CN111925096B - 一种市政污泥真空低温连续干燥方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种市政污泥真空低温连续干燥方法及设备，属于污泥干燥处理技术领域，其干燥方法基于一种市政污泥连续干燥设备，该设备包括一个相对密封的用于进行市政污泥干燥处理的干燥壳体，在干燥壳体内设置有连接动力装置的水平转轴，水平转轴上布置有数个与水平转轴垂直的加热盘，加热盘和电源或热源连通，在加热盘的左右两侧均设置有布料组件和刮板，在干燥壳体的下方设置有螺旋密封出料组件；加热盘在水平转轴带动旋转过程中，加热盘旋转一周便实现市政污泥的干燥处理，刮板在将干燥后的市政污泥刮下的同时，布料组件从后面再重新涂布新的待干燥市政污泥，从而连续不断的对市政污泥进行干燥处理，适合市政污泥的工业化干燥处理。

Description

一种市政污泥真空低温连续干燥方法及设备

技术领域

本发明属于污泥干燥处理技术领域，具体涉及一种高效能、低能耗的市政污泥真空低温连续干燥方法及设备。

背景技术

目前，因城市生活污水排放而产生的城市污泥逐渐成为一个严峻的环境问题。现有处理方式一般是将污泥运输至一固定点集中处理，市政污泥含有大量水分，含水量大约80%，是一种黏度很大的浆状物质（即半流体），运输成本较高。另现有的城市生活污水处理方法是对污水中的污泥进行干燥，一般包括直接热干燥和间接热干燥两种方式，市政污泥脱水干燥后，降低含水率，体积减少至原来的1/5～1/4，且干燥后剩余物质比较稳定，恶臭味和病原生物得到极大的去除，其热值和营养成分得到保留。因此可以说，市政污泥干燥是市政污泥处理的门槛技术，市政污泥脱水干燥是市政污泥处理处置技术的前提和关键。

市政污泥脱水干燥可分为：自然干燥、机械脱水和热干燥。自然干燥受气候、场地等因素制约，基本已经不能适应市政污泥量日益增多的今天；机械脱水，由于市政污泥含水率高，不能满足现在市政污泥终端处理的含水要求，只能作为市政污泥热干燥前的预处理；热干燥以其自身的优点，如效率高、处理量大、自动化程度高等优点，是未来市政污泥干燥脱水技术的主要发展方向。

虽然市政污泥热干燥有很多不同的处理工艺，但这些处理工艺的区别主要在于市政污泥干燥设备的不同，整体综合能耗差别不大。但是现有的市政污泥高温热干燥工艺也存在一些缺点：设备复杂，干燥效率低，热源成本很高，不能实现绿色环保生产。因此，需要开发一种结构简单、干燥效率高、能耗低的市政污泥干燥设备。

发明内容

针对以上现有市政污泥干燥方法及设备存在的不足，本发明开发一种结构简单、干燥效率高、能耗低的市政污泥真空低温连续干燥方法及设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明首先提供了一种市政污泥真空低温连续干燥方法，该方法是基于一种市政污泥真空低温连续干燥设备，该设备包括一个相对密封的用于进行市政污泥干燥处理的干燥壳体，在干燥壳体内设置有连接动力装置的水平转轴，水平转轴上布置有数个与水平转轴垂直的加热盘，加热盘和电源或热源连通，在加热盘的左右两侧均设置有布料组件和刮板，在干燥壳体的下方设置有螺旋密封出料组件。

其干燥处理的方法包括：

一个利用布料组件将待干燥处理的市政污泥均匀涂布在加热盘上的步骤；

一个利用加热盘将涂布在其上的市政污泥同步干燥的步骤；

一个利用刮板将同步干燥后的市政污泥从加热盘上刮下的步骤；

一个利用出料组件将刮下的市政污泥输送出干燥壳体的步骤；

一个在市政污泥干燥处理过程中利用抽真空装置将干燥壳体内的低温蒸汽不断向外抽出的步骤；

上述市政污泥真空低温连续干燥方法是加热盘在水平转轴带动旋转过程中，加热盘旋转一周便实现市政污泥的干燥处理，刮板在将干燥后的市政污泥刮下的同时，布料组件从后面再重新涂布新的待干燥市政污泥，从而连续不断的对市政污泥进行干燥处理。

