申请日2019.08.19
公开(公告)日2019.10.25
IPC分类号C02F11/13
摘要
本发明涉及一种用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，包括烘干室、与烘干室相连通的热泵系统，烘干室设置有进料切条机和二次切条机，进料切条机用于对输入烘干室的污泥进行初次切条，二次切条机用于在污泥的输送过程中，对污泥进行二次切条;热泵系统采用高温冷媒，热泵系统用于为烘干室加热除湿;本发明所提供的低温烘干设备，通过对污泥进行二次切条，使得切条的成型效果更好，切条更细且相互之间不再粘连，从而大大增强污泥的烘干效果;同时，采用高温冷媒作为制冷剂，使得本烘干设备具有更高的能效比和更高的烘干效率，可以满足含水率60‑85%、高粘度污泥的干化处理，并且可以将含水率为85%的泥饼通过一次干燥成为含水30%以下污泥颗粒。
权利要求书
1.一种用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，包括烘干室、与烘干室相连通的热泵系统，所述烘干室设置有进料切条机和二次切条机，所述进料切条机用于对输入烘干室的污泥进行初次切条，所述二次切条机用于在污泥的输送过程中，对污泥进行二次切条;所述热泵系统采用高温冷媒，热泵系统用于为烘干室加热除湿。
2.根据权利要求1所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，还包括至少两层用于输送污泥的网带机构，所述网带机构分别包括用于承载污泥的网带，各层网带分别沿烘干室的竖直方向分布。
3.根据权利要求2所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，所述二次切条机设置于污泥含水率低于65%的网带机构及与该层网带机构相邻的下层网带机构之间。
4.根据权利要求2所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，包括四层网带机构，从上到下依次为第一层网带机构、第二层网带机构、第三层网带机构以及第四层网带机构，其中，所述二次切条机设置于所述第二层网带机构与所述第三层网带机构之间。
5.根据权利要求2所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，还包括刮泥装置，所述刮泥装置用于将粘连在网带上的污泥刮落到下层网带上或二次切条机内。
6.根据权利要求1所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，所述高温冷媒为XP-140。
7.根据权利要求1-6任一所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，还包括底座，所述热泵系统安装于一封闭的箱体内，所述烘干室和所述箱体分别固定于所述底座;所述箱体设置有若干第一出风口、第二出风口以及回风口，所述第一出风口与烘干室的下部相连通，第二出风口与烘干室的中部或对应所述二次切条机的位置相连通，所述回风口与所述烘干室的上部相连通，所述热泵系统分别通过第一出风口和第二出风口向烘干室内输送热风，烘干室内的饱和水空气通过回风口回到箱体内部进行热回收和降温除湿。
8.根据权利要求7所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，所述热泵系统包括过滤器、回热器、蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、第一风机以及第二风机，所述箱体内分别设置有第一通道、第二通道以及第三通道，其中，
所述第一通道的一端与所述回风口相连通，另一端分别与第二通道及回热器的第一输入端相连通，所述过滤器设置于第一通道内;
所述第二通道的一端与第二出风口相连通，所述第一冷凝器和第一风机分别设置于第二通道内;
所述回热器的第一输出端通过流道与回热器的第二输入端相连通，蒸发器设置于所述流道内，回热器的第二输出端与所述第三通道相连通，第三通道与第一出风口相连通，所述第二冷凝器及第二风机分别设置于第三通道内。
9.根据权利要求8所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，还包括电加热器，所述电加热器设置于所述第二通道和/或第三通道内，电加热器用于增加出风温度。
10.根据权利要求8所述的用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，其特征在于，还包括用于调节回风温度的风冷系统和/或水冷系统。
