CN108947202A - 一种污泥复合热干化系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明及一种污泥复合热干化系统，包括顶部透明的干化大棚，所述干化大棚设置有换风机构，所述干化大棚内设有污泥翻抛机，其特征在于，所述干化大棚内还设有朝向污泥翻抛机的暖风机和固定在干化大棚顶部机架的若干对地风机，所述污泥翻抛机的下方设有干化床，所述干化床底内设有地暖管，所述地暖管和暖风机分别连通垃圾发电厂的汽轮机的蒸汽收集部，所述干化床还设有曝气槽，所述曝气槽内固定有横截面为半圆的曝气管，所述曝气管的平面一侧为曝气面，所述曝气面朝上且设有若干曝气孔，所述曝气管连通地暖管；通过控制电磁阀控制地暖管和曝气管的蒸汽进气量。实现了干化周期可控，解决了干化量小、效率低、成本高、干化速度慢的问题。

Description

一种污泥复合热干化系统及其方法

技术领域

本发明及污泥干化技术领域，尤其涉及一种污泥复合热干化系统及其方法。

背景技术

现有的污泥干化技术如下：

(1)太阳能干化：以太阳能辐射的方式给湿物料加热，被物料吸收转化为热能，将水分加热汽化的过程；缺点和存在的问题:受地区、日照时间、辐射热量、天气、季节的影响较大.干化速度慢。

(2)转鼓干化：间接加热转鼓污泥，脱水后的污泥输送至干化机的进料斗.经过螺旋输送器送至干化机内，螺旋输送器可变频控制定量输送。干化机由转鼓和翼片螺杆组成，转鼓通过燃烧炉加热，转鼓转速为1.5r min。翼片螺杆通过循环热油传热，转速为o.5rmin。转鼓和翼片螺杆同向或反向旋转，污泥可连续前移进行干化，翼片螺杆内的热媒也可以为水蒸气或热水。转鼓经抽风控制，其内部为负压，水汽和尘埃无法外逸。污泥经转鼓及翼片螺杆推移和加热被逐步烘干并磨成粒状，在转鼓后端低温区经过“S”形空气止回阀由干泥螺杆输送器送至贮存仓。污泥蒸发出的水汽通过系统抽风机送至冷凝和洗涤吸附系统。缺点和存在的问题:需要化石燃料来加热，对布置场地及工艺控制要求严格，耗费电量大，维护不方便，

(3)冷冻干化：物料中水分被冻成冰，然后将物料置于真空状态中，使冰直接升华为水气而除去水分；缺点和存在的问题：效率低下，真空系统复杂，操作维护不便。

(4)介电加热干化：介电加热干化是将需要干化的物料置于高频电场内，利用高频电场的交变作用将湿物料加热，湿分汽化，物料被干化。缺点和存在的问题：电耗量大，效率低，不适合污泥的大量干化。

(5)离心、真空干化：利用真空或离心力对污泥进行脱水，

缺点和存在的问题：水分不能完全干化，电耗高,不能适用于大量污泥干化,效率低下。

(6)闪蒸干化：利用蒸汽接触加热污泥，提高污泥的温度，提高水份的蒸发率。问题及缺点：效率低下，干化时间长。

鉴于此，急需一种综合高效的污泥干化技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种污泥复合热干化系统。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种污泥复合热干化系统，包括顶部透明的干化大棚，所述干化大棚设置有换风机构，所述干化大棚内设有污泥翻抛机，其特征在于，所述干化大棚内还设有朝向污泥翻抛机的暖风机和固定在干化大棚顶部机架的若干对地风机，所述污泥翻抛机的下方设有干化床，所述干化床底内设有地暖管，所述地暖管和暖风机分别连通垃圾发电厂的汽轮机的蒸汽收集部，所述干化床还设有曝气槽，所述曝气槽内固定有横截面为半圆的曝气管，所述曝气管的平面一侧为曝气面，所述曝气面朝上且设有若干曝气孔，所述曝气管连通地暖管；所述地暖管、曝气管均设有控制进气量的电磁阀，所述电磁阀均电连接控制器，通过控制电磁阀控制地暖管和曝气管的蒸汽进气量。

进一步地，所述干化床为中空的双层结构，包括接触污泥的顶层和接触地面的底层，顶层为热传导洗漱高的金属，底层为热传导系数低的橡胶材质，所述地暖管紧贴顶层设置于双层结构之间，所述地暖管为蛇形盘绕型管。

