CN112551857A - 一种污泥烘干机及使用污泥烘干机制备陶粒的工艺和工艺系统 - Google Patents

一种污泥烘干机及使用污泥烘干机制备陶粒的工艺和工艺系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种污泥烘干机，包括烘干机筒体，烘干机筒体内部从前至后依次设置进料区、分散区、打散区和出料区，所述分散区包括数个环链区，每个环链区包括数圈环链，每圈环链包括设置于烘干机筒体内壁上的数道第一链条。同时提供使用污泥烘干机制备陶粒的工艺和工艺系统。本发明将污泥烘干机内部分成进料区、分散区、打散区和出料区，含水污泥在烘干过程中，经过进料区导料、分散、打散、出料区导料，烘干至水分30%左右，烘干效果好，同时还解决了含水污泥在现有烘干机内下料不畅、粘结的技术问题。

Description

一种污泥烘干机及使用污泥烘干机制备陶粒的工艺和工艺 系统
技术领域
本发明涉及一种烘干机。
背景技术
伴随着我国污水处理厂的增多，水处理后产生的污泥量也越来越大，生活污泥与工业污泥的日益增多城市负荷重，污染环境。常见的污泥处置方式有进行堆肥农田使用，机械压滤、焚烧减量化处置以及污泥资源化处置。
污泥资源化处置中，对污泥的处理方式主要是：从污水处理厂拉回含水率80%左右污泥，用自动抓斗起重机抓取污泥至缓冲仓中，缓冲仓中的污泥经过软管泵输送至处理系统内的中间缓冲仓，中间缓冲仓中的污泥通过搅拌机进行搅拌至均匀，进入无轴螺旋，通过无轴螺旋输送至污泥烘干机内烘干，但因污泥水分大，因此，现有技术中，污泥进烘干机容易下料不畅、粘结，无法采用常规的烘干窑进行烘干。
同时，污泥资源化处置中，存在污泥的处理量不足的问题存在。
发明内容
本发明目的在于提供一种污泥烘干机，同时提供使用污泥烘干机制备陶粒的工艺和工艺系统是本发明的另一发明目的。
一种污泥烘干机，包括烘干机筒体，烘干机筒体内部从前至后依次设置进料区、分散区、打散区和出料区，所述分散区包括数个环链区，每个环链区包括数圈环链，每圈环链包括设置于烘干机筒体内壁上的数道第一链条。
所述数个环链区和数圈环链均沿烘干机筒体的长度方向分布，所述每圈环链的数道第一链条分成数组，每组内包括形成一个环形链条的数道第一链条。
所述每圈环链的数道链条分成2组，每组链条包括3道第一链条，每组链条的3道第一链条在烘干机筒体内呈120°首端和尾端分别悬挂，每圈环链的2组链条交错布置。
所述每个环链区包括沿烘干机筒体圆周方向均匀分布的8圈环链，每个环链区与下一个环链区之间呈错位角度为30°的交错布置；所述每圈环链的2组链条的错位角度为60°；每个环链区包括6个连接板，每个连接板上连接有16个第一链条首端或尾端，连接板通过支撑板固定于烘干机筒体上。
所述打散区包括沿烘干机筒体的圆周方向分布的数排扬料板，每排扬料板包括沿烘干机筒体长度方向分布的数个扬料板，每个扬料板上安装有数道第二链条；所述烘干机筒体内壁上安装有数个固定板，每个扬料板通过螺栓安装于固定板上。
所述进料区包括设置于烘干机筒体内前端的倾斜设置的数个进料螺旋板，出料区包括设置于烘干机筒体内后端的倾斜设置的数个出料螺旋板。
使用污泥烘干机制备陶粒的工艺，包括以下步骤：
1）原料处理：原料包括污泥、霞石尾矿和建筑弃土，
a、污泥处理：将占原料总量60-80%、含水率60-80%的污泥搅拌均匀后，送入污泥烘干机内烘干至含水率25-35%，得污泥半干料；
b、霞石尾矿的处理：将占原料总量15-25%的霞石尾矿破碎、粉磨，得霞石尾矿粉料；
c、建筑弃土的处理：将占原料总量5-15%的建筑弃土经除石、辊压、混合、烘干至含水率0.5-5%，得建筑弃土待配料；
2）将步骤1）中污泥半干料、霞石尾矿粉料、建筑弃土待配料混合、均化、造粒、煅烧、冷却，得陶粒制品。
所述污泥为生活污泥，生活污泥的化学组成：SiO2 25.04-26.00%、Al2O3 7.32-7.50%、Fe2O3 4.94-5.50%、CaO 1.56-2.36%、MgO 1.27-1.52%、K2O 1.60- 1.74%、Na2O 0.12-0.14%、TiO2 0.31-0.42%，烧失量50.10-52.09%；