说明书
一种用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备
技术领域
本发明涉及污泥干燥设备技术领域，具体涉及一种用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备。
背景技术
目前，常用的干化系统主要以直接干燥转鼓式工艺、多层台阶式干化工艺、转盘式干化工艺、流化床干化工艺为主。然而，污泥带式干燥因对湿污泥适应性强、维修部件少、使用寿命长、干燥温度低等优势，受到广泛关注，具有很好的市场应用前景;除湿结合网带式干燥污泥干化技术成为了污泥带式干燥的一种新趋势，其在节能性、环保性方面具有很大的优势，污泥除湿干燥技术将主导污泥带式干燥。
现有的污泥干燥设备，通常包括切条装置、污泥传输带以及用于烘干污泥的热泵系统等，其中，切条装置用于将输入的湿污泥进行切条，切条后的污泥落在污泥传输带上，并在污泥传输带的带动下向前输送，热泵系统用于在污泥的输送过程中为污泥提供热能，蒸发污泥中的水分，达到烘干污泥的效果。
然而，现有技术中常用的污泥干燥设备，通常存在如下不足：1、传统市政污泥脱水设备出泥含水率通常在65%-85%区间，而目前的污泥干燥设备通常只能解决含水率在80%以下污泥干化问题，而实际情况是含水率为80%-85%污泥在市场上占有较大比例，此外，对于粘性较高的污泥，现有污泥干燥设备的处理效果也较差，高含水率(含水率高于80%)、高粘度污泥的干化问题已经成为了污泥除湿干燥的技术瓶颈。2、现有的污泥干燥设备，通常只在污泥入口处对污泥进行切条，但当污泥的含水率较高时，切条后的污泥很难成型，通常会变成块状或团状，且相互之间非常容易粘连，使得后续的干燥效果差，经过污泥干燥设备处理后的污泥含水率较高，达不到要求;中国专利CN 107879594A公开的一种能量回收型调温除湿污泥干燥机系统中，虽然在污泥的输送路径中设置了破碎装置，但该破碎装置是用来破碎污泥条的，且需要在污泥的含水量降低到比较低(通常低于40%)的情况下才能实现有效的破碎，不能有效解决上述问题;3、现有的污泥干燥设备中，由于热泵系统中冷媒临界温度的限制，使得烘干温度需要控制在60度左右，温度超过60度容易引发机组过热保护而自动停机，从而导致污泥干燥设备的烘干效率不高。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，本发明所采用的技术方案是：
一种用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，包括烘干室、与烘干室相连通的热泵系统，所述烘干室设置有进料切条机和二次切条机，所述进料切条机用于对输入烘干室的污泥进行初次切条，所述二次切条机用于在污泥的输送过程中，对污泥进行二次切条;所述热泵系统采用高温冷媒，热泵系统用于为烘干室加热除湿。通过对污泥进行二次切条，可以有效避免初次切条所带来的问题，使得切条的成型效果更好，切条更细且相互之间不再粘连，有利于增强烘干效果;同时采用高温冷媒作为制冷剂，可以避免现有技术中烘干温度较低的弊端，使得本烘干设备具有更高的烘干温度，从而具有更高的能效比和更高的烘干效率，可以满足含水率60-85%、高粘度污泥的干化处理，并且可以将含水率为85%的泥饼通过一次干燥成为含水30%以下污泥颗粒。
进一步的，还包括至少两层用于输送污泥的网带机构，所述网带机构分别包括用于承载污泥的网带，各层网带分别沿烘干室的竖直方向分布。网带机构用于实现污泥的连续输送。
较优的，所述进料切条机设置于烘干室的污泥入口处，所述网带机构分别位于进料切条机的下方，所述二次切条机设置于相邻两网带机构之间。
较优的，所述二次切条机设置于污泥含水率低于65%的网带机构及与该层网带机构相邻的下层网带机构之间。由于二次切条机的主要目的是改善高含水率、和/或高粘度的污泥在初次切条时存在的成型效果差、影响后期干燥的问题，对所输送的污泥进行二次切条，以便获得更加规整的条形结构或类似条形结构的污泥，当污泥的含水率大于80%(高含水率)时，切条的成型效果较差、粘连问题严重，当污泥的含水率较低时，如污泥的含水率低于40%时，污泥相对比较干燥，也不容易切成条形;通过前期的大量研究表明，当污泥的含水率降低到60%左右时，进行二次切条所获得的切条效果较好。
一种优选的方案中，包括四层网带机构，从上到下依次为第一层网带机构、第二层网带机构、第三层网带机构以及第四层网带机构，其中，所述二次切条机设置于所述第二层网带机构与所述第三层网带机构之间。四层网带机构结合二次切条机，可以满足绝大部分高含水率、高粘度污泥的干化处理要求。
