CN111977937A - 一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，包括网带式烘干机和污泥切条机，网带式烘干机一端顶部设置有污泥进料口、另一端的底部设置有污泥出料口，网带式烘干机内设置有四个干燥段，相邻的两个干燥段之间用挡风板相隔，且网带式烘干机内的传送带及传送带上的污泥能够通过任一挡风板，污泥切条机的出料口与污泥进料口连通。一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥方法：(1)启动第一鼓风机、第一加热器、第二鼓风机、第二加热器、第三鼓风机和三个风速仪；(2)启动污泥切条机，污泥经污泥切条机输送到网带式烘干机，最后经过出料口出料。本发明提高了污泥在干燥过程中的能量利用率和干燥效率。

Description

一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置及方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，特别是涉及一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置及方法。

背景技术

带式干燥机由若干个独立的单元段所组成。每个单元段包括循环风机、加热装置、独或公用的新鲜空气抽入系统和尾气排除系统。因此，对干燥介质数量、温度、湿度和尾气循环量等操作参数，可以进行独立控制，从而保证带式干燥机工作的可靠性和操作条件的优化。

目前我国污泥干燥行业中采用的带式热风干燥机较为普遍，带式干燥机的的分类方式可以按排气方式分为逆流排气式、并流排气式、单向排气式。逆流排气式、并流排气式带式污泥干燥机没有考虑污泥的干燥特性。在污泥不同的干燥阶段不能根据污泥含水率合理的分配温度和风量，没有充分利用能量，使干燥机能耗增加，导致物料干燥时间延长。单向排气式带式污泥干燥机，一般会将干燥室分割成若干个区，各区进排风彼此独立，未对能量进行充分的利用，干燥机节能效果不明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高污泥在干燥过程中的能量利用率和干燥效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，包括网带式烘干机和污泥切条机，所述网带式烘干机一端顶部设置有污泥进料口、另一端的底部设置有污泥出料口，所述网带式烘干机内由所述污泥进料口至所述污泥出料口的方向依次设置有四个干燥段，四个所述干燥段依次为恒速干燥段、第一降速干燥段、缓苏段和第二降速干燥段，相邻的两个所述干燥段之间用挡风板相隔，且所述网带式烘干机内的传送带及所述传送带上的污泥能够通过任一所述挡风板，所述污泥切条机的出料口与所述污泥进料口连通。

优选的，还包括过滤器，所述恒速干燥段、所述第一降速干燥段和所述第二降速干燥段均设置有热风入口与热风出口；所述过滤器与所述恒速干燥段的热风出口连通，所述第一降速干燥段的热风入口依次连接有第一加热器和第一鼓风机，所述第二降速干燥段的热风入口依次连接有第二加热器和第二鼓风机，所述第一降速干燥段和所述第二降速干燥段的热风出口分别与所述恒速干燥段的热风入口连通。

优选的，所述第一降速干燥段和所述第二降速干燥段的热风出口汇流后通过管路与所述恒速干燥段的热风入口连通，所述管路上设置有第三鼓风机。

优选的，所述恒速干燥段、所述第一降速干燥段和所述第二降速干燥段的底部分别设置有风速仪。

本发明还提供一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥方法，基于上述的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，包括以下步骤：

(1)启动第一鼓风机、第一加热器、第二鼓风机、第二加热器、第三鼓风机和三个风速仪，将所述第一鼓风机的风量调整至第一降速干燥段内的风速仪显示的风速为1m/s，将所述第二鼓风机的风量调整至第二降速干燥段内的风速仪显示的风速为0.5m/s，将所述第三鼓风机的风量调整至恒速干燥段内的风速仪显示的风速为1.5m/s，将所述第一加热器温度调整到60℃，将所述第二加热器温度调整到40℃；

