CN111138066A - 一种污泥除湿干化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥除湿干化系统，热回收单元入口通过一次回风管路与干燥房出口连接，用于将一次回风管路中的空气进行换热预冷处理；冷冻除湿单元入口与热回收单元出口连接，用于进行一次除湿冷却处理；转轮除湿单元吸湿区入口通过连接管路与冷冻除湿单元出口连接，用于二次除湿处理；转轮除湿单元再生区入口与再生风管路连接，出口与再生风排风管路连接，用于干燥再生区；调温单元入口通过连接管路分别与冷冻除湿单元出口和转轮除湿单元吸湿区出口连接、二次回风管路与干燥房出口连接，用于除湿后和二次回风管路中的空气混合进行升温，并将高温空气通过连接管路送入所述干燥房，解决了除湿过程不稳定，低湿处理效率低，适应性调节问题。

Description

一种污泥除湿干化系统

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，更具体地，涉及一种污泥除湿干化系统。

背景技术

近年来，随着我国水污染治理力度的加强，城市污水处理规模不断增长，目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量(干重)约为900万吨左右，而且正以大于10％的年增长率增加。我国污水处理厂普遍存在“重水轻泥”的现象，使得我国污水处理快速发展，而污泥处理严重滞后，污泥处理处置缺口巨大。此外，城市的土地资源愈发紧张，传统处置法愈发难以满足不断增加的污泥量的处置要求。因此，污泥减量化、资源化、稳定化处置已成为我国城市发展的重大课题。

传统的污泥处置工艺有混合填埋、干化焚烧、土地利用、堆肥等。由于污泥中重金属等有害物质含量较高，堆肥及土地利用往往难以达到要求；混合填埋存在着污泥未资源化、且造成土地资源浪费的问题；干化焚烧存在着能耗高、成本高的问题。

城市污泥高含水率成为最终资源化处置亟待解决的问题，基于传统污泥处理工艺存在的诸多问题，目前涌现了更为先进的污泥除湿干化处理技术，包括热泵除湿干燥、微波除湿干燥技术、超声波技术、种植植物干燥等等，但是这些污泥除湿干化技术仍然存在除湿过程不稳定，低湿处理效率低，适应性调节等问题。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种污泥除湿干化系统，用于解决现有技术中存在的污泥除湿过程不稳定，低湿处理效率低，适应性调节等问题，保证污泥干化的稳定性，高效性和适应性。

本发明采取的技术方案是，

一种污泥除湿干化系统，其特征在于，包括干燥房、热回收单元、冷冻除湿单元、转轮除湿单元和调温单元，

所述热回收单元入口通过一次回风管路与所述干燥房出口连接，用于将一次回风管路中的空气进行换热预冷处理；

所述冷冻除湿单元入口通过连接管路与所述热回收单元出口连接，用于将热回收单元进行换热预冷处理后的空气进行一次除湿冷却处理；

所述转轮除湿单元分为吸湿区和再生区，所述再生区通过转动除湿处理后的吸湿区所得，所述再生区经干燥处理后转动成为所述吸湿区，所述吸湿区入口通过连接管路与所述冷冻除湿单元出口连接，用于对除湿冷却处理后的空气进行二次除湿处理；所述再生区入口与再生风管路连接，出口与再生风排放管路连接，用于利用再生风管路送入的再生用空气干燥所述再生区；

所述调温单元入口通过连接管路分别与所述冷冻除湿单元出口和所述转轮除湿单元吸湿区出口连接、并通过二次回风管路与所述干燥房出口连接，用于将经冷冻除湿单元或者吸湿区处理后的空气和二次回风管路中的空气混合后进行升温处理，并将升温处理后的高温空气通过连接管路送入所述干燥房。

