CN112479536B - 利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备，包含有压滤机、热泵以及蒸汽压缩机，压滤机上跨置有位移重叠并靠的多个板框，各板框的滤室设有污泥入口与排污水孔，并且滤室连通外部的热气管路，利用蒸汽压缩机与热气管路输送热气进入相对板框，以加热各滤室内的污泥浆，而温废气则通过排气管路与热泵的第一热交换器排出，以加热提高空气管路内的空气温度，并利用热水管路与第二热交换器再次加热提高空气温度，然后蒸汽压缩机将空气再压缩加热为热气，以持续供应热气加热滤室内部污泥成为污泥饼，而达到热能回收利用，更有效节省热能，并且降低设备成本，方便操作控制，符合环保需求。

Description

利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备

技术领域

本发明是涉及一种压滤干燥设备，尤指一种利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备。

背景技术

目前压滤单元式污泥及其他各种滤料压滤机，是在机台轨道上放置多组可活动位移分开及重叠并靠的压滤单元，各压滤单元具有两侧滤室及相通污泥入口，在两侧滤室各覆置有滤布，并使两侧滤布经由污泥入口相连通。

实际进行压滤污泥过程中，全部压滤单元与滤布重叠并靠，则两两滤布外周闭合，同时利用泵将含水的污泥抽取送入压滤单元的污泥入口及各滤布内，并且持续进行挤压，使污水通过滤布及排污水孔流出，而污泥则被滤布包在滤室内，达到挤压脱水目的。但是，此种单纯挤压脱水方式只能达到含水率60～86％的污泥干燥度，无法更有效缩减污泥体积及占地空间，并且后续搬运及再处理成本昂贵。

为改进上述单纯挤压脱水方式的缺陷，现今已针对压滤机的压滤单元内部增设热气加热结构，使污泥所含的水分气化成水蒸汽，并且配合真空泵往外抽送排放，以提高污泥干燥度。但是，此种压滤机必须配合大型真空泵，并且压滤单元加热结构需使用大量的热能，相对的增加了压滤作业成本，而且真空泵只是将水蒸汽直接往外排放，以致浪费热能资源。因此要如何解决上述问题，即为此行业相关业者所亟欲研究的课题所在。

发明内容

本发明的主要目的在于，利用热气加热压滤机的各滤室内部污泥，而排出温废气，再配合热泵与温废气加热提高空气管路内的空气温度，并利用热水管路与第二热交换器再次加热提高空气温度，然后蒸汽压缩机将空气再压缩加热为热气，以持续供应热气加热滤室内部污泥成为污泥饼，而达到热能回收利用，更有效节省热能，并且降低设备成本，方便操作控制，符合环保需求。

为达上述目的，本发明的压滤干燥设备包含有压滤机、热泵以及蒸汽压缩机，其中：该压滤机的机架上跨置有依序受控横向位移重叠并靠的多个板框，各板框内部彼此并靠形成滤室，各滤室分别设有污泥入口与排污水孔，供对应连通外部的污泥浆管路、排污水管路，使污泥浆充满于各板框的滤室进行挤压脱水，且至少部份滤室连通外部的热气管路，使热气通过热气管路进入滤室加热污泥浆，然后经由排气管路排出温废气；该热泵具有压缩机，以循环压送冷媒通过冷凝器与蒸发器，蒸发器产生干燥空气送入空气管路，空气管路依序通过第一热交换器与第二热交换器，且压滤机的排气管路通过第一热交换器，而冷凝器连接有热水管路，热水管路循环通过冷凝器、第二热交换器与热水槽；该蒸汽压缩机的入口连接于热泵的空气管路出口，而蒸汽压缩机的出口连接于压滤机的热气管路入口；由此，热气管路输送热气进入相对板框，以加热各滤室内的污泥浆，而温废气则通过排气管路与第一热交换器，以加热提高空气管路内的空气温度，并利用热水管路与第二热交换器再加热提高空气管路内的空气温度，然后蒸汽压缩机将空气管路的空气再压缩加热为热气，以持续供应热气加热滤室内部污泥成为污泥饼。

