CN106643230B - 一种用于污泥碳化工艺的热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及市政和工业固体废物处理领域，提供一种用于污泥碳化工艺的热交换装置，包括前热交换单元和后热交换单元，前热交换单元包括并联的多个前热交换器组，且多个前热交换器组交替工作，和/或，后热交换单元包括并联的多个后热交换器组，且所述后热交换器组交替工作。当某热交换器组中的物料进行充分热交换时，其它热交换器组可以将经过充分热交换的物料输送至污泥水热碳化系统的后续装置中，使得物料可以平稳缓慢的经过热交换器组，以保证物料和热交换器组中的热交换介质进行充分热交换。此外，由于多个热交换器组之间交替工作，从而可以保证热交换装置工作连续进行，以提高用于污泥碳化工艺的热交换装置的换热效率。

Description

一种用于污泥碳化工艺的热交换装置

技术领域

本发明涉及市政和工业固体废物处理领域，提供一种用于污泥碳化工艺的热交换装置。

背景技术

生物炭随着城市人口的增加，工业化、城市污废水处理厂的增设，污泥产生量逐渐增加，污泥处理成了环境的焦点。原有技术的干燥、填埋、堆肥等工艺只是对污泥进行简单的处理，污泥的处理如何实现“减量化”、“无害化”、“资源化”现已成为诸多企业关注的焦点中的焦点。污泥碳化技术是将污泥进行无氧或微氧的条件下的“干溜”，使生化污泥中的细胞裂解，将其中的水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中碳质的过程。炭化后的污泥体积小，污泥中无有毒气体等，不会造成二次污染。并且，污泥炭化技术不仅能有效处理污泥，还能将其制成具有高附加值的活性炭。所以污泥炭化是一种既不会损坏环境又能资源回用的经济型处理技术。但是，现有污泥炭化系统的换热装置，其换热效果和换热效率不佳。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的其中一个目的是：提供一种用于污泥碳化工艺的热交换装置，解决现有技术中换热装置换热效果和换热效率不佳的问题。

为了实现该目的，本发明提供了一种用于污泥碳化工艺的热交换装置，包括前热交换单元和后热交换单元，所述前热交换单元的物料出口用于连接反应器的物料入口，所述后热交换单元的物料入口用于连接所述反应器的物料出口，所述前热交换单元包括并联的多个前热交换器组，且多个所述前热交换器组交替工作，和/或，所述后热交换单元包括并联的多个后热交换器组，且多个所述后热交换器组交替工作。

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的用于污泥碳化工艺的热交换装置，包括多组热交换器组(本申请中，但凡对热交换器组不加限定的情况下，其均指前热交换器组和/或后热交换器组)。当其中一个热交换器组对其中的物料进行充分热交换时，其它热交换器组可以将经过充分热交换的物料输送至污泥水热碳化系统的后续装置中，从而使得物料可以平稳缓慢的经过各组热交换器组，以保证物料和热交换器组中的热交换介质进行充分热交换。此外，由于多个热交换器组之间交替工作，从而可以保证热交换装置工作连续进行，以提高用于污泥碳化工艺的热交换装置的换热效率。

优选的，所述前热交换单元包括用于热交换介质流通的第一入口和第一出口，所述后热交换单元包括用于热交换介质流通的第二入口和第二出口，所述第一入口通过第一管路连接所述第二出口，所述第一出口连接所述第二入口，使得所述前热交换单元和所述后热交换单元之间形成热交换介质的第一循环回路。

优选的，所述前热交换器组的数量为两个，且分别包括三台串联的前热交换器，沿着物料流通方向依次为一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器，所述第一入口设置在所述三级前热交换器一侧，所述第一出口设置在所述一级前热交换器一侧。

优选的，所述后热交换器组的数量为两个，且分别包括六台串联的后换交换器，沿着物料流通方向依次为一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器，所述第二入口设置在所述六级后热交换器一侧，所述第二出口设置在所述一级后热交换器一侧。

优选的，所述二级前热交换器和三级前热交换器之间，靠近所述二级前热交换器设置有用于热交换介质流通的第三入口，靠近所述三级前热交换器设置有第三出口；所述第三入口通过第二管路连接所述第二出口，使得所述一级前热交换器、二级前热交换器和所述后热交换单元之间形成热交换介质的第二循环回路，且所述第一管路和所述第二管路择一导通；

