申请日2018.08.06
公开(公告)日2018.12.18
IPC分类号B01D50/00; B01D53/18; C02F11/12
摘要
本发明一种污泥干化尾气的处理设备及方法，包括旋风分离器、喷淋式冷凝罐、第一循环水泵、反冲洗过滤器、除雾器、第一引风机和加热螺旋输送机;反冲洗过滤器内设有阀门Ⅳ，与所述反冲洗过滤器并联设置有相配适的压差计;喷淋式冷凝罐内设有第一喷嘴、第一双层喷淋球、第一降温盘管、第二喷嘴、第二双层喷淋球、第二降温盘管和进气管;进气管的一端为进气口，另一端和旋风分离器上部出气口连通;旋风分离器顶部进气口通过管道连通污泥干化机的废气出口，旋风分离器底部设有收尘料斗和双层重锤翻板阀;采用循环喷淋冷凝的方式，新鲜水循环使用，喷淋冷凝器内集成了双层换热盘管、双层喷淋球、双层喷嘴，有利于污泥干化的蒸汽快速降温冷凝。
权利要求书
1.一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：包括旋风分离器(10)、喷淋式冷凝罐(20)、第一循环水泵(30)、反冲洗过滤器(40)、除雾器(50)、第一引风机(60)和加热螺旋输送机(70);
所述喷淋式冷凝罐(20)的罐体内由上至下依次设有第一喷淋冷凝机构、第二喷淋冷凝机构和过渡腔，所述第一喷淋冷凝机构和第二喷淋冷凝机构的结构相同，且每个喷淋冷凝机构从上至下依次设有喷嘴层、喷淋球层和降温盘管;
所述第二喷淋冷凝机构下方的过渡腔的一侧壁上设有进气管(27);位于喷淋式冷凝罐(20)内的进气管(27)的一端为进气口(271)，位于喷淋式冷凝罐(20)外部的进气管(27)的另一端和旋风分离器(10)上部出气口连通;所述旋风分离器(10)顶部进气口通过管道连通污泥干化机的废气出口，所述旋风分离器(10)底部设有收尘料斗(11)和双层重锤翻板阀(12);
所述第一喷淋冷凝机构的降温盘管和第二喷淋冷凝机构的降温盘管的下端口并联，通过阀门XIV(114)连通至循环冷却水进口;所述第一喷淋冷凝机构的降温盘管和第二喷淋冷凝机构的降温盘管的上端口并联，依次通过阀门XIII(113)、加热螺旋输送机(70)连通至循环冷却水出口;
所述喷淋式冷凝罐(20)的下方设有水箱(90)，水箱(90)和喷淋式冷凝罐(20)的底部相通，所述水箱(90)的上部设有溢流口(91)和进液口(92)、下部设有出液口(93)、底部设有排污口(94);所述溢流口(91)串联设有阀门Ⅰ(101)、排污口(94)串联设有阀门Ⅱ(102)，所述溢流口(91)和排污口(94)并联通过管道连通至污水出口;所述进液口(92)通过阀门Ⅹ(110)管道连通至新鲜水进口;所述出液口(93)通过阀门Ⅲ(103)管道连通至第一循环水泵(30)的入口;
所述第一循环水泵(30)的出口分为两路，一路通过阀门Ⅶ(107)连通至第一喷淋冷凝机构的降温盘管;另一路串联设有阀门Ⅴ(105)、反冲洗过滤器(40)和阀门Ⅵ(106)，所述反冲洗过滤器(40)内设有阀门Ⅳ(104)，与所述反冲洗过滤器(40)并联设置有相配适的压差计(80);所述阀门Ⅵ(106)的出口通过管道连通至第二喷淋冷凝机构的降温盘管;所述阀门Ⅴ(105)和反冲洗过滤器(40)之间设有阀门Ⅸ(109)，阀门Ⅸ(109)的进口通过管道连通新鲜水进口;所述反冲洗过滤器(40)的排渣口通过阀门Ⅷ(108)管道连通至污水出口;
