CN105668979A - 一种污泥干化机及干化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥干化机及干化方法。所述污泥干化机包括腔体、位于腔体内水平设置的料床、及驱动料床水平自转的驱动装置；所述料床为转动式中空圆柱体结构，在料床的上、下底板之间还水平布置一与料床同轴的圆形挡板，将料床内部空间分为上下两层；所述圆形挡板直径小于料床直径；在所述料床中心处还设一垂直于料床的热媒管道；所述腔体表面设有污泥进料口、干化烟气出口、污泥出料口；其中，烟气出口靠近污泥进料口。本发明解决了含砂量大污泥对装置严重磨损问题；且在干化过程中不产生大量粉尘，不存在爆炸危险，无需控制炉内含氧量；以及不存在堵塞卡死的问题。

Description

一种污泥干化机及干化方法

技术领域

本发明涉及一种污泥干化机及干化方法，属于固体废弃物资源化处理技术领域。

背景技术

污泥是一类含水率极高的固体有机废弃物，即使是经过浓缩、离心等预处理的污泥其含水率也在80％左右。污泥的处理一般包括前端的干化处理和终端处置，终端处置技术如污泥填埋要求含水率60％以下，污泥焚烧要求含水率40％左右。因此无论采用何种终端处置技术，其技术的关键点都在于前端如何能够简单、高效、节能的脱除污泥中的水分以使原料适应最终的处置要求。

目前污泥干化主要采用热干化技术，但存在如下问题：(1)我国污泥含砂量较高，污泥原料在运动过程中对装置的磨损严重；(2)污泥干化由于含水率在50％左右的区间内存在粘滞区，极易粘连结块造成设备堵塞无法正常运行；(3)一些污泥干化工艺在运行过程中需要严格控制含氧量，否则极易发生爆炸，形成安全事故；(4)现有的污泥干化设备单台处理量较小，无法实现大规模处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥干化机及干化方法，干化过程中，不需密封装置，且使污泥相对料床保持静止状态，由此解决了污泥对干化装置造成的严重磨损和堵塞的问题，避免大量粉尘的产生，不存在爆炸危险，实现污泥干化的大规模工业化处理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种污泥干化机，包括腔体、位于腔体内水平设置的料床、及驱动料床水平自转的驱动装置；

所述料床为转动式中空圆柱体结构，在料床的上、下底板之间还水平布置一与料床同轴的圆形挡板，将料床内部空间分为上下两层；所述圆形挡板直径小于料床直径；

在所述料床中心处还设一垂直于所述料床并与所述料床连通的热媒管道；

所述腔体表面设有污泥进料口、干化烟气出口、污泥出料口；其中，烟气出口靠近污泥进料口，由于污泥进料口的污泥含水率高，温度低，入口污泥可以充分利用烟气的热量。

本发明利用圆形挡板将料床内部空间分为上下两层，当污泥干化机工作时，热媒通过热媒管道进入料床上层，并沿圆形挡板流动至下层，形成循环回路，为料床上的污泥干化提供热源。其中，热媒管道的进出口可基于热媒液、气态不同而相适应调整。

本发明所述的污泥干化机中，所述挡板的直径为料床直径的50-90％，在实际使用过程中，通过调整挡板与料床的直径比例来控制热媒在料床上下层空间循环流动速度。

本发明所述的污泥干化机中，所述圆形挡板与料床的上、下底板的距离相同。

本发明所述的污泥干化机中，所述热媒管道的进出口附近还分别设有动密封装置，通过动密封装置控制热媒在料床内的流动，流动方向如图1所示。

本发明所述的污泥干化机中，当热媒为蒸汽时，料床外侧略高于内侧，有利于收集蒸汽冷凝液。

本发明所述的污泥干化机中，所述腔体形状优选为圆柱形。

本发明所述的污泥干化机中，在所述圆形挡板和料床的上、下板之间还设有多个固定于料床的支撑件；各支撑件相互独立，可为圆柱状或片状。

本发明所述的污泥干化机中，所述驱动装置包括位于料床下端、依次连接的支撑架，滚轮，环形导轨，支撑柱，以及位于料床内部的驱动轮，与驱动轮和料床连接的齿轮链条；其中，支撑架、滚轮、支撑柱主要起支撑作用；在运动时，驱动轮驱动齿轮链条转动，齿轮链条带动料床、与料床连接的支撑架带动滚轮沿环形导轨完成转动。

