公布日：2022.01.28
申请日：2021.10.19
分类号：C02F11/13(2019.01)I
摘要
本发明提出了一种防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，由热风循环烘干系统和双极热泵除湿系统组成，本申请通过改变污泥形状和强化热风烘干系统内部空气流动，有效改善了污泥由内至外的热湿交换率，造粒品质显著提高，而且有利于降低除湿热泵的运行温度，保证压缩机吸排气温度运行在最佳区间，系统运行效率显著提高，压缩机电机烧毁和机械故障的可能性降低，同时，通过降低与热空气接触的换热器的管内运行压力和改变换热器材质，有效降低了换热器泄漏概率，大大延长了设备部件使用寿命。
权利要求书
1.一种防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，其特征在于：由热风循环烘干系统和双极热泵除湿系统组成。
2.根据权利要求1所述的防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，其特征在于：所述热风循环烘干系统包括污泥输送进料机、造粒机、污泥颗粒传输带、搅拌风机、活性炭空气过滤器、干污泥颗粒出料机；湿污泥通过污泥输送进料机导入造粒机内造粒，造粒完成后的湿污泥颗粒进入污泥颗粒传输带，过程中，湿污泥颗粒与由双极热泵除湿系统导入的热干空气进行热湿交换完成干燥，且搅拌风机对热气流进行搅动，活性炭空气过滤器对热湿空气中吸附的污泥有害物质进行滤除。
3.根据权利要求2所述的防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，其特征在于：所述造粒机造粒为空心颗粒，颗粒形状选自但不限于空心圆柱体、空心棱柱体、空心圆台、空心棱台中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，其特征在于：所述双极热泵除湿系统包括高温侧热泵除湿系统、低温侧热泵除湿系统；高温侧热泵除湿系统由高温侧压缩机、高温侧板式水冷冷凝器、高温侧蒸发器、高温侧膨胀阀、高温侧加热换热器、高温侧热水循环水泵组成；低温侧热泵除湿系统由低温侧压缩机、低温侧板式水冷冷凝器、低温侧蒸发器、低温侧膨胀阀、低温侧加热换热器、低温侧热水循环水泵组成。
5.根据权利要求4所述的防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，其特征在于：所述高温侧蒸发器管内循环介质为R134a，低温侧蒸发器管内循环介质为R22；高温侧加热换热器、低温侧加热换热器管内循环介质均为水。
6.根据权利要求4所述的防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，其特征在于：所述高温侧加热换热器、低温侧加热换热器管均采用不锈钢管套防腐铝翅片换热器。
7.根据权利要求4 6任一项所述的防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，其特征在于：所述双极热泵除湿系统还包括热回收系统，热回收系统由热回收器和热回收循环水泵组成，用于热湿空气的预冷和低温饱和空气的预热；由热风循环烘干系统流回的热湿空气通过热回收器预降温，再通过高温侧蒸发器和低温侧蒸发器双极降温除湿变成低温的饱和空气,低温饱和空气经过热回收器预热，再通过低温侧加热器和高温侧加热器加热，低温饱和空气变成干热空气流出进入热风循环烘干系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，通过改变污泥形状和强化热风烘干系统内部空气流动，有效改善了污泥由内至外的热湿交换率，造粒品质显著提高，而且有利于降低除湿热泵的运行温度，保证压缩机吸排气温度运行在最佳区间，系统运行效率显著提高，压缩机电机烧毁和机械故障的可能性降低，同时，通过降低与热空气接触的换热器的管内运行压力和改变换热器材质，有效降低了换热器泄漏概率，大大延长了设备部件使用寿命。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防爆低能耗型低温污泥干化造粒工艺，由热风循环烘干系统和双极热泵除湿系统组成。
