CN108947181B - 循环蒸汽再加热污泥干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的循环蒸汽再加热污泥干燥系统包括:干燥器,接收污泥并用热源使污泥干燥而形成污泥干燥物;除臭通道,通过输送线接收干燥器中产生的干馏气体并使其燃烧,去除干馏气体中的水分及臭气成分;蒸汽加热器,使除臭通道中排出的除臭气体与通过从输送线分岔的循环线供给的干馏气体进行热交换并将其加热,作为热源供给到干燥器;排风机,设置在输送线,根据干燥器后段压力通过自动挡板控制,将干馏气体供给到除臭通道;以及循环风机,设置在循环线,将排风机中去除等于水分蒸发量的干馏气体后的剩余干馏气体供给到蒸汽加热器。
Description
技术领域
本发明涉及循环蒸汽再加热污泥干燥系统,更具体地说,用最低限度的能源高效处理河水污泥或有机废物等的循环蒸汽再加热污泥干燥系统。
背景技术
随着自来水、工业用水、工业用废水、河水及粪尿的水处理过程中产生的污泥量的增加,用于处理这些污泥的处理场的规模和数量也在增加,这些处理场产生的污泥量也在增加。
尤其,政府在近年来坚持推进新建及扩建河水处理场、河水管渠治理、设置总磷处理设施等,导致河水污泥产生量不断增加,而且按照提高下水道普及率计划,今后河水污泥将持续增加。
但是,河水污泥是含95~98%的水分的液体状,因此较难处置,通常是用砂滤、压滤机、离心脱水机等处理污泥而使其形成水分比较少的块状物之后,大部分通过填埋或燃料化、固化、焚烧、热分解等多种方法进行处理。
但是,因污泥中存在大量水分,填埋会增加重量及体积而导致填埋费用的增加和严重的环境污染,并且随着环境规制法和环保意识的加强等社会氛围导致海洋处置及简单填埋变得困难,因此急需污泥的减量化处理。
关于污泥的减量化处理方法,基于现有技术的装置是污泥干燥装置,其利用锅炉产生蒸汽而用高温蒸汽简接加热污泥,以减少污泥中的水分,使得因减少污泥中的水分而湿度增加的高温空气冷却凝结并将其排出到外部,反复进行该过程。
但是,使用这种结构的锅炉的间接式污泥干燥装置为了减少湿度而将未除臭的高温空气排出到外部,导致干燥装置周边的环境变差,向外部排出的空气的热量还会导致投入到锅炉的燃料量的增加,存在无法高效使用能源的问题。
发明内容
(要解决的技术问题)
本发明的目的在于提供一种循环蒸汽再加热污泥干燥系统,用最低限度的能源高效处理河水或有机废物等产生的污泥并去除处理过程中产生的粉尘及臭气,实现大气污染物质的最小化来保护污泥处理设施周边区域环境并预防信访的发生。
(解决问题的手段)
用于达成前述目的的本发明包括:干燥器,接收污泥并用热源使污泥干燥而形成污泥干燥物;除臭通道,通过输送线接收干燥器中产生的干馏气体并使其燃烧,去除所述干馏气体中的水分及臭气成分;蒸汽加热器,使除臭通道中排出的除臭气体与通过从输送线分岔的循环线供给的干馏气体进行热交换并将其加热,作为热源供给到干燥器;排风机,设置在输送线,根据干燥器后段压力通过自动挡板控制,将干馏气体供给到除臭通道;以及循环风机,设置在循环线,将排风机中去除等于水分蒸发量的干馏气体后的剩余干馏气体供给到蒸汽加热器。
还可包括离心式集尘器,设置在所述输送线,收集所述干馏气体中的粉尘而向下部排出,将臭气成分供给到所述除臭通道,
离心式集尘器包括:第一离心式集尘器,利用离心力分离吸入的干馏气体中的粉尘;第一及第二电离心式集尘器,利用离心力分离吸入的干馏气体中的粉尘并施加高电压而进行电集尘,所述第一离心式集尘器、所述第一及第二电离心式集尘器被连接成所述干馏气体通过所述第一离心式集尘器之后依次通过第一电离心式集尘器和第二电离心式集尘器或者有选择地通过其中一个。
所述第一离心式集尘器、所述第一及第二电离心式集尘器分别在上部出口部分具有用于测定通过离心式集尘器的干馏气体中的粉尘浓度的粉尘浓度感测部,根据所述粉尘浓度感测部测定的粉尘浓度来控制干馏气体是否需要通过所述第一电离心式集尘器和所述第二电离心式集尘器。
所述粉尘浓度感测部是向排出干馏气体的离心式集尘器的上部出口部分照射激光束来感测粉尘压力的激光传感器。
所述第一及第二电离心式集尘器可包括:旋风器,利用离心力将吸入的干馏气体中的粉尘分离到下部;电集尘电极,利用高电压在旋风器内部吸附微粒;喷水嘴,为了清洗附着在所述电集尘电极的微尘而喷水。