本发明还提供利用上述污泥干化机干化污泥的方法，包括如下步骤：

(1)将污泥(含水率75-85％)均匀布置在污泥干化机内料床的上底板表面；

(2)热媒通过热媒管道进入料床中，沿圆形挡板在料床上下层间循环流动，从而对污泥进行加热干化；干化过程中，驱动装置带动料床转动进而带动污泥旋转；

(3)将干化后的污泥(含水率＜45％)送至干污泥储仓作为产品；干化过程产生的烟气则通过干化烟气出口收集起来，经冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统。

本发明所述的干化方法中，步骤(1)中，所述料床上的污泥厚度为10-50mm。

本发明所述的干化方法中，步骤(2)中，所述热媒为蒸汽或导热油；当热媒为蒸汽时，设定蒸汽的入口温度为180-220℃，出口温度为75-90℃，充分利用蒸汽的潜热，从而提高能源利用效率；当热媒为导热油时，入口温度为220-280℃，出口温度比入口温度低20-40℃。

本发明所述的干化方法中，步骤(2)中，所述干化时间为20-60min，常压操作。

本发明所述的干化方法中，步骤(2)中，所述料床的转速为20-60min/r。

在本发明所述的干化方法中，无需对装置进行密封，通过料床的转动实现污泥的运动最终完成干化处理。在干化过程中污泥相对料床保持静止状态，由此解决了我国污泥含砂量大污泥与常规干化装置之间因运动所造成的严重磨损问题；相对静止的污泥在干化过程中不会产生大量粉尘，干化机内气氛仅为干化产生的含水蒸汽的烟气和部分空气，因而干化机内不存在爆炸危险，无需控制干化机内含氧量；由于在粘滞区内的污泥也不发生运动，因此也不存在堵塞卡死的问题。而且，由于采用间接加热干化产生的烟气量较直接接触式干化小，可通过烟气出口直接收集，经过冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统，相对传统污泥干化降低了烟气处理量，节约成本。

附图说明

图1为本发明所述的污泥干化机的主视图。

图2为本发明所述的污泥干化机的俯视图。

图3为本发明所述的污泥干化方法的工艺流程图。

图中：

1、腔体；11、污泥进料口；12、干化烟气出口；13、污泥出料口；

2、料床；21、上板；22、下板；23、挡板；24、支撑件；25、热媒管道；251、热媒入口；252、热媒出口；253、动密封装置；

3、驱动装置；

4、污泥。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1一种污泥干化机

一种污泥干化机，如图1、图2所示，包括圆柱形腔体1、位于腔体内水平设置的料床2、及驱动料床水平自转的驱动装置3；

所述料床2为转动式中空圆柱体结构，在料床的上、下底板21、22之间还水平布置一与料床同轴的圆形挡板23，将料床内部空间分为上下两层；所述圆形挡板直径小于料床直径；

在所述料床中心处还设一垂直于所述料床并与所述料床连通的热媒管道25；

所述腔体表面设有污泥进料口11、干化烟气出口12、污泥出料口13；其中，烟气出口靠近污泥进料口。

其中，所述挡板23的直径为料床2直径的90％，保证热媒在料床上下层空间正常循环流动；所述圆形挡板与料床的上、下底板的距离相同。在挡板23和料床的上、下板21、22之间还设有多个固定于料床的支撑件24，各支撑件相互独立，可为圆柱状或片状。

其中，所述热媒管道的上端为热媒入口251，下端为热媒出口252；在热媒管道内，靠近入口、出口处还分别设有动密封装置253，通过动密封装置可实现热媒在料床内的流动，流动方向如图1所示。所述料床内的热媒为蒸汽，且料床外侧略高于内侧，有利于收集蒸汽冷凝液。

其中，所述驱动装置3包括位于料床下端、依次连接的支撑架，滚轮，环形导轨，支撑柱，以及位于料床内部的驱动轮，与驱动轮和料床连接的齿轮链条；其中，支撑架、滚轮、支撑柱主要起支撑作用；在运动时，驱动轮驱动齿轮链条转动，齿轮链条带动料床、与料床连接的支撑架带动滚轮沿环形导轨完成转动。

