CN100592014C - 废弃物干燥方法及其系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用金属物作为传热介质的干燥方法及其系统装置，它采用颗粒状金属物作为传热介质，通过换热器使金属物接受热源的热量，然后将一定温度的金属物与污泥在干燥器内直接接触混合，采用传导的方法将金属物的热量传递给污泥，达到了强化传热、加热污泥，蒸发污泥中水分的目的。本发明具有系统简单可靠、可控性强、对各种污泥的适应性好、能满足不同规模要求、占地小、投资低和热效率高等优点。解决了以烟气或热空气为传热介质的直接对流型干燥技术尾气处理困难和高能耗等技术难题，也避免了以蒸汽或导热油为传热介质的间接传导型干燥技术设备复杂、造价昂贵、单台设备容量小和容易粘壁等缺点。本发明可以用于污泥等湿物料和生活垃圾等废弃物的干燥。

Description

废弃物干燥方法及其系统装置

技术领域

本发明涉及一种废弃物的处理技术，具体是涉及一种采用金属作为传热介质的废弃物干燥方法及其系统装置，适用于污泥等湿物料的干燥，还可适用于生活和工业垃圾等废弃物的预处理干燥和粉碎等。

背景技术

随着我国对水环境保护要求的不断提高，大量污水处理设施的被建设和投运，伴随产生了大量的高水分(70％-85％)污泥，如果这些污泥不能得到及时、有效和稳定的处理处置，将给周边区域带来极大的环境隐患。

不管污泥处理是焚烧、农用还是作为建材原料，选用合适的干燥工艺是其降低投资和运行费用的关键。现有干燥技术中以烟气或热空气为传热介质的直接对流型技术，由于无法有效处理干燥过程产生的尾气和高能耗，使其难以在污泥干燥被应用。而以蒸汽或导热油为传热介质的间接传导型技术，由于其复杂的设备制造工艺、昂贵的造价、单台设备容量小和容易粘壁等缺点，使其在应用中受到制约。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术现状而提供一种系统简单可靠、可控性强、对各种污泥的适应性好、能满足不同规模要求、占地小、投资低、热效率高和动力消耗低的废弃物干燥方法，该方法采用颗粒状金属物作为传热介质，通过换热器使金属物接受热源的热量，然后将一定温度的金属物与污泥在干燥器内直接接触混合，采用传导的方法将金属物的热量传递给污泥，达到了强化传热、加热污泥，蒸发污泥中水分的目的，完成传热的金属物与干污泥分离后循环使用。

本发明所要解决的第二个技术问题是要提供一种用于上述方法中的系统装置。

本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：本干燥方法包括以下步骤：

a、将由热源产生的热烟气引入装有颗粒状金属物的金属物换热器内；

b、经热烟气加热后的颗粒状金属物在调节器控制下进入干燥器内，在干燥器的搅拌作用下，与来自湿污泥仓的湿污泥充分混合，湿污泥仓的湿污泥是通过污泥泵的控制下进入干燥器内；

c、湿污泥在干燥器内完成加热和干燥，产生的尾气进入尾气处理器进行处理；

d、再将金属物和干污泥的混合物进行分离，分离后的干污泥进入干污泥仓备用，金属物被输送到金属物的换热器实现循环使用。

上述步骤a中金属物换热器内所产生的低温烟气还引入到烟气处理系统进行处理。

上述步骤b中金属物进入干燥器内的温度和流量是通过调节器的电机转速来控制，湿污泥进入干燥器内的流量是通过污泥泵的电机转速来控制；步骤c中湿污泥在干燥器内的干燥时间是通过调节干燥器的电机转速来控制。

本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：包括焚烧炉、干污泥仓、湿污泥仓和污泥泵、金属物换热器，金属物调节器，干燥器，分离器，金属物输送机，以及尾气处理器；所述的金属物换热器设有金属物加入口、金属物出口、烟气入口和烟气出口，其中烟气入口通过管道连接所述的焚烧炉，所述的金属物调节器位于金属物换热器的下方，连通所述的金属物出口；所述的干燥器设有污泥入口、金属物入口、排气口和混合物出口，其中金属物入口和污泥入口分别与所述的金属物调节器和污泥泵相连通，排气口和混合物出口分别与尾气处理器和分离器相连通，所述的金属物输送机设置在分离器与金属物换热器之间，所述的干污泥仓分别连通分离器和焚烧炉。

