CN110563306A - 多相除湿污泥干化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多相除湿污泥干化系统，包括一污泥烘箱、一吸收塔、一解析塔、一回收塔和驱动装置，所述污泥烘箱的顶端与所述吸收塔通过第一空气管连通，底端与所述吸收塔通过第二空气管连通，所述吸收塔和所述解析塔内设置有盐溶液，两者之间通过浓盐溶液管和稀盐溶液管连通，所述解析塔与所述回收塔通过第三空气管连通，所述回收塔上设置有一水冷循环系统，所述水冷循环系统对所述回收塔内的空气进行冷却，并将吸收的热量转移至所述盐溶液。本发明装机功率小，运行成本低，对能量利用效率高，适用范围广，拥有良好的经济价值和推广意义。

Description

多相除湿污泥干化系统

技术领域

本发明涉及工业污泥减量技术领域，特别涉及一种多相除湿污泥干化系统。

背景技术

随着我国经济的不断发展，城市化的不断推进，污水处理能力的不断提高，污水处理最终产物污泥量也在不断增加，预计到2020年我国的仅市政污泥产量(含水率80％)将达到6000～9000万吨。污泥是一种由有机残片、无机颗粒、细菌菌体、胶体等组成的极其复杂的非均质体，为了避免二次污染必须对污泥进行深度脱水稳定处理。我国的人口密度大，土地资源紧张，传统的填埋等粗放式处理方法难以持续进行，污泥的无害化处理处置将是环保领域面临的重点难点问题。污泥焚烧技术是国内外公认最彻底的处置方法，是生化污泥减量化、无害化必然途径。污泥在未干化减量前热值较低，直接焚烧需要加热大量燃料，导致焚烧运行费用较高，极大地阻碍了焚烧工艺的推广应用，目前污泥无害化处置领域亟需一种成熟高效节能的污泥干燥技术衔接前后段工艺。

传统热干化技术能耗高、维护保养成本高、需配套复杂的尾气处理系统等缺点，正被逐渐淘汰，现应用较多的污泥低温热泵干化技术利用电为驱动力，采用热泵原理回收空气水分的凝结潜热加热空气，达到干燥物料目的的一种装置。污泥低温热泵干化技术是除湿(去湿干燥)与热泵(能量回收)的结合，实现了干燥过程中能量的循环利用，相较传统的热干化技术具有一定的优势。但实际工程中经常面临项目地变压器容量不足而蒸汽富裕的情况，制约了污泥干化技术的进一步推广。

发明内容

本发明提供了一种多相除湿污泥干化系统，其目的是为了解决现有的电热泵污泥干化技术在实际应用中经常面临项目地变压器容量不足而蒸汽富裕的情况，制约了其进一步推广的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种多相除湿污泥干化系统，包括一污泥烘箱、一吸收塔、一解析塔、一回收塔和驱动装置，所述污泥烘箱上设置有一湿泥进料口和一干泥出料口，所述污泥烘箱的顶端与所述吸收塔通过第一空气管连通，所述污泥烘箱的底端与所述吸收塔通过第二空气管连通，所述吸收塔和所述解析塔内设置有盐溶液，所述吸收塔与所述解析塔通过浓盐溶液管和稀盐溶液管连通，所述解析塔与所述回收塔上分别设置有一空气入口和一空气出口，所述解析塔与所述回收塔通过第三空气管连通，所述回收塔上设置有一水冷循环系统，所述水冷循环系统对所述回收塔内的空气进行冷却，并将吸收的热量转移至所述盐溶液，所述驱动装置用于驱动流体在塔和管道内流动。

进一步地，所述污泥烘箱内设置有多层的传动网带，所述污泥烘箱的顶端设置有一集气装置和一除尘装置。

进一步地，所述水冷循环系统包括一冷却器，所述冷却器与所述回收塔通过一热水管和一冷水管连通，所述冷却器内设置有一冷却水入口和一冷却水出口，通过冷却水将流过所述回收塔的热水管内的热水进行冷却。

进一步地，所述水冷循环系统还包括一蒸汽加热器，所述蒸汽加热器上设置有一蒸汽入口和一冷凝水出口，所述热水管穿过所述蒸汽加热器设置。

进一步地，所述水冷循环系统还包括一换热器，所述浓盐溶液管和所述热水管均穿过所述换热器，且相互逆流设置。

进一步地，所述换热器上还设置有一外排口，所述外排口与所述热水管连通。

进一步地，所述吸收塔、所述解析塔和所述回收塔内分别设置有一喷淋装置，所述稀盐溶液管与所述解析塔内的喷淋装置连通，所述浓盐溶液管与所述吸收塔内的喷淋装置连通，所述冷水管与所述回收塔内的喷淋装置连通。

