CN109912171B - 一种基于工业余热的污泥干化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于工业余热的污泥干化装置。所述污泥干化装置包括：腔体，在所述腔体的两端分别设置有进料口和出料口，污泥从所述进料口进入所述腔体，经由所述出料口排出；热交换装置，所述热交换装置设置在所述腔体的外壁上并提供与所述污泥进行换热的热源，以干燥所述污泥，其中，所述热交换装置中的热源采用回收工业余热的热源。根据本发明的基于工业余热的污泥干化装置，采用在污泥干化装置的外壁上设置采用工业余热回收的热源的热交换装置与污泥进行换热以对污泥进行干燥，避免了传统干化工艺中大量消耗蒸汽、干化温度过高而产生有毒有害气体的问题。

Description

一种基于工业余热的污泥干化装置

技术领域

本发明涉及垃圾处理领域，具体而言涉及一种基于工业余热的污泥干化装置。

背景技术

我国污水处理厂众多，污水日处理量达1.4亿吨，而污泥是污水处理过程中不可避免的产物，目前年产量已超过4000万吨，预计2020年将达到9000万吨。如此大量的污泥如果不能妥善处理，将会造成严重的环境问题。然而，目前我国的污泥处置率仅有58％，主要以填满为主，约占65％，污泥填满占用大量的土地，同时其渗滤液可能污染地下水。因此迫切的需要高效的污泥减量化、稳定化和无害化处理处置技术，其中污泥热干化技术就是重要方法之一。

热干化技术大多利用中空桨叶干燥机、滚筒干燥机、盘式干燥机等，采用热蒸汽与污泥间接换热，或通过热烟气与污泥直接接触进行干化，减少污泥含水率。采用热蒸汽、热烟气对污泥进行干化的方法一方面消耗大量的高品质热能；另一方面干化温度较高，一般在150～200℃，容易导致污泥有机挥发份析出，产生有毒有害气体。此外设备结构复杂，污泥容易粘附在设备轴或筒壁上，长期使用设备重要部件磨损严重；污泥在现有设备内大幅度翻腾甚至流化，可能产生扬尘，发生粉尘爆炸的危险。

为此，有必要提出一种新的污泥干化装置，用以解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种基于工业余热的污泥干化装置，包括：

腔体，在所述腔体的两端分别设置有进料口和出料口，污泥从所述进料口进入所述腔体，经由所述出料口排出；

热交换装置，所述热交换装置设置在所述腔体的外壁上并提供与所述污泥进行换热的热源，以干燥所述污泥，其中，所述热交换装置中的热源采用回收工业余热的热源。

示例性地，所述热源的温度低于150℃。

示例性地，所述热源设置为热水。

示例性地，所述热交换装置设置在所述腔体底部。

示例性地，所述热交换装置包括水套隔层。

示例性地，所述水套隔层内设置有至少一块水套挡板。

示例性地，所述热交换装置还包括热泵，所述热泵利用工业余热提供所述热水。

示例性地，所述热交换装置还包括循环装置，所述热水与所述污泥进行换热后进入所述热泵并被所述热泵再次转化为热水，所述热水通过所述循环装置输入所述热交换装置。

示例性地，还包括设置在所述腔体内的干燥栅。

示例性地，还包括振动装置，所述振动装置使所述腔体中的所述污泥振动。

根据本发明基于工业余热的污泥干化装置，采用在污泥干化装置的外壁上设置采用回收工业余热的热源的热交换装置与污泥进行换热以对污泥进行干燥，避免了传统干化工艺中大量消耗蒸汽、干化温度过高而产生有毒有害气体的问题。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的一个实施例基于工业余热的污泥干化装置的结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明污泥干化装置。显然，本发明的施行并不限于垃圾处理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。

现有的热干化技术大多利用中空桨叶干燥机、滚筒干燥机、盘式干燥机等，采用热蒸汽与污泥间接换热，或通过热烟气与污泥直接接触进行干化，减少污泥含水率。采用热蒸汽、热烟气对污泥进行干化的方法一方面消耗大量的高品质热能；另一方面干化温度较高，一般在150～200℃，容易导致污泥有机挥发份析出，产生有毒有害气体。此外设备结构复杂，污泥容易粘附在设备轴或筒壁上，长期使用设备重要部件磨损严重；污泥在现有设备内大幅度翻腾甚至流化，可能产生扬尘，发生粉尘爆炸的危险。