上述的系统装置，还包括有主要由烟气脱酸设备和布袋除尘器组成的烟气处理系统，该系统连通所述的金属物换热器的烟气出口。

上述的系统装置，所述的干燥器主要由带有夹套的壳体和装在壳体中的两根转轴组成，轴上排列有搅拌叶片，所述的壳体上设有所述的污泥入口、金属物入口、排气口和混合物出口。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

由于采用金属物作为热源的热受体，因而可简化传热介质加热设备；

由于金属物是与污泥直接混合通过传导加热污泥，所以强化了传热效果，缩小了干燥器体积；

由于金属物在混合过程的翻滚，对干燥器具有清洁功能，简化了干燥器，使其适合糨糊状物料的干燥；

由于金属物在混合过程的翻滚，使其对被干燥物料具有破碎功能；

由于干燥过程没有烟气或空气等进入干燥设备，所以干燥所产生的尾气处理要求比较简单；

由于颗粒状金属物是循环使用，减少了热量的损失；

通过控制金属物温度、流量和湿污泥的流量及干燥器搅拌速度可以方便地控制产品污泥的水分；

因此本发明具有系统简单可靠、可控性强、对各种污泥的适应性好、能满足不同规模要求、占地小、投资低、热效率高和动力消耗低等的优点。本发明既可以用于污泥等湿物料的干燥，又可以用于生活和工业垃圾等废弃物的预处理干燥和粉碎。

附图说明

图1为本发明实施例的装置示意图。

图2为为本发明的流程框图。

图3为金属物换热器的结构示意图。

图4为干燥器的结构示意图。

图5为图4的A-A剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

结合图1所示，本系统装置主要包括有焚烧炉10、干污泥仓6、湿污泥仓8和污泥泵9、金属物换热器1、金属物调节器2、干燥器3、分离器4、金属物输送机5、尾气处理器7以及烟气处理系统11。其中

金属物换热器1的结构如图3所示，它具有类似漏头形的壳体1，壳体的顶部和底部分别设有金属物入口102和金属物出口103，壳体上部和下部的侧面分别设有烟气出口105和烟气入口104，烟气入口104通过管道与焚烧炉10相连，烟气出口105连接烟气处理系统11。传热用的颗粒状金属物采用钢球，它从壳体顶部的入口102加入，受热后的钢球从底部的出口103出来。

金属物调节器2是用来控制钢球的温度和流量，它位于金属物换热器1的下方，为一带有冷却装置的星形给料器，通过调节电机转速来实现控制钢球流量的目的。

干燥器3位于金属物调节器2的下方，该干燥器的结构如图4、图5所示，它主要由带有夹套的壳体33和装在壳体中的两根转轴31组成，轴上排列有搅拌叶片32，壳体上33设有污泥入口37、金属物入口38、排气口36、混合物出口34和观察口35等，其中污泥入口37通过管道连通污染泵9，污泥仓8内的湿污泥由污染泵9引入干燥器3内，湿污泥的流量由污泥泵的电机转速来控制。金属物入口38连通金属物调节器2，受热的钢球由入口进入干燥器内。排气口36连接尾气处理器7，尾气处理器7采用已知的混合式冷凝器。而轴上的搅拌叶片32除了起到对钢球和污泥的充分混合作用外，还起到对被干燥物料具有破碎功能的作用。在干燥器3内的钢球和湿污泥通过搅拌叶片32的作用下充分混合，使钢球的热量迅速传导给污泥，实现强化传热，而污泥在叶片作用下不断翻滚使受热污泥产生的蒸汽顺利脱离污泥，并在压力的作用下离开干燥器的排气口36进入尾气处理器7进行处理，避免二次凝结，湿污泥在干燥器内完成加热和干燥，污泥的干燥时间可以通过控制干燥器的电机转速来实现。

分离器4采用振动筛，连通干燥器3的混合物出口34。钢球和干污泥通过分离器相分离，并分别通过各自的出口引入到金属物输送机5和干污泥仓6，金属物输送机5连通金属物换热器1的金属物入口102，干污泥通过干污泥输送机12输送到干污泥仓6，干污泥仓6连接焚烧炉10。

