CN106517727A - 一种污泥两级联合节能干燥装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污泥两级联合节能干燥装置与方法，包括蒸汽发生器、加热器、直接式搅拌干燥器、风机、旋风除尘器、过滤器、蒸汽压缩机、阀门、污泥泵、间接式污泥干燥器和螺旋加料器。污泥泵、直接式搅拌干燥器、螺旋加料器、间接式污泥干燥器形成物流通路；蒸汽发生器、加热器、直接式搅拌干燥器、风机、旋风除尘器、过滤器、蒸汽压缩机、阀门形成一级干燥气流通路；阀门与间接式污泥干燥器形成二级干燥气流通路。该发明的有益效果是：通过两级干燥方法越过了污泥的粘滞区，解决了污泥在间接干燥时因高含水率而产生的胶黏性问题；并将多余蒸汽作为下一级干燥的热源，回收干燥过程产生多余蒸汽的潜热和部分显热，实现能量的梯级利用。
Description
技术领域
本发明属于污泥干燥领域，具体涉及一种污泥两级联合节能干燥装置及方法。
背景技术
随着我国对环境保护的越来越重视，污水处理厂都面临着如何处理每天产生的大量污泥。然而一般经过普通机械脱水处理的污泥含水率依然有75%-85%之多，因此需要进一步的干燥处理。
目前的干燥工艺主要有热对流干燥和热传导干燥。热对流干燥的能量利用率高，干燥速度快，但尾气处理成本很高，因此该干燥系统更适合于全干化工艺。间接式热传导干燥可以将干燥介质循环使用，但在污泥高含水率阶段易于产生粘壁，导致传热阻力大，能耗高，干燥效率低，因此更适合于半干化工艺（王兴润.国内外污泥热干燥工艺的应用进展及技术要点[J].中国给水排水，2007，23（8）:5-8.）。
在热传导干燥中，由于污泥的黏性很高而且干化过程中有一个特殊的胶黏性阶段，而含水率是影响污泥粘壁量大小最重要的因素，当含水率降低到 60%左右时粘壁量达到最大值，之后随含水率的降低而减少。间接加热方式的污泥粘壁量约为直接干化方式的1. 5倍（王伟之.污泥热干燥粘壁的影响因素与机理分析[J].中国给水排水，2009，25（17）：1-4.）。这时，污泥会黏在干燥机的壁上，污泥极易结块，表面坚硬，而里面却仍是稀泥，这不仅降低了干燥效率，而且对污泥的进一步干化和灭菌带来了极大的困难（刘峰.城镇污泥干燥过程中胶粘性的研究[D].天津：天津大学，2008.），因此如何减少污泥的粘壁现象就成为了迫切需要解决的问题。
目前对污泥粘壁现象进行处理的装置与方法如下：
中国专利CN 101870550 A公开了一种双叶斜置自清式污泥真空连续干燥机。该干燥机在空心热轴上设置若干组桨叶，桨叶呈双叶斜置分布每两组桨叶之间设一个自清式刮条，利用自清式刮条解决污泥粘壁问题，同时实现污泥的一次性干燥和成粒。然而该装置没有对干燥后的产生的大量蒸汽的潜能进行回收利用，且热传导干燥效率不如对流干燥效率高。
中国专利CN 104279839 A公开了一种混合干燥一体机。该装置可将物料混合均匀并进行有效地干燥，解决了物料粘结造成的停机时间长、清理工作量大的问题。但是干料返混时需要的干料很多，热损失很高，且干燥效率慢。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种污泥两级联合节能干燥装置及方法，一方面，它可以解决污泥间接干燥时由于污泥的高含水导致干燥过程出现粘壁等系列问题，另一方面，把干燥过程产生的多余过热蒸汽作为下一级干燥的热源，对干燥产生的多余蒸汽的潜热充分的回收利用，提高了能量的利用率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种污泥两级联合节能干燥装置及方法，它包括蒸汽发生器、污泥泵、加热器、直接式搅拌干燥器、旋风除尘器、过滤器、蒸汽压缩机、阀门、间接式污泥干燥器、螺旋加料器。其特征在于，所述的蒸汽发生器产生蒸汽后经过加热器加热，加热器出口通过管路与直接式搅拌干燥器蒸汽进汽口连接，直接式搅拌干燥器排汽口与旋风分离器进口相连接，旋风分离器出汽口的蒸汽经过过滤器进入蒸汽压缩机，蒸汽压缩机出汽口通过管路分成两路，一路通过阀门7后通过管路与加热器的进汽口相连接，形成一级循环干燥；另一路通过阀门11后通过管路与间接式污泥干燥器进汽口连接，最后变成冷凝水从间接式污泥干燥器出口排出，形成二级干燥。
