CN109485227A - 一种高效低温的热泵干化污泥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效低温的热泵干化污泥装置，包括带式脱水干燥机室和除尘热泵机室，带式脱水干燥机室由下至上分别有进风口、进口风罩、出泥绞龙、传送网带、斜防漏板、出口风罩、出口风机、挤条机、湿泥仓等，传送带两侧设网带裙边，并在外部设保温层，带式脱水干燥机室顶部设有出口风，与除尘热泵机室顶部进风口相连，挡风板和网带裙边可有效保证热空气与污泥的接触效率；除尘热泵机室从上至下则分别为进风口、除尘布袋及固定结构、气‑气换热器、冷凝器、蒸发器等结构，布袋结构有效去除了脱水机室空气中夹杂的灰尘，保护热泵系统，气‑气换热器有效利用能量，起到节能高效的作用。

Description

一种高效低温的热泵干化污泥装置

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种高效低温的热泵干化污泥装置。

背景技术

在国民经济迅速发展的今天，随着工业、农业的发展，全国各地相继建立起大量的污水处理厂，污泥作为污水处理的重要副产品，每天的产生量也在迅速增加，如处理不当会对环境产生二次污染，污泥资源化利用是当前最有效的一种处理方式，而污泥含水率高是其资源化的最大瓶颈，开发低成本的污泥干化装置意义较大。

目前市场上有多种类型的污泥干燥设备，如转盘式、闪蒸式、桨叶式及热泵式等，其中转盘式、闪蒸式、桨叶式等都存在能耗高、热量损失大的缺点；由于热泵制热系数较高，污泥热泵干燥装置是一种新型节能的污泥干燥设备，一般分干燥机室和热泵机室，该技术处于发展初期，实践证明，现有污泥热泵干燥设备，仍存在以下问题：热空气从干燥机室出风夹带粉尘，长期运行导致热泵机室设备堵塞；单风机运行，干燥室内不同长度、宽度方向风速不一致；干燥机室内部传送网带两侧及进出风口等处存在较多漏风现象；干燥机室的空气进入热泵机室时温度较高，能耗较高，能量利用率低；热泵机室的进风温度变化大，导致进入压缩机的制冷剂温度有时过高，损害压缩机；干燥机室内热空气由下至上流动，到达上层网带时，相较于下层空气，温度较低，水分较大，上层网带干燥效果较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能高效干燥污泥、去除夹带粉尘同时能耗较低的高效低温的热泵干化污泥装置。

本发明的高效低温的热泵干化污泥装置，包括相互连通的带式脱水干燥机室和除尘热泵机室，所述带式脱水干燥机室包括由保温层构成的外部构件、设置在所述外部构件中的中间风室、两侧风室、设置在所述中间风室中的多层传送网带、与最下层传送网带的出泥段对应设置的出泥绞龙、、设置在中间风室上部的出口主轴流风机（10）、设置在中间风室下部的主进风口，中间风室两侧各有一个两侧风室，每个两侧风室上部设置有出口边轴流风机，下部设置有侧进风口，所述保温层中还设置有垂直方向的风道，所述风道的上端与出口边轴流风机对应设置，下端与侧进风口对应设置。除尘热泵机室顶部的进风口与带式脱水干燥机室顶部的出口连接，除尘热泵机室包括与进风口连接设置的除尘布袋、设置在所述除尘布袋下方的异型管、与所述异型管下端对应设置的气-气换热器，所述气-气换热器中设置有竖向的换热管路，所述换热管路外部为水平风道，气-气换热器中与换热管路连通的纵向出气口与蒸发器的进气口连接，蒸发器的出气口与水平风道的进口连接，水平风道的出口与冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的出气口与主进风口连接。

进一步的，本发明装置中，所述中间风室由设置在带式脱水干燥机室上部的出口主风罩、设置在传送网带两端的斜防漏板、设置在传送网带传送方向两侧的网带裙边和直防漏板、设置在带式脱水干燥机室下部的进口主风罩封闭而成，所述两侧风室由设置在带式脱水干燥机室上部的出口边风罩、多层传送网带边缘部分、设置在带式脱水干燥机室下部的进口边风罩封闭而成。

