CN111943468A - 一种污泥造粒生产设备及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥造粒生产设备，包括主机架、驱动机构和造粒机构以及刮料机构，所述驱动机构包括带传动连接的驱动电机和减速机；所述造粒机构包括环模单元和压辊单元；所述刮料机构包括围设在环模单元周侧的挡护板、出料斗以及多个刮料单元。一种污泥造粒生产工艺，湿污泥经污泥干化机干化后运至破碎机内，经破碎后再运至干污泥料仓暂存，暂存的污泥运至缓冲料仓，缓冲料仓内污泥运至污泥造粒生产设备、进而将污泥制成颗粒状，再经筛分机筛分、合格品运至成品料仓储存，将其供给气化炉；不合格品返运至破碎机，按上述流程重新造粒。本发明可实现污泥的资源化利用，同时环模的稳定运行，且拆装便捷，具有良好的实用性，适用于污泥造粒作业。

Description

一种污泥造粒生产设备及其工艺

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥造粒生产设备及其工艺。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市污水处理量逐渐增加，相应的、污泥的处理量也不断增加，传统的污泥处理方式多为卫生填埋、干化或焚烧等，上述处理方式较为分散、处理效率偏低，未形成系统化的处理方式，且存在一定的局限性，现已逐渐显现出诸多问题，无法适应日益严格的环保要求。

通过污泥造粒技术可将污泥制成一定规格的颗粒，进而进行资源化利用，达到二次利用的效果，污泥造粒设备多采用环模颗粒机、通过挤出装置实现物料的挤压与出料，但在环模固定后拆装困难，而且在压辊挤压环模时会导致环模的偏转以至其磨损、影响其稳定性；对物料进行切割的刮料刀、因不便调整其与环模之间的间距，继而影响到模孔的畅通，以专利公告号CN201140539Y公开的环模挤压成型机为例，其方案无法制得不同长度规格的物料颗粒，具有一定的局限性。为此，提出一种污泥造粒生产设备及其工艺。

发明内容

本发明为了解决传统污泥处理较为分散，环模颗粒机运行稳定性差，制得的颗粒物料规格不可调整的问题，提供一种污泥造粒生产设备及其工艺，可实现自动化、集中化的污泥资源化利用，保证环模的稳定运行，同时操作灵活、便捷。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种污泥造粒生产设备，包括主机架、设置在主机架下部的驱动机构和设置在主机架上部的造粒机构以及刮料机构，所述驱动机构包括带传动连接的驱动电机和减速机，所述减速机包括空心结构的输出轴以及和输出轴转动连接的静止轴，所述静止轴上端伸出所述输出轴；

所述造粒机构包括环模单元和压辊单元，所述环模单元包括与所述输出轴键连接的转动盘、螺栓连接在转动盘上的环模以及螺栓连接在环模上的进料筒；

所述环模内分布所述压辊单元，压辊单元包括分别与静止轴键连接的支撑板和底座、套设在支撑板上的连接板以及压辊总成，所述支撑板和底座上下分布，所述连接板和底座之间转动设置多个所述压辊总成，所述底座边角处设置有铲刀；

所述刮料机构包括围设在环模周侧的挡护板、出料斗以及设置在环模单元和挡护板之间、环向均设的多个刮料单元。

进一步地，所述环模包括环状模体以及环向均设在模体上的若干模孔，所述模体上、下两端均设置有凸缘，一端所述凸缘通过螺栓和转动盘连接，所述模孔呈锥形状贯穿所述模体侧壁。

进一步地，所述模孔大径的一端位于环模内侧，模孔小径的一端位于环模外侧，模孔和所述压辊总成相对应。

进一步地，所述压辊总成包括偏心轴以及通过轴承转动设置在偏心轴上的环状压辊壳体，所述压辊壳体两端螺栓连接有封盖以限制轴承，压辊壳体环面呈齿状以增大摩擦，压辊壳体和所述模体存在挤压间隙。

进一步地，所述挡护板呈环状围设在环模周侧，挡护板和所述出料斗之间连通，挡护板和所述环模之间存在间隔，所述刮料单元和所述环模相对应。

进一步地，所述刮料单元包括固定设置在主机架上的下座、可调穿设在下座内的上座以及螺栓连接在上座上的打刀。

一种污泥造粒生产工艺，湿污泥经污泥干化机的干化后，通过转运设备运至破碎机内，干化后的污泥经破碎后再通过转运设备运至干污泥料仓暂存，待生产需要，暂存的污泥通过皮带秤运至缓冲料仓，缓冲料仓内污泥通过螺旋输送机运至分料器，分料器和污泥造粒生产设备连通，污泥造粒生产设备将污泥制成颗粒状，再经筛分机筛分，筛分后合格品通过转运设备运至成品料仓储存，待生产需要将其供给气化炉；筛分后不合格品通过转运设备返运至破碎机，再次进行破碎后、按上述流程重新造粒。

