CN107021603A - 一种低能耗的污泥热干化系统 - Google Patents

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武晓剑
刘家富
孔繁杰
李雪怡
刘迪
万修志
王荣娟
陈程
郝坤
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Abstract

本发明涉及一种低能耗的污泥热干化系统，其包括间接干化机，蒸汽锅炉，锅炉蒸汽气水分离器和蒸汽压缩机，间接干化机的一侧入口连接有污泥输送装置，间接干化机的顶部出口连接锅炉蒸汽气水分离器的底部入口，锅炉蒸汽气水分离器的顶部出口连接蒸汽锅炉的底部入口，间接干化机的底部出口连接有干污泥料仓，蒸汽锅炉的顶部出口连接蒸汽压缩机入口，蒸汽压缩机的出口连接间接干化机的另一侧入口。本发明采用组合的热干化装置，废蒸汽重新利用，使系统保持一个低能耗的水平。

Description

一种低能耗的污泥热干化系统
技术领域
本发明涉及一种低能耗的污泥热干化系统。
背景技术
随着城市人口的不断增加和城镇污水处理率的提高，城镇污水污泥的产出量也随之不断增加，污泥处理处置的负担显著加重。污泥处置的方法主要有填埋、土地利用和焚烧等。由于城市污泥通常含水率较高，经浓缩脱水处理后仍高达80％左右，具有体积庞大、不利运输、性质不稳定等特点。直接填埋将会占用大量土地，同时会产生渗滤液污染地下水；土地利用则因运输量大、分散困难、容易污染地下水而受到很大限制；直接焚烧也会因为含固率低而导致热值太低，无法维持有效自燃而需耗费大量辅助燃料，使处置成本明显增加。因此，对城市污泥进行干化处理、降低污泥含水率，是解决目前在污泥处置过程中所遇到的许多问题的关键。
污泥热干化的是指利用热能，将脱水污泥加温干化，使之成为干化产品。通常指利用热能使物料中的湿份汽化，并将产生的蒸汽排除的过程。其本质是被除去的湿份从固相转移到气相，固相为被干化的物料，气相为干化介质。
传统的污泥干化法采用污泥干化场的形式，将污泥堆积在室外的干化场，通过自然通风和重力作用对污泥进行干化。现代化的干化工艺主要为热干化，即通过外加热源将污泥中水分蒸发的一种工艺，它具有占地面积小、减量化明显、产品用途灵活等优点。但是热干化工艺也存在很多问题，主要是投资和运行费用高、设备运行能耗高，难以在我国进行大面积推广应用。因此，如何解决热干化工艺的能耗问题成为我国城市污泥处理的迫切需要。
CN203048755U公开了一种蒸汽热循环污泥干化系统。解决目前装置的高耗能，高成本、未考虑能源回收的缺点，蒸汽热循环污泥干化系统包括预热进料装置、调节净化装置、工艺循环气回用装置、干化装置和冷却排料装置，对干化装置的废蒸汽产生的热值进行回收和利用。该系统采用废蒸汽直接加热，效率低。
CN203212442U公开了一种用于干化的机械蒸汽再压缩热泵系统。减少污泥干化过程中的能耗，避免污染，系统采用蒸汽压缩机驱动的机械蒸汽再压缩技术MVR处理污泥。该系统采用的蒸汽压缩机结构复杂。
CN103708702B公开了一种蒸汽压缩回收余热的节能污泥干燥装置。该装置回收利用污泥干燥过程中产生的湿热蒸汽的低品位能源，降低污泥干化中的能耗问题。该装置采用由蒸汽压缩机、三通阀、换热器和污泥干化机组成的污泥干燥装置，循环利用污泥干化机中的湿热蒸汽所蕴含的余热，回用到污泥干化机中继续干燥污泥。该装置设备运行能耗高。
发明内容
针对现有污泥热干化系统存在的缺陷，本发明的目的是提供一种低能耗的污泥热干化系统，从而避免现有污泥热干化系统容易导致的高能耗。
为了实现上述发明目的，本发明的采用以下技术方案是：
一种低能耗的污泥热干化系统，其特征在于，其包括间接干化机，蒸汽锅炉，锅炉蒸汽气水分离器和蒸汽压缩机，间接干化机的一侧入口连接有污泥输送装置，间接干化机的顶部出口连接锅炉蒸汽气水分离器(9)的底部入口，锅炉蒸汽气水分离器(9)的顶部出口连接蒸汽锅炉的底部入口，间接干化机的底部出口连接有干污泥料仓，蒸汽锅炉的顶部出口连接蒸汽压缩机，蒸汽压缩机的出口连接间接干化机的另一侧入口。