所述电集尘电极上沿着外面形成多个突起。
可包括:过滤集尘器,用过滤器去除所述蒸汽加热器中排出的除臭气体的超微尘;烟囱,用于向外部排出通过所述过滤集尘器的尾气。
所述烟囱可包括:输送管,具有围住所述烟囱的外周面的双层管形状,输送污泥存储池、污泥搬入场、干燥器中的其中一处收集的臭气并利用通过所述烟囱的尾气的热对所述臭气进行第一次加热;预热器,使得通过所述输送管时被第一次加热的臭气与所述蒸汽加热器排出的除臭气体进行热交换而进行第二次加热,将第二次加热的臭气作为燃烧空气供给到所述除臭通道。
所述输送管的内部为螺旋形状,从而所述臭气能够从所述烟囱的上部向下部旋转循环而被加热。
所述干燥器包括:内部空间,能够容纳污泥;多个分隔墙,将所述内部空间划分为连续的多个干燥室;桨式输送用传送机,为了输送所述污泥而设置在所述多个干燥室;污泥投入口,为了所述污泥的投入而连接到位于多个干燥室中的最上端的干燥室;干燥物排出口,为了所述污泥干燥物的排出而位于多个干燥室中的最下端;热源流入口,用于所述污泥的干燥;干馏气体排出口,用于排出使所述污泥干燥时产生的干馏气体。
所述干燥器具有:氧气浓度传感器,设置在所述干燥器内部而感测氧气浓度;氮气吹扫部,当所述氧气浓度传感器感测的氧气浓度超过设定浓度时,用氮气吹扫所述干燥器内部而镇压火灾。
还可包括:旋转阀,设置在所述干燥物排出口而当排出所述污泥干燥物时阻断氧气而排出;排出用传送机,接收所述旋转阀排出的所述污泥干燥物并进行冷却后排出。
所述干燥器的上部具有散热板,还包括:散热回收手段,回收由所述散热板散热的热而当所述污泥被供给到所述干燥器之前对其进行预热。
所述散热回收手段可包括:流路形状的循环管道,形成在所述散热板;循环管,围住为了将所述污泥供给到所述干燥器而进行输送的供给管的外周面的管形状,一侧连接到所述循环管道的入口,相反的另一侧连接到所述循环管道的出口,使得通过所述散热板散热的热能够循环;散热循环风机,用于确保所述热的循环力。
附图说明
图1是示出本发明实施例的循环蒸汽再加热污泥干燥系统的结构图。
图2是示出本发明实施例的干燥器内部的图。
图3是示出本发明实施例的离心式集尘器及离心式集尘器中第一离心式集尘器的内部的图。
图4是示出本发明实施例的离心式集尘器及离心式集尘器中第一电离心式集尘器的内部的图。
图5是示出本发明实施例的蒸汽加热器部位的图。
图6是示出本发明实施例的烟囱部位的图。
最佳实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施例。
本发明的循环蒸汽再加热污泥干燥系统实施污泥的干燥,除去污泥干燥时产生的干馏气体的粉尘并恶臭后作为尾气排出,干馏气体中的一部分与除臭通道中排出的用于除臭的除臭气体进行热交换后作为污泥干燥的热源而被供给,臭气被收集而与尾气进行第一、第二次热交换后作为除臭通道的燃烧空气而被供给,污泥干燥时产生的热可被回收而作为污泥预热手段。
如图1所示,循环蒸汽再加热污泥干燥系统包括干燥器100、除臭通道400、蒸汽加热器500、排风机220、循环风机240。
循环蒸汽再加热干燥系统还包括离心式集尘器300、预热器600、过滤集尘器700、引风机720、烟囱800。
干燥器100接收供给的污泥并用热源使污泥干燥而形成污泥干燥物。
污泥以河水污泥为例进行说明。
供给到干燥器100的污泥的水分约为80%,通过干燥器100的干燥排出的污泥干燥物的水分为10%以下。干燥器100以约400℃的过热蒸汽作为热源使污泥干燥,以较高的热效率去除污泥干燥物的水分。
污泥中的臭气被包括到干馏气体而排出,通过后述的离心式集尘器300、除臭通道400去除。
污泥被流入污泥搬入场10之后被储存到污泥存储池20,通过供给管30供给至干燥器100。污泥通过设置在供给管30与干燥器100之间的投入式输送机40、50以定量连续供给至干燥器100内。
干燥器100为多级回热桨式干燥结构,直接以蒸汽干燥方式进行污泥干燥。
如图2所示,干燥器100具有能够容纳污泥的内部空间111。内部空间111被多个分隔墙113划分为连续的多个干燥室。多个干燥室中设有用于污泥的输送和干燥的桨式输送用传送机115。
