CN110066089A - 镶嵌式污泥低温干化与造粒装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置及其方法，属于污泥处理装置领域。该装置的核心是内滚筒和外滚筒组成的双滚筒结构，外滚筒同轴嵌套在内滚筒外面，两个滚筒之间通过周向的多条支撑杆进行固定，且两个滚筒之间形成一个环形空腔。污泥在内滚筒中进行分散与干化，在外滚筒中进行二次干化与造粒。该装置所占的平面空间比原先的分段式污泥低温干化装置缩小了二分之一。而且相对于分段式的污泥干化造粒而言，本发明的该装置可以使污泥干化的效率从原先分段式的60‑80％提高至90‑98％，在污泥与烟气的热交换反应经历时间相同的情况下，镶嵌式污泥低温干化相比分段式污泥低温干化的产量提高40‑60％。

Description

镶嵌式污泥低温干化与造粒装置及其方法
技术领域
本发明属于污泥处理装置领域，具体涉及一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置及其方法。
背景技术
城市污水和工业废水在净化过程中会产生大量的污泥，这种污泥不仅含有病源微生物、多种有机和无机污染物以及重金属，而且含水率高而体积庞大，因此，是一类危害性极大的固体废弃物。如何经济安全地处理污水处理厂污泥是世界性的环境难题，解决这一环境难题对我国来说已刻不容缓，这是因为我国污泥的数量特别大，已超过1亿吨/年(含水率80％)，并以每年10-15％的增长率增加，因此根本没有污泥填埋的空间；另外由于我国的生活污水和工业废水合并处理，从而使污泥的成分非常复杂，特别是重金属含量很高，无法土地利用。目前我国大部分污泥只经过初步处理后，便进行无序地临时堆存或简单填埋，不仅占用大面积的土地资源，而且破坏生态环境和污染地下水资源，对局部环境造成严重的二次污染。
污泥无害化、减量化和资源化处理是世界各国共同努力的目标，
而降低污泥的含水率和减小污泥的体积，首先使污泥实现减量化，是最终实现污泥无害化和资源化处理的关键。实践已表明，“热干化”是污泥深度脱水和减少体积最有效的方法，但是，污泥热干化是能量净消耗的过程，能耗费用通常占污泥处理总费用的百分之八十以上，因而存在“能耗瓶颈”。同时实验研究表明，当干化温度＞300℃时，会使污泥中的一些有机物发生热解，这一结果不仅造成尾气中含有大量有害气体而使尾气的处理成本大大增加，而且因污泥中有机物含量减少而使污泥热值资源的利用价值降低。因此，污泥干化必须在低温下进行。
中国的能源结构以燃煤为主，中国煤炭年消费量超过36亿吨，约占国内能源总消费66％，在未来的数十年里，中国整体煤炭消费量仍将保持较高水平。全国各地遍布的大大小小热电厂，以及水泥厂和垃圾焚烧厂等排放的烟气温度一般在120～200℃之间，大量的能源以废能的形式通过烟气被排放而损失掉，这些排放的烟气中所蕴藏的巨大潜能，正是污泥低温干化最理想的热源，特别是在利用烟气余热干化污泥的同时，由于采用了热烟气与湿污泥直接接触的方式，湿污泥可以吸附烟气中60％以上的PM2.5和43％以上的PM10，以及22-25％的二氧化硫和约30％的氮氧化物，因此具有源头控制雾霾的作用。实验研究表明，在低温条件(即120-200℃的烟气温度)下，要完成污泥干化与造粒过程，需要足够的空间与充分的时间来保证热烟气与湿污泥之间的热交换反应，为了满足这个条件，已有的污泥低温干化与造粒通常采用分段式工艺，从而使设备的体积往往较大，加上基础设施需要占据较大的土地面积。因此，在具体实施利用烟气余热或采用独立自备热源烟气的污泥低温干化工程时，工程项目实施单位常常因为缺少足够的空间位置，而使污泥低温干化与造粒系统及其辅助设施在平面空间位置上难以布置，最终影响工程项目的落地。
为了改变因空间位置狭小而影响污泥低温干化工程难以实施的现象，本发明提供了一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置及其方法，不仅使污泥低温干化的效率提高，而且使污泥干化与造粒过程可以在相对最小的平面空间里完成，从而使利用烟气余热或独立自备热源烟气的污泥低温干化工程所需要的占地面积，比原先同等规模的污泥低温干化工程所占的平面空间减少了二分之一以上，这为顺利地推广污泥低温干化技术，特别是能够充分利用烟气余热资源，彻底克服污泥热干化的“能耗瓶颈”，创造了有利条件。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置及其方法。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，它包括内滚筒和外滚筒，所述的外滚筒同轴嵌套在内滚筒外面，两个滚筒之间通过若干条支撑杆进行固定且形成环形空腔；内滚筒和外滚筒由驱动装置驱动旋转；