进一步的，污泥通过螺杆泵送入双轴桨叶搅拌器，在直接式桨叶搅拌器中进行直接干燥。
进一步的，污泥在一级干燥后通过出料口经螺旋加料器输送到间接式污泥干燥器进行二级干燥。
进一步的，所述的蒸汽在经除尘，过滤后进入蒸汽压缩机，重新将蒸汽提升到高温状态。
进一步的，蒸汽压缩机产生的高温蒸汽，一部分经过阀门7后再经过加热器，在一级干燥中进行循环利用。
进一步的，蒸汽压缩机产生的高温蒸汽，因干燥污泥而产生的多余蒸汽经过间接式污泥干燥器，最终凝结成水。
一种污泥两级联合节能干燥装置及方法，其特征在于在一级干燥中采用对流干燥，二级干燥采用热传导干燥，越过污泥的粘滞区，并将产生的多余蒸汽作为二级干燥热源。该装置大量的减少了污泥在间接干燥时因污泥高含水率干燥段出现的粘壁现象，并实现能量的梯级利用。
本发明的有益效果是：
1.解决了污泥间接干燥时因高含水率而产生的粘壁现象导致的一系列如抱轴、传热效率低，干燥速率慢，干燥不均匀等问题；
2.运用直接对流与间接传导联合干燥方式，将一级对流干燥过程产生多余过热蒸汽作为下一级传导干燥的热源，充分回收了多余蒸汽的潜热和部分显热，同时有效的实现了能量的梯级利用；
3.干燥过程无需对外排放干燥废气，一级对流干燥中理论上蒸汽可以始终循环利用，减少了废气排放带走的热量，提高了能量的利用率；
4.干燥后的过热蒸汽经过蒸汽压缩机后，将低温的蒸汽重新回到高温状态，充分利用了蒸汽的潜热，达到高效节能的目的；
5.一级干燥采用过热蒸汽直接对流干燥，传热传质效率高，干燥速率快，热量的利用效率高；
6.把过热蒸汽作为干燥介质，过热蒸汽不仅热效率高，还有较大的比热容以及传热系数，干燥时无传质阻力，无爆炸和失火危险，特别适合污泥等易燃易爆物料的干燥处理，干燥过程没有氧气存在，减少了有害气体的产生，有益于环境保护的优点。
附图说明
图1为本发明的干燥装置结构示意图。其中，1.蒸汽发生器，2.加热器，3. 直接式搅拌干燥器，3-1、3-2、3-3、3-4分别为双轴搅拌器的进汽口、排汽口、进料口、出料口，4.旋风除尘器，4-1、4-2分别为旋风除尘器的进汽口、排汽口，5.过滤器，6.蒸汽压缩机，6-1、6-2分别为蒸汽压缩机的进汽口、排汽口，7.阀门，8.污泥泵，8-1、8-2分别为污泥泵的进料口、出料口，9.螺旋加料器，9-1、9-2分别为螺旋加料器的进料口、出料口，10. 间接式污泥干燥器，10-1、10-2、10-3、10-4分别为间接式污泥干燥器的进汽口、排汽口、进料口、出料口，11.阀门，12.风机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种污泥两级联合节能干燥装置及方法，包括蒸汽发生器1，加热器2，直接式搅拌干燥器3，旋风除尘器4，过滤器5，蒸汽压缩机6，阀门7，污泥泵8，间接式污泥干燥器9，螺旋加料器10，阀门11，风机12。污泥泵的加料口8-1、出料口8-2，直接式搅拌干燥器的进料口2-3、出料口2-4，螺旋加料器的进料口9-1、出料口9-2和间接式污泥干燥器进料口10-1、出料口10-2形成物流通道。蒸汽发生器1，加热器2，直接式搅拌干燥器3，风机12，旋风除尘器4，过滤器5，蒸汽压缩机6，阀门7依次相连形成一级干燥。蒸汽压缩机6，阀门11，空心桨叶干燥机10形成二级干燥。加热器2，直接式搅拌干燥器的进汽口3-1、出汽口3-2，风机12，旋风除尘器的进汽口4-1、出汽口4-2，过滤器5，蒸汽压缩机的进汽口6-1、出汽口6-2 ，阀门7依次连接形成一级干燥蒸汽循环利用。蒸汽压缩机6，阀门11，空心桨叶干燥机的进汽口10-1与出水口10-2依次连接将蒸汽的余热进行回收利用。
