CN106007294A - 一种用于污泥的组合式管道加热装置 - Google Patents

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陶明涛
李玉鸿
杨继勇
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Abstract

本发明涉及一种用于污泥的组合式管道加热装置，其包括若干根加热管、若干U型弯管和一支架；所述支架上设置有若干层加热结构，每层所述加热结构由两个并列设置的所述加热管构成，且两个所述加热管的一端通过所述U型弯管连接在一起，其中一个所述加热管的另一端为进口，另一个所述加热管的另一端为出口；位于最低层的所述加热管的进口为污泥入口，位于最顶层的所述加热管的出口为污泥出口；相邻两层所述加热结构中的所述加热管相连。本发明能提高污泥的温度，适用于各种污泥加热，优势明显，可以均匀而迅速地提高污泥温度。

Description

一种用于污泥的组合式管道加热装置
技术领域
本发明涉及一种有机固体废弃物处理的技术领域，特别是关于一种污泥加热处理技术中的用于污泥的组合式管道加热装置。
背景技术
市政污水处理厂通常采用活性污泥法处理污水，这将产生大量的市政污泥；各种工业生产中也不可避免地产生工业污泥，如造纸污泥、电厂污泥、钢厂污泥、油泥等等。这些污泥属于有机固体废弃物，具有含水率高、污染性大等特点，必需对其进行合理地处理处置。随着人们环保意识的不断增强，实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化已经成为人们的共识。
为了减少污泥中的水分含量、杀死污泥中的病原菌，经常采用大幅提高污泥温度的处理方法，包括污泥水热处理(如热水解、湿式氧化等)、加热干化、高温炭化等方法。但是，由于污泥具有粘度较大、传热性能差的特性。因此，采用何种方式、何种装置均匀而迅速地提高污泥温度，一直是研究的热点和难点。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于污泥的组合式管道加热装置，该装置采用电阻加热和电磁加热组合的方式提高污泥的温度。该组合式管道加热装置用于各种污泥加热，优势明显，可以均匀而迅速地提高污泥温度。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：该装置包括若干根加热管、若干U型弯管和一支架；所述支架上设置有若干层加热结构，每层所述加热结构由两个并列设置的所述加热管构成，且两个所述加热管的一端通过所述U型弯管连接在一起，其中一个所述加热管的另一端为进口，另一个所述加热管的另一端为出口；位于最低层的所述加热管的进口为污泥入口，位于最顶层的所述加热管的出口为污泥出口；相邻两层所述加热结构中的所述加热管相连。
优选地，所述加热管与所述支架之间还设置有隔热垫。
优选地，所述加热管包括外加热管和内加热管，所述内加热管设置在所述外加热管内。
优选地，所述外加热管包括第一连接法兰、外管、第二连接法兰、连接短管和第三连接法兰；沿所述外管轴向，在所述外管一端设置有所述第一连接法兰， 所述外管另一端设置有所述第二连接法兰，靠近所述第二连接法兰在所述外管纵向上设置有所述连接短管，位于所述连接短管端部设置有所述第三连接法兰；所述第一连接法兰用于连接所述U型弯管，所述第二连接法兰用于连接所述内加热管，所述第三连接法兰用于与相邻层所述加热结构中加热管连接。
优选地，位于所述外管外周间隔缠绕有加热线圈，所述加热线圈与一电磁控制器连接。
优选地，所述外管上还设置有若干测温点，所述测温点内设置有测温探头。
优选地，所述内加热管包括管帽、电加热管、套管、第一法兰盖、第四连接法兰、第二法兰盖、测温探头和接线腔；所述套管一端位于所述外加热管内，且所述套管该端端部设置有所述管帽；所述套管另一端设置有所述第一法兰盖，所述第一法兰盖与所述外加热管的第二连接法兰连接；位于所述套管内设置有所述电加热管，所述电加热管一端位于设置有所述管帽的套管内，所述电加热管另一端设置有所述第二法兰盖，所述第二法兰盖与设置在所述套管上的所述第四连接法兰连接；位于所述电加热管上设置有所述第二法兰盖的一端，在所述电加热管上还设置有所述测温探头，所述测温探头与所述接线腔连接，所述电加热管通过所述接线腔与外部电源连接。
优选地，位于所述套管外周上间隔缠绕有反向导流螺带和正向导流螺带，所述反向导流螺带与所述正向导流螺带对称设置。
优选地，所述U型弯管包括第五连接法兰、弯管、混合器和测温套管；所述弯管两端分别设置有所述第五连接法兰；通过所述第五连接法兰与所述加热结构中的两个所述加热管的第一连接法兰连接；位于所述弯管中部设置有所述测温套管，并在所述测温套管两侧的所述弯管内设置有所述混合器。