进一步地，经污泥干化机的干化后污泥含水率为15~20%；运至污泥造粒生产设备内的污泥温度≤80℃、含水率≤15%。

进一步地，经污泥造粒生产设备的制粒后、其颗粒规格以直径10~50mm，长度10~100mm为标准；筛分后不合格品的规格为直径＜10mm、长度＜10mm；

所述转运设备为大倾角皮带机。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明结构设计合理，环模通过上下两端的凸缘均可与转动盘安装，采用螺栓连接的安装方式，保证连接强度的同时，还便于实现拆装更换及清理；驱动机构采用带传动，其作为一种柔性传动方式，在进料太多无法挤压时能够有效保护电机，避免了采用齿传动对齿轮的损坏，减速机采用一级圆锥两级圆柱齿轮减速器，其输出轴可带动环模旋转，静止轴可相对输出轴旋转。

本发明设置的铲刀可将污泥翻起，更好的配合压辊壳体使之挤压成型；刮料单元便于调节，上座和环模间距可调，进而可得到不同长度规格的颗粒料，适用范围广，可更好的适用于污泥造粒作业；本发明的工艺可对污泥进行无害化，系统化的集中处理，进而达到资源化利用的良好效果，处理过程采用自动化操作，节约人力成本，实现污泥的二次利用。

附图说明

图1是本发明一种污泥造粒生产设备的整体结构示意图。

图2是本发明一种污泥造粒生产设备的造粒机构示意图。

图3是本发明一种污泥造粒生产设备的压辊总成示意图。

图4是本发明一种污泥造粒生产设备的底座结构示意图。

图5是本发明一种污泥造粒生产设备的刮料单元的主视图。

图6是本发明一种污泥造粒生产设备的刮料单元的俯视图。

图7是本发明一种污泥造粒生产工艺的流程简图。

附图中标号为：1为主机架，2为驱动电机，3为减速机，4为输出轴，5为静止轴，6为转动盘，7为环模，71为模体，72为模孔，8为进料筒，9为底座，91为平板部，92为边角部，93为倾斜部，10为连接板，11为压辊总成，111为偏心轴，112为压辊壳体，113为封盖，12为挡护板，13为出料斗，14为同步带，15为油封，16为凸缘，17为下座，171为下板部，172为环部，18为上座，181为柱部，182为上板部，19为打刀，20为支撑板，21为铲刀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述：

如图1~图6所示，一种污泥造粒生产设备，包括主机架1、设置在主机架1下部的驱动机构和设置在主机架1上部的造粒机构以及刮料机构，所述驱动机构包括带传动连接的驱动电机2和减速机3，所述减速机3包括空心结构的输出轴4以及和输出轴4转动连接的静止轴5，所述静止轴5上端伸出所述输出轴4；

具体的，所述驱动电机2和所述减速机3之间通过同步带14连接，减速机3为一级圆锥两级圆柱齿轮减速器，采用多级变速结构，可根据物料的不同选择合适的挤压速度，在改变速度的同时可提高扭矩，以带动设备稳定旋转；

所述输出轴4和静止轴5之间通过轴承转动连接，输出轴4和静止轴5之间设置有油封15，所述油封15位于输出轴4上端。

本实施例中，所述造粒机构包括环模单元和压辊单元，所述压辊单元和环模单元之间构成造粒腔；所述环模单元包括与所述输出轴4键连接的转动盘6、螺栓连接在转动盘6上的环模7以及螺栓连接在环模7上的进料筒8。

如图2所示，本实施例中，所述环模7包括环状模体71以及环向均设在模体71上的若干模孔72，为了便于模体71的安装，所述模体71上、下两端均设置有凸缘16，所述转动盘6上开设有与所述凸缘16匹配的卡槽，一端所述凸缘16置于所述卡槽内，且通过螺栓和转动盘6连接，保证环模7安装的稳定，提高其强度。

具体的，所述模孔72呈锥形状贯穿所述模体71侧壁，为了减小污泥被挤压入模孔72的阻力、以利于它们进入模孔72，所述模孔72大径的一端位于环模7内侧，模孔72小径的一端位于环模7外侧。

所述环模7内分布所述压辊单元，压辊单元包括分别与静止轴5键连接的支撑板20和底座9、套设在支撑板20上的连接板10以及压辊总成11，所述支撑板20和底座9上下分布，所述连接板10和底座9之间转动设置多个所述压辊总成11，所述底座9边角处设置有铲刀21。