进一步地，所述驱动装置包括设置在所述第一空气管上的风机、设置在所述稀盐溶液管上的稀盐溶液泵、设置在所述浓盐溶液管上的浓盐溶液泵、设置在所述空气入口处的引风机和设置在所述热水管上的水循环泵。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明的多相除湿污泥干化系统，通过盐溶液、空气对水分进行吸收转移，形成了水在气液两相的转换效果，实现了污泥烘干过程中能量的循环利用，大大提高了蒸汽利用率，在装机容量有限制而蒸汽富裕的污泥减量化领域，本发明装机功率小，运行成本低，对能量利用效率高，适用范围广，拥有良好的经济价值和推广意义；并且，本发明的多相除湿污泥干化系统在对能量进行循环利用的同时，也仅仅只有常温的空气和冷凝水等排出物，避免了对环境造成破坏，为环保型污泥干化系统。

附图说明

图1为本发明的整体结构及管路连接示意图。

【附图标记说明】

1-污泥烘箱；2-湿泥进料口；3-干泥出料口；4-第一空气管；5-吸收塔；6-稀盐溶液管；7-解析塔；8-空气入口；9-浓盐溶液管；10-换热器；11-第三空气管；12-回收塔；13-空气出口；14-热水管；15-蒸汽加热器；16-外排口；17-冷却器；18-冷水管；19-传动网带；20-集气装置；21-除尘装置；22-冷却水入口；23-冷却水出口；24-蒸汽入口；25-冷凝水出口；26-喷淋装置；27-风机；28-稀盐溶液泵；29-浓盐溶液泵；30-引风机；31-水循环泵；32-第二空气管。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种多相除湿污泥干化系统，包括污泥烘箱1，在污泥烘箱1上设置的湿泥进料口2和干泥出料口3，湿泥进料口2连通一污泥成型机，将成型的污泥导入污泥烘箱1内，干泥出料口3连通一无轴螺旋输送机或刮板提升机，并在干泥出料口3处做密封保温处理，通过无轴螺旋输送机或刮板提升机将已干化的污泥导出。第二空气管32将温度为75℃的干热空气从污泥烘箱1的底端导入并向上扫吹污泥，将污泥烘干带走水分，完成后已吸收水分的湿空气在污泥烘箱1顶端聚集，并导入第一空气管4内。其中，整个污泥烘箱1的干化温度控制在50℃左右，扫吹后的湿空气温度为50℃。

扫吹后的湿空气在驱动装置驱动下进入吸收塔5内，与吸收塔5内的85℃浓盐溶液混合，浓盐溶液经吸水和放热后变成75℃的稀盐溶液，稀盐溶液再通过驱动装置经稀盐溶液管6导入解析塔7内。而湿空气在吸收塔内被浓盐溶液吸湿后，重新成为75℃的热干空气，再通过第二空气管32回流至污泥烘箱1底部，继续对湿污泥扫吹除湿。同时，从空气入口8向解析塔7内导入20℃的干冷空气，与稀盐溶液混合，将稀盐溶液解析成25℃的浓盐溶液，浓盐溶液通过驱动装置从浓盐溶液管9重新流向吸收塔5，在通过换热器10后被重新加热至85℃进入吸收塔5内，继续循环地吸收水分和放热。

20℃的干冷空气与75℃稀盐溶液混合、吸热吸湿后变为70℃的湿热空气，再通过第三空气管11进入回收塔12内，被25℃的冷水冷却除湿，最终变为30℃的空气，通过回收塔12上的空气出口13进行外排。

回收塔12内的25℃冷水在吸收70℃湿热空气的水分和热量后变为65℃热水，通过热水管14进入水冷循环系统内，先经过蒸汽加热器15而被加热至95℃，再流过换热器10与浓盐溶液换热，温度降低至35℃。随后其中一路通过换热器10上的外排口16直接外排，另一路继续沿热水管14流入冷却器17内，并被冷却至25℃，最后通过冷水管18回流至回收塔12内继续循环。

因此，本发明的多相除湿污泥干化系统，通过盐溶液、空气对水分的吸收和转移，形成了水在气液两相的转换效果，实现了污泥烘干过程中能量的循环利用，大大提高了蒸汽利用率，在装机容量有限制而蒸汽富裕的污泥减量化领域，本发明的装机功率小，运行成本低，对能量利用效率高，适用范围广，拥有良好的经济价值和推广意义。

进一步地，本发明的污泥烘箱1内设置有多层的传动网带19，传动网带19可设置三至四层，相邻传动网带19之间的运动方向相反，使得干热空气在污泥烘箱1内流动的距离和与污泥接触的面积更大，烘干效果更佳。另外，污泥烘箱1的顶端设置有一集气装置20和一除尘装置21，集气装置20将吸收水分的湿冷空气汇集在污泥烘箱1的顶端位置，通过板式除尘器或布袋除尘器等除尘装置21将湿冷空气中的细小污泥颗粒去除，防止其进入第一空气管4内。

进一步地，在冷却器17上设置有一冷却水入口22和一冷却水出口23，通过从冷却水出口22导入20℃的冷却水，使得冷却水流过冷却器17内的热水管14外表面，将管内的热水进行冷却，吸热后冷却水变为30℃左右，通过冷水水出口23排出；蒸汽加热器15上设置有一蒸汽入口24和一冷凝水出口25，从蒸汽入口24导入150℃的高温蒸汽，将从热水管14流过蒸汽加热器15的65℃热水进一步加热至95℃。而高温蒸汽在放热后转换成冷凝水，从冷凝水出口25排出。