上述装置中的焚烧炉10可以采用常规的鼓泡床或循环流化床等燃烧设备，金属物调节器2为带冷却装置的星形给料器，分离器4为振动筛，金属物输送机5可为斗式提升机，尾气处理器7为混合式冷凝器，烟气处理系统11为烟气脱酸设备和布袋除尘器，干污泥输送机12为皮带输送机和斗式提升机，以及干污泥仓6，湿污泥仓8和污泥泵9均为常规或通用设备，因此对它们的结构和工作原理不再详述。

本发明的工作过程如下：

通过燃烧干污泥(产品污泥)和辅助燃料产生热烟气，热烟气从金属物换热器1的烟气入口104进入金属物换热器1，在钢球间的间隙中流动，将热量传递给钢球，提高其温度，一定温度的钢球在金属物调节器2的控制下通过干燥器3的干燥器钢球入口38进入干燥器3，来自湿污泥仓8和污泥泵9的湿污泥在污泥泵9的控制下通过干燥器的污泥入口37也进入干燥器3；钢球和湿污泥在干燥器内在搅拌叶片32作用下充分混合使钢球的热量迅速传导给污泥，实现强化传热，而污泥在干燥器作用下不断翻滚使受热污泥产生的蒸汽顺利脱离污泥并在压力的作用下离开干燥器的排气口36进入尾气处理器7进行处理，避免二次凝结，湿污泥在干燥器内完成加热和干燥；钢球和干污泥的混合物通过混合物出口34进入分离器4进行分离，干污泥通过干污泥输送机12送入干污泥仓6储存后被送入焚烧炉10，钢球通过金属物输送机5迅速回到金属物换热器1实现循环使用；通过控制钢球温度、流量和湿污泥的流量可以控制产品污泥的水分，通过控制干燥器搅拌速度可以控制污泥的干燥时间；金属物换热器烟气出口105的低温烟气经烟气处理系统11除尘脱酸处理后外排，焚烧炉10产生的炉渣和烟气处理系统捕获的飞灰可外送综合利用。

Claims (6)

1、一种废弃物干燥方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、将由热源产生的热烟气引入装有颗粒状金属物的金属物换热器内；

b、经热烟气加热后的颗粒状金属物在调节器控制下进入干燥器内，在干燥器的搅拌作用下，与来自湿污泥仓的湿污泥充分混合，湿污泥仓的湿污泥是通过污泥泵的控制下进入干燥器内；

c、湿污泥在干燥器内完成加热和干燥，产生的尾气进入尾气处理器进行处理；

d、再将金属物和干污泥的混合物进行分离，分离后的干污泥进入干污泥仓备用，金属物被输送到金属物的换热器实现循环使用。

2、如权利要求1所述的废弃物干燥方法，其特征在于：步骤a中金属物换热器内所产生的低温烟气还引入到烟气处理系统进行处理。

3、如权利要求1或2所述的废弃物干燥方法，其特征在于：步骤b中金属物进入干燥器内的温度和流量是通过调节器的电机转速来控制，湿污泥进入干燥器内的流量是通过污泥泵的电机转速来控制；步骤c中湿污泥在干燥器内的干燥时间是通过调节干燥器的电机转速来控制。

4、一种用于权利要求1所述方法中的系统装置，包括焚烧炉、干污泥仓、湿污泥仓和污泥泵，其特征在于：还包括金属物换热器、金属物调节器、干燥器、分离器、金属物输送机以及尾气处理器；所述的金属物换热器设有金属物加入口、金属物出口、烟气入口和烟气出口，其中烟气入口通过管道连接所述的焚烧炉，所述的金属物调节器位于金属物换热器的下方，连通所述的金属物出口；所述的干燥器设有污泥入口、金属物入口、排气口和混合物出口，其中金属物入口和污泥入口分别与所述的金属物调节器和污泥泵相连通，排气口和混合物出口分别与尾气处理器和分离器相连通，所述的金属物输送机设置在分离器与金属物换热器之间，所述的干污泥仓分别连通分离器和焚烧炉。

5、如权利要求4所述的系统装置，其特征在于：还包括有主要由烟气脱酸设备和布袋除尘器组成的烟气处理系统，该系统连通所述的金属物换热器的烟气出口。

6、如权利要求4或5所述的系统装置，其特征在于：所述的干燥器主要由带有夹套的壳体和装在壳体中的两根转轴组成，轴上排列有搅拌叶片，所述的壳体上设有所述的污泥入口、金属物入口、排气口和混合物出口。

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