进一步的，本发明装置中，所述网带裙边设置在所对应传送网带的两侧，所述直防漏板设置在上下相邻两组传送网带空隙处。

进一步的，本发明装置中，所述中间风室宽度占带式脱水干燥机室中风室宽度的80%，所述两侧风室宽度占带式脱水干燥机室中风室宽度的20%。

进一步的，本发明装置中，所述除尘热泵机室中等间距设置多个除尘布袋，除尘布袋设置在布袋花板上，所述布袋花板固定在除尘热泵机室内壁上设置的布袋支撑板上。

进一步的，本发明装置中，所述除尘布袋过滤后的上层空气进入气-气换热器中竖向的换热管路后，送入蒸发器，蒸发器出风由气-气换热器中水平风道的进口进入，与竖向的换热管路发生热量交换后，从水平风道的出口排入冷凝器。

进一步的，本发明装置中，所述脱水干燥机室中，最上层和第二层传送网带之间，在水平方向均匀铺设水冷管。

进一步的，本发明装置中，所述网带裙边在高度方向上覆盖了所对应的传送网带。

考虑到干燥机室的出风夹带粉尘，长期运行导致热泵机室设备堵塞，本发明在热泵机室的进风口下设置除尘布袋，干燥机室的出风中所夹带粉尘被可被有效去除，本发明中所设置的布袋花板、布袋支撑板等结构，便于除尘布袋的拆除和更换。

为解决一般装置单风机运行，干燥室内不同长度方向风速不一致的问题，本发明在干燥机室中采用三个风机共同工作：一个出口主轴流风机和两个出口边轴流风机，主轴流风机所在的主风室所占面积超过80%起主体作用，中间风室其主要作用，宽度占80%，两侧风室收集侧漏的空气，上下循环往复流动；出口边轴流风机和出口主轴流风机通过调频，确保宽度方向上风速一致。

考虑到干燥机室内部存在漏风现象，本发明在干燥机室内设置了多种防止漏风的装置，如进出风口设有进口主风罩、进口边风罩、出口主风罩、出口边风罩，保证了进出口的密闭性；传送网带两侧设有斜防漏板及网带裙边，保证了传送网带本身的密闭性，同时在上下两个传送网带之间设置了直防漏板，防止热空气从两传送带之间流出，从而形成短路现象。

为解决干燥机室的空气进入热泵机室时温度较高，能耗较高，能量利用率低的问题，本发明引入了气-气换热器，即在干燥机室出风（温度较高）进入蒸发器前先经过气-气换热器（管外），与从蒸发器出来的温度较低的空气（管内），在气-气换热器中进行温度交换，利用空气本身的能量，提升蒸发器出风温度，有效提升热效率，降低能耗。为解决进入压缩机的制冷剂温度有时过高，损害压缩机的情况，本发明中，蒸发器其内部冷凝剂通过管道与外部设置的压缩机连接，管道周围设置外部水冷系统，并检测制冷剂温度，当温度在正常范围内时水冷系统保持关闭状态；当检测到制冷剂温度超过正常范围时，水冷系统自动开启，根据制冷剂温度，通过流量泵调节冷却水流量，有效保护压缩机不因冷凝剂温度高于设计值而损坏；考虑到干燥机室内上层网带脱水效果不明显，本发明在保证密闭性的同时，将温度较高的水冷管引入干燥机室中最上层传送网带的下方，水冷系统工作时，温度较高的冷却水在网带下释放热量，既促进了冷却水的循环，也提升了上层网带的脱水效果。

有益效果：与已有的污泥热泵干燥设备相比，本发明有如下优点：

热泵机室布袋有效去除热空气中夹带粉尘，避免热泵机室设备堵塞；三风机调频运行，保证干燥室内不同长度方向风速一致；干燥机室内部多处增设防漏装置，有效避免漏风现象；增设气-气换热器，利用空气本身的能量，有效提升热效率，降低能耗；水冷系统的设置，及水冷管的铺设，在有效保护热压缩机的同时，利用系统自身能量，提升了上层网带的脱水效果。