所述的内滚筒的内壁上设有若干排沿内滚筒周向布设的扬料板，每排扬料板中的所有扬料板在内滚筒的前端到后端之间均匀排列；每块扬料板均突出内滚筒的内壁，用于在内滚筒转动过程中带动污泥一并转动，并在转至顶部区域时使污泥落下；所述的内滚筒前端设有第一进气口和污泥进料口，后端设有第一污泥出料口，所述的第一进气口经过通风管道连接外部热风源，所述的污泥进料口通过螺旋输送机连接安装于污泥储存仓底部的双螺旋定量进泥机，所述的第一污泥出料口连通内滚筒和所述的环形空腔；内滚筒中靠近污泥进料口处设有污泥分散器；
所述的外滚筒内壁上设有一条或多条污泥移动导向板，所述的污泥移动导向板为以螺旋形式从外滚筒后端向前端延伸的导向板；所述的外滚筒前端设有第二进气口和第二污泥出料口，内滚筒和外滚筒后端设有共有的出气口；所述的第二进气口经过通风管道连接外部热风源，所述的第二污泥出料口通过污泥传送带连接污泥成品库，所述的出气口通过通风管道连接尾气处理设备后连接烟囱。
作为第一种优选，所述的外部热风源为烟气余热源，烟气余热源通过带有电动闸阀的管道依次连接多管旋风除尘器、第一引风机和通风管道的入口。
进一步的，所述的尾气处理设备为除尘脱硫装置，除尘脱硫装置中处理后的气体在第二引风机的牵引下通过烟囱达标排放。
进一步的，所述的烟气余热源为热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂、锅炉的烟气排放口。
作为第二种优选，所述的外部热风源为热风炉，热风炉的热风出口通过管道依次连接调温装置和通风管道的入口。
进一步的，所述的尾气处理设备为多级除尘装置，多级除尘装置中处理后的气体在第三引风机的牵引下通过烟囱达标排放。
优选的，所述的污泥储存仓为地埋式污泥储存仓。
优选的，所述的污泥传送带为封闭式污泥传送带。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述第一种优选方式中干化与造粒装置的污泥低温干化与造粒方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将含水量占总重量质量百分比为80％及以上的污水处理厂污泥，存储于污泥储存仓中；
2)通过安装在污泥储存仓底部的双螺旋定量进泥机，将分割为块状的污泥用螺旋输送机均匀连续地通过污泥进料口送入内滚筒中；
3)来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂或锅炉排放的温度为120℃～200℃的烟气，经过多管旋风除尘器除去烟气中≥PM10颗粒物后，用第一引风机通过第一进气口送入内滚筒中，并通过电动闸阀调节风门开启度的大小，控制烟气的流量，使内滚筒中污泥输入量和烟气输入量同步匹配；
4)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒和外滚筒，使内滚筒中的湿污泥与热烟气直接接触，污泥在从烟气中吸收热量使水分蒸发的同时，吸收烟气中的PM2.5和PM10细小微粒与二氧化硫和氮氧化物，并将它们包裹在颗粒中，在污泥分散器和扬料板的联合作用下，使污泥分散为更小的块体，从而使湿污泥和热烟气在污泥分散与干化设备内能够得到充分地相互接触进行热交换反应；
5)在内滚筒内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的第一污泥出料口进入外滚筒内；
6)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒和内滚筒，利用污泥移动导向板推动从内滚筒落下的污泥，从后端向前端移动；同时将热烟气从第二进气口送入外滚筒中，在内滚筒和外滚筒之间的环形空腔内，使热烟气与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2-8毫米的污泥颗粒，将其从前端底面的第二污泥出料口输出，由污泥传送带送入污泥成品库进行冷却，污泥颗粒冷却至常温时，含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值；