本发明还提供了一种市政污泥真空低温连续干燥设备，包括动力装置、干燥壳体、刮板、布料组件、水平转轴、加热盘和螺旋密封出料组件，所述干燥壳体内设置有连接动力装置的水平转轴，水平转轴上布置有数个与水平转轴垂直的加热盘，在加热盘的左右两侧均设置有布料组件和刮板，所述布料组件和刮板固定于干燥壳体上，在干燥壳体的下方设置有螺旋密封出料组件，所述干燥壳体的内腔通过管道与抽真空装置相连接。

进一步地，所述加热盘的上半部分的左右两侧设置有半圆形的热辐射板，热辐射板为中空结构，热辐射板弧形面设置在干燥壳体的内壁上，并与加热盘盘面保持适当距离，从热辐射板的上端通入高温介质，对铺设在加热盘的料层外表面进行红外辐射加热，低温介质从热辐射板的下端流出。

进一步地，所述出料螺旋轴、螺旋叶片或U型出料外壳中的一个或多个为中空结构，里面通入高温介质，一端进，一端出，在出料过程中对市政污泥进行进一步的加热。这样就大大延长了加热时间，提高了生产效率。

进一步地，所述加热盘内设有电加热元件，加热盘为电加热盘。

进一步地，所述水平转轴和加热盘均为空心结构且相互连通，并与干燥壳体外面的热源通过管道连通，管道内有热媒介质。

进一步地，所述热媒介质为导热油或高温水蒸汽。

进一步地，所述螺旋密封出料组件包括U型出料外壳、出料电机及设置在U型出料外壳内且与出料电机连接的出料螺旋轴，出料螺旋轴上设置有螺旋叶片。

进一步地，所述出料螺旋轴、螺旋叶片或U型出料外壳中的一个或多个为中空结构，里面通有加热介质。

本发明的一种市政污泥真空低温连续干燥方法及设备与现有技术相比，具有以下优点：

1、本专利设计有加热盘、布料组件，通过布料组件将市政污泥涂布在加热盘的表面，因市政污泥为黏度很大的浆状物，会附着在加热盘盘面上形成薄薄的一层，采用该结构，能使市政污泥布料均匀，还能增大换热面积，尽可能保证市政污泥中水分全部除去，使市政污泥干燥效果好，干燥效率高。在本专利以前，市政污泥与热媒之间的换热面积小，市政污泥层较厚，不能实现好的干燥效果，本专利创新性地突破了本领域的常规技术手段，采用在加热盘涂布市政污泥的方式，结构简单，保证了市政污泥干燥的效果；

2、热媒介质入口通入的热媒介质可以为高温水蒸气或导热油，优选为高温水蒸气，蒸汽压缩机出口管经转换接头连接热媒介质入口，经热媒加热后蒸发所形成的低温蒸汽再经蒸汽压缩机压缩后形成高温蒸汽，经转换接头返回热媒介质入口循环利用，转换接头上还设有冷凝水出口，高温蒸汽被污水冷凝后形成的冷凝水自冷凝水出口排出，热媒循环利用降低了热能的消耗，还能实现能源源源不断的输入，整个过程中只耗压缩机的电能，不用额外消耗热能，实现了绿色环保；

3、本发明设计有蒸汽压缩机，蒸汽压缩机和干燥壳体通过管道相连形成一隔绝空气的封闭的回路，低温蒸汽出口的蒸汽压缩机不仅起到压缩低温蒸汽升温的效果，还能起到对干燥壳体抽真空的效果，在干燥壳体内形成一个负压，负压条件下水的蒸汽压降低，更易于市政污泥中水分的蒸发，提高干燥效率，只需要蒸汽压缩机一个部件，就能实现余热的全部利用，结构简单。