作为本发明进一步优选，热风循环烘干系统包括污泥输送进料机、造粒机、污泥颗粒传输带、搅拌风机、活性炭空气过滤器、干污泥颗粒出料机；湿污泥通过污泥输送进料机导入造粒机内造粒，造粒完成后的湿污泥颗粒进入污泥颗粒传输带，过程中，湿污泥颗粒与由双极热泵除湿系统导入的热干空气进行热湿交换完成干燥，且搅拌风机对热气流进行搅动，活性炭空气过滤器对热湿空气中吸附的污泥有害物质进行滤除。
作为本发明进一步优选，造粒机造粒为空心颗粒，颗粒形状选自但不限于空心圆柱体、空心棱柱体、空心圆台、空心棱台中的任意一种。
作为本发明进一步优选，双极热泵除湿系统包括高温侧热泵除湿系统、低温侧热泵除湿系统；高温侧热泵除湿系统由高温侧压缩机、高温侧板式水冷冷凝器、高温侧蒸发器、高温侧膨胀阀、高温侧加热换热器、高温侧热水循环水泵组成；低温侧热泵除湿系统由低温侧压缩机、低温侧板式水冷冷凝器、低温侧蒸发器、低温侧膨胀阀、低温侧加热换热器、低温侧热水循环水泵组成。
作为本发明进一步优选，高温侧蒸发器管内循环介质为R134a，低温侧蒸发器管内循环介质为R22；高温侧加热换热器、低温侧加热换热器管内循环介质均为水。
作为本发明进一步优选，高温侧加热换热器、低温侧加热换热器管均采用不锈钢管套防腐铝翅片换热器。
作为本发明进一步优选，双极热泵除湿系统还包括热回收系统，热回收系统由热回收器和热回收循环水泵组成，用于热湿空气的预冷和低温饱和空气的预热；由热风循环烘干系统流回的热湿空气通过热回收器预降温，再通过高温侧蒸发器和低温侧蒸发器双极降温除湿变成低温的饱和空气,低温饱和空气经过热回收器预热，再通过低温侧加热器和高温侧加热器加热，低温饱和空气变成干热空气流出进入热风循环烘干系统，以此循环。
传统低温污泥干化造粒为，热风循环烘干系统由污泥输送进料机+造粒机（实芯颗粒）+污泥颗粒传输带+干污泥颗粒出料机等组成。来自除湿热泵的高温的干燥空气进入热风循环烘干系统与污泥进行热湿交换，变成潮湿空气流出，进入除湿热泵再次升温除湿，如此循环不断地吸收污泥中的水分，污泥得到干化。传统低温污泥干化系统干燥空气温度在70℃-80℃左右，湿空气的温度在45℃-60℃左右，热泵除湿过程中，热泵循环介质（R22和R134a)换热器（蒸发器和冷凝器）直接与循环空气接触，冷凝器运行压力较高（2.8MPa左右），极易引发设备故障、泄露等，应用性差。
基于传统技术，本申请具有如下优点：1、提高污泥粒与干热空气的热湿交换效率，干热空气与污泥粒间的传热温差减小，热泵除湿系统运行温度降低，解决了压缩机易损毁问题，同时也提高了设备的能效，降低了运行成本。
1）、自主研发的全新的造粒机构，污泥粒形状为空心的圆柱状，该形状污泥粒一方面增加了污泥与干热空气的接触面积，另一方面空心粒内侧与干热空气也可进行充分热湿交换，污泥内部水分更容易传递到空气中，从两方面改善了污泥粒与干热空气的热湿交换效率。热湿传递温差得到减小，要达到相同技术指标（干化后污泥含水率），热泵除湿系统运行温度要低于现有的实芯污泥粒。
2）、在热风循环烘干系统内部增加了搅拌风机，强化了污泥粒与干热空气之间的热湿传递。热湿传递的温差减小，热泵除湿系统运行温度得到降低。
2、与空气接触的换热器管内均低压运行，换热器均采用不锈钢管套防腐铝翅片换热器。同时空气通过活性炭过滤器的不断循环过滤，有害物质（腐蚀性）浓度降低。通过以上方案解决了换热器泄漏问题。
通过上面技术的应用，热泵除湿系统的运行温度比市面上相同产品大约会低5℃ 10℃，确保了设备的稳定、安全运行，减少了设备维护维修费用，同时设备运行的能效也可提高20%，有效提高设备的出勤率、降低了设备运行费用和维护维修费用，设备整体运行的投资回报率得到大幅提高。
随做设备正常使用率的提高，维护维修的降低以及设备运行能耗的降低，设备单位产出的经济效益得到大幅提高，同时低温污泥干化机组应用范围得到大幅拓展。
本发明的有益效果在于：本申请通过改变污泥形状和强化热风烘干系统内部空气流动，有效改善了污泥由内至外的热湿交换率，造粒品质显著提高，而且有利于降低除湿热泵的运行温度，保证压缩机吸排气温度运行在最佳区间，系统运行效率显著提高，压缩机电机烧毁和机械故障的可能性降低，同时，通过降低与热空气接触的换热器的管内运行压力和改变换热器材质，有效降低了换热器泄漏概率，大大延长了设备部件使用寿命。
（发明人：李明;陈传文;吴晓松;茅国杰;史文庆）