霞石尾矿的化学组成：SiO2 41.56-42.40%、Al2O3 21.66-22.65%、Fe2O3 6.25-7.24%、CaO 13.28-14.25%、MgO 4.40-5.30%、K2O 2.63-3.34%、Na2O 5.96-6.92%；
建筑弃土的化学组成：SiO2 66.50-68.08%、Al2O315.01-17.20%、Fe2O3 5.13-5.50%、CaO 0.92-1.10%、MgO 1.61-2.00%、K2O 2.10-3.43%、Na2O 1.10-1.67%、烧失量4.18%。
一种使用污泥烘干机制备陶粒的工艺系统，包括污泥处理系统、霞石尾矿处理系统、建筑弃土处理系统，污泥处理系统、霞石尾矿处理系统、建筑弃土处理系统分别与计量系统相连，计量系统依次连接有搅拌系统、陈化库、造粒系统、煅烧系统；
所述污泥处理系统包括依次相连的送料系统、第一双轴搅拌机、污泥烘干机、第一皮带输送机、第二缓冲仓。
所述霞石尾矿处理系统包括依次相连的第一受料斗、振动给料机、破碎机、球磨机、第三缓冲仓；
建筑弃土处理系统包括依次相连的第二受料斗、箱式给料机、除石机、第二双轴搅拌机、建筑弃土烘干机、第四缓冲仓；
计量系统包括与第二缓冲仓相连的第一螺旋计量称、与第三缓冲仓相连的第二螺旋计量称、与第四缓冲仓相连的第一皮带秤；
煅烧系统包括回转窑，回转窑的窑尾与造粒系统相连，回转窑的窑尾设有烟气除尘系统，回转窑的窑头分别连接有燃烧器和冷却机。
基于上述目的，本发明采取以下技术方案：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）本发明将污泥烘干机内部分成进料区、分散区、打散区和出料区，含水污泥在烘干过程中，经过进料区导料、分散、打散、出料区导料，烘干至水分30%左右，烘干效果好，同时还解决了含水污泥在现有烘干机内下料不畅、粘结的技术问题；
2）分散区通过设置多个环链区，环链区包括数圈环链，每圈环链分成数组链条，每组链条形成一个环形链条，对通过螺旋推力进入烘干机的污泥烘干过程中，进行全面、循环分散；分散区设置多排扬料板和第二链条，污泥进入打散区后，污泥在烘干机内已烘干一段时间，但污泥表面还存在粘结成块的现象，通过扬料板以及设置的自由垂落的第二链条，利用重力及惯性对污泥进行打散，再次对污泥进行内部烘干；
3）本发明的工艺与传统工艺相比，污泥的处理量由30%提高至70%，解决了城市生活污泥处理能力不足的现状；建筑废土，作为制备陶粒的粘合剂，有效解决了城市基建土方堆存的问题；霞石尾矿作为陶粒的一种原料，产出的轻质陶粒，密度低，强度符合轻质陶粒的标准，有效弥补了污泥作为主材铝含量不足的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，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为本发明的前半部分结构示意图；
图2为本发明的后半部分结构示意图；
图3为图1中B-B剖视图；
图4为分散区的环链局部安装示意图；
图5为图2中C-C剖视图；
图6为图1中A-A剖视图；
图7为图1中D部局部放大图；
图8为污泥处理系统的前半部分流程图；
图9为污泥处理系统的后半部分流程图；
图10为霞石尾矿处理系统前半部分流程图；
图11为霞石尾矿处理系统后半部分流程图；
图12为建筑弃土处理系统前半部分流程图；
图13为建筑弃土处理系统后半部分流程图；
图14为均化和造粒系统流程图；
图15为煅烧系统流程图；
其中：1、烘干机筒体；2、进料区；2-1、进料螺旋板； 3、分散区；3-1、第一链条；3-2、连接板；3-3、支撑板；3-4、安装螺栓；4、打散区；4-1、第二链条；4-2、扬料板；4-3、固定板；5、出料区；5-1、出料螺旋板；6、自动抓斗起重机；7、污泥池；8、第一缓冲仓；9、中间缓冲仓；10、第一双轴搅拌机；11、无轴螺旋机；12、第一皮带输送机；13、第二缓冲仓；14、第一受料斗；15、振动给料机；16-1、颚式破碎机；16-2、反击式破碎机；17、球磨机；18、第三缓冲仓；19、第二受料斗；20、箱式给料机；21、除石机；22、第二双轴搅拌机；23、建筑弃土烘干机；24、第四缓冲仓；25、第一螺旋计量称；26、第二螺旋计量称；27、第一皮带秤；28、回转窑；29、燃烧器；30、冷却机；31、造粒机；32、陈化库。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的技术方案进行详细描述，但下述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