4.本发明在加热盘的上半部分左右两侧设置有热辐射板，高温介质从热辐射板的上端通入，对铺设在加热盘的料层外表面进行红外辐射加热，低温介质从热辐射板的下端流出，提高了市政污泥的干燥效率。

5.将螺旋密封出料组件的部分结构设置成中空结构，里面通入高温介质，在出料过程中对市政污泥进行进一步的加热，可以大大延长加热时间，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地描述本发明一种市政污泥真空低温连续干燥方法及处理设备的工作原理，下面将附上简图作进一步说明。

附图1是本发明实施例一市政污泥真空低温连续干燥设备的主视结构示意图；

附图2是本发明的剖视结构示意图；

附图3是本发明实施例二市政污泥真空低温连续干燥设备的主视结构示意图；

附图4是图3中部分部件的布局结构示意图；

附图5是本发明实施例三市政污泥真空低温连续干燥设备的主视结构示意图；

附图6是本发明实施例四市政污泥真空低温连续干燥设备的主视结构示意图；

附图7是实施例一中加热盘的局部放大结构剖面图；

附图8是本发明实施例五市政污泥真空低温连续干燥设备的主视结构示意图；

附图9是本发明实施例六市政污泥真空低温连续干燥设备的主视结构示意图。

图中各标号表示：

1、动力装置，2、干燥壳体，3、出料电机，4、出料螺旋轴，5、刮板，

6、布料组件，7、水平转轴，8、加热盘，9、U型出料外壳，10、联轴器，

11、转换接头，12、热媒介质入口，13、蒸汽压缩机，14、低温蒸汽出口，

15、冷凝水出口，16、视镜，17、市政污泥活塞泵，18、导热油进口，

19、换热器，20、热辐射板，21、螺旋叶片。

具体实施方式

下面将参照说明书附图更详细的描述本公开的示例性实施例。虽然说明书附图显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的说明本发明，现结合具体实施例以及说明书附图对技术方案做进一步的说明。虽然实施例中记载了这些具体的实施方式，然其并非用以限定本发明，任何所述技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动和润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

实施例一：

如附图1、2、7所示，本发明的一种市政污泥真空低温连续干燥设备，其结构包括相对密封的干燥壳体2，干燥壳体2内设有水平转轴7，水平转轴7上安装有加热盘8，加热盘8具有一定的粗糙度，便于实现市政污泥布料，加热盘8的侧面设有布料组件6和刮板5，布料组件6刮板5固定于干燥壳体2上，布料组件6入口管段连市政污泥料仓，出口管段上设有市政污泥出料口，在水平转轴7的带动下，加热盘8与布料组件6之间发生相对转动以将市政污泥铺设在加热盘8的盘面上；

所述水平转轴7为空心结构，水平转轴7的一端接干燥壳体2外的动力装置1，水平转轴7由动力装置1驱动并带动加热盘8绕自身轴线旋转，水平转轴7的另一端开设有用于通入热媒介质的热媒介质入口12；

所述加热盘8设置为空心加热盘8，加热盘8的空心内腔与水平转轴7空心结构相连通；所述干燥壳体2表面开设有低温蒸汽出口14，低温蒸汽出口14连有蒸汽压缩机13，市政污泥中的水分经热媒加热后蒸发形成低温蒸汽排出干燥壳体2。

其中所述热媒介质入口12通入的热媒为高温水蒸气，蒸汽压缩机13出口管经转换接头11连接热媒介质入口12，市政污泥中的水分经热媒加热蒸发形成低温蒸汽，再经蒸汽压缩机13压缩后形成高温蒸汽，经转换接头11返回热媒介质入口12循环利用，转换接头11上还设有冷凝水出口15，高温蒸汽被市政污泥中水分冷凝后形成的冷凝水自冷凝水出口15排出。