本发明采用一种污泥除湿干化系统将循环高温干燥空气由下向上垂直穿过干燥房，在干燥房内热质交换后将携带的高湿空气通过一次回风管路进入热回收单元，在热回收单元中进行换热预冷处理，并将处理后的空气通过连接管路送入冷冻除湿单元，冷冻除湿单元对高湿空气进行一次除湿冷却处理，之后通过连接管路进入转轮除湿单元，在转轮除湿单元吸湿区中进行二次除湿处理，并将除湿处理后的空气送入调温单元，其中，转轮除湿单元连续的除湿再生过程为：转轮分为吸湿区和再生区，当高湿空气通过吸湿区时，吸湿区中的除湿剂吸收系统中的水分，将干燥的空气送入调温单元，同时除湿转轮以缓慢的速度旋转，将除湿处理后的吸湿区转动到再生区，再生用空气通过再生区将吸附的水分吸收后排到室外，转轮除湿单元恢复除湿能力。除湿处理后的空气和二次回风管路中的空气在调温单元中进行混合升温处理，得到所需的循环高温干燥空气，再次进入干燥房对污泥进行干燥处理，如此不断循环，直至污泥被干燥到设定的干度。在实际运行过程中，根据干化目标含水率的不同，除湿的步骤有所不同，当干化目标含水率在40％以上时，对高湿空气只进行冷冻除湿单元的一次除湿冷却处理；当干化目标含水率在20％以下时，对高湿空气进行一次除湿冷却处理和二次除湿处理。

本发明通过利用热回收、二次回风调温、调湿技术保证污泥干化的稳定性，高效性和适应性，其中采用热回收技术，通过利用免费自然空气资源来实现换热预冷，降低系统能耗，提高能源利用率；采用二次回风调温技术，根据不同污泥干化含水率的需求，利用二次混合对污泥干燥过程进行调温控制，降低触底能耗；采用调湿技术，通过连续重复的吸湿再生动作，源源不断提供干燥空气的能力，可实现大工业用电的移峰填谷，降低干化成本。

进一步地，所述热回收单元包括热交换器、新风管路和排风管路，

所述热交换器的入口通过一次回风管路与所述干燥房出口连接，其出口通过连接管路与调湿单元的入口连接，用于对所述一次回风管路中的空气进行换热预冷处理；

所述新风管路用于将室外自然空气送入所述热交换器；

所述排风管路用于排出所述热交换器进行换热预冷处理后的空气。

从干燥房出来的高湿空气通过一次回风管路进入热交换器中，高湿空气在热交换器中与室外新风管路送入的新风进行换热预冷处理，并将处理后的空气通过排风管路排出，进入除湿单元中。热回收单元采用室外新风管路，用于将免费的自然空气资源送入热交换器中进行换热预冷处理，大大降低了系统的能耗和成本，有效地提高了资源利用率。

进一步地，所述干燥房内设置至少一个用于放置并传输污泥的污泥传输层。

所述干燥房内设置一个或者多个污泥传输层，污泥传输层上放置有待除湿干化的污泥。采用污泥传输层增大污泥与高温干燥空气的接触面积，有利于提高除湿干化的效率。

进一步地，所述干燥房还包括污泥传输网带架，所述污泥传输层上下排布于所述污泥传输网带架上，相邻的污泥传输层传输方向相反。

污泥传输网带架用于支撑污泥传输层，污泥传输层上下排布于污泥传输网带架上，将污泥传输层有序地排列开，相邻的污泥传输层方向相反，增大空气与污泥传输层间的接触面积，有利于系统的除湿干化。

进一步地，所述干燥房的底部还包括地板送风口，所述地板送风口与所述调温单元出口相连通；所述干燥房的顶部还包括回风过滤口，所述回风过滤口与所述热回收单元的入口相连通。

干燥房的底部和顶部分别设有地板送风口和回风过滤口，经除湿干化处理后的循环高温干燥空气经地板送风口进入干燥房，干燥房内的污泥传输层与地板送风口有一定的空间，高湿干燥空气由下向上流通与污泥进行热质交换，热质交换后形成高湿空气从干燥房顶部的回风过滤口排出，进行下一次的循环。