所述第三出口通过第三管路连接所述第一入口，使得所述三级前热交换器自身形成热交换介质的第三循环回路；所述第二管路导通时，所述第三循环回路接通；所述第一管路导通时，所述第三循环回路断开；

所述第三管路接入到介质热交换器中，且所述介质热交换器通过接入高温换热管道给所述第三管路中的热交换介质升温。

优选的，所述第三入口和所述第三出口之间连接有开关阀，且所述第一管路导通时，所述开关阀接通，所述第二管路导通时，所述开关阀断开。

优选的，所述反应器的加热介质入口连接热源装置的出口，所述反应器的加热介质出口通过第四管路连接所述热源装置的回流口，并在所述反应器和所述热源装置之间形成循环加热回路；所述第四管路上并联有所述高温换热管道。

优选的，所述高温换热管道和所述第四管路上分别设置有流量调节阀，用于调节所述高温换热管道和所述第四管路中加热介质的流量。

优选的，所述热源装置为导热油炉，所述加热介质为导热油。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的用于污泥碳化工艺的热交换装置的连接关系示意图；

图2和图3是本发明实施例的前热交换器的结构示意图；

图4和图5是本发明实施例的后热交换器的结构示意图；

图中：1、前热交换器；2、后热交换器；3、第一开关阀；4、第二开关阀；5、第三开关阀；6、第四开关阀；7、流量调节阀；8、排气调节阀；9、介质热交换器；10、反应器；11、导热油炉；12、泵；13、介质流通管道；14、物料输送管道。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1，本实施例的用于污泥碳化工艺的热交换装置，包括前热交换单元和后热交换单元，所述前热交换单元的物料出口连接反应器10的物料入口，所述后热交换单元的物料入口连接所述反应器10的物料出口。所述前热交换单元包括并联的多个前热交换器组，且多个所述前热交换器组交替工作，和/或，所述后热交换单元包括并联的多个后热交换器组，且多个所述后热交换器组交替工作。

其中，前热交换器组作用在于给进入反应器10的物料也即污泥进行预热，从而使得进入到反应器10中的污泥达到设定温度，此处的设定温度一般但是不局限为50℃～80℃。后热交换器组作用在于对从反应器10输出的物料也即生物炭进行降温，从而使得从后热交换器组输出后的生物炭可以输入到后续卸压装置中。

本实施例的用于污泥碳化工艺的热交换装置，由于包括多组热交换器组(本申请中，但凡对热交换器组不加限定的情况下，其均指前热交换器组和/或后热交换器组)，从而当其中一个热交换器组对其中的物料进行充分热交换时，其它热交换器组可以将经过充分热交换的物料输送至污泥水热碳化系统的后续装置中，使得物料可以平稳缓慢的经过各组热交换器组，以保证物料和热交换器组中的热交换介质进行充分热交换，从而保证获得较好的换热效果。此外，由于多个热交换器组之间交替工作，从而可以保证热交换装置工作连续进行，以提高工艺用于污泥碳化的热交换装置的换热效率。

并且，当本实施例的用于污泥碳化工艺的热交换装置工作连续进行时，其还可以提高预热回收率，实现节能环保的效果。

当前热交换器组的数量为多个时，可以对进入反应器10的污泥进行充分预热，并保证用于污泥碳化工艺的热交换装置的换热效率。当后热交换器组的数量为多个时，可以对从反应器10输出的生物炭进行充分降温，并保证用于污泥碳化工艺的热交换装置的换热效率。

而本实施例的用于污泥碳化工艺的热交换装置，既包括前热交换器组或后热交换器组的数量为多个的情况，还包括前热交换器组和后热交换器组的数量均为多个的情况。优选前热交换器组和后热交换器组的数量均为多个，从而兼具上述提到的有益效果。