前述的压滤干燥设备，其中该热气管路连通相对滤室一侧的排污水孔。

前述的压滤干燥设备，其中该排气管路连通相对滤室另一侧的排污水孔。

前述的压滤干燥设备，其中该热泵的热水管路连接有热水泵与水源。

前述的压滤干燥设备，其中各板框的滤室连接有外部的淘洗管路，淘洗管路连接有淘洗水槽与淘洗水泵，且淘洗管路分接于热水管路。

前述的压滤干燥设备，其中各板框两面各设有膜片，且各板框两面连接有外部的气压管路，气压管路连接有压缩空气源与调压阀，将压缩空气输入板框内，以往外撑张各膜片膨胀挤压滤室内部的污泥浆。

前述的压滤干燥设备，其中该气压管路出口连接于污泥入口。

前述的压滤干燥设备，其中该气压管路与热气管路之间连接有吹气管路，使压缩空气通过吹气管路、热气管路与滤室，以气压吹动污泥浆内部水分。

附图说明

图1是本发明压滤干燥设备的配置图。

图2是本发明压滤机驱动各板框并靠的剖视图。

图3是本发明压滤机第一种板框的立体图。

图4是本发明压滤机第二种板框的立体图。

图5是本发明压滤干燥设备进行挤压污泥浆的动作图。

图6是本发明压滤机进行挤压污泥浆的剖面图。

图7是本发明压滤干燥设备进行气压撑张膜片挤压污泥浆的动作图。

图8是本发明压滤机进行气压撑张膜片挤压污泥浆的剖面图。

图9是本发明压滤干燥设备进行气压吹气的动作图。

图10是本发明压滤干燥设备进行淘洗污泥浆的动作图。

图11是本发明压滤干燥设备进行热气烘干污泥的动作图。

图12是本发明压滤机进行热气烘干污泥的剖面图。

附图标记说明

1、压滤机 181、控制阀

11、机架 2、污泥浆管路

12、板框 21、污泥浆槽

121、板体 22、污泥浆泵

122、膜片 23、控制阀

123、滤室 3、气压管路

1231、滤室孔 31、压缩空气源

124、污泥入口 32、轻压管路

125、排污水孔 33、重压管路

126、支件 34、控制阀

127、进热气孔 35、调压阀

128、排气孔 36、控制阀

129、气压孔 37、出口

13、滤布 38、控制阀

14、固定座 39、控制阀

15、活动座 4、吹气管路

151、油压缸 41、控制阀

16、排污水管路 5、淘洗管路

161、控制阀 51、淘洗水槽

17、热气管路 52、淘洗水泵

18、排气管路 53、控制阀

54、淘洗水管 672、控制阀

6、热泵 68、热水槽

61、压缩机 69、热水泵

62、冷凝器 7、蒸汽压缩机

63、蒸发器 71、入口

64、第一热交换器 72、出口

65、第二热交换器 73、控制阀

66、空气管路 8、污泥浆

67、热水管路 81、污泥饼

671、水源。

具体实施方式

有关本发明为达成上述目的，所采用的技术手段及其功效，举出可行实施例，并且配合附图，说明如下：

首先，请参阅图1至图5所示，由图中可清楚看出，本发明的压滤干燥设备包含有压滤机1、污泥浆管路2、气压管路3、吹气管路4、淘洗管路5、热泵6以及蒸汽压缩机7，其中：

该压滤机1的机架11轨道上跨置有两种受控横向位移重叠并靠的多个板框12，并且配合固定座14、活动座15及油压缸151施力强制定位，各板框12两面彼此并靠形成内部滤室123，各板框12在板体121两面包覆设有膜片122与滤布13，并且固定有两侧相对支件126，各滤室123设有污泥入口124与排污水孔125的滤室孔1231，供对应连通外部的污泥浆管路2、排污水管路16与控制阀161，并且滤室孔1231可依需求设为连通或阻隔于排污水孔125，使污泥浆8(参阅图6)充满于各板框12的滤室123进行挤压脱水，而至少部份板框12两面滤室123设有进热气孔127或排气孔128，以分别连通外部的热气管路17、排气管路18，且热气管路17连通相对滤室123一侧的排污水孔125与滤室孔1231，而排气管路18连通相对滤室123另一侧的排污水孔125与滤室孔1231，使热气通过热气管路17进入滤室123加热污泥浆8，然后经由排气管路18与控制阀181排出温废气。

