CN111905651A - 污泥立式干化造粒一体机 - Google Patents

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白力
黄洁
冯淋淋
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杜海亮
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曹阳
王友东
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Abstract

本发明涉及一种污泥立式干化造粒一体机，包括立式圆筒状的壳体，壳体顶部设顶盖，底端设机座；在壳体内由上至下布置了污泥干化系统、污泥造粒系统和动力辅助系统，竖向的主轴贯穿前述三个系统；本发明具有部件利用率高、干化效率高、造粒效率高、使用寿命长、密封性能好等优点，可实现污泥干化和造粒的一体化设备工艺，利用余热锅炉产生饱和蒸汽作为干化热源，可节约能源；本发明采用污泥干化造粒一体化设计，整体气密性强，可有效减少污泥干化产生臭气对生产环境的影响，并且利用搅拌叶片使得干化污泥粉末在环模的各层造粒孔内可实现均匀进料，提高部件利用率和造粒效率，同时可满足大规模生产的需求。

Description

污泥立式干化造粒一体机
技术领域
本发明涉及一种污泥干化造粒一体式的机械装置，属于有机固体废弃物处理技术领域。
背景技术
国内的污泥处理处置方式主要有高温焚烧、卫生填埋、水体消纳等方式。其中，卫生填埋操作简单、投资少，目前应用较为广泛，但是由于卫生填埋占地大，并且只是延缓了环境污染的时间，不能作为污泥处理的未来主要方向。相比之下，高温焚烧法可以有效杀死污泥中的各种病原体，大大减小污泥体积，同时还能回收污泥焚烧的发热量，因此被认为是最有效、最彻底的污泥处置方法。而由于污泥较高的含水率，必须将污泥含水率降低才能保证其炉内温度，维持稳定燃烧，并可通过对干化污泥进行造粒处理，解决运输、存储过程中的扬尘问题，更能降低焚烧炉中的飞灰产生比例，降低飞灰处理成本。
目前的污泥干化机通常是卧式桨叶式干化机，其结构较为庞大，且干化过程中产生的臭气容易扩散到厂房内，影响工作环境。也有用于颗粒饲料和垃圾处理等领域的立式环模造粒机，但由于物料主要分布在环模下部，容易造成下部磨损严重进而失效，导致整个设备利用率低，影响造粒效率和效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种污泥立式干化造粒一体机。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
污泥立式干化造粒一体机，包括立式圆筒状的壳体，壳体顶部设顶盖，底端设机座；在壳体内由上至下布置了污泥干化系统、污泥造粒系统和动力辅助系统，竖向的主轴贯穿前述三个系统；
所述污泥干化系统包括污泥进料口、高温蒸汽入口、平板圆盘、锯齿齿耙、导液板和冷凝水排液口；其中，污泥进料口设于壳体顶部，高温蒸汽入口设于壳体侧壁的上端；固定在壳体内壁上的平板圆盘有多层，且相互保持间距；各平板圆盘在其中心或侧缘处设置下料口，相邻平板圆盘的下料口以中心-侧缘-中心的交错方式布置；在每层平板圆盘上均设有锯齿齿耙，锯齿齿耙通过其中心的安装件紧固套装在主轴上；导液板设于最底层平板圆盘的下方，其末端接至设于壳体壁上的冷凝水排液口；在导液板下方设置筛网，筛网的边缘固定在壳体内壁上；
所述污泥造粒系统包括固定在壳体内壁上的底板，底板上设有中轴线与主轴重合的环模，在环模的侧壁上布设若干个通孔作为造粒孔；在环模内部，设有用于将污泥从造粒孔中挤出的旋转挤出部件；环模外侧与壳体内壁之间保持间距，在两者之间的底板上开有通孔作为落料孔；底板的下方设有固定在壳体内壁上的接料板，其侧边处的壳体上设有出料口；在接料板上设有排料叶片，后者通过其中心的安装件紧固套装在主轴上；