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于工业余热的污泥干化装置，包括：

腔体，在所述腔体的两端分别设置有进料口和出料口，污泥从所述进料口进入所述腔体，经由所述出料口排出；

热交换装置，所述热交换装置设置在所述腔体的侧壁上并提供与所述污泥进行换热的热源，以干燥所述污泥，其中，所述热交换装置中的热源采用回收工业余热的热源。

下面参考图1对本发明的基于工业余热的污泥干化装置进行示意性说明，其中图1为根据本发明的一个实施例的基于工业余热的污泥干化装置的结构示意图。

首先参看图1，根据本发明的一个实施例的基于工业余热的污泥干化装置包括腔体1。所述腔体1可以设置为方形斗状、圆筒状、方形筒状，其可以为金属材料(如钢材)、塑料、陶瓷材料制成。

在所述腔体1的两端设置有进料口11和出料口12。示例性地，如图1所示，进料口11设置在腔体1的一端的上部、出料口12设置在腔体1的另一端的下部。污泥从所述进料口11进入所述腔体1，经过干燥后由所述出料口12排出。

根据本发明基于工业余热的污泥干化装置还包括热交换装置。参看图1，热交换装置2设置在所述腔体1外壁并提供热源通过所述腔体壁传热至所述腔体1内的污泥，从而与污泥进行换热而对污泥起到干燥作用。

其中，所述热交换装置中的热源采用回收工业余热的热源。示例性地，所述回收工业余热的热源来自垃圾焚烧发电厂的余热回收。示例性地，将垃圾焚烧发电厂的温度较低的冷却水通过热泵进行做工后产生的温度较高的热源作为热源与污泥进行热交换。后续将对采用热泵获得热源的方式进行进一步介绍。

示例性地，热源的温度低于150℃。采用在污泥干化装置的外壁上设置采用低于150℃的热源的热交换装置与污泥进行换热以对污泥进行干燥，避免了传统干化工艺中大量消耗蒸汽、干化温度过高而产生有毒有害气体的问题。

示例性地，所述热源设置为热水。热水由热泵技术通过回收电厂余热获得一方面简化污泥干化装置的构造，降低污泥干化装置的成本；另一方面，减少高品位热源的使用，进一步减少成本。

示例性地，参看图1，热交换装置2设置在腔体1的底部。污泥由进料口11进入腔体1内后，落入腔体1的底部直接通过腔体1的底部与热交换装置进行干燥。

示例性地，继续参看图1，热交换装置2包括水套隔层。所述水套隔层包括靠近腔体壁的第一层和远离腔体壁的第二层，在第一层和第二层之间设置热源。热源不断通过水套隔层以将热量传送至腔体壁，腔体壁内的污泥与水套隔层进行热交换从而对污泥进行干燥。

示例性地，继续参看图1，在设置为水套隔层的热交换装置2内设置有水套挡板3。在水套隔层内设置至少一块水套挡板，使热水在水套隔层能充分停留，从而使热水可以与污泥进行充分的热交换，而使污泥充分干燥。示例性地，所述水套挡板在横向上与所述热水的流向相反。

示例性地，继续参看图1，所述热交换装置2还包括热泵4，所述热泵利用工业余热提供所述热水。采用热泵技术可以从循环冷却水中不断提取热能产生热水，避免了传统工艺中大量消耗蒸汽的问题，同时也充分利用工业余热，充分发挥低品位热能的功能，减少了高品位能量的消耗，节约了能耗，减少了生产成本。

示例性地，参看图1，所述热交换装置2还包括循环装置5，所述热水与所述污泥进行换热后，进入所述热泵4被所述热泵4再次转化为所述热水，所述热水通过所述循环装置5输入所述热交换装置。示例性地，所述循环装置设置为水泵。通过热泵、循环装置、水套隔层等设置的热交换装置，使热水循环通过水套隔层对腔体内的污泥进行干燥，整个过程循环进行，有效调高了污泥干燥的效率。