该污泥浆管路2连接有污泥浆槽21、污泥浆泵22与控制阀23，以输送污泥浆8进入压滤机1的各污泥入口124。

该气压管路3由外部连接于各板框12的板体121两面的气压孔129，气压管路3连接有压缩空气源31、控制阀34、36与调压阀35，将压缩空气经由轻压管路32或重压管路33输入板框12内，以往外撑张各膜片122膨胀挤压滤室123内部的污泥浆8，而气压管路3的出口37可连接有排气用控制阀38，并且另外可经由控制阀39连接于污泥入口124另一端。

该吹气管路4连接于气压管路3与热气管路17之间，使压缩空气通过吹气管路4、控制阀41、热气管路17与滤室123，以气压吹动污泥浆8内部水分。

该淘洗管路5由外部连接于各板框12的滤室123，淘洗管路5连接有淘洗水槽51、淘洗水泵52与控制阀53，且淘洗管路5分接有淘洗水管54，以引入冷水或热水。

该热泵6具有压缩机61，以循环压送冷媒通过冷凝器62与蒸发器63，蒸发器63产生干燥空气送入空气管路66，空气管路66依序通过第一热交换器64与第二热交换器65，且压滤机1的排气管路18通过第一热交换器64，而冷凝器62连接有热水管路67，热水管路67连接有热水泵69、水源671与控制阀672，热水管路67循环通过冷凝器62、第二热交换器65与热水槽68，且热水管路67分接淘洗水管54。

该蒸汽压缩机7的入口71连接于热泵6的空气管路66出口，而蒸汽压缩机7的出口72以控制阀73连接于压滤机1的热气管路17入口。

本发明的压滤干燥设备在实际运行时，请参阅图1至图4所示，压滤机1驱控活动座15朝左推动各板框12位移，使全部板框12与其滤布13重叠并靠，且两两相邻滤布13外周闭合。请参阅图5及图6所示，利用污泥浆管路2与污泥浆泵22将污泥浆8输入压滤机1的各污泥入口124，且污泥浆泵22持续推动污泥浆8充满各板框12的滤室123进行挤压脱水，使污泥浆8的含水率逐渐降低，且污水通过滤布13、排污水孔125、排污水管路16及其控制阀161流出，而污泥则被滤布13包在滤室123内。

当压滤机1持续挤压污泥浆8排出大半的污水时，请参阅图7与图8所示，利用气压管路3将压缩空气经由轻压管路32、调压阀35与控制阀34输入各板框12内，以往外撑张各膜片122膨胀挤压滤室123内部的污泥浆8，使污泥浆8平均分布于滤室123内，随即将压缩空气改为通过吹气管路4(参阅图9)、控制阀41、热气管路17与滤室123，以气压吹动污泥浆8内部水分形成孔隙后，再关闭气压管路3。然后启动淘洗管路5与淘洗水泵52(参阅图10)，使淘洗水通过各板框12的滤室123内部污泥浆8，以淘洗出污泥浆8所含有的盐类杂质，并经由排污水管路16流入淘洗水槽51内。此时，再如图7与图8所示，利用气压管路3将压缩空气经由重压管路33与控制阀36输入板框12内，以更大力往外撑张各膜片122膨胀挤压滤室123内部的污泥浆8，随即压缩空气再通过吹气管路4(参阅图9)、控制阀41、热气管路17与滤室123，以气压吹动污泥浆8内部水分形成孔隙，以更容易接续进行热气干燥处理。

