CN111039537A - 一种双罐脱水式污泥热干化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双罐脱水式污泥热干化系统。其工作流程如下：湿污泥由进入污泥仓，经电磁阀a1控制进入真空干燥罐Ⅰ，被空心桨叶内的蒸汽加热，污泥在真空状态下蒸发出大量水蒸汽，实现脱水过程，电磁阀a1开启的同时，电磁阀b1开启，已经脱水后的干污泥经污泥泵驱动，进入储料仓备用，同时真空干燥罐Ⅱ开始冷却，由于冷凝器的冷凝温度低，真空干燥罐Ⅱ在常温下依然继续蒸发出水蒸汽，直到与冷凝温度平衡，完成污泥的冷却过程，真空干燥罐Ⅰ与真空干燥罐Ⅱ交替工作，完成污泥热干化的工作流程。本发明利用两台真空干燥罐交替工作，有效防止气体倒灌，更好的保证了真空度，运行更加稳定，冷却效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种双罐脱水式污泥热干化系统。
背景技术
随着人们生活质量的不断提高，城市污水处理的要求也相应提高，城市处理厂的负荷日趋增大。污水处理厂产生的污泥体积占处理水量体积的0.3％～0.5％左右，一座大型污水处理厂每天将产生几百甚至几千吨的污泥。据统计，全国每年的污泥(含水率80％)总产量将很快突破3000万吨。污泥因其含水率高、体积较大、化学属性差异明显，因此不利于运输与后续处理，污泥干化减量也成为当今的首要问题。通过污泥热干化技术处理后，污泥的含水率大大降低，为后续的污泥焚烧或资源化提供了有利条件，污泥处理过程中，应根据所在地资源情况,选取适宜热源，进行污泥干化操作。
真空低温污泥处理，40℃的热源即可驱动，与高温处理相比，所需能源的品位更低，只需少量热源即可驱动，具有高效节能的特点，应用范围广。但一个真空干燥罐的机组，由于污泥的流动性差，在污泥排出时经常发生气体渗入的情况，导致机组运行停顿，不能稳定连续运行。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的不足，提供一种低温真空的双罐污泥热干化装置，达到高效节能和运行稳定的目的。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种双罐脱水式污泥热干化系统，包括污泥仓、真空干燥罐Ⅰ、真空干燥罐Ⅱ、除尘装置、冷凝器、热泵系统、冷却罐、储料仓等，其特征在于：所述污泥仓的出口端与电磁阀a1、a2的进口端相连，电磁阀a1、a2的出口端分别与真空干燥罐Ⅰ、真空干燥罐Ⅱ的污泥进口端相连，真空干燥罐Ⅰ、真空干燥罐Ⅱ的污泥出口端分别与电磁阀b1、b2的进口端相连，电磁阀b1、b2的出口端与污泥泵的进口端相连，污泥泵的出口端与储料仓的进口端相连，构成污泥的热干化线路；所述真空干燥罐Ⅰ、真空干燥罐Ⅱ的蒸汽出口端分别与单向阀的进口端相连，单向阀的出口端与除尘装置的进口端相连，除尘装置的出口端与冷凝器的蒸汽进口端相连，冷凝器的液体出口端与澄清罐的进口端相连，构成污泥中水分的蒸发-冷凝工作线路；所述热泵系统的蒸汽出口端分别与电磁阀c1、c2的进口端相连，电磁阀c1、c2的出口端分别与空心轴的蒸汽进口端相连，空心轴的蒸汽出口端与空心桨叶的蒸汽进口端相连，空心桨叶的热水出口端与空心轴的热水进口端相连，空心轴的热水出口端与热泵系统的热水进口端相连，构成热泵加热的工作循环线路；所述热泵系统的冷端出口端与冷凝器的冷却水进口端相连，冷凝器的冷却水出口端与热泵系统的冷端进口端相连，构成冷却水的工作循环线路。
优选地，所述真空干燥罐Ⅰ、真空干燥罐Ⅱ、除尘装置、冷凝器、澄清罐均为真空密封装置。
优选地，所述真空泵、止回阀、真空压力表构成真空排气系统，真空泵由真空压力表自动控制，当内部进入气体时，内部压力升高，真空泵开启。
优选地，所述电磁阀组由智能控制系统自动控制，a1、c2处于同时开启或关闭状态，b1延后，a2、c1处于同时开启或关闭状态，b2延后，a1和a2、b1和b2、c1和c2交替开启。
优选地，所述污泥仓内部设有搅拌装置，排出污泥中的气体。
