CN108585411B - 一种基于热泵技术的污泥烘干系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于热泵技术的污泥烘干系统，包括烘干箱、污泥烘干传送装置、第一风机、第二风机及用于将潮热风先冷凝除湿成干冷风后加热成干热风的热泵装置；烘干箱设有湿泥入口、干泥出口、排风口、循环风口和回风口；污泥烘干传送装置设于烘干箱内，并用于将从湿泥入口进入的污泥传送至干泥出口；热泵装置的进风口通过一进风管路与排风口连通，热泵装置的出风口与回风口连通；第一风机的进风口与进风管路连通，第一风机的出风口与循环风口连通；第二风机，用于使烘干箱内的循环空气从排风口送出并从回风口重新送入。本发明能够对污泥进行有效烘干，并能够对污泥进行快速烘干而可以提高对污泥的烘干效率。

Description

一种基于热泵技术的污泥烘干系统

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种基于热泵技术的污泥烘干系统。

背景技术

污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体及无机颗粒等组成的污染物，其含水量很高(可高达90％以上)，易腐化发臭，因此需要对污泥进行处理，以避免污染环境。

目前，处理污泥一般可以通过烘干方法来处理，其中，烘干方法的原理是通过各种烘干设备来对污泥进行烘干，使得污泥干化，以便于后续利用及处理。为了节省能源，现在出现了通过采用热泵机组来作为污泥的烘干热源，这样可以降低污泥烘干的能耗并节省能源。其中，热泵机组来作为污泥的烘干热源的具体做法是：热泵机组与干燥箱之间形成有空气循环风路，热泵机组将加热好的循环空气送入干燥箱内，以对干燥箱内的污泥进行烘干，然后通过风机将干燥箱内的湿热的循环空气送到热泵机组中进行冷却及加热。

本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：热泵机组对干燥箱内送过来的潮湿的循环空气进行冷凝除湿后依然会有较大湿度，无法对潮湿的循环空气进行有效除湿，这样热泵机组就不能有效地将除湿后的循环空气加热成干热的循环空气，从而不利于对干燥箱内的污泥进行烘干，进而会影对污泥的烘干效率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于热泵技术的污泥烘干系统，其能够对污泥进行有效烘干，并能够对污泥进行快速烘干而可以提高对污泥的烘干效率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种基于热泵技术的污泥烘干系统，其包括烘干箱、污泥烘干传送装置、第一风机、第二风机及用于将潮热风先冷凝除湿成干冷风后加热成干热风的热泵装置；

所述烘干箱设有湿泥入口、干泥出口、排风口、循环风口和回风口；

所述污泥烘干传送装置设于所述烘干箱内，并用于将从所述湿泥入口进入的污泥传送至所述干泥出口；

所述热泵装置的进风口通过一进风管路与所述排风口连通，所述热泵装置的出风口与所述回风口连通；

所述第一风机的进风口与所述进风管路连通，所述第一风机的出风口与所述循环风口连通；

所述第二风机，用于使所述烘干箱内的循环空气从所述排风口送出并从所述回风口重新送入。

较佳地，所述基于热泵技术的污泥烘干系统还包括温度传感器、湿度传感器及控制器；所述温度传感器与所述湿度传感器均设于所述烘干箱内，所述温度传感器、所述湿度传感器及所述第一风机均与所述控制器电连接。

较佳地，所述基于热泵技术的污泥烘干系统还包括设于所述进风管路与所述热泵装置之间的预冷装置，所述预冷装置的进风口与所述进风管路的出风末端连接，所述预冷装置的出风口与所述热泵装置的进风口连通。

较佳地，所述热泵装置包括热交换器、蒸发器及冷凝器；所述热交换器内具有冷却通道及用于与所述冷却通道进行热交换的预热通道；所述预冷装置的出风口通过所述冷却通道与所述蒸发器的冷却入口连通，所述蒸发器的出风口通过所述预热通道与所述冷凝器的加热入口连通，所述冷凝器的出风口与所述回风口连通。

较佳地，所述预冷装置包括换热器、循环泵及冷却塔；

所述换热器具有的进风口通过所述进风管路与所述排风口连通，所述换热器具有的出风口与所述冷却通道的入口连通；所述换热器的冷却液入口与所述冷却塔的冷却液出口连通，所述换热器的出液口与所述冷却塔的入液口连通；所述循环泵用于使所述冷却塔与所述换热器两者形成冷却液循环。