进一步地，所述再生风管路与再生区之间连接有第一过滤器和加热装置，所述再生用空气通过再生风管路依次进入第一过滤器过滤和加热装置加热，用于生成温风干燥再生区。

再生用空气经过第一过滤器过滤和加热装置加热后形成高温空气，高温空气经过再生区后使转轮中的水分蒸发，将处理后形成的湿空气排到室外，恢复转轮除湿单元的除湿能力。

进一步地，所述再生区与再生风排放管路之间连接有排风机，用于加快再生风排出，所述排风机采用耐高温材质制得。

为了满足再生风的温度要求，因此排风机需采用耐高温材质。

进一步地，所述干燥房出口和所述热回收单元入口之间连接有第二过滤器和回风管路，所述第二过滤器入口通过回风管路与所述干燥房出口连接，所述第二过滤器出口通过所述一次回风管路与所述热回收单元入口连接。

与污泥热质交换后的高湿空气经干燥房顶部的回风过滤口进入回风管路，回风管路中的高湿空气先经第二过滤器过滤，然后分出80％比例的一次回风进入一次回风管路，分出20％比例的二次回风进入二次回风管路。采用第二过滤器作为系统的前端过滤，对高湿空气进行初步过滤，去除大部分杂质，减少高效过滤的负荷，延长其使用寿命，确保系统的高湿空气能够有效地参与循环。

进一步地，所述干燥房入口和所述调温单元出口之间连接有第三过滤器和送风机，所述送风机将升温处理后的高温空气送入所述第三过滤器过滤后进入干燥房。

经调温单元升温后的混合循环空气经送风机进入第三过滤器，在第三过滤器再次过滤后得到所需的循环高温干燥空气，最终经连接管路进入干燥房进口，对干燥房内的污泥进行干燥处理。第三过滤器作为系统的末端过滤，主要用于捕集各种悬浮物，对循环干燥空气中的杂质过滤精度非常高，有效地对污泥进行除湿干化。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过利用热回收、二次回风调温、调湿技术保证污泥干化的稳定性，高效性和适应性，其中采用热回收技术，通过利用免费自然空气资源来实现换热预冷，降低系统能耗，提高能源利用率；采用二次回风调温技术，根据不同污泥干化含水率的需求，利用二次混合对污泥干燥过程进行调温控制，降低触底能耗；采用调湿技术，通过蓄冷蓄热系统设计，可实现大工业用电的移峰填谷，降低干化成本。

附图说明

图1为本发明的系统原理图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

如图1所示为本发明的系统原理图，

一种污泥除湿干化系统，其特征在于，包括干燥房36、热回收单元、冷冻除湿单元26、转轮除湿单元41和调温单元15，

所述热回收单元入口通过一次回风管路7与所述干燥房36出口连接，用于将一次回风管路7中的空气进行换热预冷处理；

所述冷冻除湿单元26入口通过连接管路21与所述热回收单元出口连接，用于将热回收单元进行换热预冷处理后的空气进行一次除湿冷却处理；

所述转轮除湿单元41分为吸湿区和再生区，所述再生区通过转动除湿处理后的吸湿区所得，所述再生区经干燥处理后转动成为所述吸湿区，所述吸湿区入口通过连接管路46与所述冷冻除湿单元26出口连接，用于对除湿冷却处理后的空气进行二次除湿处理；所述再生区入口与再生风管路22连接，出口与再生风排放管路连接，用于利用再生风管路送入的再生用空气干燥所述再生区；

所述调温单元15入口通过连接管路分别与所述冷冻除湿单元26出口和所述转轮除湿单元41吸湿区出口连接、并通过二次回风管路20与所述干燥房36出口连接，用于将经冷冻除湿单元26或者吸湿区处理后的空气和二次回风管路中的空气混合后进行升温处理，并将升温处理后的高温空气通过连接管路送入所述干燥房。