进一步的，所述前热交换单元包括用于热交换介质流通的第一入口和第一出口，所述后热交换单元包括用于热交换介质流通的第二入口和第二出口。

出于环保节能目的，所述第一入口通过第一管路连接所述第二出口，所述第一出口连接所述第二入口，使得所述前热交换单元和所述后热交换单元之间形成热交换介质的第一循环回路。从而，热交换介质在前热交换器组中对污泥进行预热后，得到温度降低的热交换介质，之后将该温度降低的热交换介质通入到后热交换器组中对生物炭进行降温。与此同时，后热交换器组中的热交换介质回收生物炭的热能，得到温度升高的热交换介质。之后再将该温度升高后的热交换介质被通入到前热交换器组对污泥进行预热，如此循环往复。

其中，之所以限定第一入口和第二出口之间通过第一管路连接，而对第一出口和第二入口之间的连接方式不做限定，主要因为后续需要对第一管路进一步描述。

并且，后热交换器组回收的热能除了对污泥进行预热，还可以用于给工厂的附属设施冬季供暖，以充分利用剩余热能，实现高效节能。

图1中，前热交换器组和后热交换器组均为两个。需要说明的是，附图1不构成对本实施例的限制，本实施例的用于污泥碳化工艺的热交换装置，其前热交换器组和后热交换器组的数量均可以为其它任意数。

本实施例中，为了实现多个前热交换器组之间的交替工作，优选但是不必须前热交换单元的物料入口通过两个第一开关阀3分别连接两个所述前热交换器组。并且，可以采用控制器控制上述第一开关阀3的通断。从而，当前热交换器组连接的第一开关阀3导通时，污泥可以在该前热交换器组中流通，并输送至后续反应器10中；当前热交换器组连接的第一开关阀3断开时，污泥停留在该前热交换器组中进行加热，直至其预热完成。

当然，为了实现多个前热交换器组之间的交替工作，除了通过第一开关阀3控制物料的流通之外，还需要设置第二开关阀4控制热交换介质的流通。

从图1中可知，本实施例中，在前热交换单元的热交换介质的第一出口位置设置有两个第二开关阀4，分别连接两个前热交换器组，从而前热交换器组对应的第二开关阀4导通时，热交换介质可以在该前热交换器组流通。

对于某一个前热交换器组而言，如果第一开关阀3断开，此时导通该前热交换器组对应的第二开关阀4，从而使得流通的热交换介质对该前热交换器组中的污泥进行充分预热。反之，如果某个前热交换器组的第一开关阀3导通，说明位于前热交换器组中的污泥预热充分，此时可以断开该前热交换器组对应的第二开关阀4。

同理，为了实现多个后热交换器组之间的交替工作，同样可以通过设置第一开关阀3控制物料流通，并且通过设置第二开关阀4控制热交换介质的流通。其中，后热交换器组的第一开关阀3和第二开关阀4之间的通断同样存在一定联系，以实现多个后热交换器组的工作交替。

从图1中可知，后热交换器组的第二开关阀4设置在热交换介质的第二入口处，当然也可以将第二开关阀4设置在热交换介质的第二出口处或者是其它位置，只要可以控制后热交换器组中的热交换介质的流通即可。同理，后热交换器组的第一开关阀3，以及前热交换器组的第一开关阀3和第二开关阀4的设置位置均不受附图的限制，只要可以实现物料或者热交换介质的控制即可。

并且需要说明的是，当热交换器组的数量为两个以外的其它数量时，也可以通过第一开关阀3和第二开关阀4实现交替工作，其原理和热交换器组数量为两个时候的原理相同，此处不再赘述。

其中，优选每隔5～8分钟切换热交换器组对应的第一开关阀3和第二开关阀4的通断，从而控制热交换器组之间的交替。并且，对应每个热交换器可以分别设置一个监控仪表，用于监控各个热交换器的工作状态，并基于监控结果控制该用于污泥碳化工艺的热交换装置。

从图1中可知，本实施例的前热交换单元，其各个前热交换器组均包括三台前热交换器1，且沿着物料流通方向依次为一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器。

其中，“物料流通方向”指的是附图1中从左至右的方向，从而使得物料最终通入到反应器10中。由于一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器对污泥进行分级预热，从而一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器中的污泥温度逐渐升高，最终从三级前热交换器中输出的污泥达到设定温度。这种分级加热的方法可以使得污泥的预热更充分、更均匀，并且可以提高换热效率以实现节能的目的，从而从各个方面提高预热效果。