7)经过污泥干化后的烟气尾气，通过第二引风机从内滚筒和外滚筒的出气口抽出，送入除尘脱硫装置进行除尘脱硫，经过处理后由烟囱达标排放。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述第二种优选方式中干化与造粒装置的污泥低温干化与造粒方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将含水量占总重量质量百分比为80％及以上的污水处理厂污泥，存储于污泥储存仓；
2)通过安装在污泥储存仓底部的双螺旋定量进泥机，将分割为块状的污泥用螺旋输送机均匀连续地通过污泥进料口送入内滚筒中；
3)利用热风炉产生热风，再通过调温装置将热风调整至合适的温度，由通风管道通过第一进气口送入内滚筒中，并通过电动闸阀调节风门开启度的大小，控制烟气的流量，使内滚筒中污泥输入量和烟气输入量同步匹配；
4)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒，使湿污泥与热风直接接触，污泥在从热风中吸收热量使水分蒸发的同时，吸收烟气中的PM2.5和PM10细小微粒与二氧化硫和氮氧化物，并将它们包裹在颗粒中，在污泥分散器和扬料板的联合作用下，使污泥变分散为更小的块体，从而使湿污泥和热风在内滚筒内能够得到充分地相互接触进行热交换反应；
5)在内滚筒内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的的第一污泥出料口进入外滚筒内；
6)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒，利用污泥移动导向板推动从内滚筒落下的污泥，从后端向前端移动；同时将热风从第二进气口送入外滚筒中，在内滚筒和外滚筒之间的环形空腔内，使热风与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2-8毫米的污泥颗粒，将其从前端下方的第二污泥出料口输出，由污泥传送带送入污泥成品库进行冷却，污泥颗粒冷却至常温时，含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值；
7)经过污泥干化后的热风尾气，通过第三引风机从内滚筒和外滚筒的出气口抽出，并送入多级除尘装置进行多级除尘，经过处理后由烟囱达标排放。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：
1)利用烟气余热干化污泥，可以在不消耗新能源的情况下，将污水处理厂污泥的含水量占总重量质量百分比降至30％以下，使污泥体积减少至三分之一以下，彻底克服了污泥热干化的“能耗瓶颈”。
2)镶嵌式污泥低温干化装置所占的平面空间比原先的分段式污泥低温干化装置缩小了二分之一，从而改变了热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂等因地面空间狭小而使利用烟气余热干化污泥工程项目难以落地的现象。
3)以湿污泥与热烟气直接接触的干化方式，不仅使污泥干化的效率达到最大化，更重要的是污泥能够吸附烟气中大量的PM2.5和PM10以及二氧化硫和氮氧化物，从而起到了对大气污染的源头控制作用。
4)由于本发明将污泥低温干化从原先的分段式变为镶嵌式，污泥分散与干化过程(相当于原先的第一段干化)在全封闭的状态下进行，不仅使污泥分散与干化设备的筒体不会因暴露降温而损失能量，而且使污泥分散与干化设备的筒体内外同时受热，因此，可以使污泥干化的效率从原先分段式的60-80％提高至90-98％，在污泥与烟气的热交换反应经历时间相同的情况下，镶嵌式污泥低温干化相比分段式污泥低温干化的产量提高40-60％。
附图说明
图1是一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置的结构示意图；
图2是安装扬料板后的内滚筒断面示意图；
图3是外滚筒中污泥移动导向板的示意图；
图4是另一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置的结构示意图。