为方便市政污泥进入干燥设备，布料组件6入口管段经市政污泥活塞泵17连接市政污泥料仓，经市政污泥活塞泵17将黏稠浆状市政污泥输送至干燥壳体2。

为将干燥后的市政污泥排出，干燥壳体2下方还设有U型出料外壳9，在水平转轴7带动加热盘8旋转时，刮板5刮除加热盘8表面干燥的市政污泥使干燥的市政污泥落入U型出料外壳9内并及时排出。

优选方式，U型出料外壳9内设有出料螺旋轴4，通过出料电机3驱动出料螺旋轴4旋转方式出料。

其中布料组件6为管状结构，布料组件6出口管段上至少设有一个市政污泥出料口，根据需要，可以在布料组件6出口管段相对加热盘8的一侧设置一排市政污泥出料口，市政污泥从市政污泥料仓进入后落在加热盘8上，因加热盘8具有一定的粗糙度，市政污泥附着在加热盘8的表面，在动力装置1带动下，带动水平转轴7和加热盘8转动，布料组件6起到摊平作用，将市政污泥均匀摊布在加热盘8的表面。当然，也可以只在出料管段端部或在出料管段相对加热盘8的一侧设置一个市政污泥出料口，在加热盘8转动产生的离心力作用下均匀将市政污泥摊布在加热盘8表面。

其中加热盘8的数量至少为一个，为提高干燥效率，图中加热盘8数量为12个，当然也可以根据使用需要设计1个筒状结构的加热盘。

其中加热盘8的中轴线重合于所述水平转轴7的中轴线。

其中动力装置1为电机，电机通过联轴器10与水平转轴7相连。

其中每个加热盘8的两侧均设有布料组件6和刮板5。

为保证密封效果，水平转轴7与干燥壳体2之间端面通过机械密封。

其中干燥壳体2表面安装有视镜16，方便观察干燥壳体2内市政污泥的干燥过程。

如附图1-3所示，本实施例工作时，动力装置1通过水平转轴7带动加热盘8转动，且加热盘8在转动的过程中加热涂布在加热盘8上的浆状市政污泥，所用到的加热介质为高温蒸汽，高温蒸汽从水平转轴7一端热媒介质入口12处进入加热盘8内腔，与加热盘8表面的浆状市政污泥发生热交换，市政污泥中的水分在蒸汽加热作用下气化，形成低温蒸汽，低温蒸汽在蒸汽压缩机13作用下自低温蒸汽出口14排出，经蒸汽压缩机13压缩后形成高温蒸汽，再次返回热媒介质入口12处循环利用，此外蒸汽压缩机13不仅起到压缩低温蒸汽升温的效果，还能起到对干燥壳体2抽真空的效果，在干燥壳体2内形成一个负压，负压条件下水的蒸汽压降低，更易于市政污泥中水分的蒸发，提高干燥效率，当市政污泥干燥成膜后，再次转动加热盘8，由刮板5将加热盘表面的干燥市政污泥层刮除，并落入U型出料外壳9的进料端，实现连续批量运转。

实施例二：

如附图1-4、7所示，在实施例一的基础上，在所述加热盘8的上半部分的左右两侧设置有半圆形的热辐射板20，热辐射板20为中空结构，热辐射板20弧形面设置在弧形的干燥壳体2的内壁上。所述螺旋密封出料组件包括U型出料外壳9、出料电机3及设置在U型出料外壳9内且与出料电机3连接的出料螺旋轴4，出料螺旋轴4上设置有螺旋叶片21。所述出料螺旋轴4、螺旋叶片21或U型出料外壳9中的一个或多个为中空结构，里面通有加热介质。

实施例三：

如附图1、2、4、5、7所示，参考实施例一和实施例二，仅在所述加热盘8的上半部分的左右两侧设置有半圆形的热辐射板20，热辐射板20为中空结构，热辐射板20弧形面设置在弧形的干燥壳体2的内壁上。