请进一步参见图1，将前热交换单元的第一入口设置在三级前热交换器一侧，并将第一出口设置在所述一级前热交换器一侧。从而热交换介质从第一入口进入之后，依次经过三级前热交换器、二级前热交换器和一级前热交换器，最后从一级前热交换器一侧的第一出口流回后热交换单元。该种情况下，热交换介质进入三级前热交换器时温度最高，经过二级前热交换器和一级前热交换器后温度逐渐降低，从而满足各个前热交换器1对污泥预热的要求。

由上可知，前热交换单元中，污泥是从左至右流通，而热交换介质是从右至左流通，也即物料流通方向和热交换介质流通方向相反，使得物料和热交换介质换热充分。

当然，需要说明的是，本实施例的前热交换器组，其前热交换器1的数量不局限为三个，还可以是任意个。本实施例中之所以选择前热交换器1为三个，是综合预热效果和预热效率等多个因素得到的优选设计方案。

假设输入前热交换单元的物料，其初始温度为10℃～30℃，最终离开前热交换单元的物料温度需要达到50℃～80℃，那么前热交换器1的数量为三个时，每个前热交换器1只需要对物料升温15℃左右。

进一步从图1中可知，本实施例的后热交换单元，其各个后热交换器组分别包括六台串联的后热换交换器2，沿着物料流通方向依次为一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器。

同理，此处“物料流通方向”指的是附图1中从左至右的方向，从而使得从反应器10输出的物料进入到后热交换单元中，并通过后热交换单元输入到卸压装置中。由于一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器对污泥进行分级降温，从而一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器中的生物炭温度逐渐降低，最终从六级后热交换器中输出的生物炭达到设定温度。这种分级降温的方法可以使得生物炭的降温更彻底、更均匀，并且可以提高换热效率以实现节能的目的，从而全面达到降温效果。

请进一步参见图1，将后热交换单元的所述第二入口设置在所述六级后热交换器一侧，并将所述第二出口设置在所述一级后热交换器一侧。从而热交换介质从第二入口进入之后，依次经过六级后热交换器、五级后热交换器、四级后热交换器、三级后热交换器、二级后热交换器和一级后热交换器，最后从一级后热交换器一侧的第二出口流回前热交换单元。该种情况下，热交换介质进入六级后热交换器时温度最高，经过后续后热交换器2后温度逐渐降低，从而满足各个后热交换器2中对生物炭降温的要求。

需要说明的是，第二入口除了设置在六级后热交换器一侧，还可以设置在六级后热交换器和五级后热交换器之间，并且热交换介质通过该第二入口进入五级后热交换器，之后依次进入四级后热交换器、三级后热交换器、二级后热交换器和一级后热交换器。该种情况下，前五级后热交换器可以和前热交换单元之间连接形成闭合回路，而六级后热交换器中可以采用和闭合回路中不同的热交换介质。优选六级后热交换器中采用水作为热交换介质，从而使得六级后热交换器中降温彻底，从六级后热交换器输出的物料满足设定要求。

同理，后热交换单元中，物料从左侧的后热交换器2流向右侧的后热交换器2，热交换介质从右侧的后热交换器2流向左侧的后热交换器2，也即对于整个后热交换单元而言，物料流通方向和热交换介质流通方向相反，使得物料和热交换介质换热充分。并且，本实施例的后热交换器组，其后热交换器2的数量不局限为六个，还可以是任意个。

其中，根据从反应器10的物料出口处物料温度和六级后热交换器的物料出口处的物料温度之间的差值，选择设置六级后热交换器。应当理解的是，后热交换器2不局限为六级。

为了应对后热交换单元中回收的热量不足以使前热交换单元中的污泥预热至设定温度的情况，在二级前热交换器和三级前热交换器之间，靠近所述二级前热交换器设置有用于热交换介质流通的第三入口，靠近所述三级前热交换器设置有第三出口。当然，第三入口可以直接设置在二级前热交换器本体上，第三出口也可以直接设置在三级热交换器本体上。

