申请日2018.03.30
公开(公告)日2018.08.17
IPC分类号C02F11/12; F24S23/71; F24S10/40
摘要
本发明属于污泥处理设备技术领域，具体涉及一种太阳能光热耦合污泥干化系统，其包括槽式太阳能集热系统、太阳能储热系统和污泥干化系统。本太阳能光热耦合污泥干化系统通过利用槽式太阳能集热及储热系统作为圆盘间接污泥干化系统热源，实现了太阳能光热工艺和主流污泥干化工艺的有效结合，在提高了污泥干化蒸发效率的同时，减少了系统能耗，并实现了系统不间断连续运行。
权利要求书
1.太阳能光热耦合污泥干化系统，其特征在于：包括槽式太阳能集热系统、太阳能储热系统和污泥干化系统;
所述槽式太阳能集热系统包括若干串并联连接的槽式抛物面聚光集热器(1)以及输送导热油的导热油泵(2);
所述太阳能储热系统包括熔融盐高温罐(4)、熔融盐低温罐(5)、设置于所述熔融盐高温罐和熔融盐低温罐之间的熔融盐泵(6)、以及用于导热油和熔融盐进行热交换的热交换装置(3);
所述污泥干化系统包括湿污泥料仓(7)，所述湿污泥料仓的出料口设置有湿污泥输送机(8)，所述湿污泥输送机的出料口与圆盘干化机(9)的进料口连接，所述圆盘干化机的加热通道与槽式抛物面聚光集热器的导热油通道连通。
2.如权利要求1所述的太阳能光热耦合污泥干化系统，其特征在于：所述槽式抛物面聚光集热器包括钢结构支架(19)，所述钢结构支架上安装有槽式反光镜(17)，还包括位于槽式反光镜上部的真空集热管(18)，所述真空集热管为套管形式，内层为不锈钢管，涂覆有选择性吸收涂层，用于输送导热油;外层为玻璃管加两端的金属波纹管。
3.如权利要求1所述的太阳能光热耦合污泥干化系统，其特征在于：所述槽式太阳能集热系统与太阳能储热系统之间通过三通阀组进行切换。
4.如权利要求1所述的太阳能光热耦合污泥干化系统，其特征在于：所述圆盘干化机的废汽出口设置有除尘器(13)，所述除尘器连接有冷凝器(14)，所述冷凝器连接有引风机(15)，所述引风机的出风口设置有废气处理单元(16)。
5.如权利要求1至4任一项所述的太阳能光热耦合污泥干化系统，其特征在于：所述圆盘干化机的出料口设置有干污泥输送机(10);所述干污泥输送机的出料口设置有振动筛(11)，经所述振动筛过滤后的一部分干污泥返混到所述湿污泥输送机的出料口处与湿污泥混合，其余部分干污泥输送至干污泥料仓(12)。
6.如权利要求1至4任一项所述的太阳能光热耦合污泥干化系统，其特征在于：所述槽式抛物面聚光集热器设置有太阳能自动跟踪控制系统。
说明书
太阳能光热耦合污泥干化系统
技术领域
本发明属于污泥处理设备技术领域，具体涉及一种太阳能光热耦合污泥干化系统。
背景技术
随着居民生活用水量和工业用水量不断增加，污水处理量也随之上升，作为污水处理的“衍生品”，污泥产量年年攀升，消纳问题日益突出。此外，污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，如果不经有效处理处置，将对环境产生严重的危害。如何妥善处理污泥，使其减量化、稳定化、无害化、资源化，成为环境污染治理中急待解决的问题。
传统的污泥处置方式主要包括填埋、焚烧和土地利用，由于污泥含水率较高、体积庞大，在实际应用中都存在诸多问题。降低污泥含水率、实现污泥干化、提高其热值，成为解决这些问题的关键。