进一步地，所述曝气管为干化床上凹陷设置的半圆槽顶部焊接相适配的平面金属板，所述曝气面为平面金属板；所述曝气面上设置曝气孔的孔间距为50～60mm，所述曝气孔的直径为1～1.5mm。

进一步地，所述换风机构包括通气道内设置有吸风机，干化大棚设置有换气窗，所述通气道连通垃圾发电厂的焚烧炉。

进一步地，所述干化大棚内还设置有温湿度感应装置，所述温湿度感应装置电连接控制器，控制器通过温湿度感应装置检测干化大棚内的温度和湿度。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于上述污泥复合热干化系统的污泥复合热干化方法。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种污泥复合热干化方法，包括在透明的干化大棚内进行反复翻抛，在干化大棚上设置换风机构进行通风换气，其特征在于，利用垃圾发电厂产生的废蒸汽对污泥进行底部加热、曝气，同时向干化大棚内的污泥通入暖风；将换风机构抽出的臭气通入垃圾发电厂的焚烧炉内。

进一步地，将垃圾发电厂产生的废蒸汽通过蒸汽收集部收集起来，在污泥底部设置干化床，在干化床内设置地暖管，在干化床上设置曝气槽，曝气槽设置曝气孔，通过向所述地暖管和曝气槽内均通入收集的废蒸汽来对污泥进行底部加热、曝气；干化大棚内设置暖风机，所述暖风机连通蒸汽收集部。

有益效果：采用透明的干化大棚的温室效应，利用发电厂的蒸汽余热为辅助热源，减少了热量向大气的排放，同时节约了化石能源，有效的降低了污泥处理处置的成本；降低了太阳能污泥干化受日照、气象、季节的变化影响，实现了干化周期可控，解决了干化量小、效率低、成本高、干化速度慢的问题，实现了污泥大量干化的高效可控。

附图说明

图1为污泥复合热干化系统的结构示意图。

图2为干化床的结构示意图。

图中，干化大棚1，暖风机2，翻抛机3，干化床4，顶层41，底层42，曝气槽43，曝气面44，曝气孔45，地暖管5，蒸汽收集部6，通气道7，蒸汽发电机8，焚烧炉9。

具体实施方式

下面结合实施例进一步详细介绍本发明。

实施例1

如图1至图2所示，一种污泥复合热干化系统，包括顶部透明的干化大棚1，所述干化大棚1为采用钢结构加钢化玻璃设计成太阳能干化大棚1，所述干化大棚1设置有换风机构，所述干化大棚1内设有污泥翻抛机3，所述干化大棚1内还设有朝向污泥翻抛机3的暖风机2和固定在干化大棚1顶部机架的若干对地风机，所述污泥翻抛机3的下方设有干化床4，所述干化床4底内设有地暖管5，所述地暖管5和暖风机2分别连通垃圾发电厂的蒸汽发电机8的汽轮机的蒸汽收集部6，汽轮机的蒸汽收集部6与汽轮机的排气部相适配，螺纹连接或焊接固定均可，所述干化床4还设有曝气槽43，所述曝气槽43内固定有横截面为半圆的曝气管，所述曝气管的平面一侧为曝气面44，所述曝气面44朝上且设有若干曝气孔45，所述曝气管连通地暖管5；所述地暖管5、曝气管和暖风机2的进气管均设有控制进气量的电磁阀，所述电磁阀均电连接控制器，所述控制器为PLC，通过控制电磁阀控制地暖管5、曝气管和暖风机2的蒸汽进气量，从而实现地暖管5加热和曝气的温度的自动化控制；干化大棚1通过换风机构连通垃圾发电厂的焚烧炉9，如此可实现将污泥干化处理产生的臭气合理化处理。

所述干化床为中空的双层结构，包括接触污泥的顶层41和接触地面的底层42，顶层41为热传导洗漱高的金属，底层42为热传导系数低的橡胶材质，所述地暖管5紧贴顶层41设置于双层结构之间，可在底层41上设有插槽，顶层42嵌在底层41的插槽内如此连接；所述地暖管5为蛇形盘绕型管，材质采用的不锈钢管。所述换风机构包括通气道7内设置有吸风机，干化大棚1设置有换气窗，所述通气道7连通垃圾发电厂的焚烧炉9，通过在焚烧炉9的侧壁上开一通孔，然后将通气道7密封焊接在通孔处。