进一步，所述装置还包括污泥料仓，污泥料仓的出口与污泥输送装置入口连接。
进一步，所述污泥输送装置为螺旋输送装置，螺旋输送装置的出口与间接干化机的一侧入口连接。
进一步，所述系统还包括软化水装置，软化水装置的进口与自来水源相连接，软化水装置的出口通过管路与蒸汽锅炉的侧面进口相连接。
进一步，所述干污泥料仓底部具有排出口，干污泥排放到货车上运走。
进一步，含水率80％的污泥由螺旋输送装置输送到间接干化机内。
进一步，所述间接干化机采用水蒸汽间接干化。
进一步，所述间接干化机采用水蒸汽的温度为120℃～160℃，压力为2bar～6bar，加热污泥后产生的废水蒸汽温度为90℃。
进一步，由间接干化机排出的废水蒸汽经过锅炉蒸汽气水分离器进行气液分离，分离后的液相排入污水管网，分离后的气相蒸汽进入蒸汽锅炉，在蒸汽锅炉加热，水蒸汽温度达到120℃～160℃，压力为常压，使水蒸汽成为过热水蒸汽。
进一步，过热水蒸汽经过蒸汽压缩机加压到2bar～6bar，根据温度加热成饱和水蒸汽，重新加热间接干化机中的污泥。
本发明采用组合的热干化系统，系统结构简单，投资和运行费用低、设备运行能耗低，废蒸汽重新利用，使系统保持一个低能耗的水平。
附图说明
图1是低能耗的污泥热干化系统示意图。
符号说明
1-污泥料仓，2-螺旋输送装置，3-间接干化机，4-蒸汽锅炉，5- 蒸汽压缩机，6-干污泥料仓，7-货车，8-软化水装置，9-锅炉蒸汽气水分离器。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。
本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图1是本发明低能耗的污泥热干化系统示意图。低能耗的污泥热干化系统，包括污泥料仓1，螺旋输送装置2，间接干化机3，蒸汽锅炉4，蒸汽压缩机5，干污泥料仓6，货车7，软化水装置8和锅炉蒸汽气水分离器9。
污泥料仓1的出口通过管路与螺旋输送装置2的进口连接。含水率80％的污泥储存在污泥料仓内1。螺旋输送装置2的出口通过管路连接间接干化机3的一侧进口。污泥通过螺旋输送装置2输送至间接干化机3内。螺旋输送装置2可以是有轴螺旋输送机或者无轴螺旋输送机。
间接干化机3的一侧入口与螺旋输送装置2通过管路连接，另一侧入口与蒸汽压缩机5出口管路连接。间接干化机3的顶部出口通管路连接锅炉蒸汽气水分离器9的底部入口，间接干化机3的底部出口与干污泥料仓6通过管路连接。干污泥料仓6的底部具有排出口，干污泥料仓6中的干污泥通过排出口，排放到货车7上，然后运走。
锅炉蒸汽气水分离器9的顶部出口通过管路连接蒸汽锅炉4的底部入口。来自间接干化机3的废蒸汽水汽含有冷凝水，经过锅炉蒸汽气水分离器9进行分离，分离了干化后气体中的水滴。分离后的液相排入污水管网，保留了的气相蒸汽进入蒸汽锅炉4。
软化水装置8的进口连接自来水管路，该装置的出口连接至蒸汽锅炉4的侧面进口。软化水装置8只在设备开车时候，或者蒸汽量不足的时候作为补充使用。自来水加入到软化水装置8后，经过软化，输送至蒸汽锅炉4内，补充蒸汽锅炉4内的水。
蒸汽锅炉4的顶部出口与蒸汽压缩机5的入口相连接，蒸汽锅炉4内产生的过热蒸汽输送至蒸汽压缩机5内。蒸汽压缩机5的出口通过管路连接间接干化机3的另一侧入口。