进一步地，在吸收塔5、解析塔7和回收塔12内分别设置有一喷淋装置26，其中稀盐溶液管6与解析塔7内的喷淋装置26连通，浓盐溶液管9与吸收塔5内的喷淋装置26连通，而冷水管18与回收塔12内的喷淋装置26连通，通过喷淋装置26将液体介质进行喷淋，使得其在塔内与气体介质能更充分混合、接触，提升水分和热量转移的效率。

进一步地，本发明的驱动装置包括设置在第一空气管4上的风机27、设置在稀盐溶液管6上的稀盐溶液泵28、设置在浓盐溶液管9上的浓盐溶液泵29、设置在空气入口8处的引风机30和设置在热水管14上的水循环泵31。本发明通过风机27将污泥烘箱1内扫吹污泥后收集的50℃湿空气导入吸收塔5内；通过稀盐溶液泵28将吸收塔5内吸水和放热后的75℃稀盐溶液导入解析塔7内；通过浓盐溶液泵29将解析塔7内与干冷空气换热后25℃浓盐溶液先导入换热器10被加热至85℃，最终导入吸收塔5内；通过引风机30将20℃的干冷空气从空气入口8导入解析塔7内，同时也是空气沿第三空气管11进入回收塔12并从空气出口13排出的驱动源；通过水循环泵31将65℃的热水从回收塔12导入水冷循环系统，作为整个水冷循环系统内水流通的驱动源。

通常，采用传统高温带式干化机，将每吨80％含水率的污泥干化至20％以下，需要1.0吨蒸汽，而将干化后形成的废气(包含大量水蒸气)直接排放，热量损失严重。而本发明由于回收了大量尾气中的热量(主要来源于水蒸气)，可节约50％左右的原始蒸汽使用量，即上述同样情况下，1吨污泥干化只需使用0.5吨左右蒸汽，假定污水处理厂每日需对100吨污泥进行干化，则每年可节约18250吨蒸汽(年运行天数365天，蒸汽价格240元/吨计)，共节约438万元，节能效果显著。

以上所述是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多相除湿污泥干化系统，其特征在于，包括一污泥烘箱、一吸收塔、一解析塔、一回收塔和驱动装置，所述污泥烘箱上设置有一湿泥进料口和一干泥出料口，所述污泥烘箱的顶端与所述吸收塔通过第一空气管连通，所述污泥烘箱的底端与所述吸收塔通过第二空气管连通，所述吸收塔和所述解析塔内设置有盐溶液，所述吸收塔与所述解析塔通过浓盐溶液管和稀盐溶液管连通，所述解析塔与所述回收塔上分别设置有一空气入口和一空气出口，所述解析塔与所述回收塔通过第三空气管连通，所述回收塔上设置有一水冷循环系统，所述水冷循环系统对所述回收塔内的空气进行冷却，并将吸收的热量转移至所述盐溶液，所述驱动装置用于驱动流体在塔和管道内流动。

2.根据权利要求1所述的多相除湿污泥干化系统，其特征在于，所述污泥烘箱内设置有多层的传动网带，所述污泥烘箱的顶端设置有一集气装置和一除尘装置。

3.根据权利要求1所述的多相除湿污泥干化系统，其特征在于，所述水冷循环系统包括一冷却器，所述冷却器与所述回收塔通过一热水管和一冷水管连通，所述冷却器内设置有一冷却水入口和一冷却水出口，通过冷却水将流过所述回收塔的热水管内的热水进行冷却。

4.根据权利要求3所述的多相除湿污泥干化系统，其特征在于，所述水冷循环系统还包括一蒸汽加热器，所述蒸汽加热器上设置有一蒸汽入口和一冷凝水出口，所述热水管穿过所述蒸汽加热器设置。

5.根据权利要求3所述的多相除湿污泥干化系统，其特征在于，所述水冷循环系统还包括一换热器，所述浓盐溶液管和所述热水管均穿过所述换热器，且相互逆流设置。

6.根据权利要求5所述的多相除湿污泥干化系统，其特征在于，所述换热器上还设置有一外排口，所述外排口与所述热水管连通。

7.根据权利要求3所述的多相除湿污泥干化系统，其特征在于，所述吸收塔、所述解析塔和所述回收塔内分别设置有一喷淋装置，所述稀盐溶液管与所述解析塔内的喷淋装置连通，所述浓盐溶液管与所述吸收塔内的喷淋装置连通，所述冷水管与所述回收塔内的喷淋装置连通。

8.根据权利要求3所述的多相除湿污泥干化系统，其特征在于，所述驱动装置包括设置在所述第一空气管上的风机、设置在所述稀盐溶液管上的稀盐溶液泵、设置在所述浓盐溶液管上的浓盐溶液泵、设置在所述空气入口处的引风机和设置在所述热水管上的水循环泵。