如图3所示，本实施例中，模孔72和所述压辊总成11相对应，压辊总成11包括偏心轴111以及通过轴承转动设置在偏心轴111上的环状压辊壳体112，所述压辊壳体112两端螺栓连接有封盖113以限制轴承，压辊壳体112环面呈齿状，为的是在将污泥挤压入模孔72内时，增大与污泥的摩擦力，使污泥不易发生侧移，更好的压入模孔72内成型，压辊壳体112和所述模体71存在挤压间隙。

如图4所示，具体的，所述底座9包括平板部91、边角部92及倾斜部93，所述平板部91为矩形板状结构，平板部91的边角处均设有所述边角部92，边角部92为直角三角板结构，边角部92的斜边与所述平板部91侧边贴合，边角部92的一直角边处焊接有所述倾斜部93，倾斜部93和边角部92组合后截面呈“∠”状，所述倾斜部93上螺栓连接所述铲刀21；

铲刀21起到掀翻污泥的作用，流动态的污泥通过铲刀21的翻料作用、再通过转动盘6旋转时产生的离心力将污泥甩至环模7内壁，再通过压辊壳体112的挤压使其入至模孔72内成型。

所述刮料机构包括围设在环模7周侧的挡护板12、出料斗13以及设置在环模单元和挡护板12之间、环向均设的多个刮料单元；

为了对切割下来的颗粒料收集，使其不随意散落，所述挡护板12呈环状围设在环模7周侧，挡护板12和所述出料斗13之间连通，挡护板12和所述环模7之间存在间隔，所述刮料单元和所述环模7相对应，所述刮料单元设置在环模单元和挡护板12之间，用于切割挤压成型后的颗粒料。

为了便于得到不同长度规格的成型料，所述刮料单元包括固定设置在主机架1上的下座17、可调穿设在下座17内的上座18以及螺栓连接在上座18上的打刀19。

如图5~6所示，具体的，所述下座17包括下板部171和环部172，所述上座18包括柱部181和上板部182，所述柱部181穿设在环部172内、且通过螺栓可调连接，在螺栓拧紧时，保证上座18和下座17的固定，螺栓拧松时，可调整上座18和环模7的间距；

所述连板部182上螺栓连接有所述打刀19，所述打刀19截面呈“L”形、其一侧为刃、便于切割。

在进行污泥造粒作业时，驱动电机2启动，经减速机3减速后，输出轴4转动带动转动盘6旋转，继而环模7旋转；干燥的污泥经进料筒8落入造粒腔、位于环模7和压辊总成11之间，随着转动盘6的旋转，污泥被铲刀21掀翻并甩至环模7内壁，继而压辊壳体112挤压污泥至模孔72内、在模孔72中经历成型、保型后以圆柱状态被挤出，在环模7外侧，打刀19可对挤压出的成型污泥进行切割，切割后得到颗粒状的污泥料，再落至转动盘6上，在转动盘6旋转的离心作用下，使得颗粒料集中至出料斗13落下。

如图7所示，一种污泥造粒生产工艺，湿污泥经污泥干化机的干化后、其含水率为15~20%，通过转运设备运至破碎机内，干化后的污泥经破碎后再通过转运设备运至干污泥料仓暂存，干污泥料仓设计容积为28m³。

待生产需要，暂存的污泥通过皮带秤运至缓冲料仓，缓冲料仓内污泥通过螺旋输送机运至分料器，分料器和污泥造粒生产设备连通，污泥造粒生产设备的主电机功率为132KW、转速30 r/min，生产能力可达2~5 t/h，此时污泥造粒生产设备内的污泥温度≤80℃、含水率≤15%，污泥料在污泥造粒生产设备内依次经过供料区、变形压紧区和挤压成形区后被制成颗粒状。

具体的，供料区即污泥料基本不受机械外力的影响，但它受环模旋转时离心力的影响，进而污泥料紧贴在环模内壁、其密度为0.4～0.7g/cm³；变形压紧区即随着环模、压辊的旋转，污泥料进入压紧区，受到模、辊的挤压作用，污泥料之间产生相对位移；挤压成形区即在挤压区内，模、辊间隙较小，挤压力急剧增大，污泥料之间接触表面积增大，产生较好的粘接，并被压入模孔，制得颗粒。

经污泥造粒生产设备的制粒后、其颗粒规格以直径10~50mm，长度10~100mm为标准；颗粒状污泥料再经筛分机进行筛分，筛分后合格品通过转运设备运至成品料仓储存，待生产需要将其供给气化炉，进而产生新的能源或物质外供；