较佳地，所述污泥烘干传送装置包括至少一条污泥烘干传送带，所述至少一条污泥烘干传送带用于将从所述湿泥入口进入的污泥传送至所述干泥出口。

较佳地，所述排风口与所述循环风口均设于所述烘干箱的上部，所述回风口设于所述烘干箱的下部。

较佳地，所述污泥烘干传送带的数量为两条；

所述湿泥入口设于所述烘干箱的上部，所述干泥出口设于所述烘干箱的下部；

两条所述污泥烘干传送带上下间隔设置且两者的传送方向相反，上方的所述污泥烘干传送带用于将从所述湿泥入口落下的污泥传送至下方的所述污泥烘干传送带上，下方的所述污泥烘干传送带用于将污泥传送至所述干泥出口。

较佳地，所述循环风口朝向所述上方的污泥烘干传送带的顶部，且设置高度不低于所述上方的污泥烘干传送带的顶部。

较佳地，所述排风口设于所述烘干箱的顶部的中间，所述回风口设于所述烘干箱的底部的中间。

本发明实施例提供的所述基于热泵技术的污泥烘干系统，通过将所述热泵装置的进风口通过所述进风管路与所述排风口连通，将所述热泵装置的出风口与所述回风口连通，这样在所述第二风机的作用下，所述烘干箱内出来的高温湿热的循环空气会被所述热泵装置先冷凝除湿，然后被所述热泵装置加热成高温干燥的循环空气，加热后的循环空气从所述回风口进入所述烘干箱内，以对所述烘干箱内的污泥进行烘干。此外，所述第一风机可以将从所述排风口出来的一部分湿热空气重新送入所述烘干箱内，这样可以保证烘干箱内的空气的湿度能够达到冷凝要求，使得出来的潮热的循环空气能够被所述热泵装置有效冷凝而除湿，这样就可以使得除湿后的循环空气能够被所述热泵装置有效地加热成干热的循环空气，从而有利于回风能够带走烘干箱内污泥的更多水分，这样不仅可以对污泥进行有效烘干，还有助于污泥的快速烘干而提高对污泥的烘干效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本发明实施例提供的一种基于热泵技术的污泥烘干系统的结构图。

附图标记说明：1.第一风机；2.污泥烘干传送装置；20.污泥烘干传送带；3.烘干箱；30.湿泥入口；31.排风口；32.循环风口；33.干泥出口；34.回风口；4.第二风机；5.预冷装置；50.换热器；51.循环泵；52.冷却塔；6.热泵装置；60.热交换器；600.冷却通道；601.预热通道；61.蒸发器；62.冷凝器；7.进风管路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，本发明实施例提供了一种基于热泵技术的污泥烘干系统，其包括：烘干箱3、污泥烘干传送装置2、第一风机1、第二风机4及用于将潮热风先冷凝除湿成干冷风后加热成干热风的热泵装置6；所述烘干箱3的设有湿泥入口30、排风口31、循环风口32、干泥出口33及回风口34。所述污泥烘干传送装置2设于所述烘干箱3内，并用于将从所述湿泥入口30进入的污泥传送至所述干泥出口33。所述热泵装置6的进风口通过一进风管路7与所述排风口31连通，所述热泵装置6的出风口与所述回风口34连通；所述第一风机1的进风口与所述进风管路7连通，所述第一风机1的出风口与所述循环风口32连通；所述第二风机4，用于使所述烘干箱3内的循环空气从所述排风口31送出并从所述回风口34重新送入。

本发明实施例的工作原理为：通过将所述热泵装置6的进风口通过所述进风管路与所述排风口31连通，将所述热泵装置6的出风口与所述回风口34连通，这样在所述第二风机4的作用下，所述烘干箱3内出来的高温湿热的循环空气会被所述热泵装置6先冷凝除湿，然后被所述热泵装置6加热成高温干燥的循环空气，加热后的循环空气从所述回风口34进入所述烘干箱3内，以对所述烘干箱3内的污泥进行烘干。此外，所述第一风机1可以将从所述排风口31出来的一部分湿热空气重新送入所述烘干箱3内，这样可以保证烘干箱3内的空气的湿度能够达到冷凝要求，使得出来的潮热的循环空气能够被所述热泵装置6有效冷凝而除湿，这样就可以使得除湿后的循环空气能够被所述热泵装置6有效地加热成干热的循环空气，从而有利于回风能够带走烘干箱3内污泥的更多水分，这样不仅可以对污泥进行有效烘干，还有助于污泥的快速烘干而提高对污泥的烘干效率。

