申请日20201026
公开（公告）日20201120
IPC分类号C02F11/13; F26B17/16; F26B23/10; F26B3/26
摘要
本发明涉及一种空心桨叶污泥干燥装置和方法，干燥箱内包括上层干燥箱和下层干燥箱，上层干燥箱横向分隔为第一污泥干燥箱和煤粉干燥箱，下层干燥箱分为换热箱和第二污泥干燥箱，换热箱位于第一污泥干燥箱的下方，第二污泥干燥箱分别与第一污泥干燥箱和煤粉干燥箱相对；第二污泥干燥箱内设置加热管，第一污泥干燥箱内设置浆叶搅拌轴，煤粉干燥箱内设置换热管，第一污泥干燥箱的顶部设置开口与换热管的进口相通；换热管的排出口与换热箱连接，换热箱的热风出口与加热管连通；第一污泥干燥箱的底部设置出料口，出料口与第二污泥干燥箱连通。通过装置结构的改进，充分的利用污泥产生的热蒸汽的热值，对污泥进行二次干燥，提高污泥的干燥效果。
权利要求书
1.一种空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：包括干燥箱，干燥箱内包括上层干燥箱和下层干燥箱，上层干燥箱横向分隔为第一污泥干燥箱和煤粉干燥箱，下层干燥箱分为换热箱和第二污泥干燥箱，换热箱位于第一污泥干燥箱的下方，第二污泥干燥箱分别与第一污泥干燥箱和煤粉干燥箱相对；
第二污泥干燥箱内设置加热管，第一污泥干燥箱内设置浆叶搅拌轴，煤粉干燥箱内设置换热管，第一污泥干燥箱的顶部设置开口与换热管的进口相通；
换热管的排出口与换热箱连接，换热箱的热风出口与加热管连通；
第一污泥干燥箱的底部设置出料口，出料口与第二污泥干燥箱连通；
煤粉干燥箱的上部设置气箱，下部设置煤粉换热箱。
2.如权利要求1所述的空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：浆叶搅拌轴包括搅拌轴和浆叶，搅拌轴为柱体结构，搅拌轴包括内旋转轴和外旋转壳，外旋转壳套在内旋转轴的外侧，外旋转壳为圆柱壳体结构，浆叶设置在外旋转壳的外侧壁上，内旋转轴和外旋转壳之间设置第一热介质通道和第二热介质通道，第一热介质通道和第二热介质通道之间设置隔板，并且第一热介质通道和第二热介质通道一端相通，内旋转轴和外旋转壳通过隔板连接；
第一热介质通道位于与浆叶的相接的区域，热介质通道沿着轴向设置；
浆叶的内部为空心的壳体结构，第一热介质通道与浆叶相通，搅拌轴上设置若干第一凸起，分别与若干浆叶相对应，第一凸起延伸至浆叶的内部，第一凸起与浆叶的侧壁和顶部之间设置空隙。
3.如权利要求2所述的空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：浆叶内部的第一凸起与浆叶的顶部之间的距离为10-25cm；
或，浆叶搅拌轴上的浆叶的高度为20cm-30cm；
或，第二热介质通道位于浆叶之间的区域，浆叶之间的区域为沿着径向相对的两个浆叶之间的位置，第二热介质通道沿着轴向设置。
4.如权利要求1所述的空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：第一污泥干燥箱和第二污泥干燥箱之间设置排料通道，排料通道的底部设置若干方形排料口，排料口与第二污泥干燥箱连通，排料通道的底部设置热载气层，热载气层具有空腔结构，排料口与热载气层之间密封设置。
5.如权利要求1所述的空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：第二污泥干燥箱设置晾干室和加热室，晾干室位于煤粉干燥箱的下方，加热室位于第一污泥干燥箱的下方，加热室为空腔结构；
加热管位于加热室，加热管与热载气层连通，加热管为弯折管，弯折管具有横向上形成弯折的结构，分为第一弯折部和第二弯折部，第一弯折部的加热管形成由下至上的阶梯状结构，第二弯折部的底部形成向晾干室弯折的结构，第一弯折部的阶梯状夹角的位置设置气孔。
