CN110487058A - 一种污泥热泵烘干系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥热泵烘干系统，该系统包括：烘干室、热泵室和调节装置，烘干室与热泵室连通，调节装置与热泵室连接；该系统还包括：送风机、除湿装置、冷凝器、污泥输送装置、加料装置和干料存储装置；其中，除湿装置包括通过管道依次连接的热管吸热单元、一级蒸发器、二级蒸发器和热管放热单元；加料装置位于污泥输送装置的上方，干料存储装置位于污泥输送装置的下方；污泥输送装置通过管道连接热管吸热单元的输入口，热管放热单元的输出口通过管道连接冷凝器的一端输入口，冷凝器的一端输出口通过管道与烘干室下方的进风口连通，送风机位于冷凝器和烘干室下方的进风口的管道上；该系统不仅减轻了大气污染，而且保证了热量的回收利用。

Description

一种污泥热泵烘干系统

技术领域

本发明涉及污泥干化技术领域，尤其涉及一种污泥热泵烘干系统。

背景技术

随着社会工业化的发展，当前产生的污泥越来越多，若直接排放污泥，则污泥中的重金属、寄生虫等会严重影响地球的环境。因此，在排放污泥之前，通常需要对污泥进行干燥处理。

现有的污泥处理主要采用电热、燃煤燃气锅炉等加热方式，加热烘干室内空气，以将污泥中所含的水分全部排到室外，同时补充部分干燥新风。

采用直接加热的方式，不仅会由于污泥中的一些杂质可能会进入空气中，造成大气污染的问题，而且还会造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种污泥热泵烘干系统。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种污泥热泵烘干系统，所述污泥热泵烘干系统包括：烘干室、热泵室和调节装置；

所述烘干室通过管道与所述热泵室连通，所述调节装置与所述热泵室连接，所述调节装置用于当所述热泵室内的温度达到预设温度时，抽离部分所述热泵室内的热风；

所述污泥热泵烘干系统还包括：送风机、除湿装置、冷凝器、污泥输送装置、加料装置和干料存储装置；

其中，所述除湿装置包括热管吸热单元、一级蒸发器、二级蒸发器和热管放热单元，所述热管吸热单元、所述一级蒸发器、所述二级蒸发器和所述热管放热单元通过管道依次连接；

所述污泥输送装置、所述加料装置和所述干料存储装置均位于所述烘干室内，且所述加料装置位于所述污泥输送装置的上方，所述干料存储装置位于所述污泥输送装置的下方；

所述除湿装置和所述冷凝器均位于热泵室内，所述污泥输送装置通过管道连接所述热管吸热单元的输入口，所述热管放热单元的输出口通过管道连接所述冷凝器的一端输入口，所述冷凝器的一端输出口通过管道与烘干室下方的进风口连通，所述送风机位于所述冷凝器和所述烘干室下方的进风口的管道上。

作为本发明的进一步改进，所述调节装置包括：第一温度传感器、抽风机、控制单元，所述控制单元分别与所述第一温度传感器和所述抽风机连接；

所述第一温度传感器用于检测所述烘干室内的温度，并将所述温度发送至控制单元，所述控制单元用于在所述温度达到所述预设温度时，控制所述抽风机启动，以抽离部分所述烘干室的热风。

作为本发明的进一步改进，所述冷凝器包括一级冷凝器和二级冷凝器；

所述污泥输送装置通过管道连接所述热管吸热单元的输入口，所述热管放热单元的输出口通过管道连接所述一级冷凝器一端输入口，所述一级冷凝器的输出口连接所述二级冷凝器的输入口，所述二级冷凝器的一端输出口通过管道与烘干室下方的进风口连通。

作为本发明的进一步改进，所述污泥热泵烘干系统还包括：压缩机、储液装置和节流装置，且所述压缩机、所述储液装置、所述节流装置均位于热泵室内；

所述二级蒸发器的输出口连接所述压缩机的输入口，所述压缩机的输出口连接所述一级冷凝器的另一端输入口，所述一级冷凝器的输出口连接所述二级冷凝器输入口，所述二级冷凝器的另一端输出口连接所述储液装置的输入口，所述储液装置的输出口连接所述节流装置的输出口，所述节流装置的输出口连接所述一级蒸发器的输入口。

作为本发明的进一步改进，所述污泥热泵烘干系统还包括：过滤器，所述过滤器位于热泵室内，所述过滤器的输入端通过管道连接所述污泥输送装置通，所述过滤器的输出端通过管道连接所述热管吸热单元的输入口。

作为本发明的进一步改进，所述一级蒸发器和所述二级蒸发器上均设置有用于排出冷凝水的管道。

作为本发明的进一步改进，所述热管吸热单元和所述一级蒸发器之间的管道上安装有第一温湿度传感器，所述一级蒸发器和所述二级蒸发器的管道上安装有第二温湿度传感器，所述二级蒸发器和所述热管放热单元之间的管道上安装有第三温湿度传感器。