所述动力辅助系统包括驱动电机，其输出轴通过传动部件接至主轴，用于驱动主轴旋转。
作为一种改进，所述顶盖上设有湿污泥缓存仓，污泥进料口设于湿污泥缓存仓的顶部。
作为一种改进，所述旋转挤出部件包括上联接板和下联接板，两者通过各自中心的安装件紧固套装在主轴上，相互平行且保持间距；在上联接板和下联接板的同侧端部之间装有竖向压辊，其外部活动套装圆柱压轮，圆柱压轮与环模内壁保留1～3mm的进料空间；在上联接板和下联接板之间设置搅拌叶片，搅拌叶片通过其中心的安装件紧固在主轴上。
作为一种改进，相邻两层平板圆盘上的锯齿齿耙具有相反的旋转方向。
作为一种改进，在筛网和接料板上分别设置搅拌叶片，搅拌叶片呈桨叶状，并通过其中心的安装件紧固在主轴上。
作为一种改进，污泥干化系统与污泥造粒系统之间的壳体具有向内的缩径结构，其最小径向尺寸小于所述环模的内径。
作为一种改进，环模上的造粒孔沿周向布置且在纵向至少有三层排列，每层均包括多个造粒孔；造粒孔的孔径范围为3～16mm，环模的厚度为3～8cm。
作为一种改进，所述动力辅助系统的传动部件包括：一个圆盘状的主轴锥齿轮通过其中心的安装件紧固套装在主轴上，驱动电机的输出轴末端设置电机轴端锥齿轮，主轴锥齿轮与电机轴端锥齿轮相互啮合。
作为一种改进，所述导液板倾斜安装在壳体上，且与水平方向保持3～5°夹角。
作为一种改进，所述平板圆盘、筛网、底板、接料板的中心处设轴承，所述主轴套装在轴承中。
该污泥立式干化造粒一体机中：通过主轴带动圆柱压轮旋转，将干化污泥挤压至环模内的造粒孔中得到圆柱体颗粒，造粒孔径可根据需求跟换环模模具；驱动电机通过驱动电机提供动力，并传递至主轴使其稳定转动。污泥干化所用的高温蒸汽可来自污泥协同焚烧锅炉的余热锅炉所产生的饱和蒸汽。搅拌叶片可对落入环模内的污泥粉末进行混合搅拌，实现垂直方向上的均匀进料，具有高产能、高效率的特点。正向、逆向旋转锯齿齿耙可将污泥向前推动的同时使其均匀分散在平板圆盘上，延长干化路径，增大换热面积。进料污泥含水率范围为70～90％，干化后污泥含水率范围为20～40％。干化造粒所得污泥颗粒为圆柱体，其直径范围为3～16mm，长度范围为3～8cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明具有部件利用率高、干化效率高、造粒效率高、使用寿命长、密封性能好等优点，可实现污泥干化和造粒的一体化设备工艺，利用余热锅炉产生饱和蒸汽作为干化热源，可节约能源；
2、本发明采用污泥干化造粒一体化设计，整体气密性强，可有效减少污泥干化产生臭气对生产环境的影响，并且利用搅拌叶片使得干化污泥粉末在环模的各层造粒孔内可实现均匀进料，提高部件利用率和造粒效率，同时可满足大规模生产的需求。
附图说明
图1为污泥干化造粒一体机主视图；
图2为图1中的污泥环模造粒部分A-A剖视图。
图中的附图标记：1、污泥进料口；2、湿污泥缓存仓；3、顶盖；4、高温蒸汽入口；5、逆向旋转锯齿齿耙；6、正向旋转锯齿齿耙；7、平板圆盘；8、壳体；9、导液板；10、冷凝水排液口；11-1、搅拌叶片；11-2、搅拌叶片；12、筛网；13、上联接板；14、下联接板；15、落料孔；16、底板；17、排料叶片；18、接料板；19、出料口；20、主轴锥齿轮；21、机座；22、主轴；23、电机轴端锥齿轮；24、驱动电机；25、环模；26、造粒孔；27、压辊；28、圆柱压轮。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式，但本发明的实施方式不限于此。
如图1、2所示，一种污泥立式干化造粒一体机，包括立式圆筒状的壳体，壳体顶部设顶盖3，底端设机座21；在壳体内由上至下布置了污泥干化系统、污泥造粒系统和动力辅助系统，竖向的主轴22贯穿前述三个系统。