附图说明

图1a为本发明污泥干化装置带式脱水干燥机室的结构示意图，图1b为带式脱水干燥机室的结构剖面图。

图2为本发明污泥干化装置除尘热泵机室的结构示意图。

图3为热泵系统流程图。

图中：1—进风口，2—进口边风罩，3—进口主风罩，4—传送网带，5—斜防漏板，6—出泥绞龙，7—出口边风罩，8—出口主风罩，9—出口边轴流风机，-10—出口主轴流风机，11—污泥挤条机，12—污泥湿泥仓，13—保温层，14—直防漏板，15—轴承，16—网带裙边，17—布袋花板，18—除尘布袋，19—布袋支撑板，20—异型管，21—气-气换热器，22—蒸发器，23—隔板，24—冷凝器，25—热泵外壳，26—出风口风管，27—进风口风管，28—水冷管，29—风道，30-侧进风口。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。

实施例1：

一种高效低温的热泵干化污泥装置，包括相互连通的带式脱水干燥机室和除尘热泵机室，所述带式脱水干燥机室包括由保温层13构成的外部构件、设置在所述外部构件中的中间风室、两侧风室、设置在所述中间风室中的多层传送网带4、与最下层传送网带4的出泥段对应设置的出泥绞龙6、设置在中间风室上部的出口主轴流风机10、设置在中间风室下部的主进风口1，中间风室两侧各有一个两侧风室，每个两侧风室上部设置有出口边轴流风机9，下部设置有侧进风口30，所述保温层13中还设置有垂直方向的风道29，所述风道的上端与出口边轴流风机9对应设置，下端与侧进风口30对应设置。

还设有进口边风罩2、进口主风罩3、斜防漏板5、出口边风罩7、出口主风罩8、污泥挤条机11、污泥湿泥仓12，传送网带4两侧设直防漏板14和网带裙边16，及除尘布袋18等。

在本实施例中，如图1a所示，经除尘热泵机室处理后的干燥清洁热空气，从带式脱水干燥机室底部的主进风口1，由下至上进入中间风室；污泥湿泥仓12中的污泥，经污泥挤条机11挤压处理后，落入最上层传送网带4的进泥段，并随传送网带4由上至下与干燥清洁热空气充分接触，最终从最下层传送网带4的出泥段落入出泥绞龙。中间风室内，大部分空气由上至下，经出口主轴流风机10进入除尘热泵机室，少部分漏入两侧风室的空气，经出口边轴流风机9进入两侧风道29，并从两边侧进风口30重新进入带式脱水干燥机室。

实施例2：

一种高效低温的热泵干化污泥装置，包括相互连通的带式脱水干燥机室和除尘热泵机室，所述除尘热泵机室顶部的进风口与带式脱水干燥机室顶部的出口连接，除尘热泵机室包括与进风口连接设置的除尘布袋18、与所述除尘布袋18下端对应设置异型管20及气-气换热器21，所述气-气换热器21的纵向出气口与蒸发器22的纵向进气口连接，其横向进气口与蒸发器22的横向出气口连接，其横向出气口与冷凝器24的横向进气口连接，所述冷凝器24的纵向出气口与主进风口1连接。

带式脱水干燥机室中与污泥充分接触后的夹带粉尘的空气，经出口主轴流风机10进入除尘热泵机室，随后通过除尘布袋18过滤除尘，除尘布袋18设置在布袋花板17上，可根据工况拆卸更换，所述布袋花板17固定在除尘热泵机室内壁上设置的布袋支撑板19上。

实施例3：

一种高效低温的热泵干化污泥装置，包括相互连通的带式脱水干燥机室和除尘热泵机室，所述除尘热泵机室顶部的进风口与带式脱水干燥机室顶部的出口连接，除尘热泵机室包括与进风口连接设置的除尘布袋18、与所述除尘布袋18下端对应设置异型管20及气-气换热器21，所述气-气换热器21的纵向出气口与蒸发器22的纵向进气口连接，其横向进气口与蒸发器22的横向出气口连接，其横向出气口与冷凝器24的横向进气口连接，所述冷凝器24的纵向出气口与主进风口1连接。