作为本发明的进一步改进，所述热管放热单元和所述一级冷凝器之间的管道上安装有第二温度传感器，所述一级冷凝器和所述二级冷凝器之间的管道上安装有第三温湿度传感器，所述二级冷凝器与所述烘干室下方的进风口之间的管道上安装有第三温度传感器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明所提供的一种污泥热泵烘干系统，通过将热泵室与烘干室构成闭环循环风道回路，从而实现对污泥除湿烘干，不仅减轻了大气污染，而且保证了热量的回收利用。

除湿装置包括热管吸热单元、一级蒸发器、二级蒸发器和热管放热单元，仅通过该除湿装置本身即可完成由高湿度空气至低湿度空气的转变，简化了空气转化过程中的部件的同时增强了除湿效果，再加以配合冷凝器，也增强了制热的效果；且，还设置有调节装置，当热泵室内的温度达到预设温度时，抽离部分热泵室的热风，热泵室内所有的装置能够在最优的温度条件下进行，提高了污泥烘干效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种污泥热泵烘干系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种除湿装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种冷媒的流向示意图；

图4是本发明实施例提供的一种空气循环过程监测示意图。

其中：

000-烘干室，100-热泵室，200-调节装置，1-送风机，2-除湿装置，

201-热管吸热单元，202-一级蒸发器，203-二级蒸发器，204-热管放热单元，

3-冷凝器，301-一级冷凝器，302-二级冷凝器，4-污泥输送装置，

5-加料装置，6-干料存储装置，7-压缩机，8-储液装置，9-节流装置，

10-过滤器，1100-第一温湿度传感器，1101-第二温湿度传感器，

1102-第三温湿度传感器，1103-第四温湿度传感器，1104-第二温度传感器，

1105-第三温度传感器，1106-第四温度传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。

图1是本发明实施例提供的一种污泥热泵烘干系统的结构示意图，如图1所示，污泥热泵烘干系统包括：烘干室000、热泵室100和调节装置200；

烘干室000通过管道与热泵室100连通，调节装置200与热泵室100连接，调节装置200用于当热泵室100内的温度达到预设温度时，抽离部分热泵室100内的热风；

污泥热泵烘干系统还包括：送风机1、除湿装置2、冷凝器3、污泥输送装置4、加料装置5和干料存储装置6。

其中，除湿装置2包括热管吸热单元201、一级蒸发器202、二级蒸发器203和热管放热单元204，热管吸热单元201、一级蒸发器202、二级蒸发器203和热管放热单元204通过管道依次连接，该依次连接的顺序可以是从左到右、或者从右到左、或者从上到下等，图2示出了一种除湿装置的结构示意图，如图2所示，热管吸热单元201、一级蒸发器202、二级蒸发器203和热管放热单元204通过管道从左到右依次连接。

污泥输送装置4、加料装置5和干料存储装置6均位于烘干室000内，且加料装置5位于污泥输送装置4的上方，干料存储装置6位于污泥输送装置4的下方。在一种可能实现方式中，污泥输送装置4可以为传送网带，该传送网带包括上下间隔并彼此错开设置的至少两个，加料装置5可以位于最上方的传送网带的输入端的最上方，干料存储装置6可以位于最下方的传送网带输出端的正下方。

除湿装置2和冷凝器3均位于热泵室100内，污泥输送装置4通过管道连接热管吸热单元201的输入口，热管放热单元204的输出口通过管道连接冷凝器3的一端输入口，冷凝器3的一端输出口通过管道与烘干室000下方的进风口连通，送风机1位于冷凝器3和烘干室000下方的进风口的管道上。

本发明实施例中，如图1所示，送风机1将从冷凝器3出来的干热空气吹向污泥输送装置4中的污泥并带走污泥中的水分形成高温度高湿度的空气，该高温度高湿度的空气通过热管吸热单元201进入除湿装置2，首先经过热管吸热单元201，温度初步降低，再经过一级蒸发器202和二级蒸发器203进行充分除湿处理，析出冷凝水，并通过一级蒸发器202和二级蒸发器203上设置的管道排出冷凝水，从而形成低温低绝对含湿量的空气，最后经过热管放热单元204离开除湿装置2，得到温度初步升高相对湿度降低的空气，该空气再经过冷凝器3重新恢复干热空气的状态，进入烘干室000继续对污泥进行烘干，如此反复将湿污泥烘干。

在保证污泥烘干过程持续的进行，本发明实施例中，还设置有调节装置200，该调节装置200与热泵室100连接，调节装置200用于当热泵室100内的温度达到预设温度时，抽离部分热泵室100内的热风。