在本发明的一个示例中，在腔体1内设置干燥栅，污泥由腔体1上的进料口11进入腔体后，在干燥栅上与水套隔层内的热水进行换热。示例性地，所述干燥栅设置为格栅状结构，污泥从进料口11进入腔体内落入干燥栅上，通过干燥栅细化，可以增加污泥比表面积，从而使污泥与热交换装置内的污泥充分换热，提升换热效率，提升污泥干燥的效率。

示例性地，继续参看图1，根据本发明的基于工业余热的污泥干化装置，还包括振动装置6，振动装置6对是腔体内的污泥进行振动，在实现污泥破碎、给料推进、干化的同时自动造粒，进一步增加污泥细化后的比表面积，增加干燥速度。

示例性地，所述振动装置设置为振动电机。振动电机根据污泥的特性间歇的对整个装置进行振动，通过调整电机振动的频率来调节污泥向前运动的速度，最终调节出料口污泥中的含水率。

参看图1对根据本发明的基于工业余热的污泥干化装置的干化过程进行详细的描述。

污泥由进料口11进入污泥干化装置的腔体1内，落入腔体1内的格栅，热交换装置2设置在腔体1的底部，污泥落入腔体1的底部后与热交换装置2内的热源进行换热，从而进行污泥干化过程。其中热交换装置2内的热源由热泵4提供。热泵4连接垃圾焚烧发电厂中的冷却循环水，冷却循环水作为热泵的低品位热源输入热泵4并做工后输出(参看图1中箭头B所示的方向)，热交换装置2中的热水作为干化热源由热泵4输出，其中在热交换装置2与热泵4之间连接有循环装置5，循环装置5将热水泵入热交换装置2中(参看图1中箭头P所示的方向)，在热交换装置2中与污泥进行换热后又输入热泵4。在热泵4输入热水和输出热水的两端分别连接有进水止回阀8和出水止回阀7，由此形成热水循环的通道。在采用热交换装置2与污泥进行热交换而对污泥进行干燥的过程中，还采用振动装置6对污泥进行振动、破碎、推送。在振动装置6的作用下，污泥在格栅上不断震动，干化的污泥自动造粒，最后从出料口12输出至存储藏或者直接输送至焚烧炉焚烧。整个过程中在较低的温度(低于150℃)下运行，最大限度的保存了污泥中的有机挥发分，提高了产品的热值，且对污泥干化装置的磨损小、无有毒有害气体产生、无扬尘等问题。具有节能、高效、安全等优势。

综上所述，根据本发明的基于工业余热的污泥干化装置，采用在污泥干化装置的外壁上设置采用低于150℃的热源的热交换装置与污泥进行换热以对污泥进行干燥，避免了传统干化工艺中大量消耗蒸汽、干化温度过高而产生有毒有害气体的问题；另外，污泥在所述水热震动式污泥干化装置内，实现干化、污泥破碎、造粒一体化。最终污泥可以直接储存或进焚烧炉焚烧。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (6)

1.一种基于工业余热的污泥干化装置，其特征在于，包括：

腔体，在所述腔体的两端分别设置有进料口和出料口，污泥从所述进料口进入所述腔体，经由所述出料口排出；

热交换装置，所述热交换装置设置在所述腔体的外壁上并提供与所述污泥进行换热的热源，以干燥所述污泥，其中，所述热交换装置中的热源采用回收工业余热的热源；

所述热源为热水，所述热源的温度低于150℃；

还包括设置在所述腔体内的干燥栅，用以将从所述进料口进入所述腔体并落入到所述干燥栅上的污泥细化，以增加所述污泥的比表面积；

还包括振动装置，所述振动装置用于对整个所述污泥干化装置进行振动以使所述腔体中的所述污泥振动，结合干燥栅的作用以实现污泥破碎、给料推进、干化的同时自动造粒。

2.如权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，所述热交换装置设置在所述腔体底部。

3.如权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，所述热交换装置包括水套隔层。

4.如权利要求3所述的污泥干化装置，其特征在于，所述水套隔层内设置有至少一块水套挡板。

5.如权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，所述热交换装置还包括热泵，所述热泵利用工业余热提供热水。

6.如权利要求5所述的污泥干化装置，其特征在于，所述热交换装置还包括循环装置，所述热水与所述污泥进行换热后进入所述热泵并被所述热泵再次转化为热水，所述热水通过所述循环装置输入所述热交换装置。

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