CN102351398B

CN102351398B - 组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机

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Publication number: CN102351398B
Application number: CN 201110295021
Authority: CN
Inventors: 黄建
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: CN102351398A

Abstract

组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机属于环保设备技术领域。本发明的干燥机具有污泥处理吨位量大、产量调整容易、安全可靠、拆卸方便，以及节省能源和空间的特点。本发明包括底座，底座上设置有炉体，炉体由至少两个炉体单元依次相接组成，相接的两炉体单元之间为连通的，第一个炉体单元的上部设置有热风进口，最后一个炉体单元的上部设置有排风口；所述的第一个炉体单元侧壁上、相对于热进风口下方设置有至少两个进泥口，每一炉体单元的底部设置有与所述进泥口入料方向垂直、且相互平行设置地主动轴和从动轴，主动轴上的旋翼与从动轴上的旋翼相互交错地排布，主动轴和从动轴通过炉体外侧的传动箱相连，传动箱通过变速箱同电机相连。

Description

组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机

技术领域

本发明属于环保设备技术领域，更具体地说，是涉及一种大吨位、大产量处理城市污泥和处理煤矿湿煤泥的组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机。

背景技术

目前，国内外对城市污泥热干化处理所采用的通常技术与工艺方法。

㈠、直接加热转鼓式干化技术。

工作原理：脱水后的污泥从缓冲仓进入混合器按比例充分混合，已经被干化的返流污泥（混合污泥的含固率达30%～40%）；再经螺旋输送机运到转鼓式干燥器中，与从同一端进入的热气流接触混合、集中加热，烘干后的污泥被带有计量装置的螺旋输送机送至分离器，从分离器中排出的湿热气体被收集，进行热力回用，带污泥的刺激性气体被送至生物过滤器，处理达标后排放。分离器中排出的干污泥粒度可控制在1～4mm，经筛选器将满足要求的颗粒污泥送入贮藏舱。该种技术每天最大处理量：150吨湿污泥。

㈡、间接加热转鼓式干化技术。

工作原理：脱水后的污泥被送至干化机的进料斗，经过螺旋输送机至干化机内。干化机由转鼓和翼片螺杆组成，转鼓通过燃烧炉加热、翼片螺杆通过循环热油加热，最大转速为1.5r/min。转鼓和翼片螺杆同向或反向旋转，污泥可连续前移进行干化，转鼓经抽风为负压操作，水汽和尘灰无外溢。污泥经螺杆推移和加热被逐步烘干并磨成粒状，最终送至储存仓。污泥蒸发出的水汽通过系统抽风机送至冷凝和洗涤吸附系统。该种技术每天最大处理量：120吨湿污泥。

㈢、间接式多盘干燥技术。

工作原理：机械脱水后的污泥（含固率达25%～30%）被送入污泥料仓，通过污泥泵输送到涂层机，在涂层机中再循环的、干污泥颗粒与输入的脱水污泥混合，干颗粒核的外层涂有一层湿污泥后形成的颗粒；通过与中央旋转主轴相连的耙臂上的耙子作用，污泥颗粒在上层圆盘上作圆周运动，污泥颗粒从造粒机的上部圆盘由重力作用旋转到造粒机的底部圆盘，颗粒在圆盘上运行时直接和加热表面接触干化，污泥颗粒逐渐增大，最终形成坚实的颗粒，故也称珍珠工艺。污泥干燥过程所需的能量由热油传递。该种工艺每天最大处理量：120吨湿污泥。

㈣、流化床污泥干化技术。

工作原理：将脱水污泥送到污泥计量储存仓，然后用污泥泵送到流化床污泥干燥机的进料口。干燥机由三部分组成：最下是风箱，将200℃左右的导热油循环气体通过排管分送到装置的不同区域，中间段是将蒸发水的热量送到流化床内，最上部为抽吸罩，使流化的干颗粒脱离循环气体，流化床内干燥温度为85℃，产生的污泥颗粒滞留时间长、产品数量大；即使供料质量或水分有些波动也能确保干燥均匀；污泥颗粒通过旋转气锁阀送到冷却器，冷却到40℃以下，通过输送机到产品料仓，一部分干料返回进料混合机与未被干燥的污泥（含水率80%左右）进行混合后（含水率30%～40%），再进入干燥系统干燥，污泥含水率降至10%左右排出。该种工艺每天最大处理量：160吨湿污泥。