关于调节装置200的位置，在一种可能实现方式中，调节装置200设置于热泵室100的顶部，则调节装置200检测热泵室100顶部区域的温度，当热泵室100顶部区域内的温度达到预设温度时，抽离部分热泵室100的热风。该预设温度可由工作人员预先设定。示例性地，当调节装置200设置于热泵室100的顶部时，该预设温度可以为60℃（摄氏度）。

为实现调节装置200的保护作用，调节装置200包括：第一温度传感器、抽风机、控制单元，控制单元分别与第一温度传感器和抽风机连接；第一温度传感器用于检测烘干室000内的温度，并将温度发送至控制单元，控制单元用于在温度达到预设温度时，控制抽风机启动，以抽离部分烘干室000的热风。

在一种可能实现方式中，污泥热泵烘干系统还包括：过滤器10，过滤器10位于热泵室100内，过滤器10的输入端通过管道连接污泥输送装置4，过滤器10的输出端通过管道连接热管吸热单元201的输入口，由送风机1将从冷凝器3出来的干热空气吹向污泥输送装置4中的污泥并带走污泥中的水分形成高温度高湿度的空气后，该高温度高湿度的空气先通过过滤器10后，再通过热管吸热单元201进入除湿装置2，能够有效减少空气中的杂质。

冷凝器3还可以包括一级冷凝器301和二级冷凝器302，污泥输送装置4通过管道连接热管吸热单元201的输入口，热管放热单元204的输出口通过管道连接一级冷凝器301一端输入口，一级冷凝器301的输出口连接二级冷凝器302的输入口，二级冷凝器302的一端输出口通过管道与烘干室000下方的进风口连通。通过设置一级冷凝器301和二级冷凝器302，能够保证低温低湿的风被充分地加热处理。

实现污泥热泵烘干系统的顺利运行，图3示出了污泥烘干过程中的冷媒循环系统图，如图3所示，污泥热泵烘干系统还包括：压缩机7、储液装置8和节流装置9，且压缩机7、储液装置8、节流装置9均位于热泵室100内。

二级蒸发器203的输出口连接压缩机7的输入口，压缩机7的输出口连接一级冷凝器301的另一端输入口，一级冷凝器301的输出口连接二级冷凝器302输入口，二级冷凝器302的另一端输出口连接储液装置8的输入口，储液装置8的输出口连接节流装置9的输出口，节流装置9的输出口连接一级蒸发器202的输入口。

压缩机7将从二级蒸发器203出来的低压低温的空气压缩为高压高温的空气，该高压高温的气体进入一级冷凝器301和二级冷凝器302，散热至风管中加热管中的循环空气的同时，变为高温高压的液体并进入储液装置8中，储液装置8中的液体经过节流装置9之后变为低压低温的液体进入一级蒸发器202和二级蒸发器203，在一级蒸发器202和二级蒸发器203中蒸发吸热，在实现对循环空气的降温除湿的同时，低压低温液体变为低压低温的空气，该低压低温的空气再次经过压缩机7，如此反复循环，实现污泥热泵烘干系统的顺利运行。

为实现污泥热泵烘干系统中对空气的监测过程，如图4所示，污泥输送装置4与热管吸热单元201之间的官道上安装有第一温湿度传感器1100，热管吸热单元201和一级蒸发器202之间的管道上安装有第二温湿度传感器1101，一级蒸发器202和二级蒸发器203的管道上安装有第三温湿度传感器1102，二级蒸发器203和热管放热单元204之间的管道上安装有第四温湿度传感器1103。

热管放热单元204和一级冷凝器301之间的管道上安装有第二温度传感器1104，一级冷凝器301和二级冷凝器302之间的管道上安装有第三温度传感器1105，二级冷凝器302与烘干室000下方的进风口之间的管道上安装有第四温度传感器1106。

第一温湿度传感器1100和第二温湿度传感器1101可以完成对热管吸热单元201负荷的计算；完成对第二温湿度传感器1101、第三温湿度传感器1102和第四温湿度传感器1103可以完成对一级蒸发器202的除湿量、二级蒸发器203的除湿量，以及一级蒸发器202和二级蒸发器203对循环空气制冷量的计算；第四温湿度传感器1103和第二温度传感器1104可以完成对热管放热单元204负荷的计算；第二温度传感器1104、第三温度传感器1105和第四温度传感器1106可以完成对一级冷凝器301和二级冷凝器302的负荷的计算。

在一种可能实现方式中，该污泥热泵烘干系统还包括计算模块，该计算模块分别与第一温湿度传感器1100、第二温湿度传感器1101、第三温湿度传感器1102、第四温湿度传感器1103、第二温度传感器1104、第三温度传感器1105、第四温度传感器1106连接，该计算模块在接收上述传感器发送的数据后，完成对应的计算。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种污泥热泵烘干系统，其特征在于，所述污泥热泵烘干系统包括：烘干室（000）、热泵室（100）和调节装置（200）；