在此，还提供本发明的以下更具体的实施例：请参见图1，较佳地，所述基于热泵技术的污泥烘干系统还包括设于所述进风管路7与所述热泵装置6之间的预冷装置5，所述预冷装置5的进风口与所述进风管路7的出风末端连接，所述预冷装置5的出风口与所述热泵装置6的进风口连通，这样从所述烘干箱3内出来的潮热的循环空气能够被所述预冷装置5进行预先冷却而达到预先冷凝的效果，然后预冷却的循环空气就可以被所述热泵装置6进一步冷凝除湿。进一步地，所述热泵装置6包括压缩机(图未示)、热交换器60、蒸发器61及冷凝器62，所述蒸发器61用于吸收周围环境中的热量，所述压缩机用于做功以将所述蒸发器61吸收的热量传递给所述冷凝器62，所述冷凝器62用于加热循环空气。所述热交换器60内具有冷却通道600及用于与所述冷却通道600进行热交换的预热通道601。所述预冷装置5的出风口通过所述冷却通道600与所述蒸发器61的冷却入口连通，所述蒸发器61的出风口通过所述预热通道601与所述冷凝器62的加热入口连通，所述冷凝器62的出风口与所述回风口34连通。

本发明的上述更具体的实施例的工作过程为：在所述第二风机4的作用下，从所述烘干箱3内送出来的湿热的循环空气会进入到所述预冷装置5中进行初步冷却及初步冷凝，有利于后续的除湿处理，接着经过所述换热器50的所述冷却通道600进行再次冷却及再次冷凝，经过两次预冷后的循环空气在经过所述蒸发器61时可以被有效除湿，成为低温干燥的循环空；低温干燥的循环空气进入所述换热器50的所述预热通道601内，并通过所述预热通道601与所述冷却通道600的热交换，可以使得所述预热通道601内的循环空气吸收所述冷却通道600传递过来的热量，从而实现预热；预热后的循环空气进入所述冷凝器62中与冷凝器62的热交换介质进行热交换而实现加热，形成高温干燥的循环空气；加热后的循环空气从所述回风口34进入所述烘干箱3内，以对烘干箱3内的所述污泥烘干传送装置2传送过程中的污泥进行烘干。在循环空气对所述烘干箱3内的污泥进行烘干的过程中，所述第一风机1可以将从所述排风口31出来的一部分湿热空气重新送入所述烘干箱3内，保证所述烘干箱3内的空气湿度能够达到要求，使得从烘干箱3内出来的循环空气的湿度能够达到冷凝出水的程度，从而有利于烘干箱3内出来的循环空气在后续能够有效地冷凝出水来，这样就可以对循环空气进行有效除湿，有助于污泥的快速烘干而可以提高对污泥的烘干效率(若出来的循环空气的湿度较低，那么在后续进行冷却时，循环空气不容易被冷凝出水，这样会使得冷却后的循环空气依然具有较高湿度，这样在冷却后的循环空气进行加热后，会使得循环空气变为高温潮湿的空气，无法变为高温干燥的空气，从而不利于对烘干箱3内的污泥进行烘干)。

需要说明的是，所述蒸发器61吸收的环境中的热量可以是外部空气、水源或土地等的热量，这样可以节能。并且在本发明实施例中，在所述蒸发器61对循环空气进行冷凝除湿的过程中，所述蒸发器61也会吸收循环空气的热量，从而避免能量的浪费而更加节能。

为了使所述冷却通道600与所述预热通道601能够进行热交换，示例性地，可以在所述热交换器60内设有热交换介质，以使得所述冷却通道600能够通过热交换介质与所述预热通道601进行热交换。

在本发明实施例中，所述基于热泵技术的污泥烘干系统还包括温度传感器(图未示)、湿度传感器(图未示)及控制器(图未示)。所述温度传感器与所述湿度传感器均设于所述烘干箱3内，所述温度传感器、所述湿度传感器及所述第一风机1均与所述控制器电连接，这样，所述控制器可以根据所述温度传感器检测到的所述烘干箱3内的温度及所述湿度传感器检测到的所述烘干箱3内的湿度，来控制所述第二风机4的工作，从而调节重新送入到所述烘干箱3内的循环风量，使得所述烘干箱3内的温度及湿度能够符合要求，使得所述烘干箱3内的污泥的水分能够被充分带出，从而有助于污泥的快速烘干而提高对污泥的烘干效率。