优选地，所述空心桨叶与空心轴相连，由导热性能好的材料加工制成，内部通入热蒸汽，在搅动时桨叶表面加热真空干燥罐Ⅰ和真空干燥罐Ⅱ内的污泥，充分进行热交换，使污泥蒸发出大量水分，以达到干燥的目的。
优选地，所述热泵系统为压缩式热泵或余热吸收式热泵的一种或其组合，热泵的热水端为真空超导结构；热泵制取的蒸汽加热湿污泥，热泵制取的冷水作为冷凝器的冷却水，热端与冷端均充分利用，完成节能过程。
优选地，所述污泥泵内部设有止回阀。
优选地，所述真空干燥罐Ⅰ和真空干燥罐Ⅱ处于交替工作状态，当一罐进行加热时，另一罐处于冷却的状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明利用两台真空干燥罐交替工作，一罐加热时，另一罐冷却，然后排出污泥，有效防止气体倒灌，更好的保证了真空度，运行更加稳定。
(2)本发明装置在真空低温的环境下运行，40℃的热源即可驱动，与现有技术中的高温处理相比，所需能源的品位更低，只需少量热源即可驱动。
(3)本发明利用热泵加热和冷凝，热泵热端用来加热，冷端用来冷却，实现了热端与冷端的全应用，更好地达到节能效果。
(4)本发明中利用空心桨叶加热真空干燥罐内的污泥，结构紧凑，换热面积大、效率高，脱水效果好。
(5)本发明的双罐系统，一罐加热时，另一罐处于冷却状态，在冷却过程中，由于冷凝器的冷凝温度低，压力低，冷却罐依然继续蒸发出水蒸汽，直到与冷凝温度平衡，冷却效果更好。
附图说明
图1是本发明的结构流程示意图。
图中：1、污泥仓，2、电磁阀组，3、单向阀，4、真空干燥罐Ⅰ，5、真空干燥罐Ⅱ，6、真空压力表，7、除尘装置，8、止回阀，9、真空泵，10、冷凝器，11、澄清罐，12、热泵系统，13、空心桨叶，14、空心轴，15、污泥泵，16、储料仓。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
一种双罐脱水式污泥热干化系统，如图1所示，包括污泥仓1、真空干燥罐Ⅰ4、真空干燥罐Ⅱ5、除尘装置7、冷凝器10、热泵系统12、储料仓16等，在本实施例中，真空干燥罐Ⅰ4为加热罐，真空干燥罐Ⅱ5为冷却罐，其工作流程如下：湿污泥由进口进入污泥仓1，搅拌沉淀后，经电磁阀a1控制进入真空干燥罐Ⅰ4，替换掉已经脱水后的干污泥，替换完成后电磁阀c1打开，来自热泵系统12的蒸汽进入到空心桨叶13加热真空干燥罐Ⅰ4内的污泥，污泥在真空状态下蒸发出大量水蒸汽，实现脱水过程，电磁阀a1开启的同时，电磁阀b1同时开启，已经脱水后的干污泥经污泥泵15驱动，进入储料仓16备用，电磁阀c1打开的同时，c2关闭，真空干燥罐Ⅱ5开始冷却，由于冷凝器10的冷凝温度低，真空干燥罐Ⅱ5在常温下依然继续蒸发出水蒸汽，直到与冷凝温度平衡，完成污泥的冷却过程，真空干燥罐Ⅰ4与真空干燥罐Ⅱ5交替工作，完成污泥热干化的工作流程；真空干燥罐Ⅰ4和真空干燥罐Ⅱ5内污泥蒸发出的水蒸汽进入除尘装置7，除尘后的水蒸汽进入冷凝器10被冷凝为液体，进入澄清罐12，完成污泥中水分的蒸发、冷凝过程；电磁阀c1开启时，热泵系统12热端的蒸汽进入空心轴14，然后进入空心桨叶13，加热真空干燥罐Ⅰ4内的污泥，释放热量后变为冷凝水，经空心轴14流回热泵系统12，电磁阀c1、c2交替开启关闭，完成热泵加热的工作流程；热泵系统12冷端的冷却水进入冷凝器10冷凝内部的蒸汽后温度升高，回到热泵系统12的制冷端，完成热泵冷端给冷凝器冷凝的工作过程。
真空干燥罐Ⅰ4、真空干燥罐Ⅱ5、除尘装置7、冷凝器10、澄清罐11均为真空密封装置。
真空泵9、止回阀8、真空压力表6构成真空排气系统，真空泵9由真空压力表6自动控制，当内部进入气体时，内部压力升高，真空泵4开启。
电磁阀组2由智能控制系统自动控制，a1、b1处于同时开启或关闭状态，c1延后，a2、b2处于同时开启或关闭状态，c2延后，a1和a2、b1和b2、c1和c2交替开启。
污泥仓1内部设有搅拌装置，排出污泥中的气体。
空心桨叶13与空心轴14相连，由导热性能好的材料加工制成，内部通入热蒸汽，在搅动时桨叶表面加热真空干燥罐Ⅰ4和真空干燥罐Ⅱ5内的污泥，充分进行热交换，使污泥蒸发出大量水分，以达到干燥的目的。