(2)启动污泥切条机，将污泥倒入污泥切条机进料口，污泥经污泥切条机出料口管道输送到网带式烘干机进料口，污泥依次通过网带式烘干机的恒速干燥段、第一降速干燥段、缓苏段以及第二降速干燥段，最后经过出料口出料。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置及方法提高了污泥在干燥过程中的能量利用率和干燥效率。本发明的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置及方法根据污泥低温干燥动力学特性将污泥干燥过程分为四个阶段，根据不同阶段的污泥含水率以及干燥特性合理的分配风量、温度，在污泥第一降速干燥段和污泥第二降速干燥段之间增加缓苏段，使得干燥过程中污泥表面和内部的热量均匀化，内外水分迁移速率相配备，节约能源，提高干燥效率；本发明将第一降速干燥段和污泥第二降速干燥段出来的温度较低载气重新通入到恒速干燥段中，符合污泥低温干燥动力学特性中污泥恒速干燥阶段所需的温度，有效对热量回收再利用，提高了能量利用率，达到节能效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置的结构示意图；

其中：1、网带式烘干机；1-1、污泥进料口；1-2、第一热风出口；1-3、第一热风入口；1-4、第二热风入口；1-5、第二热风出口；1-6、第三热风入口；1-7、第三热风出口；1-9、污泥出料口；2、污泥切条机；2-1、污泥切条机进料口；2-2、污泥切条机出料口；3、过滤器；3-1、进气口；3-2、入水口；3-3、排气口；3-4排水口；4、第一鼓风机；5、第一加热器；6、第二鼓风机；7、第二加热器；8、第三鼓风机；9、第一风速仪；10、第一挡风板；11、第二风速仪；12、第二挡风板；13、第三挡风板；14、第三风速仪；15、恒速干燥段；16、第一降速干燥段；17、缓苏段；18、第二降速干燥段。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高污泥在干燥过程中的能量利用率和干燥效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示：本实施例提供了一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，包括网带式烘干机1和污泥切条机2，网带式烘干机1一端顶部设置有污泥进料口1-1、另一端的底部设置有污泥出料口1-9，网带式烘干机1内由污泥进料口1-1至污泥出料口1-9的方向依次设置有四个干燥段，四个干燥段依次为恒速干燥段15、第一降速干燥段16、缓苏段17和第二降速干燥段18，相邻的两个干燥段之间用挡风板相隔，由左至右依次为第一挡风板10、第二挡风板12和第三挡风板13，且网带式烘干机1内的传送带及传送带上的污泥能够通过任一挡风板，污泥切条机2的出料口与污泥进料口1-1连通。

本实施例耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置还包括过滤器3，恒速干燥段15的顶部设置有第一热风出口1-2、底部设置有第一热风入口1-3，第一降速干燥段16的底部设置有第二热风出口1-5、顶部设置有第二热风入口1-4，第二降速干燥段18的底部设置有第三热风出口1-7、顶部设置有第三热风入口1-6；过滤器3与第一热风出口1-2连通，第二热风入口1-4依次连接有第一加热器5和第一鼓风机4，第三热风入口1-6依次连接有第二加热器7和第二鼓风机6，第二热风出口1-5和第三热风出口1-7汇流后通过管路与第一热风入口1-3连通，且该管路上设置有第三鼓风机8。恒速干燥段15的底部设置有第一风速仪9，第一降速干燥段16的底部设置有第二风速仪11，第二降速干燥段18的底部设置有第三风速仪14。

本发明还提供一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥方法，基于上述的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，包括以下步骤：

(1)启动第一鼓风机4、第一加热器5、第二鼓风机6、第二加热器7、第三鼓风机8、第一风速仪9、第二风速仪11和第三风速仪14，将第一鼓风机4的风量调整至第二风速仪11显示的风速为1m/s，将第二鼓风机6的风量调整至第三风速仪14显示的风速为0.5m/s，将第三鼓风机8的风量调整至第一风速仪9显示的风速为1.5m/s，将第一加热器5温度调整到60℃，将第二加热器7温度调整到40℃；

(2)启动污泥切条机2，将污泥倒入污泥切条机进料口2-1，污泥经污泥切条机出料口2-2和管道输送到网带式烘干机1的污泥进料口1-1，污泥依次通过网带式烘干机1的恒速干燥段15、第一降速干燥段16、缓苏段17以及第二降速干燥段18，最后经过污泥出料口1-9出料。