实施例四：

如附图1、2、4、6、7所示，参考实施例一和实施例二，螺旋密封出料组件包括U型出料外壳9、出料电机3及设置在U型出料外壳9内且与出料电机3连接的出料螺旋轴4，出料螺旋轴4上设置有螺旋叶片21。仅将出料螺旋轴4、螺旋叶片21和U型出料外壳9设计为中空结构，里面通有加热介质。

实施例五：

如附图2、8所示，实施例五同实施例一，所不同的是热媒为导热油，通过循环利用的导热油实现对市政污泥中水分的干燥。

所述热媒介质入口12通入的热媒介质为导热油，蒸汽压缩机13出口管接换热器19，换热器19连接热媒介质入口12，市政污泥中的水分经加热盘8加热后蒸发形成低温蒸汽，再经蒸汽压缩机13压缩后形成高温蒸汽，高温蒸汽与换热器19内的导热油发生热交换，热交换后的导热油返回热媒介质入口12加热市政污泥中的水分，导热油冷却后回换热器19循环利用。

导热油通过导热油进口18注入，运行时，导热油进口阀门关闭，导热油在换热器19内循环。

实施例六：

如附图2、9所示，本发明的一种市政污泥真空低温连续干燥设备，其结构包括相对密封的干燥壳体2，干燥壳体2内设有装有水平转轴7，水平转轴7上安装有加热盘8，加热盘8具有一定的粗糙度，便于实现市政污泥布料，所述水平转轴7的一端接干燥壳体2外的动力装置1，水平转轴7由动力装置1驱动并带动加热盘8绕自身轴线旋转，加热盘8内设有加热元件，加热元件选用电加热丝，加热元件内部结构及其加热方式为公知常识，在此不再赘述，加热盘8的左右两侧面均设有布料组件6和刮板5，布料组件6和刮板5固定于干燥壳体2上，布料组件6入口管段连市政污泥料仓，出口管段上设有市政污泥出料口，在水平转轴7的带动下，加热盘8与布料组件6之间发生相对转动以将市政污泥铺设在加热盘8的盘面上。

为方便市政污泥进入干燥设备，布料组件6入口管段经市政污泥活塞泵17连接市政污泥料仓，经市政污泥活塞泵17将黏稠浆状市政污泥输送至干燥壳体2。

为便于将干燥后的市政污泥排出，干燥壳体2内还设有U型出料外壳9，U型出料外壳9位于加热盘8的下方，在水平转轴7带动加热盘8旋转时，刮板5刮除加热盘8表面干燥的市政污泥使干燥的市政污泥落入到U型出料外壳9内，并在U型出料外壳9的作用下排出干燥壳体2。

优选方式，U型出料外壳9内设有出料螺旋轴4，通过出料电机3驱动出料螺旋轴4旋转方式出料。

其中布料组件6为管状结构，布料组件6出口管段上至少设有一个市政污泥出料口，根据需要，可以在布料组件6出口管段相对加热盘8的一侧设置一排市政污泥出料口，市政污泥从市政污泥料仓进入后落在加热盘8上，因加热盘8具有一定的粗糙度，市政污泥附着在加热盘8的表面，在动力装置1带动下，带动水平转轴7和加热盘8转动，布料组件6起到摊平作用，将市政污泥均匀摊布在加热盘8的表面。当然，也可以只在出料管段端部或在出料管段相对加热盘8的一侧设置一个市政污泥出料口，在加热盘8转动产生的离心力作用下均匀将市政污泥摊布在加热盘8表面。

其中加热盘8的数量至少为一个，为提高干燥效率，图中加热盘8数量为12个。

其中加热盘8的中轴线重合于所述水平转轴7的中轴线。

其中动力装置1为电机，电机通过联轴器10与水平转轴7相连。

其中每个加热盘8的两侧均设有布料组件6刮板5。

为保证密封效果，水平转轴7与干燥壳体2之间端面通过机械密封。

其中干燥壳体2表面安装有视镜16，方便观察干燥壳体2内市政污泥的干燥过程。

需要说明的是，本发明中水平转轴7、动力装置1借助支架支撑，支架的设置方式及结构为公知常识，为清楚地表明本发明的创造点，未图示支架的结构。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (8)