热泵系统12为压缩式热泵或余热吸收式热泵的一种或其组合，热泵的热水端为真空超导结构；热泵制取的蒸汽加热湿污泥，热泵制取的冷水作为冷凝器的冷却水，热端与冷端均充分利用，完成节能过程。
污泥泵15内部设有止回阀。
真空干燥罐Ⅰ4和真空干燥罐Ⅱ5处于交替工作状态，当一罐进行加热时，另一罐处于冷却的状态。
Claims (9)
1.一种双罐脱水式污泥热干化系统，包括污泥仓(1)、真空干燥罐Ⅰ(4)、真空干燥罐Ⅱ(5)、除尘装置(7)、冷凝器(10)、热泵系统(12)、冷却罐(16)、储料仓(17)等，其特征在于：所述污泥仓(1)的出口端与电磁阀a1、a2的进口端相连，电磁阀a1、a2的出口端分别与真空干燥罐Ⅰ(4)、真空干燥罐Ⅱ(5)的污泥进口端相连，真空干燥罐Ⅰ(4)、真空干燥罐Ⅱ(5)的污泥出口端分别与电磁阀b1、b2的进口端相连，电磁阀b1、b2的出口端与污泥泵(15)的进口端相连，污泥泵(15)的出口端与储料仓(16)的进口端相连，构成污泥的热干化线路；所述真空干燥罐Ⅰ(4)、真空干燥罐Ⅱ(5)的蒸汽出口端分别与单向阀(3)的进口端相连，单向阀(3)的出口端与除尘装置(7)的进口端相连，除尘装置(7)的出口端与冷凝器(10)的蒸汽进口端相连，冷凝器(10)的液体出口端与澄清罐(11)的进口端相连，构成污泥中水分的蒸发-冷凝工作线路；所述热泵系统(12)的蒸汽出口端分别与电磁阀c1、c2的进口端相连，电磁阀c1、c2的出口端分别与空心轴(14)的蒸汽进口端相连，空心轴(14)的蒸汽出口端与空心桨叶(13)的蒸汽进口端相连，空心桨叶(13)的热水出口端与空心轴(14)的热水进口端相连，空心轴(14)的热水出口端与热泵系统(12)的热水进口端相连，构成热泵加热的工作循环线路；所述热泵系统(12)的冷端出口端与冷凝器(10)的冷却水进口端相连，冷凝器(10)的冷却水出口端与热泵系统(12)的冷端进口端相连，构成冷却水的工作循环线路。
2.根据权利要求1所述的一种双罐脱水式污泥热干化系统，其特征在于：所述真空干燥罐Ⅰ(4)、真空干燥罐Ⅱ(5)、除尘装置(7)、冷凝器(10)、澄清罐(11)均为真空密封装置。
3.根据权利要求1所述的一种双罐脱水式污泥热干化系统，其特征在于：所述真空泵(9)、止回阀(8)、真空压力表(6)构成真空排气系统，真空泵(9)由真空压力表(6)自动控制，当内部进入气体时，内部压力升高，真空泵(4)开启。
4.根据权利要求1所述的一种双罐脱水式污泥热干化系统，其特征在于：所述电磁阀组(2)由智能控制系统自动控制，a1、b1处于同时开启或关闭状态，a2、b2处于同时开启或关闭状态，开启时间由可编程序控制，排出罐内已经干化后的污泥后停止，a1、b1与a2、b2为交替间断性开启，c1与c2交替持续开启。
5.根据权利要求1所述的一种双罐脱水式污泥热干化系统，其特征在于：所述污泥仓(1)内部设有搅拌装置，排出污泥中的气体。
6.根据权利要求1所述的一种双罐脱水式污泥热干化系统，其特征在于：所述空心桨叶(13)与空心轴(14)相连，由导热性能好的材料加工制成，内部通入热蒸汽，在搅动时桨叶表面加热真空干燥罐Ⅰ(4)和真空干燥罐Ⅱ(5)内的污泥，充分进行热交换，使污泥蒸发出大量水分，以达到干燥的目的。
7.根据权利要求1所述的一种双罐脱水式污泥热干化系统，其特征在于：所述热泵系统(12)为压缩式热泵或余热吸收式热泵的一种或其组合，热泵的热水端为真空超导结构；热泵制取的蒸汽加热湿污泥，热泵制取的冷水作为冷凝器的冷却水，热端与冷端均充分利用，完成节能过程。
8.根据权利要求1所述的一种双罐脱水式污泥热干化系统，其特征在于：所述污泥泵(15)内部设有止回阀。
9.根据权利要求1所述的一种双罐脱水式污泥热干化系统，其特征在于：所述真空干燥罐Ⅰ(4)和真空干燥罐Ⅱ(5)处于交替工作状态，当一罐进行加热时，另一罐处于冷却的状态。
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