如图2所示，经除尘布袋18过滤除尘的含一定温度、湿度的清洁空气，在异型管拦截下进入气-气换热器21竖直方向的管体结构，之后送入蒸发器22中干燥、降温，蒸发器22出风由气-气换热器21的横向进气口进入其水平风道，在气-气换热器21中，利用竖直管道内残留余温的空气发生热量交换，提升部分温度后从横向出气口排入冷凝器24中快速升温，最后经主进风口1，将干燥的热空气送入带式脱水干燥机室。

实施例4：

一种高效低温的热泵干化污泥装置，包括相互连通的带式脱水干燥机室和除尘热泵机室。

如图3所示，除尘热泵机室中的蒸发器，其内部冷凝剂通过管道与外部设置的压缩机连接，管道周围设置外部水冷系统，并检测制冷剂温度，当其温度在正常范围内时，水冷系统保持关闭状态；当检测到制冷剂温度超过正常范围时，水冷系统自动开启，根据制冷剂温度，通过流量泵调节冷却水流量，有效保护压缩机不因冷凝剂温度高于设计值而损坏；

实施例5：

一种高效低温的热泵干化污泥装置，包括相互连通的带式脱水干燥机室和除尘热泵机室。

如图1a、图1b、图3所示，本发明在保证密闭性的同时，将水冷系统中水冷管28引入带式脱水干燥机室中，设置于最上层传送网带4的下方，水冷系统工作时，温度较高的冷却水流入带式脱水干燥机室中水冷管28，在上层传送网带4下释放热量，在提升冷却水放热速率的同时，提升上层传送网带4的脱水效果。

实施例6：

一种高效低温的热泵干化污泥装置，包括相互连通的带式脱水干燥机室和除尘热泵机室。

在带式脱水干燥机室中，热空气由下至上干燥污泥，中间风室和两侧风室中，进口主风罩3、进口边风罩2、出口主风罩8、出口边风罩7的拦截作用，保证了进出口的密闭性；传送网带两侧的斜防漏板5及网带裙边16，保证了传送网带本身的密闭性，同两个传送网带之间设置了直防漏板14，避免了热空气从两传送带之间漏出造成短路现象。

本发明装置的工作过程如下：

1）干燥清洁热空气，由带式脱水干燥机室底部的主进风口1，由下至上进入中间风室；同时污泥湿泥仓12中的污泥，经污泥挤条机11挤压处理后，落入最上层传送网带4的进泥段，并随传送网带4由上至下与干燥清洁热空气充分接触，最终从最下层传送网带4的出泥段落入出泥绞龙；中间风室内，大部分空气由上至下，经出口主轴流风机10进入除尘热泵机室，少部分漏入两侧风室的空气，经出口边轴流风机9进入两侧风道29，并从两边侧进风口30重新进入带式脱水干燥机室。

2）带式脱水干燥机室中与污泥充分接触后的夹带粉尘的空气，经出口主轴流风机10进入除尘热泵机室，随后通过除尘布袋18过滤除尘，过滤除尘后含一定温度、湿度的清洁空气，在异型管拦截下进入气-气换热器21竖直方向的管体结构，之后送入蒸发器22中干燥、降温，蒸发器22出风由气-气换热器21的横向进气口进入其水平风道，在气-气换热器21中，利用竖直管道内残留余温的空气发生热量交换，提升部分温度后从横向出气口排入冷凝器24中快速升温，最后经主进风口1，将干燥的热空气送入带式脱水干燥机室。

3）除尘热泵机室中的蒸发器，其内部冷凝剂通过管道与外部设置的压缩机连接，管道周围设置外部水冷系统，并检测制冷剂温度，当其温度在正常范围内时，水冷系统保持关闭状态；当检测到制冷剂温度超过正常范围时，水冷系统自动开启，根据制冷剂温度，通过流量泵调节冷却水流量，有效保护压缩机不因冷凝剂温度高于设计值而损坏。