图中附图标记：烟气余热源1、电动闸阀2、多管旋风除尘器3、第一引风机4、第一进气口5、通风管道6、污泥进料口7、第二进气口8、内滚筒9、外滚筒10、扬料板11、污泥分散器12、第一污泥出料口13、污泥移动导向板14、出气口15、除尘脱硫装置16、第二引风机17、螺旋输送机18、双螺旋定量进泥机19、地埋式污泥储存仓20、封闭式污泥传送带21、污泥成品库22、烟囱23、支撑杆24、热风炉25、调温装置26、多级除尘装置27、第三引风机28、第二污泥出料口29。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。
实施例1
如图1所示，是第一个实施例中的镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其核心是内滚筒9和外滚筒10组成的双滚筒结构，外滚筒10同轴嵌套在内滚筒9外面，两个滚筒之间通过周向的多条支撑杆24进行固定，且在两个滚筒之间形成一个环形空腔。内滚筒9和外滚筒10的外形均为长形的筒体，其中内滚筒9的筒体直径为1.5～3.0m，长为8～25m；外滚筒10的筒体直径为3.0～5.0m，长为8～25m，根据实际需要进行设置，内滚筒9的外径必须小于外滚筒10的内径。污泥在内滚筒9中进行分散与干化，在外滚筒10中进行二次干化与造粒。
内滚筒9和外滚筒10由驱动装置驱动同步旋转，驱动装置可以采用调频电机配合减速器实现，当然也可以采用其他能够驱动滚筒旋转的设备。内滚筒9的内壁上设有4～8排扬料板11，4～8排扬料板11沿内滚筒9周向等间距布设。每排扬料板11中的所有扬料板11在内滚筒9的前端到后端之间均匀排列。如图2所示，为设置4排扬料板11的情况。每块扬料板11均突出内滚筒9的内壁。在内滚筒9转动过程中，带动污泥一并转动，并在转至顶部一定高度的区域时，污泥在重力作用下脱离扬料板11落下，落到下方的扬料板11上的污泥继续由其他扬料板11带动旋转。为了污泥能够沿内滚筒9轴向移动，最好需要使扬料板11倾斜安装，即扬料板11的板面向内滚筒9末端倾斜，因此内滚筒9内的污泥在被扬料板11带动转动过程中，污泥会逐渐沿倾斜板面滑动，然后落下，由此整体逐渐向内滚筒9的末端移动。内滚筒9前端设有第一进气口5，在前端的上方设有污泥进料口7，内滚筒后端底面(即内滚筒的圆柱侧面)设有第一污泥出料口13。其中，第一进气口5经过通风管道6连接外部热风源，本实施例中外部热风源为烟气余热源1，可以是热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂、锅炉等具有余热烟气的设施的烟气排放口。烟气余热源1通过带有电动闸阀2的管道依次连接多管旋风除尘器3、第一引风机4和通风管道6的入口。在第一引风机4的牵引下，烟气余热源1排放的带有余热的烟气可以进入通风管道6，然后再进入两个滚筒中，用于干化污泥。污泥是从污泥进料口7输入的，污泥进料口7通过螺旋输送机18连接安装于地埋式的污泥储存仓20底部的双螺旋定量进泥机19。内滚筒(9)中靠近污泥进料口处设有污泥分散器12，用于对从污泥进料口7输入的污泥进行初步分散。污泥分散器12可以采用现有技术中的分散设备，也可以采用钢制的链条或者链锤等设备实现。第一污泥出料口13连通内滚筒9和两个滚筒之间的环形空腔，经过内滚筒9初步干化后的污泥从第一污泥出料口13掉落，进入两个滚筒之间的环形空腔，继续进行干化。
外滚筒10内壁上设有一条或多条污泥移动导向板14。如图3所示，污泥移动导向板14为以螺旋形式从外滚筒10后端向前端延伸的导向板，形成一个螺旋输送结构。外滚筒10前端设有第二进气口8和第二污泥出料口29，内滚筒9和外滚筒10后端设有共有的出气口15，第二进气口8经过通风管道6也连接烟气余热源1。而第二污泥出料口29设置于外滚筒10的前端底面(即外滚筒的圆柱侧面)上，通过封闭式的污泥传送带21连接污泥成品库22，出气口15通过带有电动闸阀2的通风管道6连接尾气处理设备后连接烟囱23。在本实施例中，尾气处理设备为除尘脱硫装置16，除尘脱硫装置16中处理后的气体在第二引风机17的牵引下通过烟囱23达标排放。
基于该干化与造粒装置的污泥低温干化与造粒方法，其步骤如下：
1)将含水量占总重量质量百分比为80％及以上的污水处理厂污泥，用封闭式污泥输送车送入并存储于污泥储存仓20中；
2)通过安装在污泥储存仓20底部的双螺旋定量进泥机19，将分割为块状的污泥用螺旋输送机18均匀连续地通过污泥进料口7送入内滚筒9中；