桨式输送用传送机115为螺旋叶片形状,将污泥从一侧输送到相反的另一侧的过程中,螺旋叶片进行旋转而搅拌输送污泥,因此能够连续地进行干燥而实现高效的干燥。
例如,图2的干燥器100从下部到上部具有7级干燥室,但要使具有约80%水分的污泥干燥成具有约10%水分的污泥,从下部到上部具有9级干燥室就更高效。
9级干燥室从下部开始被命名为1级、2级...8级、9级,最上部为9级,最下部为1级。
这种情况下,使得多个干燥室中9~4级的干燥室所具有的桨式输送用传送机115的桨叶与污泥的前进方向形成的角度较小(约10°)而提上大量的污泥,增大与热风的接触时间及面积,从而能够快速实现干燥。
并且,多个干燥室5级、6级中,当污泥被干燥而水分达到约55%~45%时污泥会相互凝聚在一起而产生胶黏现象,需要相比其他级加快旋转次数而快速地分离污泥,以消除胶黏现象。
因此,若使用具有9级干燥室的干燥器,可仅在5级、6级设置变速驱动器(VVVF)。
多个干燥室中下部1、2级的干燥室所具有的桨式输送用传送机115中螺旋叶片进行低速旋转而输送污泥,从而使粉尘的产生最小化。
干燥器100具有污泥投入口117和干燥物排出口119。污泥投入口117为了污泥的投入而连接到多个干燥室中位于最上端的干燥室。干燥物排出口119为了污泥干燥物的排出而位于多个干燥室中的最下端。
干燥器100具有用于污泥干燥的热源流入口121、用于排出污泥干燥时产生的干馏气体的干馏气体排出口123。
热源流入口121连接到多个干燥室中最上端干燥室正下方的干燥室。
干燥室通过各级的水分蒸发实现干燥,维持450℃到120℃。最下端干燥室排出含水率10%以下的污泥干燥物。
干燥器100具有氧气浓度传感器131和氮气吹扫部133。氧气浓度传感器131设置在干燥器100内部而感测氧气浓度。氮气吹扫部133在氧气浓度传感器131感测的氧气浓度超过设定值时用氮气吹扫干燥器100内部而镇压火灾。
氧气浓度传感器131位于最下端干燥室而能够感测排出的过热蒸汽的氧气浓度。氮气吹扫部133可设置在各级干燥室,也可考虑到污泥的输送方向而被设置成在干馏气体排出口123的相反侧位置向干馏气体排出口123方向进行氮气吹扫。
当氧气浓度传感器131感测的过热蒸汽的氧气浓度超过设定浓度时,判定为发生了火灾。
发生了火灾时,用氮气吹扫干燥器100内部,则内部空间111被惰性气体即氮气充满,氧气被挤出至干馏气体排出口123等,从而能够镇压火灾。
干燥物排出口119设有旋转阀125。旋转阀125用于当排出污泥干燥物时阻断氧气而排出。
旋转阀125与排出用传送机127相连,排出用传送机127接收旋转阀125排出的污泥干燥物并进行冷却后排出。
干燥器100的上部具有散热板140。
如图1所示,可用散热板140构成干燥器100的上部面,回收通过散热板140散热后的热而用于污泥被供给到干燥器100之前的污泥预热。
还包括回收散热板140的热而进行污泥预热的散热回收手段150。
散热回收手段150包括形成在散热板140的流路形状的循环管道151及围住将污泥供给到干燥器100而进行输送的供给管30的外周面的双层管形状的循环管153。
循环管153的一侧连接到循环管道151的入口,相反的另一侧连接到循环管道151的出口,被散热板140散热的热能够在循环管153循环。循环管153的内部可以是螺旋形状,从而热能够在供给管的外周面以螺旋形态循环。
散热回收手段150还包括用于确保散热板140的热在循环管153中循环的循环力的散热循环风机155。
另外,还包括将干馏气体输送到除臭通道400的输送线210。
输送线210设有离心式集尘器300。离心式集尘器300用于收集干馏气体中的粉尘并向下部排出。
输送线210上可设有多个离心式集尘器300。
离心式集尘器300可包括:第一离心式集尘器310,利用离心力分离吸入的干馏气体中的粉尘;第一及第二电离心式集尘器320、330,分离利用离心力吸入的干馏气体中的粉尘并施加高电压而进行电集尘。
第一离心式集尘器310、第一及第二电离心式集尘器320、330被连接成干馏气体通过第一离心式集尘器310之后依次通过第一电离心式集尘器320和第二电离心式集尘器330或者根据粉尘浓度有选择地通过其中一个。
如图3及图4所示,第一及第二电离心式集尘器320、330分别在上部出口部分具有用于测定通过离心式集尘器的干馏气体中的粉尘浓度的粉尘浓度感测部311、321。