本发明的压滤干燥设备在实际运行时，适时启动热泵6与蒸汽压缩机7运转产生热气，如图3、图4、图11与图12所示，利用热气管路17输送热气进入相对板框12与进热气孔127，以加热各滤室123内的污泥浆8，而热气接触污泥浆8后则成为温废气，再通过排气管路18、排气孔128与第一热交换器64排出，以加热提高空气管路66内的空气温度，并利用热水管路67与第二热交换器65再加热提高空气管路66内的空气温度，然后蒸汽压缩机7将空气管路66的空气再压缩加热为热气，以持续供应热气加热滤室123内部污泥成为污泥饼81，而达到热能回收利用，更有效节省热能，并且降低设备成本，方便操作控制，符合环保需求。最后压滤机1打开活动座15，以拉送夹具朝右逐一夹拉打开各板框12及滤布13，使各板框12位移分开，以由各滤室123中卸落已脱水的污泥饼81。

以上所举实施例仅用为方便说明本发明，而并非加以限制，在不离本发明精神范畴，本领域技术人员所可作的各种简易变化与修饰，均仍应含括于本发明权利要求书的范围中。

Claims (6)

1.一种利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备，包含有压滤机、热泵以及蒸汽压缩机，其中：

该压滤机的机架上跨置有依序受控横向位移重叠并靠的多个板框，各板框内部彼此并靠形成滤室，各滤室分别设有污泥入口与排污水孔，供对应连通外部的污泥浆管路、排污水管路，各板框的滤室连接有外部的淘洗管路，淘洗管路连接有淘洗水槽与淘洗水泵，各板框两面各设有膜片，且各板框两面连接有外部的气压管路，气压管路连接有压缩空气源与调压阀，使污泥浆充满于各板框的滤室进行挤压脱水，且至少部份滤室连通外部的热气管路，而气压管路与热气管路之间连接有吹气管路；

该热泵具有压缩机，以循环压送冷媒通过冷凝器与蒸发器，蒸发器产生干燥空气送入空气管路，空气管路依序通过第一热交换器与第二热交换器，且压滤机的排气管路通过第一热交换器，而冷凝器连接有热水管路，热水管路循环通过冷凝器、第二热交换器与热水槽；

该蒸汽压缩机的入口连接于空气管路出口，而蒸汽压缩机的出口连接于压滤机的热气管路入口；

由此，气压管路将压缩空气输入各板框内，以往外撑张各膜片膨胀挤压滤室内部的污泥浆后，将压缩空气改为通过吹气管路、热气管路与滤室，以气压吹动污泥浆内部水分形成孔隙后，再关闭气压管路，然后启动淘洗管路与淘洗水泵，使淘洗水通过各板框的滤室内部污泥浆，以淘洗出污泥浆所含有的盐类杂质，并经由排污水管路流入淘洗水槽内，然后气压管路将压缩空气输入各板框内，以更大压力往外撑张各膜片膨胀挤压滤室内部的污泥浆后，将压缩空气再通过吹气管路、热气管路与滤室，以气压吹动污泥浆内部水分形成孔隙，并启动热泵与蒸汽压缩机运转产生热气，让热气管路输送热气进入相对板框的滤室，以加热各滤室内的污泥浆，然后经由排气管路排出温废气，且温废气通过第一热交换器，以加热提高空气管路内的空气温度，并利用热水管路与第二热交换器再加热提高空气管路内的空气温度，然后蒸汽压缩机将空气管路的空气再压缩加热为热气，以持续供应热气加热滤室内部污泥成为污泥饼。

2.根据权利要求1所述的利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备，其中该热气管路连通相对滤室一侧的排污水孔。

3.根据权利要求2所述的利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备，其中该排气管路连通相对滤室另一侧的排污水孔。

4.根据权利要求1所述的利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备，其中该热水管路连接有热水泵与水源。

5.根据权利要求1所述的利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备，其中淘洗管路分接于热水管路。

6.根据权利要求1所述的利用热泵与蒸汽压缩机功能的压滤干燥设备，其中该气压管路出口连接于污泥入口。

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