作为优选方案，所述曝气管为干化床4上凹陷设置的半圆槽顶部焊接相适配的平面金属板，所述曝气面44为平面金属板；所述曝气面44上设置曝气孔45的孔间距为50mm，所述曝气孔45的直径为1mm。所述干化大棚1内还设置有温湿度感应装置，本实施例中的温湿度感应装置为温湿度传感器，型号可选用XW-TH-B机柜温湿度传感器，所述温湿度感应装置电连接PLC控制器，控制器通过温湿度感应装置检测干化大棚1内的温度和湿度，为污泥复合热干化系统的自动化和无人看守智能化奠定了基础。

与传统的污泥干化技术相比，传统的太阳能大棚干化只是上表面一面受热，干化时间长，夏季干化周期为10天，冬季干化周期为15天，干化周期不容易控制；本发明的污泥复合热干化系统使污泥上下两面均匀受热，有效的增加了水分的蒸发速度，干化周期为5天，有效的缩短了污泥干化时间，干化效率高，干化周期短，干化周期可控。

污泥复合热干化技术依托清洁的太阳能为主要热源，采用玻璃干化大棚1的温室效应，将发电厂的蒸汽余热作为辅助热源，减少了热量向大气的排放，节约了化石能源，将棚内的臭气通入垃圾发电厂的焚烧炉9，利用垃圾发电厂烟气处理设备处理臭气，有效的降低了污泥处理处置的成本。

干化处理后的污泥含固率可达90％以上.本技术将污泥含水率从约80％降至20％以下，污泥体积减小2/3以上，城市污泥干化后的污泥热值为14000KJ/Kg，与一般劣质煤的热值相近，利用干化后的污泥在垃圾焚烧炉9焚烧奇后发电，实现了污泥的减量化、无害化，资源合理化处理处置。

综上所述，本发明显而易见的好处有：采用透明的干化大棚1的温室效应，利用发电厂的蒸汽余热为辅助热源，减少了热量向大气的排放，同时节约了化石能源，有效的降低了污泥处理处置的成本；降低了太阳能污泥干化受日照、气象、季节的变化影响，实现了干化周期可控，解决了干化量小、效率低、成本高、干化速度慢的问题，实现了污泥大量干化的高效可控。

实施例2

一种基于实施例1所述污泥复合热干化系统的污泥复合热干化方法，将地热、曝气两种污泥干化结合起来，具体包括在干化大棚1内进行反复翻抛，在干化大棚1上设置换风机构进行通风换气，利用充足的太阳能资源，采用钢结构加钢化玻璃设计成太阳能干化大棚1，大棚顶上设置电动执行天窗机构，在大棚内部按大棚面积，按一定比例设置对地风机，本实施例中每四平米设置一个对地风机；

同时利用垃圾发电厂产生的废蒸汽对污泥进行底部加热、曝气，具体为，在污泥底部设置干化床4，在干化床4内设置地暖管5，在干化床4上设置曝气槽43，曝气槽43上焊接与干化床4表面平齐的曝气面44，曝气面44为一金属板，曝气槽43的一端密封焊接，另一端焊接连通曝气管，曝气面44上设置曝气孔45，将垃圾发电厂产生的废蒸汽通过蒸汽收集部6通入地暖管5，地暖管5连通曝气管，通过向所述地暖管5和曝气管内通入收集的废蒸汽来对污泥进行底部加热、曝气，在地暖管5的进气端和曝气管的进气端均设置电磁阀，如此通过控制电磁阀可控制地暖管5和曝气管的进气量，如此实现对污泥的加热温度自动化可控。

还包括向干化大棚1内通入暖风，在污泥干化大棚1内设置暖风机2，所述暖风机2连通蒸汽收集部6；如此可配合对地风机，加速污泥表面的空气流动的同时，使流动的空气温度更高，加快对污泥水份的蒸发。

另外，将换风机构抽出的臭气通入垃圾发电厂的焚烧炉9内，具体地，所述换风机构包括通气道7内设置有吸风机，干化大棚1设置有换气窗，通入足量的干燥空气，带走污泥干化大棚1中的湿空气，加快污泥干化；所述通气道7连通垃圾发电厂的焚烧炉9，通过在焚烧炉9的侧壁上开一通孔，然后将通气道7密封焊接在通孔处，如此实现了将污泥干化产生的臭气合理处理。