根据粉尘浓度感测部311、321测定的粉尘浓度来控制干馏气体是否需通过第一电离心式集尘器320和第二电离心式集尘器330。
当通过第一离心式集尘器310的干馏气体中的粉尘浓度超过设定值时,使得通过第一离心式集尘器310的干馏气体依次通过第一及第二电离心式集尘器320、330。
或者,当通过第一电离心式集尘器320的干馏气体中的粉尘浓度超过设定值时,使干馏气体不通过第一电离心式集尘器320而通过第二电离心式集尘器330,并向第一电离心式集尘器320的电集尘电极325喷水清洗收集到到粉尘并等待。
粉尘浓度感测部311、321可以是向排出干馏气体的离心式集尘器的上部出口部分照射激光束L来感测粉尘压力的激光传感器。
如图4所示,第一离心式集尘器310包括利用离心力来将吸入的干馏气体中的粉尘分离到下部的旋风器。
如图5所示,第一及第二电离心式集尘器320、330是将利用旋风器的第一离心式集尘器和过滤微粒的电离心式集尘器制作成一体的。
第一及第二电离心式集尘器320、330包括:旋风器323,利用离心力将吸入的干馏气体中的粉尘分离到下部;电集尘电极325,利用高电压在旋风器323内部吸附微粒;喷水嘴327,为了清洗电集尘电极325而喷水。
对于第一及第二电离心式集尘器320、330,向电集尘电极的两侧配置放电电极(未图示)并向放电电极施加直流电压而与电集尘电极之间形成不均匀电场,则带负离子电荷的气体分子将移动到+极的电集尘电极325,粉尘被附着到电集尘电极325。
电集尘电极325上沿着外面形成多个突起326。突起326越靠近末端越尖锐地形成,易于微粒的附着。突起326扩大电集尘电极325的表面积而使得微粒的附着变得容易。
向电集尘电极325喷水而清洗附着到电集尘电极325及突起326的粉尘,从而提高收集效率并防止再飞散。因水的喷射而产生的污水被聚集到倾斜设置的下部排出口,从而能够顺畅地将其排出。
喷水嘴327以绝缘材料为媒介而直接设置在电集尘电极325的上端,或者设置在第一电离心式集尘器310的上部壁。
各电集尘电极325具有一个或两个喷水嘴327而能够均匀地向整个电集尘电极325喷水,连接到电离心式集尘器300外部的供水装置而持续接受供水。
第一离心式集尘器310只能收集去除30μm以上的,无法收集小于30μm的微粒。因此,为了去除干馏气体中小于30μm的微粒,还包括第一及第二电离心式集尘器320、330。
如图1所示,还包括循环线230,其从输送通过离心式集尘器300的干馏气体的输送线210分岔。循环线230仅燃烧等于在除臭通道中不产生冷凝水地进行干燥的水分蒸发量的干馏气体,剩余干馏气体为了能源回收而进行循环。
输送线210上设有排风机220。根据干燥器100的后段压力通过自动挡板221控制排风机220,将通过离心式集尘器300的干馏气体供给到除臭通道400。
循环线230上设有循环风机240。循环风机240将除了与排风机220相连的自动挡板221中排出的干馏气体之外的其余输送线210的干馏气体供给到蒸汽加热器500以进行热交换。
举例来说,通过调整排风机与循环风机的风量,通过离心式集尘器300的干馏气体的16.7%(或约18%)被供给到除臭通道,其余83.3%(或约82%)通过循环线被供给到蒸汽加热器。这种情况下,可控制排风机的风量为5m3/min,循环风机的风量为25.7m3/min。
排风机220根据水分的蒸发程度,将干馏气体高效地供给到除臭通道400。除臭通道400中使用燃烧空气将去除微粒(微粒杂质)的包含水分的干馏气体的一部分燃烧并高温氧化,从而不产生冷凝水地进行除臭。
引风机720接收除臭通道400内的压力信号并通过自动挡板730进行固定且具有能源效率的排气,使得除臭通道400内保持一定的压力,使除臭效果最大化。
除臭通道400通过输送线210接收干燥器100中产生的干馏气体并使其燃烧,去除干馏气体中的水分及臭气成分。在除臭通道400中以约800~850℃对干馏气体进行高温氧化处理,干馏气体中的水分及臭气成分被全部去除。因此,从除臭通道400排出的除臭气体不包括水分及臭气成分。
除臭通道400中排出的除臭气体被流入到蒸汽加热器500。蒸汽加热器500中高温除臭气体与通过循环线230供给的低温干馏气体进行热交换。