㈤、带式污泥干燥技术。

工作原理：机械脱水后的污泥（含水率80%左右）被送入污泥料仓，通过污泥泵输送带式污泥干燥布料装置内。污泥经布料装置，均匀地铺在网带上，网带由传送装置拖动在干燥机内移动；100℃左右的热空气由上往下穿过铺在网带上的污泥，加热干燥并带走水份。污泥含水量降到10%左右排出；干燥装置处理量和干化污泥水率降由带速来调节，污泥干燥过程所需的能量由热油或热蒸汽传递。尾气一部分循环使用，一部分经处理达标排放。该种工艺每天最大处理量：120吨湿污泥。

㈥、薄层干燥机和带式污泥干燥机组合技术。

工作原理：这种技术也称为两段式干燥技术。第一段：将脱水污泥用污泥泵送到水平薄层蒸发器中，蒸发器的旋转叶片将污泥涂成薄层，紧贴在中空的壳体内壁，100℃左右的导热油或热蒸汽在中空的壳体间循环流动，对附着在内壁的污泥加热脱水，污泥含水率降到50%左右，处于塑性阶段排出进入切碎机去第二段干燥，第二段干燥污泥经切碎机均匀地铺在网带上，网带由传动装置拖动在干燥机内移动，100℃左右的热空气由上往下穿过铺在网带上的污泥，加热干燥并带走水份，污泥含水率降到10%左右排出，干燥装置处理量和干化污泥水率降由带速来调节，污泥温度在90℃左右，污泥干燥过程所需的能量由热油或热蒸汽传递。尾气一部分循环使用，一部分经处理达标排放。该种工艺每天最大处理量：150吨湿污泥。

在我国环保行业和煤炭行业对湿污泥干燥及对湿煤泥干燥处理，一直以来使用的干燥设备是单体式的各种干燥窑炉。如加大产量也仅是对单体式的干燥窑炉扩大容积，并针对每座窑炉配以相应的外部设施。而在前期的设计时，是根据单体式干燥窑炉进行的设计和预算，因此设备一经安装投产，其处理的产量吨位就被限定在一定的范围之内；如果需要的处理量超过其设计的范围，特别是超大量的处理时，必须将每套干燥窑炉和其相应的配套设施进行全部改进才能完成。但由于占地面积和其它种种因素，其改进往往难以实现。

其次，存在的问题是：现有设备的传动结构方式。现有的干燥设备中心搅拌轴的安装是与整个干燥装置的箱体顺向平行，如果加长箱体就要增加中心轴的长度，而中心轴的加工精度难以保证；同时，在运转过程中产生过大的跳动和挠度面破坏轴承，会增加电机负荷，造成设备停产和损坏。

随着我国对环保行业的要求，大吨位处理湿污泥要求日益迫切。小吨位单体式的干燥设备在不远的将来，将越来越不适应用户的需求。因为大吨位的产量，势必要再建厂房，相当于再建一个或几个同类的工厂车间，资金的投入将成倍增加，所以现有技术中制约干燥产量的主要因素是干燥设备炉体大小难以改变。

发明内容

本发明就是针对现有技术中存在的问题，弥补现有技术的不足，提供一种组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机；该干燥机具有污泥处理吨位量大、产量调整容易、安全可靠、拆卸方便，以及节省能源和空间的特点。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明包括底座，其结构要点是所述的底座上设置有炉体，所述的炉体由至少两个炉体单元依次相接组成，相接的两炉体单元之间为连通的，第一个炉体单元的上部设置有热风进口，最后一个炉体单元的上部设置有排风口；所述的第一个炉体单元侧壁上、相对于热进风口下方设置有至少一个进泥口，每一炉体单元的底部设置有与所述进泥口入料方向垂直、且相互平行设置地主动轴和从动轴，所述主动轴上的旋翼与从动轴上的旋翼相互交错地排布，所述的主动轴和从动轴通过炉体外侧的传动箱相连，所述的传动箱通过变速箱同电机相连。

进一步地，所述的旋翼是由四个截面呈四边形的支架构成，所述的四个支架呈十字状设置，在所述支架的顶部均带有一翼片，该翼片的工作面与主动轴和从动轴垂直。另外，若干旋翼并排设置可构成旋翼组，旋翼组在主动轴和从动轴上交错分布；实际生产中，通常采用四个为一组。

更进一步地，所述的主动轴和从动轴之间的距离与两组支架和翼片的长度之和相等；即保证主动轴旋翼的翼片顶端与从动轴的翼片顶端同在一条直线上，以达到最好的处理效果。

所述的炉体可以由热轧钢板和铸铁骨架制成；炉体外还可设置有保温层，保温层采用耐热预制件、耐火浇注料和岩棉制成。

所述的炉体单元之间采用法兰式螺栓联接；根据用户对每小时处理污泥量的要求，确定炉体单元的数量。

作为本发明的一种优选方案，所述的进泥口与底座水平地设置有三个；多个进泥口的开设，有利于污泥在进入炉体时多点铺开，使主动轴、从动轴上的旋翼受力均匀，主动轴、从动轴上的力矩平衡，以及进入炉体的湿泥受热均匀。