实施例2一种污泥干化机

一种污泥干化机，与实施例1结构相似，区别仅在与，所述挡板23的直径为料床2直径的75％。

实施例3一种污泥干化方法

一种利用实施例1所述污泥干化机干化污泥的方法，如3所示，包括如下步骤：

(1)将来自污水处理厂的污泥(含水率80％)送入污泥储仓，通过污泥泵输送至污泥干化机，由位于干化机一侧的进料装置进料；

通过布料机构将污泥均匀布置在污泥干化机的料床的上底板表面，污泥厚度10mm；该料床与腔体外壁接触，不需密封，干化机内气氛为干化产生的含水蒸汽的烟气和部分空气；

(2)热媒通过热媒管道进入料床中，沿圆形挡板在料床上下层间循环流动，从而对污泥进行加热干化；干化过程中，驱动装置带动料床转动进而带动污泥旋转；

其中，污泥旋转一圈干化时间为20min，常压操作；

其中，所述热媒可为蒸汽，蒸汽的入口温度为210℃，出口温度为80℃，充分利用蒸汽的潜热，提高能源利用效率；也可选择导热油为热媒，导热油的入口温度为250℃，出口温度为210℃。

(3)干化后的成品污泥(含水率40％)出料后送至干污泥储仓作为产品；干化产生的烟气通过位于干化机炉顶的干化烟气出口收集，由于采用间接加热干化产生的烟气量较直接接触式干化小，经过冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统。

实施例4一种污泥干化方法

一种利用实施例2所述污泥干化机干化污泥的方法，包括如下步骤：

(1)将来自污水处理厂的污泥(含水率80％)送入污泥储仓，通过污泥泵输送至污泥干化机，由位于干化机一侧的进料装置进料；

通过布料机构将污泥均匀布置在污泥干化机的料床上板表面，污泥厚度30mm；该料床与腔体外壁接触，不需密封，干化机内气氛为干化产生的含水蒸汽的烟气和部分空气；

(2)热媒通过热媒管道进入料床中，沿圆形挡板在料床上下层间循环流动，从而对污泥进行加热干化；干化过程中，驱动装置带动料床转动进而带动污泥旋转；

其中，污泥旋转一圈干化时间为40min，常压操作；

当热媒为蒸汽时，蒸汽的入口温度为210℃，出口温度为80℃，这样可以充分利用蒸汽的潜热，提高能源利用效率；当热媒为导热油时，入口温度为280℃，出口温度为250℃。

(3)干化后的成品污泥(含水率40％)出料后送至干污泥储仓作为产品；干化产生的烟气通过位于干化机炉顶的烟气出口收集，由于采用间接加热干化产生的烟气量较直接接触式干化小，经过冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种污泥干化机，其特征在于，包括腔体、位于腔体内水平设置的料床、及驱动所述料床水平自转的驱动装置；

所述料床为转动式中空圆柱体结构，在料床的上、下底板之间还水平布置一与料床同轴的圆形挡板，将料床内部空间分为上下两层；所述圆形挡板直径小于料床直径；

在所述料床中心处还设一垂直于所述料床并与所述料床连通的热媒管道；

所述腔体表面设有污泥进料口、干化烟气出口、污泥出料口；其中，烟气出口靠近污泥进料口。

2.根据权利要求1所述的污泥干化机，其特征在于，所述挡板的直径为料床直径的50-90％。

3.根据权利要求1或2所述的污泥干化机，其特征在于，所述圆形挡板与料床的上、下底板的距离相同。

4.根据权利要求1或2所述的污泥干化机，其特征在于，所述热媒管道的进出口附近还分别设有动密封装置。

5.根据权利要求1或2所述的污泥干化机，其特征在于，当热媒为蒸汽时，料床外侧略高于内侧。

6.根据权利要求1或2所述的污泥干化机，其特征在于，所述腔体形状为圆柱形。

7.根据权利要求1或2所述的污泥干化机，其特征在于，所述驱动装置包括位于料床下端、依次连接的支撑架，滚轮，环形导轨，支撑柱，以及位于料床内部的驱动轮，与驱动轮和料床连接的齿轮链条。

8.一种利用权利要求1-7任一所述污泥干化机干化污泥的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将污泥均匀布置在污泥干化机内料床的上底板表面；

(2)热媒通过热媒管道进入料床中，沿圆形挡板在料床上下层间循环流动，从而对污泥进行加热干化；干化过程中，驱动装置带动料床转动进而带动污泥旋转；

(3)将干化后的污泥送至干污泥储仓作为产品；干化过程产生的烟气则通过干化烟气出口收集起来，经冷却除臭后达标排放，产生的冷凝液送入污水处理系统。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述料床上的污泥厚度为10-50mm。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述热媒为蒸汽或导热油；当热媒为蒸汽时，设定蒸汽的入口温度为180-220℃，出口温度为75-90℃，充分利用蒸汽的潜热，从而提高能源利用效率；当热媒为导热油时，入口温度为220-280℃，出口温度比入口温度低20-40℃。