如图5所示,蒸汽加热器500通过除臭通道400排出的高温除臭气体(约850℃)与通过循环线230供给的低温干馏气体(约120℃)的热交换而将干馏气体加热至约400℃。
蒸汽加热器500中进行热交换的干馏气体作为热源供给到干燥器100。
使干燥器100排出的干馏气体(循环蒸汽)与除臭通道400中排出的除臭气体进行热交换并将其作为热源供给到干燥器100,能够使用于污泥干燥的能源使用量最小化。
并且,除臭气体是去除了粉尘及臭气的气体,因此能够防止蒸汽加热器500中的热交换管道堵塞,延长蒸汽加热器的寿命并提高热交换效率。
如图1所示,还包括过滤集尘器700,其用过滤器去除蒸汽加热器500中排出的除臭气体的超微尘。过滤集尘器700用于去除蒸汽加热器500排出的除臭气体中的超微尘并排出。过滤器可以是滤材或滤布,除臭气体通过滤材或滤布时除臭气体中的超微尘被过滤。
过滤集尘器700排出的尾气通过烟囱800向外部排出。过滤集尘器700通过排出线710连接到烟囱800,排出线710上具有引风机720而能够顺畅地排出尾气。
过滤集尘器700排出的尾气通过烟囱800时,在烟囱保温材内部设置双层管,由污泥搬入场10、污泥存储池20、干燥器100等收集的臭气能够从烟囱800上部向下部旋转循环地通过而加热臭气,将被加热的臭气作为燃烧空气供给到除臭通道400。
如图6所示,设置在烟囱800的双层管为输送管810。输送管810具有围住烟囱的外周面的双层管形状,将由污泥搬入场10、污泥存储池20、干燥器100周边等收集的臭气从烟囱的上部向下部进行输送,并利用通过烟囱800的尾气的热进行第一次加热。
输送管810的内部为螺旋形状,从而臭气能够从烟囱800的上部向下部旋转循环而被加热。输送管810中臭气入口811位于烟囱的上部侧且臭气的出口813位于烟囱800的下部侧而基于通过烟囱800的尾气的热而更高效地加热臭气。
蒸汽加热器500与过滤集尘器700之间还设有预热器600。预热器600通过臭气输送线820连接到输送管810。
预热器600使得通过输送管810时被第一次加热的臭气与蒸汽加热器500排出的除臭气体进行热交换而进行第二次加热,将第二次加热的臭气作为燃烧空气供给到除臭通道400。
收集的臭气与尾气进行第一、第二次热交换之后作为燃烧空气供给到除臭通道400的燃烧空气,能够最大限度地节约除臭通道的燃烧能源。
下面说明本发明的作用。
本发明的循环蒸汽再加热污泥干燥系统进行污泥干燥,将污泥干燥时产生的干馏气体去除粉尘及除臭,作为尾气排出。
污泥的干燥是以固定量供给到干燥器100的污泥在多级式干燥器100的最上端干燥室中输送到最下端干燥室的过程中通过热源(将循环蒸汽再加热的约400℃的加热蒸汽)进行干燥。
该过程中,用于污泥的输送和干燥的桨式输送用传送机115搅拌污泥并输送而连续进行干燥,增加污泥在干燥器100内的滞留时间,因此能够更加高效地实现污泥的干燥。
供给至干燥器100的污泥的水分约为80%,被干燥器100干燥而排出的污泥干燥物的水分约为10%。可调整干燥器100排出的污泥干燥物的水分。
干燥器100为封闭结构,从而防止臭气的扩散,易于粉尘的收集。污泥干燥物通过旋转阀125排出到排出用传送机127,在排出用传送机127中被冷却而排出。排出的污泥干燥物为去除水分的状态,因此容易搬运且不会产生臭气。
对于干燥器100,当发生火灾时用氮气吹扫干燥器100内部而内部空间111被惰性气体即氮气充满,氧气被挤出至干馏气体排出口123等,从而能够镇压火灾。
另外,干燥器100的污泥干燥过程中产生的干馏气体通过干馏气体排出口123排出之后,通过与干馏气体排出口123连接的输送线210通过第一离心式集尘器310、第一及第二电离心式集尘器320、330,从而去除干馏气体中的粉尘。
干馏气体通过第一离心式集尘器310而被去除30μm以上的粉尘,通过第一及第二电离心式集尘器320、330去除小于30μm的微粒。
该过程中,根据第一电离心式集尘器320的粉尘浓度感测部311、321测定的粉尘浓度来控制干馏气体是否需要通过第一电离心式集尘器320和第二电离心式集尘器330。