3)来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂或锅炉排放的温度为120℃～200℃的烟气，经过多管旋风除尘器3除去烟气中≥PM10颗粒物后，用第一引风机4通过第一进气口5送入内滚筒9中，并通过电动闸阀2调节风门开启度的大小，控制烟气的流量，使内滚筒9中污泥输入量和烟气输入量同步匹配；
4)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒9，使内滚筒9中的湿污泥与热烟气直接接触，污泥在从烟气中吸收热量使水分蒸发的同时，吸收烟气中的PM2.5和PM10细小微粒与二氧化硫和`氮氧化物，并将它们包裹在颗粒中，在污泥分散器12和扬料板11的联合作用下，使污泥分散为更小的块体，从而使湿污泥和热烟气在污泥分散与干化设备内能够得到充分地相互接触进行热交换反应；
5)在内滚筒9内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的第一污泥出料口13进入外滚筒10内；
6)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒10，利用污泥移动导向板14推动从内滚筒9落下的污泥，从后端向前端移动；同时将热烟气从第二进气口8送入外滚筒10中，在内滚筒9和外滚筒10之间的环形空腔内，使热烟气与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2-8毫米的污泥颗粒，将其从前端下方的第二污泥出料口29输出，由污泥传送带21送入污泥成品库22进行冷却，污泥颗粒冷却至常温时，含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值，可作为辅助燃料与煤一起掺烧，也可以作为水泥的原料，或烧制轻质节能砖、陶粒等资源化利用；
7)经过污泥干化后的烟气尾气，通过第二引风机17从内滚筒9和外滚筒10的出气口15抽出，送入除尘脱硫装置16进行除尘脱硫，经过处理后由烟囱23达标排放。
在该实施例中，镶嵌式污泥低温干化装置所占的平面空间比原先的分段式污泥低温干化装置缩小了二分之一。而且由于本发明将污泥低温干化从原先的分段式变为镶嵌式，污泥分散与干化过程(相当于原先的第一段干化)在全封闭的状态下进行，不仅使污泥分散与干化设备的筒体不会因暴露降温而损失能量，而且使污泥分散与干化设备的内筒体内外同时受热。对于内滚筒而言，不仅不存在散热，反而会由外滚筒向其输入热量，因此使得湿污泥的干化效率大大提高。试验表明，相对于分段式的污泥干化造粒而言，本发明的该装置可以使污泥干化的效率从原先分段式的60-80％提高至90-98％，在污泥与烟气的热交换反应经历时间相同的情况下，镶嵌式污泥低温干化相比分段式污泥低温干化的产量提高40-60％。
实施例2
如图4所示，在本实施例中提供了另一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，它也包括相同的内滚筒9和外滚筒10。外滚筒10同轴嵌套在内滚筒9外面，两个滚筒之间通过周向的多条支撑杆24进行固定，且在两个滚筒之间形成一个环形空腔。内滚筒9和外滚筒10的外形均为长形的筒体，其内滚筒9的筒体直径为1.5～3.0m，长为8～25m；外滚筒10的筒体直径为3.0～5.0m，长为8～25m，根据实际需要进行设置。污泥在内滚筒9中进行分散与干化，在外滚筒10中进行二次干化与造粒。
内滚筒9和外滚筒10由驱动装置驱动同步旋转，驱动装置可以采用调频电机配合减速器实现，当然也可以采用其他能够驱动滚筒旋转的设备。内滚筒9的内壁上设有4～8排扬料板11，4～8排扬料板11沿内滚筒9周向等间距布设。每排扬料板11中的所有扬料板11在内滚筒9的前端到后端之间均匀排列。如图2所示，为设置4排扬料板11的情况。每块扬料板11均突出内滚筒9的内壁，在内滚筒9转动过程中，带动污泥一并转动，并在转至顶部一定高度的区域时，污泥在重力作用下脱离扬料板11落下，然后继续由其他扬料板11带动旋转。为了污泥能够沿内滚筒9轴向移动，最好需要使扬料板11倾斜安装，即扬料板11的板面向内滚筒9末端倾斜，污泥会因这个倾斜斜面而逐渐向内滚筒9的末端移动。内滚筒9前端设有第一进气口5，在前端的上方设有污泥进料口7，内滚筒后端底面(即内滚筒的圆柱侧面)设有第一污泥出料口13。