一种污泥两级节能干燥装置解决了高含水率污泥在间接干燥时产生粘壁现象的问题。首先在一级干燥中把蒸汽发生器1中产生的蒸汽通入加热器2形成过热蒸汽，在直接式桨叶搅拌器3中对污泥进行直接干燥，去除污泥粘壁降低干燥速率和干燥效果的影响以及对设备产生的损坏，再把干燥后的污泥进行间接干燥，此时污泥的含水率已被降低，而低含水率的污泥在间接干燥时也不会产生粘壁现象，因此该装置实现了解决了高含水率污泥在间接干燥时产生粘壁现象的目的。其次，将干燥后的蒸汽通过直接式搅拌干燥器的出汽口3-2，经过风机12 后通入旋风除尘器4除尘和过滤器5过滤后进入蒸汽压缩机6，通过蒸汽压缩机提高蒸汽的温度，回收了蒸汽的潜热，并将一部分蒸汽通过阀门7循环利用，另一部分因干燥而产生的多余蒸汽通过阀门11和间接式污泥干燥器10进行二级干燥，最终多余的蒸汽在间接式污泥干燥器中回收潜热后被冷凝成水排出。
污泥从污泥泵进料口8-1进入，在出料口8-2泵送进入双轴桨叶搅拌器的进料口3-3，当污泥进入双轴桨叶搅拌器3后污泥与过热蒸汽直接接触而被干燥，在直接干燥时，污泥的粘壁量只有间接干燥的三分之二，且少量的粘壁现象并不会影响直接干燥的传热效果，粘壁的污泥在被干燥后，会自动脱落，并同时对污泥进行输送。经过双轴桨叶搅拌器3的污泥在一级干燥后输送到出料口3-4，进入螺旋加料器的进料口9-1，经过螺旋加料器9的运送，到达出料口9-2，螺旋加料器的出料口与间接式污泥干燥器的进料口10-3相连接，此时在一级干燥产生多余过热蒸汽被通入间接式污泥干燥器，利用过热蒸汽在冷凝时释放的大量潜热对污泥进行干燥。污泥被一级干燥后水分已经很低，而污泥粘壁性在污泥含水率减少到60%后随着含水率的降低而降低，因此低含水率的污泥也不会在间接式干燥时产生粘壁现象。最终，被干燥完成的污泥通过双轴桨叶搅拌器的出料口10-4排出。
Claims (3)
1.一种污泥两级联合节能干燥装置，包括蒸汽发生器、加热器、直接式搅拌干燥器、风机、旋风除尘器、过滤器、蒸汽压缩机、阀门、污泥泵、间接式污泥干燥器和螺旋加料器，其特征在于：所述污泥泵的出料口与直接式搅拌干燥器的进料口连接，直接式搅拌干燥器的出料口与螺旋加料器的进料口相连，螺旋加料器的出料口与间接式污泥干燥器相连，污泥泵、直接式搅拌干燥器、螺旋加料器、间接式污泥干燥器形成物料通道；所述蒸汽发生器产生蒸汽后与加热器相连接，经过加热器出口通过管路与直接式搅拌干燥器蒸汽进汽口连接，直接式搅拌干燥器排汽口与风机进气口连接，风机排气口与旋风分离器进气口相连接，旋风分离器出气口的蒸汽经过过滤器进入蒸汽压缩机，蒸汽压缩机排汽口通过管路分成两路，一路通过阀门7后通过管路与加热器的进汽口相连接，形成一级干燥气流通路；另一路通过阀门11后通过管路与间接式污泥干燥器进汽口连接，最后变成冷凝水从间接式污泥干燥器排水口排出，形成二级干燥气流通路。
2.根据权利要求1所述的一种污泥两级联合节能干燥装置，其特征在于：旋风除尘器的出料口与螺旋加料器的进料口连接。
3.根据权利要求1和2所述的污泥两级联合节能干燥装置及方法，减少污泥干燥的粘壁量，并实现潜热的回收利用，其特征在于：
（1）一级干燥采用过热蒸汽直接对流干燥，对流干燥粘壁率低且不会影响热量的传递，降低污泥含水率，实现越过污泥粘滞区的利用；
（2）过热蒸汽干燥后经除尘、过滤后通入蒸汽压缩机，实现蒸汽循环及潜热的回收利用；
（3）二级干燥采用间接干燥，此时污泥越过粘滞区，干燥时不会产生粘结，并将一级干燥产生多余蒸汽作为二级干燥热源，实现能量的梯级利用。
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