所述喷淋式冷凝罐(20)顶部的出气口通过管道连通除雾器(50)的进口;所述除雾器(50)的出口通过阀门Ⅻ(112)管道连通至第一引风机(60)的入口，第一引风机(60)的出口通过管道连通无害化处理系统的入口;所述除雾器(50)的顶部进液口通过阀门Ⅺ(111)管道连通新鲜水进口;所述除雾器(50)的底部出液口通过管道连通污水出口;
工作时，新鲜水流入水箱(90)，并在第一循环水泵(30)的作用下，新鲜水在水箱(90)与第一喷淋冷凝机构、第二喷淋冷凝机构之间循环流动，喷淋式冷凝罐(20)内的废气携带的微小粉尘、可凝性气体、可溶性气体被新鲜水喷淋、洗涤和吸附下来，吸附杂质后的废水经反冲洗过滤器(40)，杂质被过滤下来并进入污水出口，过滤水继续循环使用，节约水源;同时从喷淋式冷凝罐(20)顶部排出的废气经过除雾器(50)，除去粒径>15μm液滴，得到可直接排出的气体;第一喷淋冷凝机构、第二喷淋冷凝机构在设备工作时吸收废气中的热量被循环冷却水带走，且循环冷却水回水经过加热螺旋输送机(70)，预热待干化的污泥，节约了能源。
2.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：所述降温盘管为圆锥体状，且高度为喷淋式冷凝罐(20)高度的1/8～1/5;所述喷嘴层的相邻喷嘴间距为0.3～0.8m;所述喷淋球层内填充有双层的喷淋球，且球径为25mm～76mm;所述第一喷淋冷凝机构由上至下依次包括第一喷嘴层(21)、第一喷淋球层(22)和第一降温盘管(23);所述第二喷淋冷凝机构由上至下依次包括第二喷嘴层(24)、第二喷淋球层(25)和第二降温盘管(26)。
3.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：所述阀门Ⅳ(104)、阀门Ⅴ(105)、阀门Ⅵ(106)、阀门Ⅶ(107)、阀门Ⅷ(108)和阀门Ⅸ(109)均为电动阀门。
4.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：所述加热螺旋输送机(70)为无轴螺旋式输送机，所述加热螺旋输送机(70)设有换热夹套，管程通过管道连通污泥干化机的上料口，壳程通过管道连通循环冷却水回口。
5.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：与所述阀门Ⅻ(112)和第一引风机(60)所在的管路并联设置另一管路，且另一管路上串联设有阀门XVI(116)和第二引风机(61)。
6.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：与所述阀门Ⅲ(103)和第一循环水泵(30)所在的管路并联设置另一管路，且另一管路上串联设有阀门XV(115)和第二循环水泵(31)。
7.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：所述除雾器(50)为玻璃钢折流板式除雾器;所述除雾器(50)内设有全锥形的冲洗喷嘴，所述冲洗喷嘴管通过阀门Ⅺ(111)管道连通新鲜水进口，且冲洗喷嘴的冲洗喷射角度为90°～120°。
8.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：所述进气管(27)的进气口(271)为弯管状进气口，所述弯管状的进气口(271)弯折弧度为45°。
9.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备，其特征在于：与所述溢流口(91)相邻的水箱(90)上部设置有液位计(95)。