采用上述的热干化系统干化污泥的步骤如下：含水率80％的污泥储存于污泥料仓1内，污泥的温度为室温，温度约为20℃。污泥料仓1中的污泥由螺旋输送装置2输送到间接干化机3中。间接干化机 3采用蒸汽间接干化，蒸汽温度约为120℃～160℃，压力为2bar～6bar，产生温度为90℃的废蒸汽水汽。污泥经过干化后，干污泥经过间接干化机3的底部出口排放至干污泥料仓6，干污泥料仓6中的干污泥经过料仓底部排出口排放至货车7上，运到污泥后续处理处。废蒸汽水汽经由间接干化机3的顶部出口，通过管路输送至锅炉蒸汽气水分离器9。来自间接干化机3的废蒸汽水汽含有冷凝水，经过锅炉蒸汽气水分离器9进行分离，分离了干化后气体中的水滴。分离后的液相排入污水管网，保留了的气相蒸汽进入蒸汽锅炉4。气相蒸汽经过蒸汽锅炉4加热，蒸汽温度达到120℃～160℃，压力为常压，使蒸汽过热蒸汽，提高了蒸汽品质。然后，过热蒸汽经过蒸汽锅炉4出口输送至蒸汽压缩机5，过热蒸汽再经过蒸汽压缩机5加压到2bar～6bar，根据温度加热成饱和水蒸汽，重新加热间接干化机3中的污泥。蒸汽锅炉4维持一定的蒸汽量，软化水装置8只在设备开车时候，或者蒸汽量不足的时候作为补充使用。自来水经过软化水装置8软化后，输送至蒸汽锅炉4补水。本系统保持一个低能耗的水平，此系统相比传统热干化，可以回收约70％潜热，新增能源投入为传统热干化的30％。
本发明采用组合的热干化系统，系统结构简单，投资和运行费用低、设备运行能耗低，废蒸汽重新利用，使系统保持一个低能耗的水平。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种低能耗的污泥热干化系统，其特征在于，其包括间接干化机(3)，蒸汽锅炉(4)，锅炉蒸汽气水分离器(9)和蒸汽压缩机(5)，间接干化机(3)的一侧入口连接有污泥输送装置，间接干化机(3)的顶部出口连接锅炉蒸汽气水分离器(9)的底部入口，锅炉蒸汽气水分离器(9)的顶部出口连接蒸汽锅炉(4)的底部入口，间接干化机(3)的底部出口连接有干污泥料仓(6)，蒸汽锅炉(4)的顶部出口连接蒸汽压缩机(5)入口，蒸汽压缩机(5)的出口连接间接干化机(3)的另一侧入口。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述装置还包括污泥料仓(1)，污泥料仓(1)的出口与污泥输送装置入口连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述污泥输送装置为螺旋输送装置(2)，螺旋输送装置(2)的出口与间接干化机(3)的一侧入口连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括软化水装置(8)，软化水装置(8)的进口与自来水源相连接，软化水装置(8)的出口通过管路与蒸汽锅炉(4)的侧面进口相连接。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干污泥料仓(6)底部具有排出口，干污泥排放到货车(7)上运走。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，含水率80％的污泥由螺旋输送装置(2)输送到间接干化机(3)内。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述间接干化机(3)采用水蒸汽间接干化。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述间接干化机(3)采用水蒸汽的温度为120℃～160℃，压力为2bar～6bar，加热污泥后产生的废水蒸汽温度为90℃。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由间接干化机(3)排出的废水蒸汽经过锅炉蒸汽气水分离器(9)进行气液分离，分离后的液相排入污水管网，分离后的气相蒸汽进入蒸汽锅炉，在蒸汽锅炉(4)中加热，水蒸汽温度达到120℃～160℃，压力为常压，使水蒸汽成为过热水蒸汽。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，过热水蒸汽经过蒸汽压缩机(5)加压到2bar～6bar，根据温度加热成饱和水蒸汽，重新加热间接干化机(3)中的污泥。
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