优选地，所述热回收单元包括热交换器17、新风管路19和排风管路18，

所述热交换器17的入口通过一次回风管路7与所述干燥房36出口连接，其出口通过连接管路与调湿单元的入口连接，用于对所述一次回风管路中的空气进行换热预冷处理；

所述新风管路19用于将室外自然空气送入所述热交换器17；

所述排风管路18用于排出所述热交换器17进行换热预冷处理后的空气。

优选地，所述干燥房36内设置至少一个用于放置并传输污泥的污泥传输层24。

优选地，所述干燥房还包括污泥传输网带架27，所述污泥传输层24上下排布于所述污泥传输网带架27上，相邻的污泥传输层24传输方向相反。

优选地，所述干燥房的底部还包括地板送风口11，所述地板送风口11与所述调温单元15出口相连通；所述干燥房的顶部还包括回风过滤口30，所述回风过滤口30与所述热回收单元的入口相连通。

优选地，所述再生风管路22与再生区之间连接有第一过滤器36和加热装置28，所述再生用空气通过再生风管路22依次进入第一过滤器36过滤和加热装置28加热，用于生成温风干燥再生区。

进一步地，所述再生区与再生风排放管路10之间连接有排风机9，用于加快再生风排出，所述排风机9采用耐高温材质制得。

进一步地，所述干燥房36出口和所述热回收单元入口之间连接有第二过滤器16和回风管路12，所述第二过滤器16入口通过回风管路12与所述干燥房36出口连接，所述第二过滤器16出口通过所述一次回风管路7与所述热回收单元入口连接。

进一步地，所述干燥房36入口和所述调温单元15出口之间连接有第三过滤器13和送风机25，所述送风机25将升温处理后的高温空气送入所述第三过滤器13过滤后进入干燥房36。

本实施例中，对于除湿干化目标含水率40％以上的系统原理为：

循环高温干燥空气经连接管道1进入干燥房36底部的地板送风口11，由下向上垂直穿过污泥传输网带架27上的布满污泥的污泥传输层24，与经过切条处理过的条状污泥进行热质交换，最终携带高湿空气经干燥房顶部的回风过滤口30进入回风管路12，回风管路中的高湿空气先经第二过滤器16过滤，然后分出80％比例的一次回风进入一次回风管路7，经过一次回风管路7进入热交换器17，在热交换器17中与室外新风管路19送入的新风进行换热预冷处理，并将处理完成后的空气经排风管路18进入冷冻除湿子单元26进行除湿冷却，然后将除湿冷却处理后的空气和来自二次回风管路的20％比例的二次回风混合，混合后的循环空气进入调温单元15进行升温处理，最终经送风机25和第三过滤器13过滤，得到所需的循环高温干燥空气(45～50℃，25％)，再次进入干燥房36，对污泥进行干燥处理，如此不断循环，直至污泥被干燥到设定的干度。

本实施例中，对于除湿干化目标含水率20％以下的系统原理为：

循环高温干燥空气经连接管道进入干燥房36底部的地板送风口11，由下向上垂直穿过污泥传输网带架27上的布满污泥的污泥传输层24，与经过切条处理过的条状污泥进行热质交换，最终携带高湿空气经干燥房顶部的回风过滤口30进入回风管路12，回风管路12中的高湿空气先经第二过滤器16过滤，然后分出80％比例的一次回风进入一次回风管路7，经过一次回风管路7进入热交换器17，在热交换器17中与室外新风管路19送入的新风进行换热预冷处理，并将处理完成后的空气经排风管路18进入冷冻除湿子单元26进行除湿冷却，之后进入转轮调湿子单元41进行进一步除湿，然后将从转轮调湿子单元41处理后的空气和来自二次回风管路20的20％比例的二次回风混合，混合后的循环空气进入调温单元15进行升温处理，最终经送风机25和第三过滤器13过滤，得到所需的循环高温干燥空气(55～65℃，5％)，再次进入干燥房36，对污泥进行干燥处理，如此不断循环，直至污泥被干燥到设定的干度。