1.一种市政污泥真空低温连续干燥方法，其特征在于，该方法基于一种市政污泥真空低温连续干燥设备，该设备包括一个相对密封的用于进行市政污泥干燥处理的干燥壳体（2），在干燥壳体（2）内设置有连接动力装置（1）的水平转轴（7），水平转轴（7）上布置有数个与水平转轴（7）垂直的加热盘（8），加热盘（8）和电源或热源连通，在加热盘（8）的左右两侧均设置有布料组件（6）和刮板（5），在加热盘（8）的下方设置有螺旋密封出料组件；

其干燥处理的方法包括：

一个利用布料组件（6）将待干燥处理的市政污泥均匀涂布在加热盘（8）上的步骤；

一个利用加热盘（8）将涂布在其上的市政污泥同步干燥的步骤；

一个利用刮板（5）将同步干燥后的市政污泥从加热盘（8）上刮下的步骤；

一个利用出料组件将刮下的市政污泥输送出干燥壳体（2）的步骤；

一个在市政污泥干燥处理过程中利用抽真空装置将干燥壳体（2）内的低温蒸汽不断向外抽出的步骤；

上述市政污泥真空低温连续干燥方法是当加热盘（8）在水平转轴（7）带动旋转过程中，加热盘（8）旋转一周便实现市政污泥的干燥处理，刮板（5）在将干燥后的市政污泥刮下的同时，布料组件（6）从后面再重新涂布新的待干燥市政污泥，从而连续不断的对市政污泥进行干燥处理。

2.一种市政污泥真空低温连续干燥设备，包括动力装置（1）、干燥壳体（2）、刮板（5）、布料组件（6）、水平转轴（7）、加热盘（8）和出料组件，其特征在于，所述干燥壳体（2）内设置有连接动力装置（1）的水平转轴（7），水平转轴（7）上布置有数个与水平转轴（7）垂直的加热盘（8），在加热盘（8）的左右两侧均设置有布料组件（6）和刮板（5），所述布料组件（6）和刮板（5）固定于干燥壳体（2）上，在加热盘（8）的下方设置有螺旋密封出料组件，所述干燥壳体（2）的内腔通过管道与抽真空装置相连接。

3.根据权利要求2所述的一种市政污泥真空低温连续干燥设备，其特征在于，所述加热盘（8）的上半部分的左右两侧设置有半圆形的热辐射板（20），热辐射板（20）为中空结构，热辐射板（20）弧形面设置在弧形的干燥壳体（2）的内壁上。

4.根据权利要求2或3所述的一种市政污泥真空低温连续干燥设备，其特征在于，所述加热盘（8）内设有电加热元件，加热盘（8）为电加热盘。

5.根据权利要求2或3所述的一种市政污泥真空低温连续干燥设备，其特征在于，所述水平转轴（7）和加热盘（8）均为空心结构且相互连通，并与干燥壳体（2）外面的热源通过管道连通，管道内有热媒介质。

6.根据权利要求5所述的一种市政污泥真空低温连续干燥设备，其特征在于，所述热媒介质为导热油或高温水蒸汽。

7.根据权利要求2或3所述的一种市政污泥真空低温连续干燥设备，其特征在于，所述螺旋密封出料组件包括U型出料外壳（9）、出料电机（3）及设置在U型出料外壳（9）内且与出料电机（3）连接的出料螺旋轴（4），出料螺旋轴（4）上设置有螺旋叶片（21）。

8.根据权利要求7所述的一种市政污泥真空低温连续干燥设备，其特征在于，所述出料螺旋轴（4）、螺旋叶片（21）或U型出料外壳（9）中的一个或多个为中空结构，里面通有加热介质。

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