污泥干化系统包括污泥进料口1、高温蒸汽入口4、平板圆盘7、锯齿齿耙、导液板9和冷凝水排液口10；其中，顶盖3上设有湿污泥缓存仓2，污泥进料口1设于湿污泥缓存2仓的顶部；高温蒸汽入口4设于壳体侧壁的上端。固定在壳体内壁上的平板圆盘7有多层，且相互保持间距；各平板圆盘7在其中心或侧缘处设置下料口，相邻平板圆盘7的下料口以中心-侧缘-中心的交错方式布置；在每层平板圆盘7上均设有锯齿齿耙，锯齿齿耙通过其中心的安装件紧固套装在主轴上；相邻两层平板圆盘上的锯齿齿耙分别为正向旋转锯齿齿耙6和逆向旋转锯齿齿耙5，两者具有相反的旋转方向，使得污泥物料顺次在各层圆盘上搅动并与高温蒸汽换热。导液板9倾斜安装在最底层平板圆盘7下方的壳体上，且与水平方向保持3～5°夹角，其末端接至设于壳体壁上的冷凝水排液口10；在导液板9的下方设置筛网12，筛网12的边缘固定在壳体内壁上；在筛网12上设置呈桨叶状的搅拌叶片11-1，后者通过其中心的安装件紧固在主轴22上。
污泥造粒系统包括固定在壳体内壁上的底板16，底板16上设有中轴线与主轴22重合的环模25，在环模25的侧壁上布设若干个通孔作为造粒孔26；造粒孔26沿环模的周向布置且在纵向至少有三层排列；每层均包括多个造粒孔26，其孔径范围为3～16mm。在环模25内部，设有用于将污泥从造粒孔26中挤出的旋转挤出部件；旋转挤出部件包括上联接板13和下联接板14，两者通过各自中心的安装件紧固套装在主轴22上，相互平行且保持间距；在上联接板13和下联接板14的同侧端部之间装有竖向压辊27，其外部活动套装圆柱压轮28；圆柱压轮28与环模25的内壁保留有1～3mm的进料空间。在上联接板13和下联接板14之间设置搅拌叶片11-2，后者通过其中心的安装件紧固在主轴22上。
污泥干化系统与污泥造粒系统之间的壳体具有向内的缩径结构，其最小径向尺寸小于环模25的内径，以便于干化污泥的导流。环模25外侧与壳体内壁之间保持间距，在两者之间的底板16上开有通孔作为落料孔15；底板16的下方设有固定在壳体内壁上的接料板18，其侧边处的壳体上设有出料口19；在接料板18上设有排料叶片17，后者通过其中心的安装件紧固套装在主轴22上。
动力辅助系统包括驱动电机24，其输出轴通过传动部件接至主轴22，用于驱动主轴22旋转。传动部件包括：一个圆盘状的主轴锥齿轮20通过其中心的安装件紧固套装在主轴22上，驱动电机24的输出轴末端设置电机轴端锥齿轮23，主轴锥齿轮20与电机轴端锥齿轮23相互啮合。
在平板圆盘7、筛网12、底板16、接料板18的中心处设有轴承(可选滚珠轴承)，主轴22套装在轴承中。
实施例
含水率范围为70～90％的湿污泥通过污泥进料口1进入湿污泥缓存仓2后，再进入下方的逆向旋转锯齿齿耙5，通过旋转锯齿齿耙5的旋转从平板圆盘7的圆周处缓慢移动至中心，再落入下一级平板圆盘7，通过正向旋转锯齿齿耙6的旋转缓慢从中心处移动至圆周，再落入下一级平板圆盘7，如此反复，污泥被从高温蒸汽入口4导入的高温饱和蒸汽所加热干化，高温蒸汽来自污泥协同焚烧锅炉的余热锅炉；蒸汽冷凝后通过导液板9从冷凝液排液口10导出至污水处理单元。干化至含水率20～40％的污泥落入筛网12上被搅拌叶片11-1所均匀搅拌，并均匀落至污泥环模造粒系统中。圆柱压轮28通过上联接板13、下联接板14和压辊27相连接，进而通过主轴22带动圆柱压轮28旋转，将落入环模25内的干化污泥挤压至造粒孔26中得到圆柱体颗粒，并且在主轴22上联接有搅拌叶片11-2对环模25内的污泥粉末进行搅拌、混合，使得多层纵向的造粒孔26也可实现均匀进料。造粒颗粒通过底板16上的落料孔15落入接料板18上，驱动电机24通过电机轴端锥齿轮23和大椎齿轮20的相互啮合，将动力传递至主轴22上，而与主轴22固连的排料叶片17同步转动将接料板18上的污泥颗粒从出料口19排出。造粒污泥颗粒为圆柱体，其直径范围为3～16mm，长度范围为3～8cm。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥立式干化造粒一体机，包括立式圆筒状的壳体，壳体顶部设顶盖，底端设机座；在壳体内由上至下布置了污泥干化系统、污泥造粒系统和动力辅助系统，竖向的主轴贯穿前述三个系统；其特征在于，
