CN108862976A - 一种含挥发性有机化合物污泥干化设备 - Google Patents

一种含挥发性有机化合物污泥干化设备 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种含挥发性有机化合物污泥干化设备,包括:网带传输模块、冷凝换热模块、处理装置和送风机;其中,该送风机用于将空气由该冷凝换热模块送至该网带输送模块,该处理装置串设在该冷凝换热模块与该送风机之间,用于除去干化后空气中的挥发性有机化合物。能够在干化含VOC污泥的同时,去除干化处理过程产生的VOC,避免有机废气及其水溶物的再次污染,节约大量成本。

Description

一种含挥发性有机化合物污泥干化设备
技术领域
本发明涉及垃圾处理,尤其涉及到污泥干化处理。
背景技术
现有的污泥干化处理一般采用污泥低温余热干化机进行。它是利用空调工作原理,也即:冷凝换热原理。具体而言,压缩机工作带动整个循环系统工作。蒸发器将低压液态制冷剂加热蒸发成低压气态制冷剂。压缩机将低压气态制冷剂压缩成高压气态制冷剂。冷凝器将高压气态制冷剂冷凝成高压液态制冷剂。膨胀阀将高压液态制冷剂节流泄压成低压液态制冷剂,构成一个制冷剂内循环系统。在此过程中,蒸发器蒸发吸热烘干污泥后的湿热空气中含有大量水蒸气,经蒸发器吸热冷凝后产生冷凝水排出,同时湿热空气变成干燥空气。干燥空气再经冷凝器放热变成热空气,用于烘干污泥,如此构成空气的循环系统。现有的这种污泥干化处理设备只能实现污泥的泥水分离,对于含VOC(volatile organiccompounds, 挥发性有机化合物)污泥,无法去除污泥在干化过程中产生的有机废气,这些废气或溶于冷凝水排出、或在设备打开时直接排出,还需收集再做处置,成本较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提出一种含挥发性有机化合物污泥干化设备,。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种含挥发性有机化合物污泥干化设备,包括:网带传输模块、冷凝换热模块、处理装置和送风机;其中,该送风机用于将空气由该冷凝换热模块送至该网带输送模块,该处理装置串设在该冷凝换热模块与该送风机之间,用于除去干化后空气中的挥发性有机化合物。
在一些实施例中,该处理装置为脉冲电晕放电装置,其包括线-板式反应器。
在一些实施例中,该线-板式反应器的脉冲电压峰值选用为100-150kV。
在一些实施例中,该线-板式反应器的放电级与板电极距离选用为10-15cm,板间距选用为20-30cm。
在一些实施例中,该线-板式反应器的放电级与板电极距离选用为10 cm,电晕极间间距选用为80mm。
在一些实施例中,该线-板式反应器的电场长度选用为0.6m。
在一些实施例中,该线-板式反应器的电场高度选用为0.14m,通道数为7。
在一些实施例中,该线-板式反应器的气口口径选用为3cm。
在一些实施例中,该处理装置为紫外光解装置。
在一些实施例中,该冷凝换热模块包括一级冷凝器、蒸发器和二级冷凝器,所述处理装置串设在该二级冷凝器与该送风机之间。
本发明的有益效果在于,通过巧妙地采用将处理装置装在送风机的前端,二级冷凝器的后端,干燥空气经二级冷凝器加热后,经过该处理装置可以除去VOC,再经过该送风机送至网带传输模块,从而能够在干化含VOC污泥的同时,去除干化处理过程产生的VOC,避免有机废气及其水溶物的再次污染,节约大量成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1为本发明的含VOC污泥干化设备中的脉冲电晕放电装置的工作原理示意。
图2为本发明的脉冲电晕放电装置的工作原理流程示意。
图3为本发明的脉冲电晕放电装置中线-板式反应器的原理示意。
图4为本发明的脉冲电晕放电装置中线-板式反应器的结构示意。
图5a和图5b为本发明的含VOC污泥干化设备的两个不同视角的结构示意。
其中,附图标记说明如下:31 采样口,32 进气口,33 壳体,34 绝缘子,35 排气口,36 采样口,37 电晕线,41 电场长度,42 电场高度,43 电晕极间间距,44 气口口径,501 保温壳体,502 下层网带,503 上层网带,504 循环风机,505 一级冷凝器,506 过滤网,507 蒸发器,508 脉冲电晕放电装置,509 二级冷凝器,510 送风机。
具体实施方式
现结合附图,对本发明的较佳实施例作详细说明。
参见图1,图1为本发明的含VOC污泥干化设备中的脉冲电晕放电装置的工作原理示意。本发明提出一种含VOC污泥干化设备,其中设置有脉冲电晕放电装置,利用脉冲放电技术来处理有害VOC。具体而言,该含VOC污泥干化设备借助基本的干化处理过程S101,会产生有害VOC;借助脉冲放电技术的放电处理过程S102,产生活性粒子;再借助活性粒子与有害VOC之间的物理及化学反应,将有害VOC转换为无害物质。
参见图2,图2为本发明的脉冲电晕放电装置的工作原理流程示意。该脉冲电晕放电装置的工作原理大致包括以下步骤:
S201、建立电场;
S202、电晕放电;
S203、形成大量具有一定能量的电子和离子;
S204、形成各激发态氧的等离子体和臭氧;
S205、使具有一定能量的电子、臭氧和氧的等离子体作用于VOC;
S206、得到最终产物:CO2、CO、H2O。
参见图3,图3为本发明的脉冲电晕放电装置中线-板式反应器的原理示意。考虑到:脉冲电晕等离子体处理VOCs的反应器,主要有:线-板式和线-筒式两种形式。气体在线-板式反应器内停留时间较长,接受高能电子、离子轰击机会较多,气体进入反应器内不拐弯、不与其它物体碰撞,阻力小,故在处理大量废气时考虑用线-板式反应器。线-板式反应器的原理性结构大致包括:采样口1,进气口2,壳体3,绝缘子4,排气口5,采样口6和电晕线7。
结合参见图3和图4,图4为本发明的脉冲电晕放电装置中线-板式反应器的结构示意。以300m3/h的处理量为例,线-板式反应器的参数确定主要涉及到以下几个方面。
