸汽压缩机的高温高压气体与通过第二换热器管路3-2进入的干空气进行换热，产生的干燥高温气体通过第三换热器管路3-3进入污泥干化机，参与污泥干化过程。本发明中，电机4和螺旋搅拌污泥预热机5联动，对进入污泥干化机的湿冷污泥进行搅拌碎化，有利于快速彻底的干化污泥。并且利用来自蒸汽压缩机的高温高压气体进入螺旋搅拌污泥预热机的中空管预热湿冷的污泥，有利于接下来的污泥干化过程。
本发明中，在污泥干化机中使用了多条传送带6来输送颗粒污泥，其中，传送带的数量可以根据污泥的性质，污泥干化所需的时间以及污泥的含水量进行相应的调节，这可以做到既不浪费能源，又可以最大程度的干化污泥。并且污泥传送带6的布置是多条传送带上下摆放的，这样可以大大节约污泥干化机的占地面积，有利于整套装置的推广使用。
本发明中，使用鼓风机7将外界的干冷空气从污泥干化机底部鼓进，这样达到了利用干冷空气回收传送带上颗粒污泥余热的目的。
本发明中，所述保温外壳8是由保温材料制成，保温效果好，可以大大降低污泥干化机内的热量损失，回收更多的余热。
本发明中，污泥干化机的湿热空气出口12处，安装了过滤网9，有效截留湿热蒸汽中的灰尘等杂质，且过滤网为插入式，易于定期更换清洗。
本发明提出的一种蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，与现有广泛使用的污泥干燥设备相比，其特点及优势在于：
(1) 该蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，回收利用污泥干燥过程中产生的湿热蒸汽这部分低品位能源，降低高品位能源的消耗量，提高能源利用效率，符合绿色、节能、环保的要求。
(2) 该蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，在污泥干化系统中，使用螺旋搅拌污泥预热机将进入系统的湿污泥进行粉碎，并利用来自蒸汽压缩机的高温气体给污泥预热，这样可以显著缩短污泥干化所需的时间，提高污泥干化效率。
(3) 该蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，在污泥干化系统中，使用的是多条传送带上下立体布置方式，取代了一般污泥干燥设备一条传送带的水平布置方式，这样可以大大节约装置的占地面积。
(4) 该蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，利用三通阀将来自蒸汽压缩机的高温高压气体进行分流，一部分进入螺旋搅拌污泥预热机的中空管给湿污泥进行预热，一部分进入换热器与新的干空气进行换热，产生温度较高的干燥气体。
(5) 该蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置，通过回收利用蒸汽余热、干化污泥余热，不仅能够显著降低污泥干燥过程中产生的二次污染，而且能够大大降低污泥干燥过程中高品位能源的消耗，因此其具有广阔的应用前景。