所述污泥干化系统包括污泥进料口、高温蒸汽入口、平板圆盘、锯齿齿耙、导液板和冷凝水排液口；其中，污泥进料口设于壳体顶部，高温蒸汽入口设于壳体侧壁的上端；固定在壳体内壁上的平板圆盘有多层，且相互保持间距；各平板圆盘在其中心或侧缘处设置下料口，相邻平板圆盘的下料口以中心-侧缘-中心的交错方式布置；在每层平板圆盘上均设有锯齿齿耙，锯齿齿耙通过其中心的安装件紧固套装在主轴上；导液板设于最底层平板圆盘的下方，其末端接至设于壳体壁上的冷凝水排液口；在导液板下方设置筛网，筛网的边缘固定在壳体内壁上；
所述污泥造粒系统包括固定在壳体内壁上的底板，底板上设有中轴线与主轴重合的环模，在环模的侧壁上布设若干个通孔作为造粒孔；在环模内部，设有用于将污泥从造粒孔中挤出的旋转挤出部件；环模外侧与壳体内壁之间保持间距，在两者之间的底板上开有通孔作为落料孔；底板的下方设有固定在壳体内壁上的接料板，其侧边处的壳体上设有出料口；在接料板上设有排料叶片，后者通过其中心的安装件紧固套装在主轴上；
所述动力辅助系统包括驱动电机，其输出轴通过传动部件接至主轴，用于驱动主轴旋转。
2.根据权利要求1所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，所述顶盖上设有湿污泥缓存仓，污泥进料口设于湿污泥缓存仓的顶部。
3.根据权利要求1所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，所述旋转挤出部件包括上联接板和下联接板，两者通过各自中心的安装件紧固套装在主轴上，相互平行且保持间距；在上联接板和下联接板的同侧端部之间装有竖向压辊，其外部活动套装圆柱压轮，圆柱压轮与环模内壁保留1～3mm的进料空间；在上联接板和下联接板之间设置搅拌叶片，搅拌叶片通过其中心的安装件紧固在主轴上。
4.根据权利要求1所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，相邻两层平板圆盘上的锯齿齿耙具有相反的旋转方向。
5.根据权利要求1所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，在筛网上搅拌叶片，搅拌叶片通过其中心的安装件紧固在主轴上。
6.根据权利要求1所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，污泥干化系统与污泥造粒系统之间的壳体具有向内的缩径结构，其最小径向尺寸小于所述环模的内径。
7.根据权利要求1所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，环模上的造粒孔沿周向布置且在纵向至少有三层排列，每层均包括多个造粒孔；造粒孔的孔径范围为3～16mm；环模的厚度为3～8cm。
8.根据权利要求1所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，所述动力辅助系统的传动部件包括：一个圆盘状的主轴锥齿轮通过其中心的安装件紧固套装在主轴上，驱动电机的输出轴末端设置电机轴端锥齿轮，主轴锥齿轮与电机轴端锥齿轮相互啮合。
9.根据权利要求1所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，所述导液板倾斜安装在壳体上，且与水平方向保持3～5°夹角。
10.根据权利要求1至9的任一项中所述的污泥立式干化造粒一体机，其特征在于，所述平板圆盘、筛网、底板、接料板的中心处设轴承，所述主轴套装在轴承中。
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