在此过程中，第一鼓风机4向第一降速干燥段16内鼓风，第二鼓风机6向第二降速干燥段18内鼓风，第一降速干燥段16内和第二降速干燥段18内的温度较低载气经第三鼓风机8重新通入到恒速干燥段15中，符合污泥低温干燥动力学特性中污泥恒速干燥阶段所需的温度，有效对热量回收再利用，提高了能量利用率，达到节能效果。恒速干燥段15中的热风经第一热风出口1-2通过进气口3-1进入过滤器3中，与通过入水口3-2进入的自来水进行热交换，废气经排气口3-3排出，加热后的自来水经排水口3-4排出。

在恒速干燥段15污泥外部水分迁移速率大于内部，属于内部控制条件，温度为次要因素，热风风速起主导作用，因此在恒速干燥段15采用低温、高速的载气对污泥进行干燥；在第一降速干燥段16污泥外部水分迁移速率小于内部，属于外部控制条件，热风风速为次要因素，温度起主导作用，因此在第一降速干燥段16采用60℃，低速的热风对污泥进行干燥；污泥经第一降速干燥段16末端时，污泥已经被加热至高温，表面已逐渐出现了干区，影响污泥内外水分及热量的传输，为避继持续烘干对热量浪费，停止对污泥的加热，污泥进入缓苏段17缓苏；污泥经缓苏段17干燥缓苏后，污泥内外水分和热量均匀化，此时在第二降速干燥段18采用40℃，低速的热风继续对污泥进行干燥。本实施例的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置及方法根据污泥低温干燥动力学特性将污泥干燥过程分为四个阶段，根据不同阶段的污泥含水率以及干燥特性合理的分配风量、温度，在污泥第一降速干燥段16和污泥第二降速干燥段18之间增加缓苏段17，使得干燥过程中污泥表面和内部的热量均匀化，内外水分迁移速率相配备，节约能源，提高了干燥效率。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“左”、“右”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，其特征在于：包括网带式烘干机和污泥切条机，所述网带式烘干机一端顶部设置有污泥进料口、另一端的底部设置有污泥出料口，所述网带式烘干机内由所述污泥进料口至所述污泥出料口的方向依次设置有四个干燥段，四个所述干燥段依次为恒速干燥段、第一降速干燥段、缓苏段和第二降速干燥段，相邻的两个所述干燥段之间用挡风板相隔，且所述网带式烘干机内的传送带及所述传送带上的污泥能够通过任一所述挡风板，所述污泥切条机的出料口与所述污泥进料口连通。

2.根据权利要求1所述的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，其特征在于：还包括过滤器，所述恒速干燥段、所述第一降速干燥段和所述第二降速干燥段均设置有热风入口与热风出口；所述过滤器与所述恒速干燥段的热风出口连通，所述第一降速干燥段的热风入口依次连接有第一加热器和第一鼓风机，所述第二降速干燥段的热风入口依次连接有第二加热器和第二鼓风机，所述第一降速干燥段和所述第二降速干燥段的热风出口分别与所述恒速干燥段的热风入口连通。

3.根据权利要求2所述的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，其特征在于：所述第一降速干燥段和所述第二降速干燥段的热风出口汇流后通过管路与所述恒速干燥段的热风入口连通，所述管路上设置有第三鼓风机。

4.根据权利要求2所述的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，其特征在于：所述恒速干燥段、所述第一降速干燥段和所述第二降速干燥段的底部分别设置有风速仪。

5.一种耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥方法，基于权利要求1-4任意一项所述的耦合内外传热传质的污泥多段低温干燥装置，其特征在于，包括以下步骤：

(1)启动第一鼓风机、第一加热器、第二鼓风机、第二加热器、第三鼓风机和三个风速仪，将所述第一鼓风机的风量调整至第一降速干燥段内的风速仪显示的风速为1m/s，将所述第二鼓风机的风量调整至第二降速干燥段内的风速仪显示的风速为0.5m/s，将所述第三鼓风机的风量调整至恒速干燥段内的风速仪显示的风速为1.5m/s，将所述第一加热器温度调整到60℃，将所述第二加热器温度调整到40℃；

(2)启动污泥切条机，将污泥倒入污泥切条机进料口，污泥经污泥切条机出料口管道输送到网带式烘干机进料口，污泥依次通过网带式烘干机的恒速干燥段、第一降速干燥段、缓苏段以及第二降速干燥段，最后经过出料口出料。

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