目前主要应用的干化模式有，传统热能污泥干化和太阳能污泥干化。但两种干化模式在实际应用中都遇到一些问题。传统热干化技术中，因圆盘干化机具有传热面积大、搅拌效果好、设备结构紧凑、污泥含水率适应性广等优点，使得采用圆盘干化机进行污泥间接干化逐渐成为主流的污泥处理方式，但由于污泥含水率较高(一般80%左右)，若要将污泥含水率降低到30%以下，该干化工艺的能耗很高。而当前太阳能污泥干化普遍采用常规玻璃房太阳能光照污泥直接蒸发水分的模式，由于太阳能存在光照密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这种干化方式的脱水效率较低。
此外，污泥干化过程中会产生一定“粘滞区”，即当污泥含水率降至45%-65%的区间时，由于污泥粘附在换热接触表面，导致干化机传热系数降低，干化效率下降，跨过该粘滞区需要较高能耗。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种太阳能光热耦合污泥干化系统，通过利用槽式太阳能集热及储热系统作为圆盘间接污泥干化系统热源，实现了太阳能光热工艺和主流污泥干化工艺的有效结合，在提高了污泥干化蒸发效率的同时，减少了系统能耗，并实现了系统不间断连续运行。
为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：太阳能光热耦合污泥干化系统，包括槽式太阳能集热系统、太阳能储热系统和污泥干化系统;
所述槽式太阳能集热系统包括若干串并联连接的槽式抛物面聚光集热器以及输送导热油的导热油泵;
所述太阳能储热系统包括熔融盐高温罐、熔融盐低温罐、设置于所述熔融盐高温罐和熔融盐低温罐之间的熔融盐泵、以及用于导热油和熔融盐进行热交换的热交换装置;
所述污泥干化系统包括湿污泥料仓，所述湿污泥料仓的出料口设置有湿污泥输送机，所述湿污泥输送机的出料口与圆盘干化机的进料口连接，所述圆盘干化机的加热通道与槽式抛物面聚光集热器的导热油通道连通。
作为优选的技术方案，所述槽式抛物面聚光集热器包括钢结构支架，所述钢结构支架上安装有槽式反光镜，还包括真空集热管，所述真空集热管为套管形式，内层为不锈钢管，涂覆有选择性吸收涂层，用于输送导热油;外层为玻璃管加两端的金属波纹管。
作为优选的技术方案，所述槽式太阳能集热系统与太阳能储热系统之间通过三通阀组进行切换。
作为对上述技术方案的改进，所述圆盘干化机的废汽出口设置有除尘器，所述除尘器连接有冷凝器，所述冷凝器连接有引风机，所述引风机的出风口设置有废气处理单元。
作为对上述技术方案的改进，所述圆盘干化机的出料口设置有干污泥输送机;所述干污泥输送机的出料口设置有振动筛，经所述振动筛过滤后的一部分干污泥返混到所述湿污泥输送机的出料口处与湿污泥混合，其余部分干污泥输送至干污泥料仓。
作为对上述技术方案的改进，所述槽式抛物面聚光集热器设置有太阳能自动跟踪控制系统。
由于采用上述技术方案，本发明具有至少以下有益效果：
(1)通过利用槽式抛物面聚光集热器收集聚焦后的太阳辐射能加热导热油至高温，并用其间接加热圆盘干化机中的污泥，可实现污泥的高效低能耗蒸发。
(2)通过熔融盐对收集的太阳辐射能储热，可以将多余的太阳能光热储存起来，在夜晚或阴雨天等光照不足条件的时候，利用储存的光热继续作为污泥干化热源，保障污泥干化系统的连续不间断运行。
(3)通过将干化至含水率低于30%的干污泥与含水率80%左右的待干化湿污泥混合，降低了进料污泥的含水率，使干化机在单位时间内蒸发总水量降低;返混的干污泥颗粒起到了“热核”作用，湿污泥粘附在干污泥表面，形成薄层，使物料的暴露面积增大，增强了水分向外传质的速率，使混合污泥含水率低于粘滞区含水率区间，避免了粘滞区的不利影响，降低了系统能耗。
本发明通过将太阳能光热与圆盘污泥干化技术相耦合，可以在占地面积较小条件下实现污泥低成本干化，具有一定推广意义。