6.如权利要求4所述的空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：换热箱与第一污泥干燥箱之间设置分配箱，换热箱内设置依次连接的冷凝器、气罐、加热器，冷凝器与热载气总管连通。
7.如权利要求6所述的空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：第一污泥干燥箱的底部设置第二凸起，凸起具有空腔结构，第二凸起与浆叶搅拌轴的方向一致，第二凸起的顶部延伸到两个搅拌浆叶的底部之间，第二凸起的顶面具有圆弧面，第二凸起的侧面为向内凹进的弧面，分配箱的顶部第一污泥干燥箱底部的凸起相通，第二凸起的侧壁靠近顶部的位置设置透气孔。
8.如权利要求1所述的空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：第一污泥干燥箱的顶部设置进料箱，进料箱位于煤粉干燥箱的一侧，进料箱的顶部设置进料口，底部设置污泥出口，污泥出口与第一干燥箱连通进料口和污泥出口分别位于进料箱的两端，污泥出口位于远离煤粉干燥箱的一侧，气箱的底部一侧设置开口与第一污泥干燥箱连通，进料箱内设置螺旋输送机；
进料箱中设置两个热介质通道和物料通道，两个热介质通道相对于物料通道封闭隔离设置，物料通道位于两个热介质通道之间的位置，热介质通道的出口与气箱连通。
9.如权利要求1所述的空心桨叶污泥干燥装置，其特征在于：煤粉换热箱中的若干换热管纵向设置，换热管的顶部与气箱连通，换热管的底部穿过第二污泥干燥箱的晾干室与热载气总管连通；
煤粉干燥箱设置煤粉进管，煤粉进管穿过气箱与煤粉换热箱之间连通。
10.利用如权利要求1-9任一所述的空心桨叶污泥干燥装置的污泥干燥方法，其特征在于：具体步骤为：
污泥通过进料箱顶部的进料口进入到进料箱的内部，然后通过螺旋输送机输送到进料箱的污泥出口，通过污泥出口进入到第一污泥干燥箱，在进料箱中物料与热介质通道中的热介质进行间接换热，热介质通道的热介质进入到气箱中；
污泥在第一污泥干燥箱中，与浆叶搅拌轴进行接触换热，污泥被加热后，蒸发出蒸汽进入到气箱中，然后污泥通过第一污泥干燥箱底部一侧的出料口落入到排料通道；
在排料通道内的污泥通过排料口进入到第二污泥干燥箱，污泥与加热管进行换热后落到输送带上，然后被输送到晾干室；
在晾干室内，污泥蒸出的蒸汽进入到气箱；
煤粉干燥箱内，煤粉与换热管进行换热后排出，换热管内的热介质进入到换热箱；
热介质进入到换热箱中的冷凝器被冷凝，使热介质中的水冷凝下来，然后进入加热器进行加热，加热后进入到分配箱，分配箱的热介质分别进入到第一污泥干燥箱中的第一凸起和第二污泥干燥箱内的加热管中，热介质进入到污泥中，加热污泥，在第一干燥箱中，热介质随着污泥的蒸汽进入到气箱。
说明书
一种空心桨叶污泥干燥装置和方法
技术领域
本发明属于污泥干燥技术领域，具体涉及一种空心桨叶污泥干燥装置和方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
污泥作为污水处理厂污水处理后的附属产品，因富含有机腐质、细菌菌体、寄生虫卵和重金属等有害物质，如果不经过无害化处理，是污水处理过程形成的最主要的二次污染源，对环境污染较大。
传统的污泥处理方法有稳定填埋、堆肥、填海和焚烧等。污泥焚烧是最彻底的污泥处理方法，污泥焚烧可以大大减少污泥的体积和重量，因而最终需要处理的物质很少，不存在重金属离子的问题。由于污泥中含有较多的水分，在焚烧前需要进行污泥的干燥。现有的污泥干燥装置，在干燥过程中，污泥中的水分成为水蒸气带走了加热干化及焚烧过程中的大部分能量。所以污泥处理和焚烧过程的需要大量的能量，处理的成本较高。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种空心桨叶污泥干燥装置和方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