其中，第一进气口5经过通风管道6连接外部热风源，本实施例中外部热风源为热风炉25，能源来自燃煤或天然气或油。热风炉25的热风出口通过管道依次连接调温装置26和通风管道6的入口，通过调温装置26可以改变热风的温度。热风炉25排出的热风可以进入通风管道6，然后再进入两个滚筒中，用于干化污泥。污泥是从污泥进料口7输入的，污泥进料口7通过螺旋输送机18连接安装于地埋式的污泥储存仓20底部的双螺旋定量进泥机19。第一污泥出料口13连通内滚筒9和两个滚筒之间的环形空腔，经过内滚筒9初步干化后的污泥从第一污泥出料口13掉落进入外滚筒10，在内滚筒9和外滚筒10之间的环形空腔内继续进行干化并造粒。
外滚筒10内壁上设有一条或多条污泥移动导向板14。如图3所示，污泥移动导向板14为以螺旋形式从外滚筒10后端向前端延伸的导向板，形成一个螺旋输送结构。外滚筒10前端设有第二进气口8和第二污泥出料口29，内滚筒9和外滚筒10后端设有共有的出气口15，第二进气口8经过通风管道6也连接热风炉25。第二污泥出料口29设置于外滚筒10的前端底面(即外滚筒的圆柱侧面)上，通过封闭式的污泥传送带21连接污泥成品库22，出气口15通过带有电动闸阀2的通风管道6连接尾气处理设备后连接烟囱23。在本实施例中，尾气处理设备为多级除尘装置27，多级除尘装置27中处理后的气体在第三引风机28的牵引下通过烟囱23达标排放。
基于上述干化与造粒装置的污泥低温干化与造粒方法，其步骤如下：
1)将含水量占总重量质量百分比为80％及以上的污水处理厂污泥，用封闭式污泥输送车送入并存储于污泥储存仓20；
2)通过安装在污泥储存仓20底部的双螺旋定量进泥机19，将分割为块状的污泥用螺旋输送机18均匀连续地通过污泥进料口7送入内滚筒9中；
3)利用热风炉25产生热风，再通过调温装置26将热风调整至合适的温度，由通风管道6通过第一进气口5送入内滚筒9中，并通过电动闸阀2调节风门开启度的大小，控制烟气的流量，使内滚筒9中污泥输入量和烟气输入量同步匹配；
4)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒9，使湿污泥与热风直接接触，污泥在从热风中吸收热量使水分蒸发的同时，吸收烟气中的PM2.5和PM10细小微粒与二氧化硫和氮氧化物，并将它们包裹在颗粒中，在污泥分散器12和扬料板11的联合作用下，使污泥变分散为更小的块体，从而使湿污泥和热风在内滚筒9内能够得到充分地相互接触进行热交换反应；
5)在内滚筒9内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的第一污泥出料口13进入外滚筒10内；
6)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒10，利用污泥移动导向板14推动从内滚筒9落下的污泥，从后端向前端移动；同时将热风从第二进气口8送入外滚筒10中，在内滚筒9和外滚筒10之间的环形空腔内，使热风与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2-8毫米的污泥颗粒，将其从前端底面的第二污泥出料口29输出，由污泥传送带21送入污泥成品库22进行冷却，污泥颗粒冷却至常温时，含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值，可作为辅助燃料与煤一起掺烧，也可以作为水泥的原料，或烧制轻质节能砖、陶粒等资源化利用；
7)经过污泥干化后的热风尾气，通过第三引风机28从内滚筒9和外滚筒10的出气口15抽出，并送入多级除尘装置27进行多级除尘，经过处理后由烟囱23达标排放。
同样的，在该实施例中，镶嵌式污泥低温干化装置所占的平面空间也能够大大缩减。且该装置可以使污泥干化的效率从原先分段式的60-80％提高至90-98％，在污泥与烟气的热交换反应经历时间相同的情况下，镶嵌式污泥低温干化相比分段式污泥低温干化的产量提高40-60％。而且，相比于实施例1的设备，该装置能够通过调温装置26改变热风的温度，能够处理含水率更高的污泥，也能够通过调温适应不同性质的污泥。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其特征在于，包括内滚筒(9)和外滚筒(10)，所述的外滚筒(10)同轴嵌套在内滚筒(9)外面，两个滚筒之间通过若干条支撑杆(24)进行固定且形成环形空腔；内滚筒(9)和外滚筒(10)由驱动装置驱动旋转；