优选地，所述支架采用非磁性材料制成；所述外加热管采用具有磁性的材料制成。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用对多个加热管采用U型方式组合；组合后的加热管道与起承载作用的支架共同组成用于污泥的组合式管道加热装置。能够对污泥进行快速、均匀加热，结构简单紧凑，占地面积小，便于制造、安装、维护和更换。2、本发明采用法兰连接方式，可以根据不同需求任意组合，便于制造、安装、维护和更换。3、本发明将若干根加热管放置在支架上，用U型弯管连接在一起，采用蛇形布置方式，结构简单紧凑，占地面积小。4、本发明外加热管表面设有若干温度探头，监测外加热管温度，从而保护外加热管，防止外加热管超温。5、本发明在内加热管内部设有若干温度探头， 监测内加热管温度，从而保护内加热管，防止内加热管超温。6、本发明在U型弯管内设置有温度套管，温度套管内设置有温度检测元件用于监测污泥温度，根据污泥温度调整内、外加热管温度，防止污泥结焦。7、本发明在内加热管外周安装若干正、反向导流螺带。当污泥流入加热管时，开启加热系统，内外加热管迅速升温，被加热污泥在外加热管、内加热管和导流螺带之间流动，在正、反向导流螺带的作用下，被加热污泥呈螺旋状翻滚向前流动，流动的物料不断搅动混合，周边及中心处污泥一同被加热，迅速、均匀地升温。
综上所述，本发明适用于市政污泥、造纸污泥、电厂污泥、钢厂污泥、油泥等的加热升温，可以用于污泥的水热处理(如热水解、湿式氧化等)、加热干化、高温炭化等污泥处理技术之中。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的俯视图；
图4是本发明的加热管结构示意图；
图5是本发明的外加热管结构示意图；
图6是本发明的内加热管结构示意图；
图7是本发明的U型弯管结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1～图3所示，本发明提供一种用于污泥的组合式管道加热装置，该装置用于加热处理的污泥可以是市政污水处理厂产生的污泥或者是造纸污泥、电厂污泥、钢厂污泥、油泥等工业污泥。本发明的装置包括一支架1、若干根加热管2、若干U型弯管3和若干隔热垫4。支架1上设置有若干层加热结构，每层加热结构由两个并列设置的加热管2构成，且两个加热管2的一端通过U型弯管3连接在一起，其中一个加热管2的另一端为进口，另一个加热管2的另一端为出口。位于最低层的加热管2的进口为污泥入口，位于最顶层的加热管2的出口为污泥出口；相邻两层加热结构中的加热管2相连，构成蛇形曲折加热路径。位于加热管2与支架1之间还设置有隔热垫4，通过隔热垫4减少热量损失并能调整加热管2的安装间隙。
上述实施例中，如图4所示，加热管2包括外加热管5和内加热管6，内加热管6设置在外加热管5内，污泥在外加热管5和内加热管6之间流动。
上述各实施例中，如图5所示，外加热管5包括外管7、第一连接法兰8、第二连接法兰9、连接短管10、第三连接法兰11、加热线圈12和测温点13。沿外管7轴向，在外管7一端设置有第一连接法兰8，外管7另一端设置有第二连接法兰9，靠近第二连接法兰9在外管7纵向上设置有连接短管10，位于连接短管10端部设置有第三连接法兰11，第三连接法兰11与第二连接法兰9垂向设置。其中，第一连接法兰8用于连接U型弯管3，第二连接法兰9用于连接内加热管6，第三连接法兰11用于与相邻层加热结构中加热管2连接。位于外管7外周间隔缠绕有加热线圈12，加热线圈12与一提供高频电流的电磁控制器连接，加热线圈12接通电流对外管7进行加热，外管7迅速升温，对管内流动的污泥进行加热。
其中，在外管7上还设置有若干测温点13，且测温点13内设置有测温探头，用于对外管7的温度进行监控，反馈调节加热速率，同时，防止外管7超温破坏。
上述各实施例中，如图6所示，内加热管6包括套管14、管帽15、第一法兰盖16、电加热管17、第二法兰盖18、第四连接法兰19、测温探头20、接线腔21、反向导流螺带22和正向导流螺带23。套管14一端位于外加热管5内，且套管14该端端部设置有用于封堵套管14的管帽15，以防止受外压失稳，因此采用单端封闭结构；套管14另一端设置有第一法兰盖16，第一法兰盖16与外加热管5的第二连接法兰9连接。位于套管14内设置有电加热管17，电加热管17一端位于设置有管帽15的套管14内，电加热管17另一端设置有第二法兰盖18，第二法兰盖18与设置在套管14上的第四连接法兰19连接，第四连接法兰19位于套管14另一端端部，靠近第一法兰盖16。位于电加热管17上设置有第二法兰盖18的一端，在电加热管17上还设置有测温探头20，测温探头20与接线腔21连接，电加热管17通过接线腔21与外部电源连接，实现供电；通过测温探头20测量内加热管6温度，反馈调节加热速率，同时，监测内加热管6的温度防止内加热管6超温。位于套管14外周上间隔缠绕有反向导流螺带22和正向导流螺带23，反向导流螺带22与正向导流螺带23对称设置，反向导流螺带22和正向导流螺带23对污泥进行搅动，使污泥正、反向翻滚流动，使污泥均匀、迅速升温。当电加热管17通电后，对管帽15、反向导流螺带22、套管14和正向导流螺带23进行加热，进而由管帽15、反向导流螺带22、套管14和正向导流螺带23对污泥进行加热。