例如,当通过第一电离心式集尘器320的干馏气体中的粉尘浓度超过设定值时,使得干馏气体不通过第一电离心式集尘器320而通过第二电离心式集尘器330,向第一电离心式集尘器320的电集尘电极325喷水而清洗收集的粉尘并等待。
通过离心式集尘器300去除粉尘及微粒的干馏气体中无需冷凝水(不产生废水)就可除臭的一部分被供给到除臭通道400,其余为了再加热而被供给到蒸汽加热器500。
供给到除臭通道400的干馏气体和供给到蒸汽加热器500的干馏气体的比率通过设置在与除臭通道400连接的输送线210的排风机220和设置在与蒸汽加热器500连接的循环线230的循环风机240的风量调节而执行。
控制排风机的风量为5m3/min、循环风机的风量为25.7m3/min,通过离心式集尘器300的干馏气体的16.7%(或约18%)被供给到除臭通道400,其余83.3%(或约82%)通过循环线230被供给到蒸汽加热器500。
用燃烧空气使供给到除臭通道400的干馏气体燃烧,去除臭气及水分。除臭通道400的温度则保持800~850℃,以使得臭气及水分的去除变得容易。
除臭通道400中去除臭气及水分的干馏气体即除臭气体从除臭通道400排出之后,依次通过用于热回收的蒸汽加热器500、预热器600,其次通过过滤集尘器去除超微粒。被去除超微粒的除臭气体作为尾气通过引风机720及烟囱800向外部排出。
通过烟囱800最终排出的尾气是通过离心式集尘器300去除粉尘及微粒、通过除臭通道400去除水分和臭气、通过过滤集尘器700去除超微粒的状态,因此能够使大气污染最小化。
除臭通道400排出的除臭气体(气体)约为850℃,属于高温,因此用于通过循环线230供给到蒸汽加热器500的干馏气体(蒸汽)的再加热。
如图5所示,约850℃的高温除臭气体通过蒸汽加热器500时与约120℃的低温干馏气体进行热交换,从而将干馏气体加热到约400℃。通过蒸汽加热器500再加热到约400℃的干馏气体作为污泥干燥热源被供给到干燥器100,因此能够高效地处理能源。
收集污泥搬入场10、污泥存储池20、干燥器100等产生的臭气后与除臭气体及尾气进行第一、第二次热交换,从而作为除臭通道400的燃烧空气而供给。
通过蒸汽加热器500的除臭气体为约250℃,属于高温,因此用于供给到除臭通道400的燃烧空气的再加热。供给到除臭通道400的燃烧空气使用污泥搬入场10、污泥存储池20、干燥器100中利用管道等收集的臭气。
污泥搬入场10、污泥存储池20、干燥器100收集的臭气从上部到下部通过形成在烟囱800的输送管810,与约150℃的尾气进行热交换而第一次被加热,通过预热器600与约250℃的除臭气体进行热交换而第二次被加热,然后作为燃烧空气被供给到除臭通道400。
供给到除臭通道400的臭气被尾气、除臭气体以约400℃的高温加热之后供给,能够减少除臭通道400中用于燃烧的燃料(例:LNG-液化天然气)的使用量,能够增大能源效率。
污泥干燥时产生的热被回收而作为污泥预热手段。
循环管153形成为围住将污泥供给到干燥器100而进行输送的供给管30的外周面,被散热板140散热的热能够在循环管153循环。据此,污泥在通过供给管30输送的过程中被预热,预热的污泥被供给到干燥器100内,因此能够增加干燥器的能源效率。
下表1是关于向本发明实施例的干燥器供给污泥而进行干燥的污泥干燥物的发热量及成分的测试评价。
【表1】
试料名称:河水污泥干燥物+MDF粉碎物混合成形物
测试项目 | 单位 | 结果 | 分析方法 |
模样及大小 | % | 100 | 固体燃料测试标准 |
低位发热量 | kcal/kg | 3570 | 固体燃料测试标准 |
水分 | wt% | 6.44 | 固体燃料测试标准 |
灰分 | wt% | 27.89 | 固体燃料测试标准 |
氯 | wt% | 0.247 | 固体燃料测试标准 |
硫磺 | wt% | 2.351 | 固体燃料测试标准 |
汞 | mg/kg | 0.3212 | 固体燃料测试标准 |
镉 | mg/kg | 未检出 | 固体燃料测试标准 |
铅 | mg/kg | 52.778 | 固体燃料测试标准 |
砷 | mg/kg | 未检出 | 固体燃料测试标准 |
[测试机构:wonilce化学&环境株式会社]