所述的内滚筒(9)的内壁上设有若干排沿内滚筒(9)周向布设的扬料板(11)，每排扬料板(11)中的所有扬料板(11)在内滚筒(9)的前端到后端之间均匀排列；每块扬料板(11)均突出内滚筒(9)的内壁，用于在内滚筒(9)转动过程中带动污泥一并转动，并在转至顶部区域时使污泥落下；所述的内滚筒(9)前端设有第一进气口(5)和污泥进料口(7)，后端设有第一污泥出料口(13)，所述的第一进气口(5)经过通风管道(6)连接外部热风源，所述的污泥进料口(7)通过螺旋输送机(18)连接安装于污泥储存仓(20)底部的双螺旋定量进泥机(19)，所述的第一污泥出料口(13)连通内滚筒(9)和所述的环形空腔；内滚筒(9)中靠近污泥进料口(7)处设有污泥分散器(12)；
所述的外滚筒(10)内壁上设有一条或多条污泥移动导向板(14)，所述的污泥移动导向板(14)为以螺旋形式从外滚筒(10)后端向前端延伸的导向板；所述的外滚筒(10)前端设有第二进气口(8)和第二污泥出料口(29)，内滚筒(9)和外滚筒(10)后端设有共有的出气口(15)；所述的第二进气口(8)经过通风管道(6)连接外部热风源，所述的第二污泥出料口(29)通过污泥传送带(21)连接污泥成品库(22)，所述的出气口(15)通过通风管道(6)连接尾气处理设备后连接烟囱(23)。
2.如权利要求1所述的镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其特征在于，所述的外部热风源为烟气余热源(1)，烟气余热源(1)通过带有电动闸阀(2)的管道依次连接多管旋风除尘器(3)、第一引风机(4)和通风管道(6)的入口。
3.如权利要求2所述的镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其特征在于，所述的尾气处理设备为除尘脱硫装置(16)，除尘脱硫装置(16)中处理后的气体在第二引风机(17)的牵引下通过烟囱(23)达标排放。
4.如权利要求2所述的镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其特征在于，所述的烟气余热源(1)为热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂、锅炉的烟气排放口。
5.如权利要求1所述的镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其特征在于，所述的外部热风源为热风炉(25)，热风炉(25)的热风出口通过管道依次连接调温装置(26)和通风管道(6)的入口。
6.如权利要求5所述的镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其特征在于，所述的尾气处理设备为多级除尘装置(27)，多级除尘装置(27)中处理后的气体在第三引风机(28)的牵引下通过烟囱(23)达标排放。
7.如权利要求1～6任一所述的镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其特征在于，所述的污泥储存仓(20)为地埋式污泥储存仓。
8.如权利要求1～6任一所述的镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，其特征在于，所述的污泥传送带(21)为封闭式污泥传送带。
9.一种利用如权利要求3所述干化与造粒装置的污泥低温干化与造粒方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将含水量占总重量质量百分比为80％及以上的污水处理厂污泥，存储于污泥储存仓(20)中；
2)通过安装在污泥储存仓(20)底部的双螺旋定量进泥机(19)，将分割为块状的污泥用螺旋输送机(18)均匀连续地通过污泥进料口(7)送入内滚筒(9)中；
3)来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂或锅炉排放的温度为120℃～200℃的烟气，经过多管旋风除尘器(3)除去烟气中≥PM10颗粒物后，用第一引风机(4)通过第一进气口(5)送入内滚筒(9)中，并通过电动闸阀(2)调节风门开启度的大小，控制烟气的流量，使内滚筒(9)中污泥输入量和烟气输入量同步匹配；