作为本发明的另一种优选方案，每相邻的两个炉体单元之间设置有调风门，调风门采用板式结构。其作用是通过转动调风门一定角度，来控制炉体内的热风流速及物料在炉体内的干燥时间，以满足客户对湿泥干燥后对物料含水率的不同要求。

作为本发明的一种改进，在所述主动轴和从动轴穿过炉体的接触处采用密封套密封，其作用是防止工作时炉体内的污泥浸漏。

本发明的有益效果：由于本发明的上述结构，因此解决了大吨位、大生产量污泥干燥需要重复配备设备或重复建厂的问题。本发明只需将增加若干个炉体单元，即可达到不同的产量。特别是针对超大型的湿污泥处理厂十分适用。另外，大大降低了因扩大生产所需的资金投入，节约了成本；以及，也减少了土地占用面积。

本发明的炉体单元也使得本发明拆卸方便、安装快捷。炉体单元内的主动轴和从动轴采用了两轴联动的机械传动方式，不仅节省了电能，而且由于轴长不需过长，一般长度在3～5m，因此安全可靠。

在炉体的前端开设多个进泥口，有利于污泥在进入炉体时多点铺开，使主动轴、从动轴上的旋翼受力均匀、力矩平衡，进入炉体的湿泥受热均匀；从而加速干燥过程，增大了干燥污泥的产量，节能效果明显。

以下为本发明与国内五大城市引进国外设备处理污泥项目参数对比：

名称

投资（人民币）

成套设备建筑面积

装机功率（KW）

污泥性质

处理量（每天）

使用能源类型

干化后污泥利用情况

运行费用（人民币）

日处理湿泥吨投资费用

奥地利安德利兹流化床式干燥机（上海石洞口使用）

1亿元（1套）

2500m ²

1200KW

生化后污泥

160T/d含水70%脱至10%

燃煤

全部焚烧供热于干燥机替代能源

305元/吨湿基

62.5万元/吨湿基

重庆市唐家沱污泥干化采用法国德利满薄层干燥机和带式干燥二段组合工艺

1.1亿元（3套）

6706 m ²

3900KW

生化后污泥

300T/d含水75%脱至10%

天然气

送垃圾场填埋

400元/吨湿基

36.7万元/吨湿基

深圳南山污泥干花工程采用法国德利满带式污泥干燥机工艺技术

1.9亿元（4套）

9467 m ²

4800KW

生化后污泥

400T/d含水80%脱至10%

电厂锅炉烟气

实现综合利用

250元/吨湿基

47.5万元/吨湿基

北京清河水处理采用奥地利安德利兹流化床式干燥机

1.3亿元（2套）

7406 m ²

2100KW

生化后污泥

400T/d含水80%脱至10%

天然气

送水泥厂替代黏结土

400元/吨湿基

32.5万元/吨湿基

组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机（本发明）

2190万元（1套）

300 m ²

900KW

生化后污泥

大于300T/d含水70%脱至10%

电厂锅炉烟气

全部焚烧供热于干燥机替代能源

30元/吨湿基

7.3万元/吨湿基

附图说明

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

其中，1为排风口、2为调风门、3为螺栓联接、4为保温层、5为热风进口、6为进泥口、7为旋翼、8为底座、9为支架、10为翼片、11为炉体单元、12为炉体、13为主动轴、14为从动轴、15为传动箱、16为变速箱、17为电机。

具体实施方式

如图1本发明的结构示意图所示，由图可见，本发明的炉体12的下方为底座8，该炉体12是由若干个炉体单元11首尾依次拼接而成；其中，第一个炉体单元11上部开有热风进口5，该炉体单元11的侧壁上设置有进泥口6，最后一个炉体单元11上部开有排风口1。每个炉体单元11内的底部并排地设置有一主动轴13和一从动轴14，且所有炉体单元11内的主动轴13和从动轴14均平行，主动轴13和从动轴14分别位于炉体单元11底部、截面为半圆的凹槽内。主动轴13和从动轴14上均设置有旋翼7，旋翼7是由四个垂直设置于主动轴13或从动轴14、截面呈等腰梯形的支架9构成，四个支架9呈十字排列、且顶端小下部大；支架9顶部的翼片10的工作面与主动轴13和从动轴14同向；另外，还从图中可以看出：主动轴13和从动轴14之间的距离等于主动轴13上一支架9及其翼片10，以及从动轴14上一支架9及其翼片10的长度之和。除此，相邻的两炉体单元11之间为连通的，且连通口的底端略高于整个旋翼7的高度。