本技术将污泥含水率从约80％降至20％以下，干化处理后的污泥含固率可达90％以上，污泥体积减小2/3以上，城市污泥干化后的污泥热值为14000KJ/Kg,与一般劣质煤的热值相近，利用干化后的污泥在垃圾焚烧炉9焚烧后发电，实现了污泥的减量化、无害化，资源合理化处理处置。

原理介绍：含水率大于80％的污泥利用经过改装后的污泥泵泵送到污泥干化干棚内，污泥翻抛机3对污泥进行反复的翻耕，使污泥均匀分布在干化床4上，利用太阳辐射在干化大棚1内产生温室效应使污泥表面的温度升高，使污泥中的水分蒸发；将发电厂废蒸汽通入地暖管5对污泥进行底部地暖式加热，提高污泥底部的温度，使污泥上下同时受热，提高污泥水分的蒸发率；将废蒸汽通入曝气管，利用曝气对污泥进行闪蒸，提高污泥的温度，通过换风机构使得干化大棚1内通入足量的干燥空气，将污泥干化大棚1中的臭的湿空气，通入垃圾发电厂的焚烧炉9内，加快污泥干化的同时通过垃圾发电厂中对烟气的处理设备合理处理了污泥干化产生的臭气；本发明利用发电厂做完功的蒸汽，通过暖风机2将热气通入干化大棚1内，对污泥表面的空气加速流动的同时，使得流动空气的温度更高，加快污泥中水分的蒸发速度。

Claims (7)

1.一种污泥复合热干化系统，包括顶部透明的干化大棚，所述干化大棚设置有换风机构，所述干化大棚内设有污泥翻抛机，其特征在于，所述干化大棚内还设有朝向污泥翻抛机的暖风机和固定在干化大棚顶部机架的若干对地风机，所述污泥翻抛机的下方设有干化床，所述干化床底内设有地暖管，所述地暖管和暖风机分别连通垃圾发电厂的汽轮机的蒸汽收集部，所述干化床还设有曝气槽，所述曝气槽内固定有横截面为半圆的曝气管，所述曝气管的平面一侧为曝气面，所述曝气面朝上且设有若干曝气孔，所述曝气管连通地暖管；所述地暖管、曝气管均设有控制进气量的电磁阀，所述电磁阀均电连接控制器，通过控制电磁阀控制地暖管和曝气管的蒸汽进气量。

2.如权利要求1所述的污泥复合热干化系统，其特征在于，所述干化床为中空的双层结构，包括接触污泥的顶层和接触地面的底层，顶层为热传导洗漱高的金属，底层为热传导系数低的橡胶材质，所述地暖管紧贴顶层设置于双层结构之间，所述地暖管为蛇形盘绕型管。

3.如权利要求1所述的污泥复合热干化系统，其特征在于，所述曝气管为干化床上凹陷设置的半圆槽顶部焊接相适配的平面金属板，所述曝气面为平面金属板；所述曝气面上设置曝气孔的孔间距为50～60mm，所述曝气孔的直径为1～1.5mm。

4.如权利要求1所述的污泥复合热干化系统，其特征在于，所述换风机构包括通气道内设置有吸风机，干化大棚设置有换气窗，所述通气道连通垃圾发电厂的焚烧炉。

5.如权利要求1所述的污泥复合热干化系统，其特征在于，所述干化大棚内还设置有温湿度感应装置，所述温湿度感应装置电连接控制器，控制器通过温湿度感应装置检测干化大棚内的温度和湿度。

6.一种基于如权利要求1所述污泥复合热干化系统的污泥复合热干化方法，包括在透明的干化大棚内进行反复翻抛，在干化大棚上设置换风机构进行通风换气，其特征在于，利用垃圾发电厂产生的废蒸汽对污泥进行底部加热、曝气，同时向干化大棚内的污泥通入暖风；将换风机构抽出的臭气通入垃圾发电厂的焚烧炉内。

7.如权利要求6所述的污泥复合热干化方法，其特征在于，进一步地，将垃圾发电厂产生的废蒸汽通过蒸汽收集部收集起来，在污泥底部设置干化床，在干化床内设置地暖管，在干化床上设置曝气槽，曝气槽设置曝气孔，通过向所述地暖管和曝气槽内均通入收集的废蒸汽来对污泥进行底部加热、曝气；

干化大棚内设置暖风机，所述暖风机连通蒸汽收集部。