上述各实施例中，如图7所示，U型弯管3包括弯管24、第五连接法兰25、测温套管26和混合器27。弯管24两端分别设置有一第五连接法兰25，通过两第五连接法兰25与加热结构中的两个加热管2的第一连接法兰8连接。位于弯管24中部设置有测温套管26，并在测温套管26两侧的弯管24内设置有混合器27。使 用时，污泥由加热管2流入U型弯管3，经混合器27混合后，温度更加均匀；测温套管26内设置有测温元件，用于监控污泥的温度，进而根据污泥温度调整外加热管5和内加热管6的温度，并防止污泥烧焦。
上述各实施例中，支架1采用非磁性材料制成。外加热管5采用具有磁性的材料制成，例如由双金属复合管(外层材质为碳钢，内层材质为不锈钢)制成。
综上所述，本发明在使用时，一定流量的污泥(含水率65％～95％)从污泥入口进入本发明的组合式管道加热装置，当污泥流入外加热管5和内加热管6之间时，开始加热，首先，外加热管5在电磁式加热作用下迅速升温；内加热管6及其反向导流螺带22和正向导流螺带23在电加热管17的作用下迅速升温。然后，内、外加热管和反向导流螺带22、正向导流螺带23将热量传递给流动的污泥。在组合式管道加热装置中，污泥在外加热管5、内加热管6和导流螺带之间流动，在导流螺带的作用下，污泥呈螺旋状翻滚向前流动，流动的污泥不断搅动混合，此时，周边及中心处的污泥一同被加热，迅速、均匀地升温。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：该装置包括若干根加热管、若干U型弯管和一支架；所述支架上设置有若干层加热结构，每层所述加热结构由两个并列设置的所述加热管构成，且两个所述加热管的一端通过所述U型弯管连接在一起，其中一个所述加热管的另一端为进口，另一个所述加热管的另一端为出口；位于最低层的所述加热管的进口为污泥入口，位于最顶层的所述加热管的出口为污泥出口；相邻两层所述加热结构中的所述加热管相连。
2.如权利要求1所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：所述加热管与所述支架之间还设置有隔热垫。
3.如权利要求1或2所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：所述加热管包括外加热管和内加热管，所述内加热管设置在所述外加热管内。
4.如权利要求3所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：所述外加热管包括第一连接法兰、外管、第二连接法兰、连接短管和第三连接法兰；沿所述外管轴向，在所述外管一端设置有所述第一连接法兰，所述外管另一端设置有所述第二连接法兰，靠近所述第二连接法兰在所述外管纵向上设置有所述连接短管，位于所述连接短管端部设置有所述第三连接法兰；所述第一连接法兰用于连接所述U型弯管，所述第二连接法兰用于连接所述内加热管，所述第三连接法兰用于与相邻层所述加热结构中加热管连接。
5.如权利要求4所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：位于所述外管外周间隔缠绕有加热线圈，所述加热线圈与一电磁控制器连接。
6.如权利要求4或5所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：所述外管上还设置有若干测温点，所述测温点内设置有测温探头。
7.如权利要求3所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：所述内加热管包括管帽、电加热管、套管、第一法兰盖、第四连接法兰、第二法兰盖、测温探头和接线腔；所述套管一端位于所述外加热管内，且所述套管该端端部设置有所述管帽；所述套管另一端设置有所述第一法兰盖，所述第一法兰盖与所述外加热管的第二连接法兰连接；位于所述套管内设置有所述电加热管，所述电加热管一端位于设置有所述管帽的套管内，所述电加热管另一端设置有所述第二法兰盖，所述第二法兰盖与设置在所述套管上的所述第四连接法兰连接；位于所述电加热管上设置有所述第二法兰盖的一端，在所述电加热管上还设置有所述测温探头，所述测温探头与所述接线腔连接，所述电加热管通过所述接线腔与外部电源连接。
8.如权利要求7所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：位于所述套管外周上间隔缠绕有反向导流螺带和正向导流螺带，所述反向导流螺带与所述正向导流螺带对称设置。
9.如权利要求1所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：所述U型弯管包括第五连接法兰、弯管、混合器和测温套管；所述弯管两端分别设置有所述第五连接法兰；通过所述第五连接法兰与所述加热结构中的两个所述加热管的第一连接法兰连接；位于所述弯管中部设置有所述测温套管，并在所述测温套管两侧的所述弯管内设置有所述混合器。
10.如权利要求1所述的一种用于污泥的组合式管道加热装置，其特征在于：所述支架采用非磁性材料制成；所述外加热管采用具有磁性的材料制成。
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