进一步的，还包括刮泥装置，所述刮泥装置用于将粘连在网带上的污泥刮落到下层网带上或二次切条机内。对于高含水率、高粘度的污泥，在初始的输送过程中(如第一层网带机构上)，污泥的粘连性较强，容易粘在网带上而不掉落，刮泥装置的设置，可以刮除粘连在网带上的污泥，使得网带可以正常运行，同时也可以避免污泥停滞在网带上造成堵塞。
进一步的，所述烘干室设置有由保温板构成的保温墙，所述保温墙上设置有透明观察窗。可以在不打开保温板的情况下，方便的观察到每层网带上污泥的状态。
进一步的，还包括底座，所述热泵系统安装于一封闭的箱体内，所述烘干室和所述箱体分别固定于所述底座。将热泵系统的所有装置均安装于一箱体内，更便于在现场进行安装和集成。
优选的，所述高温冷媒为XP-140。XP-140是一种高温冷媒，XP-140的临界温度比常用的R134a的临界温度更高，且在同样的压力条件下，XP-140可以有效提高冷凝温度10-15度，相比与R134a，采用XP-140作为冷媒可轻松实现70度污泥烘干系统的正常运行，从而使得本烘干设备具有更高的能效比和烘干效率。
优选的，所述箱体设置有若干第一出风口、第二出风口以及回风口，所述第一出风口与烘干室的下部相连通，第二出风口与烘干室的中部或对应所述二次切条机的位置相连通，所述回风口与所述烘干室的上部相连通，所述热泵系统分别通过第一出风口和第二出风口向烘干室内输送热风，烘干室内的饱和水空气通过回风口回到箱体内部进行热回收和降温除湿。通过这样的设置，可以在烘干室与箱体之间形成封闭的循环回路，以便热风可以在该循环回路中循环流动，实现对污泥的烘干。
优选的，所述热泵系统包括过滤器、回热器、蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、第一风机以及第二风机，所述箱体内分别设置有第一通道、第二通道以及第三通道，其中，
所述第一通道的一端与所述回风口相连通，另一端分别与第二通道及回热器的第一输入端相连通，所述过滤器设置于第一通道内;
所述第二通道的一端与第二出风口相连通，所述第一冷凝器和第一风机分别设置于第二通道内;
所述回热器的第一输出端通过流道与回热器的第二输入端相连通，蒸发器设置于所述流道内，回热器的第二输出端与所述第三通道相连通，第三通道与第一出风口相连通，所述第二冷凝器及第二风机分别设置于第三通道内。
可选的，所述过滤器采用的是布袋过滤器。过滤效果好，且成本低。
可选的，还包括电加热器，所述电加热器设置于所述第二通道和/或第三通道内，电加热器用于增加出风温度。电加热器可实现辅助加热，从而可以严格控制出风温度，尤其适用于冬季或北方地区外界环境过低的情况。
可选的，还包括用于调节回风温度的风冷系统和/或水冷系统。风冷系统或水冷系统的设置可以有效实现对回风温度的控制，避免机组高温报警，尤其是夏季环境温度过高的环境中，可以确保热泵系统正常、稳定、持久运行。
与现有技术相比，使用本发明提供的一种用于高含水率、高粘度污泥的低温烘干设备，具有以下有益效果：
1、本烘干设备，结构紧凑，可以满足含水率60-85%、高粘度污泥的干化处理，并且可以将含水率为85%的泥饼通过一次干燥成为含水30%以下污泥颗粒。
2、本烘干设备，通过对污泥进行二次切条，使得切条的成型效果更好，切条更细且相互之间不再粘连，不仅可以避免现有技术中的弊端，而且可以大大增强污泥的烘干效果，使得污泥的含水率快速降低。
3、本烘干设备，采用高温冷媒作为制冷剂，不仅可以避免现有技术中的弊端，而且使得烘干设备的烘干效果更好、能效比更高，与R134a相比，不仅能耗可以节约10%以上，而且由于污泥的烘干温度提高到70度，从而使得整个烘干设备的烘干效率可以提高20%以上。
4、本烘干设备中，热泵系统结构紧凑，且便于安装和集成。
5、本烘干设备中，采用连续网带干燥模式，不受污泥黏糊区的影响，适合各种类型污泥干燥系统(包括含砂量大污泥)，易损件少，易维护，使用寿命长。
6、本烘干设备中，无尾气排放，无需臭气处理系统;整个干燥过程可都在密闭环境条件下进行，不会有气体排到外界环境中，不会造成二次环境污染。
7、本烘干设备中，除湿性能比可达4.2kgH2O/kW.h，相对传统污泥烘干设备(燃煤)可节能40%以上;相对燃油燃气节能更多;若采用晚间低谷电，节能效果更明显。
8、本烘干设备中，采用低温(40-75℃可调)全封闭干燥工艺，抑制挥发性气体挥发，可安全运行。（发明人蒋红光;毕永伟;王哲晓;肖波;易洋;包兴富）