水冷系统中水冷管28引入带式脱水干燥机室中，设置于最上层传送网带4的下方，水冷系统工作时，温度较高的冷却水流入带式脱水干燥机室中水冷管28，在上层传送网带4下释放热量，在提升冷却水放热速率的同时，提升上层传送网带4的脱水效果。

Claims (8)

1.一种高效低温的热泵干化污泥装置，其特征在于，该装置包括相互连通的带式脱水干燥机室和除尘热泵机室，所述带式脱水干燥机室包括由保温层（13）构成的外部构件、设置在所述外部构件中的中间风室、两侧风室、设置在所述中间风室中的多层传送网带（4）、与最下层传送网带（4）的出泥段对应设置的出泥绞龙（6）、设置在中间风室上部的出口主轴流风机（10）、设置在中间风室下部的主进风口（1），中间风室两侧各有一个两侧风室，每个两侧风室上部设置有出口边轴流风机（9），下部设置有侧进风口（30），所述保温层（13）中还设置有垂直方向的风道（29），所述风道（29）的上端与出口边轴流风机（9）对应设置，下端与侧进风口（30）对应设置；

所述除尘热泵机室顶部的进风口与带式脱水干燥机室顶部的出口连接，除尘热泵机室包括与进风口连接设置的除尘布袋（18）、设置在所述除尘布袋（18）下方的异型管（20）、与所述异型管（20）下端对应设置的气-气换热器（21），所述气-气换热器（21）中设置有竖向的换热管路，所述换热管路外部为水平风道，气-气换热器（21）中与换热管路连通的纵向出气口与蒸发器（22）的进气口连接，蒸发器（22）的出气口与水平风道的进口连接，水平风道的出口与冷凝器（24）的进气口连接，所述冷凝器（24）的出气口与主进风口（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效低温的热泵干化污泥装置，其特征在于，所述中间风室由设置在带式脱水干燥机室上部的出口主风罩（8）、设置在传送网带（4）两端的斜防漏板（5）、设置在传送网带（4）传送方向两侧的网带裙边（16）和直防漏板（14）、设置在带式脱水干燥机室下部的进口主风罩（3）封闭而成，所述两侧风室由设置在带式脱水干燥机室上部的出口边风罩（7）、多层传送网带（4）边缘部分、设置在带式脱水干燥机室下部的进口边风罩（2）封闭而成。

3.根据权利要求2所述的一种高效低温的热泵干化污泥装置，其特征在于，所述网带裙边（16）设置在所对应传送网带（4）的两侧，所述直防漏板（14）设置在上下相邻两组传送网带（4）空隙处。

4.根据权利要求1所述的一种高效低温的热泵干化污泥装置，其特征在于，所述中间风室宽度占带式脱水干燥机室中风室宽度的80%，所述两侧风室宽度占带式脱水干燥机室中风室宽度的20%。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种高效低温的热泵干化污泥装置，其特征在于，所述除尘热泵机室中等间距设置多个除尘布袋（18），除尘布袋（18）设置在布袋花板（17）上，所述布袋花板（17）固定在除尘热泵机室内壁上设置的布袋支撑板（19）上。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种高效低温的热泵干化污泥装置，其特征在于，所述除尘布袋（18）过滤后的上层空气进入气-气换热器（21）中竖向的换热管路后，送入蒸发器（22），蒸发器（22）出风由气-气换热器（21）中水平风道的进口进入，与竖向的换热管路发生热量交换后，从水平风道的出口排入冷凝器。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种高效低温的热泵干化污泥装置，其特征在于，所述脱水干燥机室中，最上层和第二层传送网带（4）之间，在水平方向均匀铺设水冷管（28）。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的一种高效低温的热泵干化污泥装置，其特征在于，所述网带裙边（16）在高度方向上覆盖了所对应的传送网带（4）。