示例性地，请参见图1，所述预冷装置5包括换热器50、循环泵51及冷却塔52；所述换热器50具有的所述进风口通过所述进风管路7与所述排风口31连通，所述换热器50具有的所述出风口与所述冷却通道600的入口连通；所述换热器50的冷却液入口与所述冷却塔52的冷却液出口连通，所述换热器50的出液口与所述冷却塔52的入液口连通；所述循环泵51用于使所述冷却塔52与所述换热器50两者形成冷却液循环，这样在所述循环泵51的作用下，所述冷却塔52中的冷却液不断进入所述换热器50中与所述换热器50内的湿热的循环空气进行热交换，以对循环空气进行冷却，而换热器50内的经过热交换后的冷却液会重新进入冷却塔52进行冷却。其中，所述换热器50优选为翅片式换热器50，所述冷却液可以为水或冷却油等。

在本发明实施例中，具体地，请参见图1，所述冷凝器62的出风口通过所述第二风机4与所述回风口34连通，当然，所述第二风机4还可以设置在所述预冷装置5的出风口与所述冷却通道600之间，或设置在所述蒸发器61与所述预热通道601之间等地方，在此不做具体限定。

在本发明实施例中，请参见图1，所述污泥烘干传送装置2包括至少一条污泥烘干传送带20，所述至少一条污泥烘干传送带20用于将从所述湿泥入口30进入的污泥传送至所述干泥出口33。

在上述实施例中，所述排风口31与所述循环风口32均设于所述烘干箱3的上部，所述回风口34设于所述烘干箱的下部。这样从所述回风口34送入的干燥高温的循环空气，可以对烘干箱3内的污泥进行烘干，并且由此形成的高温湿热的循环空气会集聚在烘干箱3内的上部并从所述排风口31排出。而由于所述循环风口32设于所述烘干箱3的上部，这样从所述循环风口32进来的湿热循环空气会与烘干箱3内的上部的空气进行充分混合，从而增加烘干箱3内的上部的循环空气的湿度，这样有利于从排风口31出来的循环空气在后续被有效除湿。此外，所述循环风口32设于所述烘干箱3的上部，还可以避免影响到烘干箱3内下部进来的干燥高温的循环空气，从而有利于干燥高温的循环空气对烘干箱3内的污泥的烘干工作。

更具体地，上述的污泥烘干传送带20的数量为两条；所述湿泥入口30设于所述烘干箱3的上部，所述干泥出口33设于所述烘干箱3的下部；两条所述污泥烘干传送带20上下间隔设置，即其中一条污泥烘干传送带20设于烘干箱3内的上部，另一条则设于烘干箱3内的下部，并且两者的传送方向相反；其中，在对所述烘干箱3内的污泥进行烘干的过程中，上方的所述污泥烘干传送带20会将从所述湿泥入口30落下的污泥传送至下方的所述污泥烘干传送带20上，而下方的所述污泥烘干传送带20会将污泥传送至所述干泥出口33，从而使得所述湿泥入口30与所述干泥出口33之间的传送烘干距离比较长，有利于对污泥的烘干。当然，所述污泥烘干传送带20的数量还可以为三条或四条等，在此不做具体限定。

为了对所述烘干箱3内的污泥进行更有效的烘干，进一步地，请参见图1，所述排风口31设于所述烘干箱3的顶部的中间，所述回风口34设于所述烘干箱3的底部的中间，这样从所述回风口34送入的干燥高温的循环空气，可以首先对下方的所述污泥烘干传送带20上的污泥进行有效烘干，而由此形成的初步的湿热空气会对上方的污泥烘干传送带20的上污泥进行初步加热烘干，从而便于后续的烘干；而最后形成的湿热空气可以通过所述排风口31被排出去。

为了更好地带出上方的所述污泥烘干传送带20上的污泥的水分，请参见图1，所述循环风口32朝向所述上方的污泥烘干传送带20的顶部，且设置高度不低于所述上方的污泥烘干传送带20的顶部，这样从所述循环风口32进入的湿热的空气还可以对上方的所述污泥烘干传送带20上的湿泥进行充分加热及初步烘干，并可以保证所述烘干箱3内的空气湿度能够符合冷凝要求，从而有利于带走上方的所述污泥烘干传送带30上的污泥的水分。

综上所述，本发明的上述实施例的所述基于热泵技术的污泥烘干系统，可以达到以下有益效果：

1、通过对循环空气的两次预冷后，再通过所述蒸发器61来对循环空气进行冷凝除湿，从而能够对潮湿的循环空气进行有效除湿(除湿效果可接近100％)，进而可以提高对污泥的烘干效率。