所述烘干室（000）通过管道与所述热泵室（100）连通，所述调节装置（200）与所述热泵室（100）连接，所述调节装置（200）用于当所述热泵室（100）内的温度达到预设温度时，抽离部分所述热泵室（100）内的热风；

所述污泥热泵烘干系统还包括：送风机（1）、除湿装置（2）、冷凝器（3）、污泥输送装置（4）、加料装置（5）和干料存储装置（6）；

其中，所述除湿装置（2）包括热管吸热单元（201）、一级蒸发器（202）、二级蒸发器（203）和热管放热单元（204），所述热管吸热单元（201）、所述一级蒸发器（202）、所述二级蒸发器（203）和所述热管放热单元（204）通过管道依次连接；

所述污泥输送装置（4）、所述加料装置（5）和所述干料存储装置（6）均位于所述烘干室（000）内，且所述加料装置（5）位于所述污泥输送装置（4）的上方，所述干料存储装置（6）位于所述污泥输送装置（4）的下方；

所述除湿装置（2）和所述冷凝器（3）均位于热泵室（100）内，所述污泥输送装置（4）通过管道连接所述热管吸热单元（201）的输入口，所述热管放热单元（204）的输出口通过管道连接所述冷凝器（3）的一端输入口，所述冷凝器（3）的一端输出口通过管道与烘干室（000）下方的进风口连通，所述送风机（1）位于所述冷凝器（3）和所述烘干室（000）下方的进风口的管道上。

2.根据权利要求1所述的污泥热泵烘干系统，其特征在于，所述调节装置（200）包括：第一温度传感器、抽风机、控制单元，所述控制单元分别与所述第一温度传感器和所述抽风机连接；

所述第一温度传感器用于检测所述热泵室（100）内的温度，并将所述温度发送至控制单元，所述控制单元用于在所述温度达到所述预设温度时，控制所述抽风机启动，以抽离部分所述热泵室（100）的热风。

3.根据权利要求1所述的污泥热泵烘干系统，其特征在于，所述冷凝器（3）包括一级冷凝器（301）和二级冷凝器（302）；

所述污泥输送装置（4）通过管道连接所述热管吸热单元（201）的输入口，所述热管放热单元（204）的输出口通过管道连接所述一级冷凝器（301）一端输入口，所述一级冷凝器（301）的输出口连接所述二级冷凝器（302）的输入口，所述二级冷凝器（302）的一端输出口通过管道与烘干室（000）下方的进风口连通。

4.根据权利要求3所述的污泥热泵烘干系统，其特征在于，所述污泥热泵烘干系统还包括：压缩机（7）、储液装置（8）和节流装置（9），且所述压缩机（7）、所述储液装置（8）、所述节流装置（9）均位于热泵室（100）内；

所述二级蒸发器（203）的输出口连接所述压缩机（7）的输入口，所述压缩机（7）的输出口连接所述一级冷凝器（301）的另一端输入口，所述一级冷凝器（301）的输出口连接所述二级冷凝器（302）输入口，所述二级冷凝器（302）的另一端输出口连接所述储液装置（8）的输入口，所述储液装置（8）的输出口连接所述节流装置（9）的输出口，所述节流装置（9）的输出口连接所述一级蒸发器（202）的输入口。

5.根据权利要求1所述的污泥热泵烘干系统，其特征在于，所述污泥热泵烘干系统还包括：过滤器（10），所述过滤器（10）位于热泵室（100）内，所述过滤器（10）的输入端通过管道连接所述污泥输送装置（4），所述过滤器（10）的输出端通过管道连接所述热管吸热单元（201）的输入口。

6.根据权利要求1所述的污泥热泵烘干系统，其特征在于，所述一级蒸发器（202）和所述二级蒸发器（203）上均设置有用于排出冷凝水的管道。

7.根据权利要求1所述的污泥热泵烘干系统，其特征在于，所述污泥输送装置（4）与所述热管吸热单元（201）之间的官道上安装有第一温湿度传感器（1100），所述热管吸热单元（201）和所述一级蒸发器（202）之间的管道上安装有第二温湿度传感器（1101），所述一级蒸发器（202）和所述二级蒸发器（203）的管道上安装有第三温湿度传感器（1102），所述二级蒸发器（203）和所述热管放热单元（204）之间的管道上安装有第四温湿度传感器（1103）。

8.根据权利要求3所述的污泥热泵烘干系统，其特征在于，所述热管放热单元（204）和所述一级冷凝器（301）之间的管道上安装有第二温度传感器（1104），所述一级冷凝器（301）和所述二级冷凝器（302）之间的管道上安装有第三温度传感器（1105），所述二级冷凝器（302）与所述烘干室（000）下方的进风口之间的管道上安装有第四温度传感器（1106）。