4)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒(9)，使内滚筒(9)中的湿污泥与热烟气直接接触，污泥在从烟气中吸收热量使水分蒸发的同时，吸收烟气中的PM2.5和PM10细小微粒与二氧化硫和氮氧化物，并将它们包裹在颗粒中，在污泥分散器(12)和扬料板(11)的联合作用下，使污泥分散为更小的块体，从而使湿污泥和热烟气在污泥分散与干化设备内能够得到充分地相互接触进行热交换反应；
5)在内滚筒(9)内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的第一污泥出料口(13)进入外滚筒(10)内；
6)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒(10)和内滚筒(9)，利用污泥移动导向板(14)推动从内滚筒(9)落下的污泥，从后端向前端移动；同时将热烟气从第二进气口(8)送入外滚筒(10)中，在外滚筒(10)和内滚筒(9)之间的环形空腔内，使热烟气与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2-8毫米的污泥颗粒，将其从前端底面的第二污泥出料口(29)输出，由污泥传送带(21)送入污泥成品库(22)进行冷却，污泥颗粒冷却至常温时，含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值；
7)经过污泥干化后的烟气尾气，通过第二引风机(17)从内滚筒(9)和外滚筒(10)的出气口(15)抽出，送入除尘脱硫装置(16)进行除尘脱硫，经过处理后由烟囱(23)达标排放。
10.一种利用如权利要求6所述干化与造粒装置的污泥低温干化与造粒方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将含水量占总重量质量百分比为80％及以上的污水处理厂污泥，存储于污泥储存仓(20)；
2)通过安装在污泥储存仓(20)底部的双螺旋定量进泥机(19)，将分割为块状的污泥用螺旋输送机(18)均匀连续地通过污泥进料口(7)送入内滚筒(9)中；
3)利用热风炉(25)产生热风，再通过调温装置(26)将热风调整至合适的温度，由通风管道(6)通过第一进气口(5)送入内滚筒(9)中，并通过电动闸阀(2)调节风门开启度的大小，控制烟气的流量，使内滚筒(9)中污泥输入量和烟气输入量同步匹配；
4)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒(9)，使湿污泥与热风直接接触，污泥在从热风中吸收热量使水分蒸发的同时，吸收烟气中的PM2.5和PM10细小微粒与二氧化硫和氮氧化物，并将它们包裹在颗粒中，在污泥分散器(12)和扬料板(11)的联合作用下，使污泥变分散为更小的块体，从而使湿污泥和热风在内滚筒(9)内能够得到充分地相互接触进行热交换反应；
5)在内滚筒(9)内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的第一污泥出料口(13)进入外滚筒(10)内；
6)在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒(10)和内滚筒(9)，利用污泥移动导向板(14)推动从内滚筒(9)落下的污泥，从后端向前端移动；同时将热风从第二进气口(8)送入外滚筒(10)中，在外滚筒(10)和内滚筒(9)之间的环形空腔内，使热风与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2-8毫米的污泥颗粒，将其从前端底面的第二污泥出料口(29)输出，由污泥传送带(21)送入污泥成品库(22)进行冷却，污泥颗粒冷却至常温时，含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值；
7)经过污泥干化后的热风尾气，通过第三引风机(28)从内滚筒(9)和外滚筒(10)的出气口(15)抽出，并送入多级除尘装置(27)进行多级除尘，经过处理后由烟囱(23)达标排放。
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