10.根据权利要求1所述一种污泥干化尾气处理设备的一种污泥干化尾气处理方法：其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤(1)：关闭阀门XV(115)、阀门Ⅶ(107)、阀门Ⅷ(108)、阀门Ⅸ(109)、阀门Ⅺ(111)、阀门Ⅱ(102)，打开阀门Ⅹ(110)，开始由新鲜水进口向水箱(90)内加入新鲜水，所述新鲜水加入速度为5m3/h～15m3/h;
步骤(2)：当水箱(90)液位达到高液位，即液位计(95)高液位报警，开启第一循环水泵(30);
步骤(3)：第一循环水泵(30)开启后，水箱(90)的液位下降，继续向水箱(90)内加入新鲜水，当液位计(95)再次高液位报警时，打开阀门Ⅰ(101)，关闭阀门Ⅹ(110)，停止新鲜水向水箱内的加入;
步骤(4)：关闭阀门XVI(116)，打开阀门Ⅻ(112)，启动第一引风机(60);
步骤(5)：打开阀门XIV(114)，循环冷却水开始供水;
步骤(6)：打开阀门XIII(113)，启动污泥干化机和加热螺旋输送机(70)，此时整个污泥干化尾气处理设备处于运转状态;
步骤(7)：当压差计(80)测得反冲洗过滤器(40)的进出口压差达到0.04～0.08MPa时，压差计(80)发出信号;打开阀门Ⅶ(107)、阀门Ⅷ(108)和阀门Ⅸ(109)，关闭阀门Ⅸ(104)、阀门Ⅴ(105)和阀门Ⅵ(106)，新鲜水开始冲洗反冲洗过滤器(40)的滤网，对滤网冲洗10～60s，杂质和污水通过污水管道，流入污水出口;
步骤(8)：所述反冲洗过滤器(40)反冲洗完毕后，关闭阀门Ⅶ(107)、阀门Ⅷ(108)和阀门Ⅸ(109)，打开阀门Ⅳ(104)、阀门Ⅴ(105)和阀门Ⅵ(106);
步骤(9)：每隔3～8小时打开阀门Ⅺ(111)，新鲜水对除雾器(50)进行清洗，每次清洗时间20～60s，污水通过污水管道，流入污水出口。
说明书
一种污泥干化尾气处理设备及方法
技术领域
本发明属于节能环保技术领域，具体涉一种污泥干化尾气处理设备及工艺方法。
背景技术
随着社会的发展和人类的进步，人们对生存环境的保护和改善意识不断加强。伴随着工业化和城市化的加快，需要处理的在工业生产和人们生活中污水处理所产生的湿污泥量逐年增加，这些湿污泥除有机质含量高外，可能含有重金属或病原体给环境造成了巨大压力。污泥干化作为污泥减量化、资源化、无害化处置的重要途径具有重要意义。污泥热干化过程中湿污泥产生的蒸汽，目前的方法多为水喷淋混合降温后，大量的废液直接排放去污水处理站，而产生的不凝性臭气直接排放至大气。该方法污泥干化尾气处理过程中，消耗水量和排水规模较大，增大了供水及污水处理站系统规模，不利于节能和节约用水，排放的废气未进行无害化处理，对环境造成了严重污染。因此，需要一种新的技术方案解决上述问题。
本发明的有益技术效果包括：
(1)本发明采用循环喷淋冷凝的方式，新鲜水循环使用，喷淋冷凝器内集成了双层换热盘管、双层喷淋球、双层喷嘴，有利于污泥干化的蒸汽快速降温冷凝;本发明喷淋循环系统管路设置有反冲洗过滤器，可全自动控制，滤除干化蒸汽内被喷淋洗涤进入液体的粉尘，有利于提高换热盘管的换热效率;以污泥干化处理的尾气量4000Nm3/h为例，温度100～110℃，含湿量为0.15～0.3kg(水)/kg(干空气)，经尾气处理系统后温度降为45℃，相比于采用25℃新鲜水混合冷凝干化尾气至25℃可节约用水5～10t/h。