所述第三入口通过第二管路连接所述第二出口，使得所述一级前热交换器、二级前热交换器和所述后热交换单元之间形成热交换介质的第二循环回路，且所述第一管路和所述第二管路择一导通；所述第三出口通过第三管路连接所述第一入口，使得所述三级前热交换器自身形成热交换介质的第三循环回路。

当后热交换单元中回收的热量足以对前热交换单元中的污泥充分预热时，第一管路导通且第二管路断开，从后热交换单元流出的热交换介质会进入三级前热交换器，此时热交换介质在整个前热交换单元和后热交换单元连接形成的第一循环回路中循环。

当后热交换单元中回收的热量不足以对前热交换单元中的污泥充分预热时，此时第二管路导通第一管路断开，从后热交换单元流出的热交换介质直接进入二级前热交换器，然后流入一级前热交换器。而对于温度要求较高的三级前热交换器，其通过第三循环回路进行加热。

由此可知，所述第二管路导通时，所述第三循环回路接通；所述第一管路导通时，所述第三循环回路断开。

请参见图1，可以在第一管路上设置第三开关阀5，从而通过第三开关阀5的通断控制第一管路的通断。并且，第二管路的通断也可以通过阀实现(附图1中没有画出设置在第二管路上的阀)。当第二管路导通时，为了防止第三循环回路中的热交换介质流入到二级前热交换器中，在第三入口和第三出口之间设置有第四开关阀6，从而当第一管路断开第二管路导通时，控制第四开关阀6断开；当第一管路导通第二管路断开时，控制第四开关阀6导通。

为了使得第三循环回路具有加热效果，可以将第三管路接入到介质热交换器9中，且所述介质热交换器9通过接入高温换热管道给所述第三管路中的热交换介质升温。该介质热交换器9不同于上述前热交换器1和后热交换器2，其作用就在于给第三管路中的热交换介质加热升温。

从图1中可知，为了给反应器10中的物料进行加热，在反应器10的加热介质入口和加热介质出口之间设置有热源装置。具体地，所述加热介质入口连接热源装置的出口，所述加热介质出口通过第四管路连接所述热源装置的回流口，并在所述反应器10和所述热源装置之间形成循环加热回路。

本实施例中，优选高温换热管道和第四管路并联，从而高温换热管道采用给反应器10加热的热源装置作为热源，无需额外设置热源，以减小整个用于污泥碳化工艺的热交换装置的占地空间。

本实施例中，优选热源装置为导热油炉11，从而从导热油炉11进入到反应器10中的加热介质为导热油。并且，优选但是不必须前热交换单元和后热交换单元中的介质也是导热油。此时，第三管路和高温换热管道接入的所述介质热交换器9中进行导热油和导热油之间的热交换。

为了对所述第四管路和所述高温换热管道中的导热油流量进行调节，可以在高温换热管道和所述第四管路上分别设置流量调节阀7。优选高温换热管道和第四管路上的流量调节阀7相关，从而当高温换热管道上流量调节阀7开度减小时，第四管路上的流量调节阀7开度增大；反之，当高温换热管道上流量调节阀7开度增大时，第四管路上的流量调节阀7开度减小。

此外，从图1中可以发现，各个后热交换器2均对应设置有一个排气调节阀8，该排气调节阀8可以用于排出热交换介质中的气体。并且，在热交换介质的回路上设置有泵12，用于泵送热交换介质。

附图1中，为了区分热交换介质、加热介质和物料的输送管路，热交换介质的第一循环回路、第二循环回路和第三循环回路用虚线表示，循环加热回路用点画线表示，物料的输送管路用实现表示。

此外，现有技术的热交换器适用于污泥和生物炭的换热时，其容易出现物料粘滞的现象。并且，存在流动性差、换热效率低、换热周期长等缺点。因此本实施例提出一种新的前热交换器1和后热交换器2，下面分别描述前热交换器1和后热交换器2。

本实施例的前热交换器1，请参见图2和图3，包括介质流通管道13以及设置在所述介质流通管道13中的物料输送管道14。其中，热交换介质通过N1口通入到所述介质流通管道13和物料输送管道14之间的空间，之后从N2口流出；物料通过N3口通入到物料输送管道14内，从而使得热交换介质和物料之间充分接触，之后从N4口排出。