根据表1,污泥干燥物的发热量为3570kcal而较高,水分为6.44wt%而较低,可作为燃料使用,氯、硫磺、汞、镉、铅、砷等含量为微量或未检出,作为燃料使用时能够使环境污染最小化。
前述的本发明利用多级干燥器高效地进行污泥的干燥,干燥器上设有氧气浓度传感器,当感测到火灾危险时,自动用氮气吹扫来防止火灾。
并且,在干燥器上部的散热板形成循环管道,通过被散热的循环空气来提高供给到干燥器的污泥的温度,因此能够提高能源效率。
并且,干燥器中用于干燥的污泥干燥物被旋转阀阻断氧气且在被排出用传送机排出的过程中被冷却,从而能够从火灾危险中安全地实现冷却排出。
并且,干燥器中排出的干馏气体通过第一离心式集尘器、第一及第二电离心式集尘器而被去除大粒子粉尘及微粒粉尘之后通过蒸汽加热器,降低蒸汽加热器内部的污染度而提高蒸汽加热器的热交换效率。
并且,在第一离心式集尘器、第一及第二电离心式集尘器出口设置粉尘浓度感测部而感测粉尘浓度及第一离心式集尘器的离析、性能确认、堵塞等,因此能够提前防止离心式集尘器的堵塞,高效地使用离心式集尘器。
并且,关于干燥器中产生的低温干馏气体,受到干燥器后段压力而用自动挡板控制排风机并按照水分蒸发程度而高效地将干馏气体移动到除臭通道,因此除臭通道中不会产生冷凝水。
并且,干馏气体中的臭气及水分在除臭通道中全部被去除,通过过滤集尘器时超微尘被去除而作为尾气排出,因此不会产生臭气,不会引起环境污染。
并且,除臭通道中排出的除臭气体与剩余干馏气体在蒸汽加热器进行热交换后,被作为干燥器热源而循环供给,从而使干燥器能源效率最优化。
并且,通过蒸汽加热器的除臭气体、通过烟囱的尾气与臭气进行第一次、第二次热交换并被加热后,被作为燃烧空气供给到除臭通道,因此能够使除臭通道的能源效率最优化。
上述的循环蒸汽再加热污泥干燥系统是封闭循环的系统,因此能够维持较高的热效率,还具有不产生臭气、操作简单、维护管理费用低廉的优点。
上述的循环蒸汽再加热污泥干燥系统可进行4.16ton/hr(100ton/day)以上的污泥干燥。
工业实用性
本发明是在封闭的多级干燥器中实现污泥的干燥且干馏气体、热源、臭气等进行封闭循环的系统,因此能够维持较高的热效率,能够高效实现污泥的干燥,而且能够节约能源、操作简单、维护管理费用低廉。
并且,因在除臭通道中对污泥干燥时产生的臭气、污泥搬入场臭气、污泥存储池臭气等进行高温氧化处理后排放到大气中而不会产生臭气,因此具有能够保护污泥处理设施周边区域的环境且预防信访的发生。
Claims (8)
1.一种循环蒸汽再加热污泥干燥系统,其特征在于,
包括:干燥器,接收污泥并用热源使所述污泥干燥而形成污泥干燥物;
除臭通道,通过输送线接收干燥器中产生的干馏气并使其燃烧,去除干馏气中的水分及臭气成分;
蒸汽加热器,使所述除臭通道中排出的除臭气体与通过从所述输送线分岔的循环线供给的干馏气进行热交换并将其加热,作为热源供给到所述干燥器;
排风机,设置在所述输送线,根据所述干燥器后段压力通过自动挡板控制,将所述干馏气供给到所述除臭通道;以及
循环风机,设置在所述循环线,将所述排风机中去除等于水分蒸发量的干馏气后的剩余干馏气供给到所述蒸汽加热器,
离心式集尘器,设置在所述输送线,收集所述干馏气中的粉尘而向下部排出,将臭气成分供给到所述除臭通道,
所述离心式集尘器包括:
第一离心式集尘器,利用离心力分离吸入的干馏气中的粉尘;
第一及第二电离心式集尘器,利用离心力分离吸入的干馏气中的粉尘并施加高电压而进行电集尘,
所述第一离心式集尘器、所述第一及第二电离心式集尘器被连接成所述干馏气通过所述第一离心式集尘器之后依次通过第一电离心式集尘器和第二电离心式集尘器或者有选择地通过其中一个;
所述干燥器包括:
内部空间,能够容纳污泥;
多个分隔墙,将所述内部空间划分为连续的多个干燥室;
桨式输送用传送机,为了输送所述污泥而设置在所述多个干燥室;
污泥投入口,为了所述污泥的投入而连接到位于多个干燥室中的最上端的干燥室;
干燥物排出口,为了所述污泥干燥物的排出而位于多个干燥室中的最下端;
热源流入口,用于所述污泥的干燥;
干馏气排出口,用于排出使所述污泥干燥时产生的干馏气;
所述干燥器具有:
氧气浓度传感器,设置在所述干燥器内部而感测氧气浓度;
氮气吹扫部,当所述氧气浓度传感器感测的氧气浓度超过设定浓度时,用氮气吹扫所述干燥器内部而镇压火灾;
所述干燥器的上部具有散热板,