2、通过所述热交换器60对循环空气的预热，这样有助于所述冷凝器62能够将循环空气加热到较高的温度，从而可以对污泥进行有效烘干。

3、通过所述热交换器60对循环空气的预热及所述蒸发器61对循环空气的热交换，这样可以实现对循环空气的热量回收，从而可以减少能量的浪费。

4、通过所述第一风机1向所述烘干箱3内送入一定比例的循环风，可以保证所述烘干箱3内的空气湿度能够符合冷凝要求，这样有利于对循环空气进行有效冷凝除湿，从而有助于污泥的快速烘干而提高对污泥的烘干效率。

以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种基于热泵技术的污泥烘干系统，其特征在于，包括烘干箱、污泥烘干传送装置、第一风机、第二风机、用于将潮热风先冷凝除湿成干冷风后加热成干热风的热泵装置、温度传感器、湿度传感器、控制器及设于进风管路与所述热泵装置之间的预冷装置；

所述烘干箱设有湿泥入口、干泥出口、排风口、循环风口和回风口；

所述污泥烘干传送装置设于所述烘干箱内，并用于将从所述湿泥入口进入的污泥传送至所述干泥出口；

所述热泵装置的进风口通过所述进风管路与所述排风口连通，所述热泵装置的出风口与所述回风口连通；

所述第一风机，用于使所述排风口出来的部分湿热空气重新送入所述烘干箱内，使所述烘干箱内空气的湿度能够达到冷凝要求；其中，所述第一风机的进风口与所述进风管路连通，所述第一风机的出风口与所述循环风口连通；

所述第二风机，用于使所述烘干箱内的循环空气从所述排风口送出并从所述回风口重新送入；

所述温度传感器与所述湿度传感器均设于所述烘干箱内，所述温度传感器、所述湿度传感器及所述第一风机均与所述控制器电连接；

所述预冷装置的进风口与所述进风管路的出风末端连接，所述预冷装置的出风口与所述热泵装置的进风口连通。

2.如权利要求1所述的基于热泵技术的污泥烘干系统，其特征在于，所述热泵装置包括热交换器、蒸发器及冷凝器；所述热交换器内具有冷却通道及用于与所述冷却通道进行热交换的预热通道；所述预冷装置的出风口通过所述冷却通道与所述蒸发器的冷却入口连通，所述蒸发器的出风口通过所述预热通道与所述冷凝器的加热入口连通，所述冷凝器的出风口与所述回风口连通。

3.如权利要求2所述的基于热泵技术的污泥烘干系统，其特征在于，所述预冷装置包括换热器、循环泵及冷却塔；

所述换热器具有的进风口通过所述进风管路与所述排风口连通，所述换热器具有的出风口与所述冷却通道的入口连通；所述换热器的冷却液入口与所述冷却塔的冷却液出口连通，所述换热器的出液口与所述冷却塔的入液口连通；所述循环泵用于使所述冷却塔与所述换热器两者形成冷却液循环。

4.如权利要求1至3任一项所述的基于热泵技术的污泥烘干系统，其特征在于，所述污泥烘干传送装置包括至少一条污泥烘干传送带，所述至少一条污泥烘干传送带用于将从所述湿泥入口进入的污泥传送至所述干泥出口。

5.如权利要求4所述的基于热泵技术的污泥烘干系统，其特征在于，

所述排风口与所述循环风口均设于所述烘干箱的上部，所述回风口设于所述烘干箱的下部。

6.如权利要求5所述的基于热泵技术的污泥烘干系统，其特征在于，所述污泥烘干传送带的数量为两条；

所述湿泥入口设于所述烘干箱的上部，所述干泥出口设于所述烘干箱的下部；

两条所述污泥烘干传送带上下间隔设置且两者的传送方向相反，上方的所述污泥烘干传送带用于将从所述湿泥入口落下的污泥传送至下方的所述污泥烘干传送带上，下方的所述污泥烘干传送带用于将污泥传送至所述干泥出口。

7.如权利要求6所述的基于热泵技术的污泥烘干系统，其特征在于，所述循环风口朝向所述上方的污泥烘干传送带的顶部，且设置高度不低于所述上方的污泥烘干传送带的顶部。

8.如权利要求6所述的基于热泵技术的污泥烘干系统，其特征在于，所述排风口设于所述烘干箱的顶部的中间，所述回风口设于所述烘干箱的底部的中间。