1、脉冲电压峰值和电源功率的确定。从能耗和投资等方面考虑,根据理论分析及运行试验,脉冲电压峰值应该在100-150kV范围。一般认为单位体积挥发性有机气体能耗小于5Wh/m3,根据这个原则,300m3/h废气将耗能1.5kW,按70%效率计算,电源功率应为2.5kW。
2、板间距的确定。根据相关知识,已知高压脉冲峰值为100-150kW,则放电级与板电极距离确定为10-15cm,板间距为20-30cm,设定放电级与板电极距离为10cm,反应器的板间距为20cm。
3、电晕极间间距确定。根据相关知识,电晕极间间距42的可选择范围在0.25-1倍的放电极与极板距离,尤其在0.8左右比较好。因此将电晕极间间距42定为0.8倍放电极与极板距离,即为80mm。
4、电场长度的确定。参照脉冲电晕脱硫反应器的流速范围,确定电晕放电降解VOCs反应器的流速为0.4m/s。气体在反应器内停留时间越长,去除率越高,但长度越长,成本越高。综合考虑,电场长度41选定为0.6m。
5、通道数的确定。根据处理量300m3/h,计算得气体流通断面S=0.21m2,选择正方形通断面,则电场高度43选为0.14m,通道数为7。在本实施例中,气口口径44选定为3cm。
参见图5a和图5b,图5a和图5b为本发明的含VOC污泥干化设备的两个不同视角的结构示意。本发明提出一种含VOC污泥干化设备500,其包括: 保温壳体501,下层网带502,上层网带503,循环风机504,一级冷凝器505,过滤网506,蒸发器507,脉冲电晕放电装置508,二级冷凝器509以及送风机510。
该含VOC污泥干化设备500的工作原理大致包括:图5a中的左侧部分为网带传输模块,右侧为冷凝换热模块。送风机510将空气由冷凝换热模块送至网带输送模块,由于设备是密闭的保温壳体501内,空气上升经下层网带502再经上层网带503,同时烘干网带上的污泥。烘后的湿热空气,再回到冷凝换热模块,一部分经该一级冷凝器505由循环风机504送至上层网带503,构成一个小的循环;另一部分经该过滤网506过滤后,依次经过蒸发器507、脉冲电晕放电装置508和二级冷凝器509,再由送风机510送入网带传输模块,构成一个大的循环。
参见图5b,该含VOC污泥干化设备500的左右风道完全对称,以左半边为例,湿热空气经过滤网506过滤后,由上而下流经回热器,之后向左流经冷却器,再向上,并从右向左再次流经回热器(与之前由上向下的空气不接触),向下,通过此处的循环风机504送入网带传输模块。压缩机位于送风机510的前端,空气流经压缩机,带走压缩机工作产生的热量,亦作为其热源之一。
值得一提的是,蒸发器对制冷剂加热蒸发,吸热,空气流经蒸发器会降温,故蒸发器也可称为冷却器。冷凝器对制冷剂冷凝,放热,空气流经冷凝器会升温,故冷凝器也可称为加热器。
本发明的有益效果在于,通过巧妙地将脉冲电晕放电装置508装在送风机510的前端,二级冷凝器507的后端,干燥空气经二级冷凝器507加热后,经过该脉冲电晕放电装置508可以除去VOC,再经过送风机510送至网带传输模块。这种结构,使设备500在干化含VOC污泥的同时,能够去除干化处理过程产生的VOC,避免有机废气及其水溶物的再次污染,节约大量成本。
值得一提的是,在其他实施例中,也可采用紫外光解装置来替换该脉冲电晕放电装置508,以除去VOC。换言之,可以将该紫外光解装置与该脉冲电晕放电装置508一并理解为一处理装置,用于除去干化后空气中的VOC。
应当理解的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,对本领域技术人员来说,可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改和替换,都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于,包括:网带传输模块、冷凝换热模块、处理装置和送风机;其中,该送风机用于将空气由该冷凝换热模块送至该网带输送模块,该处理装置串设在该冷凝换热模块与该送风机之间,用于除去干化后空气中的挥发性有机化合物。
2.根据权利要求1所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于:该处理装置为脉冲电晕放电装置,其包括线-板式反应器。
3.根据权利要求2所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于:该线-板式反应器的脉冲电压峰值选用为100-150kV。
4.根据权利要求3所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于:该线-板式反应器的放电级与板电极距离选用为10-15cm,板间距选用为20-30cm。
5.根据权利要求3所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于:该线-板式反应器的放电级与板电极距离选用为10 cm,电晕极间间距选用为80mm。
6.根据权利要求1所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于:该线-板式反应器的电场长度选用为0.6m。
7.根据权利要求1所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于:该线-板式反应器的电场高度选用为0.14m,通道数为7。
8.根据权利要求1所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特
征在于:该线-板式反应器的气口口径选用为3cm。
9.根据权利要求1所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于:该处理装置为紫外光解装置。
10.根据权利要求1至9任一项所述的含挥发性有机化合物污泥干化设备,其特征在于:该冷凝换热模块包括一级冷凝器、蒸发器和二级冷凝器,所述处理装置串设在该二级冷凝器与该送风机之间。
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