(2)本发明喷淋式冷凝罐的出气口通过管道和除雾器连通，可有效去除污泥干化尾气内部的雾滴，雾滴粒径>15μm，保证除雾器出口雾滴含量≤75mg/Nm3，不会对下游处理工艺产生影响，排出的气体去到除臭或焚烧系统中。
(3)本发明还对换热后的循环冷却水体进行余热回收利用，用于预热加热螺旋输送机的管程内待干化的污泥，节约能源显著。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥干化尾气处理设备及方法，经本发明处理后的污泥干燥的尾气除了可直接进入除臭系统，亦可排入焚烧装置中焚化，进而将尾气无害化处置。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种污泥干化尾气处理设备，包括旋风分离器10、喷淋式冷凝罐20、第一循环水泵30、反冲洗过滤器40、除雾器50、第一引风机60和加热螺旋输送机70;
所述喷淋式冷凝罐20的罐体内由上至下依次设有第一喷淋冷凝机构、第二喷淋冷凝机构和过渡腔，所述第一喷淋冷凝机构和第二喷淋冷凝机构的结构相同，且每个喷淋冷凝机构从上至下依次设有喷嘴层、喷淋球层和降温盘管;
所述第二喷淋冷凝机构下方的过渡腔的一侧壁上设有进气管27;位于喷淋式冷凝罐20内的进气管27的一端为进气口271，位于喷淋式冷凝罐20外部的进气管27的另一端和旋风分离器10上部出气口连通;所述旋风分离器10顶部进气口通过管道连通污泥干化机的废气出口，所述旋风分离器10底部设有收尘料斗11和双层重锤翻板阀12;
所述第一喷淋冷凝机构的降温盘管和第二喷淋冷凝机构的降温盘管的下端口并联，通过阀门XIV114连通至循环冷却水进口;所述第一喷淋冷凝机构的降温盘管和第二喷淋冷凝机构的降温盘管的上端口并联，依次通过阀门XIII113、加热螺旋输送机70连通至循环冷却水出口;
所述喷淋式冷凝罐20的下方设有水箱90，水箱90和喷淋式冷凝罐20的底部相通，所述水箱90的上部设有溢流口91和进液口92、下部设有出液口93、底部设有排污口94;所述溢流口91串联设有阀门Ⅰ101、排污口94串联设有阀门Ⅱ102，所述溢流口91和排污口94并联通过管道连通至污水出口;所述进液口92通过阀门Ⅹ110管道连通至新鲜水进口;所述出液口93通过阀门Ⅲ103管道连通至第一循环水泵30的入口;
所述第一循环水泵30的出口分为两路，一路通过阀门Ⅶ107连通至第一喷淋冷凝机构的降温盘管;另一路串联设有阀门Ⅴ105、反冲洗过滤器40和阀门Ⅵ106，所述反冲洗过滤器40内设有阀门Ⅳ104，与所述反冲洗过滤器40并联设置有相配适的压差计80;所述阀门Ⅵ106的出口通过管道连通至第二喷淋冷凝机构的降温盘管;所述阀门Ⅴ105和反冲洗过滤器40之间设有阀门Ⅸ109，阀门Ⅸ109的进口通过管道连通新鲜水进口;所述反冲洗过滤器40的排渣口通过阀门Ⅷ108管道连通至污水出口;
所述喷淋式冷凝罐20顶部的出气口通过管道连通除雾器50的进口;所述除雾器50的出口通过阀门Ⅻ112管道连通至第一引风机60的入口，第一引风机60的出口通过管道连通无害化处理系统的入口;所述除雾器50的顶部进液口通过阀门Ⅺ111管道连通新鲜水进口;所述除雾器50的底部出液口通过管道连通污水出口;