筛分后不合格品通过转运设备返运至破碎机，不合格品的颗粒规格为直径＜10mm、长度＜10mm，再次进行破碎后，按上述流程重新造粒。

本实施例中，所述转运设备采用大倾角皮带机，其电机功率为4kw、6级，皮带长度30m，带速600-800mm/s，输送能力≥6m³/h，输送量大，且维护检修便捷。

采用本工艺进行污泥造粒处理，自动化程度高，不再耗费大量人力，运行操作方便，能够使污泥得到回收利用，处理效果好，经处理后的污泥可直接进行资源化利用，可达到节能减排和循环经济的效果。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (9)

1.一种污泥造粒生产设备，其特征在于，包括主机架（1）、设置在主机架（1）下部的驱动机构和设置在主机架（1）上部的造粒机构以及刮料机构，所述驱动机构包括带传动连接的驱动电机（2）和减速机（3），所述减速机（3）包括空心结构的输出轴（4）以及和输出轴（4）转动连接的静止轴（5），所述静止轴（5）上端伸出所述输出轴（4）；

所述造粒机构包括环模单元和压辊单元，所述环模单元包括与所述输出轴（4）键连接的转动盘（6）、螺栓连接在转动盘（6）上的环模（7）以及螺栓连接在环模（7）上的进料筒（8）；

所述环模（7）内分布所述压辊单元，压辊单元包括分别与静止轴（5）键连接的支撑板（20）和底座（9）、套设在支撑板（20）上的连接板（10）以及压辊总成（11），所述支撑板（20）和底座（9）上下分布，所述连接板（10）和底座（9）之间转动设置多个所述压辊总成（11），所述底座（9）边角处设置有铲刀（21）；

所述刮料机构包括围设在环模（7）周侧的挡护板（12）、出料斗（13）以及设置在环模单元和挡护板（12）之间、环向均设的多个刮料单元。

2.根据权利要求1所述的一种污泥造粒生产设备，其特征在于，所述环模（7）包括环状模体（71）以及环向均设在模体（71）上的若干模孔（72），所述模体（71）上、下两端均设置有凸缘（16），一端所述凸缘（16）通过螺栓和转动盘（6）连接，所述模孔（72）呈锥形状贯穿所述模体（71）侧壁。

3.根据权利要求2所述的一种污泥造粒生产设备，其特征在于，所述模孔（72）大径的一端位于环模（7）内侧，模孔（72）小径的一端位于环模（7）外侧，模孔（72）和所述压辊总成（11）相对应。

4.根据权利要求1所述的一种污泥造粒生产设备，其特征在于，所述压辊总成（11）包括偏心轴（111）以及通过轴承转动设置在偏心轴（111）上的环状压辊壳体（112），所述压辊壳体（112）两端螺栓连接有封盖（113）以限制轴承，压辊壳体（112）环面呈齿状以增大摩擦，压辊壳体（112）和所述模体（71）存在挤压间隙。

5.根据权利要求1所述的一种污泥造粒生产设备，其特征在于，所述挡护板（12）呈环状围设在环模（7）周侧，挡护板（12）和所述出料斗（13）之间连通，挡护板（12）和所述环模（7）之间存在间隔，所述刮料单元和所述环模（7）相对应。

6.根据权利要求5所述的一种污泥造粒生产设备，其特征在于，所述刮料单元包括固定设置在主机架（1）上的下座（17）、可调穿设在下座（17）内的上座（18）以及螺栓连接在上座（18）上的打刀（19）。

7.基于权利要求1~6任一项所述的一种污泥造粒生产设备的生产工艺，其特征在于，湿污泥经污泥干化机的干化后，通过转运设备运至破碎机内，干化后的污泥经破碎后再通过转运设备运至干污泥料仓暂存，待生产需要，暂存的污泥通过皮带秤运至缓冲料仓，缓冲料仓内污泥通过螺旋输送机运至分料器，分料器和污泥造粒生产设备连通，污泥造粒生产设备将污泥制成颗粒状，再经筛分机筛分，筛分后合格品通过转运设备运至成品料仓储存，待生产需要将其供给气化炉；筛分后不合格品通过转运设备返运至破碎机，再次进行破碎后、按上述流程重新造粒。

8.根据权利要求7所述的一种污泥造粒生产工艺，其特征在于，经污泥干化机的干化后污泥含水率为15~20%；

运至污泥造粒生产设备内的污泥温度≤80℃、含水率≤15%。

9.根据权利要求7所述的一种污泥造粒生产工艺，其特征在于，经污泥造粒生产设备的制粒后、其颗粒规格以直径10~50mm，长度10~100mm为标准；筛分后不合格品的规格为直径＜10mm、长度＜10mm；

所述转运设备为大倾角皮带机。

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