第一方面，一种空心桨叶污泥干燥装置，包括干燥箱，干燥箱内包括上层干燥箱和下层干燥箱，上层干燥箱横向分隔为第一污泥干燥箱和煤粉干燥箱，下层干燥箱分为换热箱和第二污泥干燥箱，换热箱位于第一污泥干燥箱的下方，第二污泥干燥箱分别与第一污泥干燥箱和煤粉干燥箱相对；
第二污泥干燥箱内设置加热管，第一污泥干燥箱内设置浆叶搅拌轴，煤粉干燥箱内设置换热管，第一污泥干燥箱的顶部设置开口与换热管的进口相通；
换热管的排出口与换热箱连接，换热箱的热风出口与加热管连通；
第一污泥干燥箱的底部设置出料口，出料口与第二污泥干燥箱连通；
煤粉干燥箱的上部设置气箱，下部设置煤粉换热箱。
本发明涉及一种空心浆叶污泥干燥装置，污泥通过污泥干燥箱进行干燥后，与煤粉混合，由于污泥干燥的过程中，污泥中的水分蒸发为水蒸气，所以水蒸气以汽化潜热的形式带走了加热干化过程中的大部分能量，之后水蒸气进入到煤粉干燥箱，煤粉被水蒸气加热，利用水蒸气的热量加热煤粉。
煤粉干燥箱的换热管排出的气体进入换热箱进行冷凝然后加热，之后进入第二污泥干燥箱中的加热管中，通过加热管对污泥进行再次加热。进行第二次干燥，然后再排出。
由于煤粉和污泥后期混合后进行焚烧，煤粉温度升高后与污泥混合，煤粉使污泥的温度升高，相当于提高了污泥的温度，这样有利于污泥及时的散发出水蒸气，污泥在污泥干燥箱中，接触浆叶搅拌轴使污泥的温度升高，在散发出水蒸气的过程中温度降低，到污泥出口时，污泥中的水蒸气只散发出去一小部分，因为污泥的热量因为水变为水蒸气吸收了，所以温度降低。而污泥与煤粉的混合，又将汽化潜热利用回来，升高了污泥的温度，所以污泥的温度又会升高一些，这样污泥的水分会降低一些，提高干燥效果。
当污泥进入下一步焚烧时，污泥具有较高的温度，有利于后续污泥中水分进一步蒸发，并且，与煤粉混合，煤粉的热值较高，煤粉燃烧的热量可以促进污泥中的水分的蒸发，可以使污泥在短时间内完成焚烧，提高污泥的焚烧率，降低能耗。
第二方面，利用上述的空心桨叶污泥干燥装置进行干燥污泥的方法，具体步骤为：
污泥通过进料箱顶部的进料口进入到进料箱的内部，然后通过螺旋输送机输送到进料箱的污泥出口，通过污泥出口进入到第一污泥干燥箱，在进料箱中物料与热介质通道中的热介质进行间接换热，热介质通道的热介质进入到气箱中；
污泥在第一污泥干燥箱中，与浆叶搅拌轴进行接触换热，污泥被加热后，蒸发出蒸汽进入到气箱中，然后污泥通过第一污泥干燥箱底部一侧的出料口落入到排料通道；
在排料通道内的污泥通过排料口进入到第二污泥干燥箱，污泥与加热管进行换热后落到输送带上，然后被输送到晾干室；
在晾干室内，污泥蒸出的蒸汽进入到气箱；
煤粉干燥箱内，煤粉与换热管进行换热后排出，换热管内的热介质进入到换热箱。
本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：
污泥干燥装置通过设置煤粉干燥箱，将污泥干燥吸走的热量，进行充分的再利用，煤粉与污泥混合后，提高污泥的温度，避免加热干化过程中热量的流失，污泥温度升高后，进行焚烧，提高燃烧效果，并且有助于降低能耗；
通过设置第二污泥干燥箱，使污泥进行二次干燥，降低了去焚烧污泥的含水率，有利于降低污泥的燃烧时间和焚烧温度，降低能耗，并且，有利于迅速使污泥中的成分进行燃烧，提高燃烧效率。
热载气通过换热箱进行换热后，再次作为热载气，可以实现热载气的循环利用。（发明人 严希海；索伟；严谨；李海华）