工作时，新鲜水流入水箱90，并在第一循环水泵30的作用下，新鲜水在水箱90与第一喷淋冷凝机构、第二喷淋冷凝机构之间循环流动，喷淋式冷凝罐20内的废气携带的微小粉尘、可凝性气体、可溶性气体被新鲜水喷淋、洗涤和吸附下来，吸附杂质后的废水经反冲洗过滤器40，杂质被过滤下来并进入污水出口，过滤水继续循环使用，节约水源;同时从喷淋式冷凝罐20顶部排出的废气经过除雾器50，除去粒径>15μm液滴，得到可直接排出的气体;第一喷淋冷凝机构、第二喷淋冷凝机构在设备工作时吸收废气中的热量被循环冷却水带走，且循环冷却水回水经过加热螺旋输送机70，预热待干化的污泥，节约了能源。
进一步的，所述降温盘管为圆锥体状，且高度为喷淋式冷凝罐20高度的1/8～1/5;所述喷嘴层的相邻喷嘴间距为0.3～0.8m;所述喷淋球层内填充有双层的喷淋球，且球径为25mm～76mm;所述第一喷淋冷凝机构由上至下依次包括第一喷嘴层21、第一喷淋球层22和第一降温盘管23;所述第二喷淋冷凝机构由上至下依次包括第二喷嘴层24、第二喷淋球层25和第二降温盘管26。
进一步的，所述阀门Ⅳ104、阀门Ⅴ105、阀门Ⅵ106、阀门Ⅶ107、阀门Ⅷ108和阀门Ⅸ109均为电动阀门。
进一步的，所述加热螺旋输送机70为无轴螺旋式输送机，所述加热螺旋输送机70设有换热夹套，管程通过管道连通污泥干化机的上料口，壳程通过管道连通循环冷却水回口。进一步的，与所述阀门Ⅻ112和第一引风机60所在的管路并联设置另一管路，且另一管路上串联设有阀门XVI116和第二引风机61。
进一步的，与所述阀门Ⅲ103和第一循环水泵30所在的管路并联设置另一管路，且另一管路上串联设有阀门XV115和第二循环水泵31。
进一步的，所述除雾器50为玻璃钢折流板式除雾器;所述除雾器50内设有全锥形的冲洗喷嘴，所述冲洗喷嘴管通过阀门Ⅺ111管道连通新鲜水进口，且冲洗喷嘴的冲洗喷射角度为90°～120°。
进一步的，所述进气管27的进气口271为弯管状进气口，所述弯管状的进气口271弯折弧度为45°。
进一步的，与所述溢流口91相邻的水箱90上部设置有液位计95。
本发明还包括一种污泥干化尾气处理方法：具体包括以下步骤：
步骤(1)：关闭阀门XV115、阀门Ⅶ107、阀门Ⅷ108、阀门Ⅸ109、阀门Ⅺ111、阀门Ⅱ102，打开阀门Ⅹ110，开始由新鲜水进口向水箱90内加入新鲜水，所述新鲜水加入速度为5m3/h～15m3/h;
步骤(2)：当水箱90液位达到高液位，即液位计95高液位报警，打开阀门Ⅲ103并开启第一循环水泵30;
步骤(3)：第一循环水泵30开启后，水箱90的液位下降，继续向水箱90内加入新鲜水，当液位计95再次高液位报警时，打开阀门Ⅰ101，关闭阀门Ⅹ110，停止新鲜水向水箱90内的加入;
步骤(4)：关闭阀门XVI116，打开阀门Ⅻ112，启动第一引风机60;
步骤(5)：打开阀门XIV114，循环冷却水开始供水;
步骤(6)：打开阀门XIII113，启动污泥干化机和加热螺旋输送机70，此时整个污泥干化尾气处理设备处于运转状态;
步骤(7)：当压差计80测得反冲洗过滤器40的进出口压差达到0.04～0.08MPa时，压差计80发出信号;打开阀门Ⅶ107、阀门Ⅷ108和阀门Ⅸ109，关闭阀门Ⅸ104、阀门Ⅴ105和阀门Ⅵ106，新鲜水开始冲洗反冲洗过滤器40的滤网，对滤网冲洗10～60s，杂质和污水通过污水管道，流入污水出口;
步骤(8)：所述反冲洗过滤器40反冲洗完毕后，关闭阀门Ⅶ107、阀门Ⅷ108和阀门109Ⅸ，打开阀门Ⅳ104、阀门Ⅴ105和阀门Ⅵ106;
步骤(9)：每隔3～8小时打开阀门Ⅺ111，新鲜水对除雾器50进行清洗，每次清洗时间20～60s，污水通过污水管道，流入污水出口。