还包括:散热回收手段,回收由所述散热板散热的热而当所述污泥被供给到所述干燥器之前对其进行预热;所述散热回收手段包括:
流路形状的循环管道,形成在所述散热板;
循环管,围住为了将所述污泥供给到所述干燥器而进行输送的供给管的外周面的管形状,一侧连接到所述循环管道的入口,相反的另一侧连接到所述循环管道的出口,使得通过所述散热板散热的热能够循环;
散热循环风机,用于确保所述热的循环力。
2.根据权利要求1所述的循环蒸汽再加热污泥干燥系统,其特征在于,
所述第一离心式集尘器、所述第一及第二电离心式集尘器分别在上部出口部分具有用于测定通过离心式集尘器的干馏气中的粉尘浓度的粉尘浓度感测部,
根据所述粉尘浓度感测部测定的粉尘浓度来控制干馏气是否需要通过所述第一电离心式集尘器和所述第二电离心式集尘器。
3.根据权利要求2所述的循环蒸汽再加热污泥干燥系统,其特征在于,
所述粉尘浓度感测部是向排出干馏气的离心式集尘器的上部出口部分照射激光束来感测粉尘压力的激光传感器。
4.根据权利要求1所述的循环蒸汽再加热污泥干燥系统,其特征在于,
所述第一及第二电离心式集尘器包括:
旋风器,利用离心力将吸入的干馏气中的粉尘分离到下部;
电集尘电极,利用高电压在所述旋风器内部吸附微粒;
喷水嘴,向所述电集尘电极喷水。
5.根据权利要求4所述的循环蒸汽再加热污泥干燥系统,其特征在于,所述电集尘电极上沿着外面形成多个突起。
6.一种循环蒸汽再加热污泥干燥系统,其特征在于,
包括:干燥器,接收污泥并用热源使污泥干燥而形成污泥干燥物;
除臭通道,通过输送线接收干燥器中产生的干馏气并使其燃烧,去除干馏气中的水分及臭气成分;
蒸汽加热器,使所述除臭通道中排出的除臭气体与通过从所述输送线分岔的循环线供给的干馏气进行热交换并将其加热,作为热源供给到所述干燥器;
排风机,设置在所述输送线,根据所述干燥器后段压力通过自动挡板控制,将所述干馏气供给到所述除臭通道;以及
循环风机,设置在所述循环线,将所述排风机中去除等于水分蒸发量的干馏气后的剩余干馏气供给到所述蒸汽加热器;
过滤集尘器,用过滤器去除所述蒸汽加热器中排出的除臭气体的超微尘;
烟囱,用于向外部通过所述过滤集尘器的尾气;
输送管,具有围住所述烟囱的外周面的双层管形状,输送污泥存储池、污泥搬入场、干燥器中的其中一处收集的臭气并利用通过所述烟囱的尾气的热对所述臭气进行第一次加热,
预热器,使得通过所述输送管时被第一次加热的臭气与所述蒸汽加热器排出的除臭气体进行热交换而进行第二次加热,将第二次加热的臭气作为燃烧空气供给到所述除臭通道;
所述干燥器包括:
内部空间,能够容纳污泥;
多个分隔墙,将所述内部空间划分为连续的多个干燥室;
桨式输送用传送机,为了输送所述污泥而设置在所述多个干燥室;
污泥投入口,为了所述污泥的投入而连接到位于多个干燥室中的最上端的干燥室;
干燥物排出口,为了所述污泥干燥物的排出而位于多个干燥室中的最下端;
热源流入口,用于所述污泥的干燥;
干馏气排出口,用于排出使所述污泥干燥时产生的干馏气;
所述干燥器具有:
氧气浓度传感器,设置在所述干燥器内部而感测氧气浓度;
氮气吹扫部,当所述氧气浓度传感器感测的氧气浓度超过设定浓度时,用氮气吹扫所述干燥器内部而镇压火灾;
所述干燥器的上部具有散热板,
还包括:散热回收手段,回收由所述散热板散热的热而当所述污泥被供给到所述干燥器之前对其进行预热;所述散热回收手段包括:
流路形状的循环管道,形成在所述散热板;
循环管,围住为了将所述污泥供给到所述干燥器而进行输送的供给管的外周面的管形状,一侧连接到所述循环管道的入口,相反的另一侧连接到所述循环管道的出口,使得通过所述散热板散热的热能够循环;
散热循环风机,用于确保所述热的循环力。
7.根据权利要求6所述的循环蒸汽再加热污泥干燥系统,其特征在于,
所述输送管的内部为螺旋形状,从而所述臭气能够从所述烟囱的上部向下部旋转循环而被加热。
8.根据权利要求6所述的循环蒸汽再加热污泥干燥系统,其特征在于,还包括:
旋转阀,设置在所述干燥物排出口而当排出所述污泥干燥物时阻断氧气而排出;
排出用传送机,接收所述旋转阀排出的所述污泥干燥物并进行冷却后排出。
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