与现有技术相比，本实施例的有益效果为：通过利用热回收、二次回风调温、调湿技术保证污泥干化的稳定性，高效性和适应性，其中采用热回收技术，通过利用免费自然空气资源来实现换热预冷，降低系统能耗，提高能源利用率；采用二次回风调温技术，根据不同污泥干化含水率的需求，利用二次混合对污泥干燥过程进行调温控制，降低触底能耗；采用调湿技术，通过蓄冷蓄热系统设计，可实现大工业用电的移峰填谷，降低干化成本。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种污泥除湿干化系统，其特征在于，包括干燥房、热回收单元、冷冻除湿单元、转轮除湿单元和调温单元，

所述热回收单元入口通过一次回风管路与所述干燥房出口连接，用于将一次回风管路中的空气进行换热预冷处理；

所述冷冻除湿单元入口通过连接管路与所述热回收单元出口连接，用于将热回收单元进行换热预冷处理后的空气进行一次除湿冷却处理；

所述转轮除湿单元分为吸湿区和再生区，所述再生区通过转动除湿处理后的吸湿区所得，所述再生区经干燥处理后转动成为所述吸湿区，所述吸湿区入口通过连接管路与所述冷冻除湿单元出口连接，用于对除湿冷却处理后的空气进行二次除湿处理；所述再生区入口与再生风管路连接，出口与再生风排放管路连接，用于利用再生风管路送入的再生用空气干燥所述再生区；

所述调温单元入口通过连接管路分别与所述冷冻除湿单元出口和所述转轮除湿单元吸湿区出口连接、并通过二次回风管路与所述干燥房出口连接，用于将经冷冻除湿单元或者吸湿区处理后的空气和二次回风管路中的空气混合后进行升温处理，并将升温处理后的高温空气通过连接管路送入所述干燥房。

2.根据权利要求1所述的一种污泥除湿干化系统，其特征在于，所述热回收单元包括热交换器、新风管路和排风管路，

所述热交换器的入口通过一次回风管路与所述干燥房出口连接，其出口通过连接管路与调湿单元的入口连接，用于对所述一次回风管路中的空气进行换热预冷处理；

所述新风管路用于将室外自然空气送入所述热交换器；

所述排风管路用于排出所述热交换器进行换热预冷处理后的空气。

3.根据权利要求1所述的一种污泥除湿干化系统，其特征在于，所述干燥房内设置至少一个用于放置并传输污泥的污泥传输层。

4.根据权利要求3所述的一种污泥除湿干化系统，其特征在于，所述干燥房还包括污泥传输网带架，所述污泥传输层上下排布于所述污泥传输网带架上，相邻的污泥传输层传输方向相反。

5.根据权利要求1所述的一种污泥除湿干化系统，其特征在于，所述干燥房的底部还包括地板送风口，所述地板送风口与所述调温单元出口相连通；所述干燥房的顶部还包括回风过滤口，所述回风过滤口与所述热回收单元的入口相连通。

6.根据权利要求1所述的一种污泥除湿干化系统，其特征在于，所述再生风管路与再生区之间连接有第一过滤器和加热装置，所述再生用空气通过再生风管路依次进入第一过滤器过滤和加热装置加热，用于生成温风干燥再生区。

7.根据权利要求1所述的一种污泥除湿干化系统，其特征在于，所述再生区与再生风排放管路之间连接有排风机，用于加快再生风排出，所述排风机采用耐高温材质制得。

8.根据权利要求1所述的一种污泥除湿干化系统，其特征在于，所述干燥房出口和所述热回收单元入口之间连接有第二过滤器和回风管路，所述第二过滤器入口通过回风管路与所述干燥房出口连接，所述第二过滤器出口通过所述一次回风管路与所述热回收单元入口连接。

9.根据权利要求1所述的一种污泥除湿干化系统，其特征在于，所述干燥房入口和所述调温单元出口之间连接有第三过滤器和送风机，所述送风机将升温处理后的高温空气送入所述第三过滤器过滤后进入干燥房。

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