如图2所示，为图1的A-A剖视图可见，每个炉体单元11均带有一套驱动装置，即由传动箱15、变速箱16和电机17构成。在每个主动轴13和从动轴14的两端均装有轴承盖，主动轴13与电机17用联轴器相连接，联轴器的前端加变速箱16，对电机17转速进行变速，变速箱16出轴处再连接联轴器，再与传动箱15的主动轴13相连，实现在一个炉体两轴联动，采用两轴联动比单轴传动的方式：节省了电能，传动达到了设计合理。炉体单元11内各有一主动轴13和一从动轴14，主动轴13上有五个旋翼组，相邻两旋翼组之间间隔一旋翼组的长度，每旋翼组由四个旋翼7构成，同样地，从动轴14上有五个旋翼组，相邻两旋翼组之间间隔一旋翼组的长度，每旋翼组由四个旋翼7构成；主动轴13上旋翼组与从动轴上旋翼组交错排布。此外，由图2所示，旋翼7的支架9为片状支架10，其片状工作面与主动轴13和从动轴14轴向垂直，而翼片10的工作面与轴同向。进泥口6设在第一个炉体单元11的侧壁上，并排有三个且与轴向垂直。

使用时，电机17启动带动变速箱16变速后，输出到主动轴13，主动轴13带动传动箱15使主动轴13和从动轴14联动，带动炉体12内的旋翼7转动。然后，由进泥口6进入需要干燥处理的湿泥，同时由热风进口5通入热风，并启动排风口1（也是出料口）后端的引风机，使整个炉体12内形成负压。进入炉体12内的湿泥在旋翼7的搅动下，湿泥不断地被反复抛起和破坏，形成弥散状态，这种弥散状态的湿泥充分吸收通入炉体12内的热量。由于物料与热风直接接触，达到最佳的干燥效果，物料最后到出风口，进入本发明干燥机外部的旋风收集器，在旋风收集器内下落到收集器底部，这样就完成了对湿泥的干燥过程，其剩余空气的排出和环保处理不再赘述。

Claims

1.组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机，包括底座（8），其特征在于：

所述的底座（8）上设置有炉体（12），所述的炉体（12）由至少两个炉体单元（11）依次相接组成，相接的两炉体单元（11）之间为连通的，第一个炉体单元（11）的上部设置有热风进口（5），最后一个炉体单元（11）的上部设置有排风口（1）；

所述的第一个炉体单元（11）侧壁上、相对于热进风口（5）下方设置有至少一个进泥口（6），每一炉体单元（11）的底部设置有与所述进泥口（6）入料方向垂直、且相互平行设置的主动轴（13）和从动轴（14），所述主动轴（13）上的旋翼（7）与从动轴（14）上的旋翼（7）相互交错地排布；

所述的主动轴（13）和从动轴（14）通过炉体（12）外侧的传动箱（15）相连，所述的传动箱（15）通过变速箱（16）同电机（17）相连；

所述的旋翼（7）是由四个截面呈四边形的支架（9）构成，所述的四个支架（9）呈十字状设置，在所述支架（9）的顶部均带有一翼片（10），该翼片（10）的工作面与主动轴（13）和从动轴（14）垂直；若干旋翼（7）并排设置构成旋翼组，旋翼组在主动轴（13）和从动轴（14）上交错分布；

所述的主动轴（13）和从动轴（14）之间的距离与两组支架（9）和翼片（10）的长度之和相等。

2.根据权利要求1所述的组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机，其特征在于：所述的炉体（12）由热轧钢板和铸铁骨架制成；炉体（12）外还设置有保温层（4），保温层（4）采用耐热预制件、耐火浇注料和岩棉制成。

3.根据权利要求1所述的组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机，其特征在于：所述的炉体单元（11）之间采用法兰式螺栓联接（3）。

4.根据权利要求1所述的组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机，其特征在于：所述的进泥口（6）与底座（8）水平，且并排设置有三个。

5.根据权利要求1所述的组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机，其特征在于：每相邻的两个炉体单元（11）之间设置有调风门（2）。

6.根据权利要求1所述的组合联动式旋翼强制流态化污泥干燥机，其特征在于：在所述主动轴（13）和从动轴（14）穿过炉体（12）的接触处采用密封套密封。