申请日2011.10.28
公开(公告)日2012.05.02
IPC分类号F28D15/02; F27D17/00; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种两相换热器及利用水泥窑余热干化污泥的系统。包括垃圾处理水泥窑排烟管道和污泥干燥机,所述污泥干燥机有一个通过污泥的干燥箱段,一个热风输送管道与干燥箱段接通,所述排烟管道和热风输送管道之间设置有一个封闭两相换热器;换热器凝结段设置在热风输送管中,换热器蒸发段设置在排烟管道中。本发明封闭两相传热依赖装入内部的流体的相态变化来传递热量的装置,其热效率为95%以上;可回收30%的热能;因此综合热效率较高。系统可从两个方面避免臭气产生:1.污泥干化温度较低,使得挥发性物质溢出很少;2.干化污泥的所用空气为封闭自循环气体,只是解压调整时释放少量气体,可经简易除臭装置或直接通入水泥窑炉烧掉,对外部环境无影响。
权利要求书
1.一种封闭两相换热器,其特征在于,所述换热器包括蒸发段和凝结段,蒸发段和凝结段通过管路相互串联连通形成一个封闭的环路空间,从所述环路空间抽取空气形成真空环路,在环路中放置纯净水,所述蒸发段和凝结段分别是由多个垂直排列的金属管组成,金属管之间相互并联连通。
2.一种用水泥窑余热干化污泥的系统,包括垃圾处理水泥窑排烟管道和污泥干燥机,所述污泥干燥机有一个通过污泥的干燥箱段,一个热风输送管道与干燥箱段接通,其特征在于,所述排烟管道和热风输送管道之间设置有一个封闭两相换热器;所述换热器包括蒸发段和凝结段,蒸发段和凝结段通过管路相互串联连通形成一个封闭的环路空间,从所述环路空间抽取空气形成真空环路,在环路中放置纯净水,所述蒸发段和凝结段分别是由多个垂直排列的金属管组成,金属管之间相互并联连通;所述凝结段设置在热风输送管中,热风输送管中流动的气流从凝结段的金属管之间穿过,所述蒸发段设置在排烟管道中,排烟管道中的烟气从蒸发段的金属管之间穿过。
3.根据权利要求2所述的一种用水泥窑余热干化污泥的系统,其特征在于,所述排烟管道包括排烟主管道和排烟分管道,所述高处换热箱设置在排烟分管道中,在排烟管道中设置有分管道烟流量调节阀门。
4.根据权利要求2所述的一种用水泥窑余热干化污泥的系统,其特征在于,所述干燥箱段包括相互串联的干燥段和冷却段,所述热风输送管道是一个与干燥箱段和冷却段顺序连通的循环管道,在所述冷却段设有循环风管路,在循环风管路上设置有冷凝除水器。
5. 根据权利要求2所述的一种用水泥窑余热干化污泥的系统,其特征在于,所述热风输送管中流动的气流进入干燥箱段后的流速是1m/s。
说明书
一种两相换热器及利用水泥窑余热干化污泥的系统
技术领域
本发明涉及污泥处理和处置领域,尤其涉及一种两相换热器及利用水泥窑余热干化污泥的系统。
背景技术
城市污水污泥的处理处置问题是伴随着污水处理厂的产生而产生的。污泥是城市污水处理过程中产生的体积最大的副产品,含水率高、不易脱水。污泥中既含有易腐败的有机物质和无机营养元素,也含有大量的病原菌、寄生虫(卵),还有Cu、Zn、Cr和Hg等重金属,以及部分有害的难降解有机物,如多环芳香族碳氢化合物等。这些化学物质不仅会污染地表水和地下水源,污泥散发的臭气也会污染空气,病原体对人类健康也是潜在的威胁。过去我国一直“重水轻泥”,污泥在我国目前尚无妥善的最终处置方法,许多污水厂污泥随意堆放造成二次污染,污泥发臭引起居民不满,带来了严重的环境和社会问题。
目前我国污泥的处理处置所依据的原则是“减量化、稳定化、无害化和资源化”。脱水污泥的处理处置方法有多种,国内常见的脱水污泥的处理工艺有热干化、堆肥和焚烧,最终处置工艺有卫生填埋、农业利用和建材利用等。脱水污泥的含水率高,一般在75~85%,如果将脱水污泥直接用于上述处理处置工艺,存在很多问题:1)湿污泥水份高导致污泥热值低,利用价值降低;2)污泥本身的特性使其难于干化,耗能高,增加了利用成本;3)污泥黏性大,易粘结器壁,堵塞和腐蚀设备;4)湿污泥状态不稳定在储存中容易产生沼气,以及生产过程中产生粉尘和挥发性可燃物,带来自燃和爆炸等安全隐患。
可以说脱水污泥的含水率高是其进一步处理处置的障碍,这就要求污泥必须进行干化降低含水率,以满足减量化和资源化的要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提出的一种两相换热器及利用水泥窑余热干化污泥的系统技术方案,该方案。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种封闭两相换热器,包括蒸发段和凝结段,蒸发段和凝结段通过管路相互串联连通形成一个封闭的环路空间,从所述环路空间抽取空气形成真空环路,在环路中放置纯净水,所述蒸发段和凝结段分别是由多个垂直排列的金属管组成,金属管之间相互并联连通。
一种用水泥窑余热干化污泥的系统,包括垃圾处理水泥窑排烟管道和污泥干燥机,所述污泥干燥机有一个通过污泥的干燥箱段,一个热风输送管道与干燥箱段接通,所述排烟管道和热风输送管道之间设置有一个封闭两相换热器;所述换热器包括蒸发段和凝结段,蒸发段和凝结段通过管路相互串联连通形成一个封闭的环路空间,从所述环路空间抽取空气形成真空环路,在环路中放置纯净水,所述蒸发段和凝结段分别是由多个垂直排列的金属管组成,金属管之间相互并联连通;所述凝结段设置在热风输送管中,热风输送管中流动的气流从凝结段的金属管之间穿过,所述蒸发段设置在排烟管道中,排烟管道中的烟气从蒸发段的金属管之间穿过。
所述排烟管道包括排烟主管道和排烟分管道,所述高处换热箱设置在排烟分管道中,在排烟管道中设置有分管道烟流量调节阀门。
所述干燥箱段包括相互串联的干燥段和冷却段,所述热风输送管道是一个与干燥箱段和冷却段顺序连通的循环管道,在所述冷却段设有循环风管路,在循环风管路上设置有冷凝除水器。
所述热风输送管中流动的气流进入干燥箱段后的流速是1m/s。
本发明与已有技术相比产生的有益效果是:
1、封闭两相传热技术,即在一个抽成真空的封闭的体系内,依赖装入内部的流体的相态变化来传递热量的装置,其热效率为95%以上;
2、安全:本发明系统可实现的工艺从控制粉尘含量入手确保系统安全:污泥与烘干带相对静止,环流热空气以较低速度(1m/s)轻柔的穿过污泥层,因此装置中粉尘含量< 3、节能:本发明系统可实现的工艺所采用热能均为温度低于200度的水泥窑尾气余热,为废弃热源,可谓“零耗能”。干燥工艺利用第一阶段产生热量加热第二阶段的环流空气,还可回收30%的热能.因此综合热效率较高; 4、无臭气:该系统工艺从两个方面避免臭气产生:一、污泥干化温度较低(最高90℃),使得挥发性物质溢出很少;二、干化污泥的所用空气为封闭自循环气体,只是解压调整时释放少量气体,可经简易除臭装置或直接通入水泥窑炉烧掉,对外部环境无影响。 下面结合附图实施例对本发明作一详细描述。