优选介质流通管道13和物料输送管道14均为直线管道，从而减少管道内壁对物料和热交换介质的阻力。并且，优选但是不必须，介质流通管道13和物料输送管道14，其横截面均呈圆形，材质均采用316L不锈钢材质。

从图3中可知，和前热交换器1的级数对应，此处一根所述介质流通管道13中设置的物料输送管道14的数量为三根。由于介质流通管道13中物料输送管道14的数量越多，则物料输送能力越弱，但是物料与热交换介质之间的热接触面积越大。本实施例针对污泥的特点，选择在介质流通管道13中设置三根物料输送管道14，以在换热效率和换热效果之间寻求一个合理的平衡。当然，物料输送管道14的数量不受附图3的限制。

上述前热交换器1水平布置，也即介质流通管道13和物料输送管道14的轴线均位于水平面上，从而极大的降低了物料输送的阻力。

本实施例的后热交换器2，请参见图4和图5，也包括介质流通管道13以及设置在所述外管道中的物料输送管道14。

和上述前热交换器1不同之处在于，本实施例的后热交换器2，其介质流通管道13中设置有七根物料输送管道14。并且，后热交换器2竖直放置，从而对于单个后热交换器2而言，生物炭从后热交换器2顶端输入，并且从后热交换器2底端输出；而热交换介质从后热交换器2的底端输入，从后热交换器2的顶端输出，以保证生物炭和热交换介质之间换热充分。

上述提到的阀的类型不受限制，其可以是任意现有技术中公开的阀。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用于污泥碳化工艺的热交换装置，包括前热交换单元和后热交换单元，所述前热交换单元的物料出口用于连接反应器的物料入口，所述后热交换单元的物料入口用于连接所述反应器的物料出口，其特征在于，所述前热交换单元包括并联的多个前热交换器组，且多个所述前热交换器组交替工作，和/或，所述后热交换单元包括并联的多个后热交换器组，且多个所述后热交换器组交替工作；

所述前热交换单元包括用于热交换介质流通的第一入口和第一出口，所述后热交换单元包括用于热交换介质流通的第二入口和第二出口，所述第一入口通过第一管路连接所述第二出口，所述第一出口连接所述第二入口，使得所述前热交换单元和所述后热交换单元之间形成热交换介质的第一循环回路；

所述前热交换器组的数量为两个，且分别包括三台串联的前热交换器，沿着物料流通方向依次为一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器，所述第一入口设置在所述三级前热交换器一侧，所述第一出口设置在所述一级前热交换器一侧；

所述二级前热交换器和三级前热交换器之间，靠近所述二级前热交换器设置有用于热交换介质流通的第三入口，靠近所述三级前热交换器设置有第三出口；所述第三入口通过第二管路连接所述第二出口，使得所述一级前热交换器、二级前热交换器和所述后热交换单元之间形成热交换介质的第二循环回路，且所述第一管路和所述第二管路择一导通；

所述第三出口通过第三管路连接所述第一入口，使得所述三级前热交换器自身形成热交换介质的第三循环回路；所述第二管路导通时，所述第三循环回路接通；所述第一管路导通时，所述第三循环回路断开；

所述第三管路接入到介质热交换器中，且所述介质热交换器通过接入高温换热管道给所述第三管路中的热交换介质升温。

2.根据权利要求1所述的用于污泥碳化工艺的热交换装置，其特征在于，所述第三入口和所述第三出口之间连接有开关阀，且所述第一管路导通时，所述开关阀接通，所述第二管路导通时，所述开关阀断开。

3.根据权利要求1所述的用于污泥碳化工艺的热交换装置，其特征在于，所述反应器的加热介质入口连接热源装置的出口，所述反应器的加热介质出口通过第四管路连接所述热源装置的回流口，并在所述反应器和所述热源装置之间形成循环加热回路；所述第四管路上并联有所述高温换热管道。

4.根据权利要求3所述的用于污泥碳化工艺的热交换装置，其特征在于，所述高温换热管道和所述第四管路上分别设置有流量调节阀，用于调节所述高温换热管道和所述第四管路中加热介质的流量。

5.根据权利要求3所述的用于污泥碳化工艺的热交换装置，其特征在于，所述热源装置为导热油炉，所述加热介质为导热油。