一种污泥烘干机，如图1-7所示，包括烘干机筒体1，烘干机筒体1内部从前至后依次设置进料区2、分散区3、打散区4和出料区5，所述分散区3包括数个环链区，每个环链区与下一个环链区之间呈错位角度为30°的交错布置，每个环链区包括8圈环链，每圈环链包括设置于烘干机筒体1内壁上的数道第一链条3-1。所述数个环链区和数圈环链均沿烘干机筒体1的长度方向均匀分布，所述每圈环链的数道第一链条3-1分成2组，每组内包括形成一个环形链条的3道第一链条3-1，每组链条的3道第一链条3-1在烘干机筒体1内呈120°首端和尾端分别悬挂，每圈环链的2组链条错位角度为60°交错布置。每道第一链条3-1通过连接板3-2设置于烘干机筒体1内壁上。
每个环链区包括6个连接板3-2，每个连接板3-2上连接有16个第一链条3-1首端或尾端，烘干机筒体1上安装有支撑板3-3，连接板3-2通过安装螺栓3-4固定于支撑板3-3上。
打散区4包括沿烘干机筒体1的圆周方向均匀分布的12排扬料板4-2，每排扬料板4-2包括沿烘干机筒体1长度方向均匀分布的数个间隔设置的扬料板4-2，每个扬料板4-2上并列安装有3道第二链条4-1。烘干机筒体1内壁上安装有数个固定板4-3，每个扬料板4-2通过螺栓安装于固定板4-3上。
所述进料区2包括设置于烘干机筒体1内前端的倾斜设置的6个进料螺旋板2-1（倾斜角度可设置为50-60°），出料区5包括设置于烘干机筒体1内后端的倾斜设置的6个出料螺旋板5-1（倾斜角度可设置为50-60°）。
进料区2、分散区3、打散区4和出料区5的长度可根据烘干机筒体1的长度有所调整，如烘干机筒体1长度为20000mm，则进料区2长度设置成1200mm，分散区3长度设置成10000mm，连接板3-2长度设置成1050mm，打散区4长度设置成6900mm，余下为出料区5。在相应的区间内，根据自身需要去设置环链区和扬料板4-2的数量。
使用污泥烘干机制备陶粒的工艺，包括以下步骤：
1）原料处理：原料包括污泥、霞石尾矿和建筑弃土，
a、污泥处理：将占原料总量70%、含水率80%的污泥搅拌均匀后，送入污泥烘干机内烘干至含水率30%，得污泥半干料；
b、霞石尾矿的处理：将占原料总量20%的霞石尾矿破碎、粉磨，得霞石尾矿粉料；
c、建筑弃土的处理：将占原料总量10%的建筑弃土经除石、辊压、混合、烘干至含水率5%，得建筑弃土待配料；
2）将步骤1）中污泥半干料、霞石尾矿粉料、建筑弃土待配料混合、均化、造粒、煅烧、冷却，得陶粒制品。
所述污泥为生活污泥，生活污泥的化学组成：SiO2 25.04%、Al2O3 7.32%、Fe2O3 4.94%、CaO 2.36%、MgO 1.27%、K2O 1.74%、Na2O 0.14%、TiO2 0.42%，烧失量52.09%；
霞石尾矿的化学组成：SiO2 41.56%、Al2O3 21.66%、Fe2O3 7.24%、CaO 13.28%、MgO4.40%、K2O 3.34%、Na2O 6.92%；
建筑弃土的化学组成：SiO2 67.08%、Al2O315.01%、Fe2O3 5.13%、CaO 0.92%、MgO1.61%、K2O 3.43%、Na2O 1.67%、烧失量4.18%。
一种使用污泥烘干机制备陶粒的工艺系统，如图8-15，包括污泥处理系统、霞石尾矿处理系统、建筑弃土处理系统，污泥处理系统、霞石尾矿处理系统、建筑弃土处理系统分别与计量系统相连，计量系统依次连接有搅拌系统、陈化库、造粒系统、煅烧系统；
污泥处理系统包括依次相连的送料系统、第一双轴搅拌机、污泥烘干机、第一皮带输送机、第二缓冲仓。送料系统包括自动抓斗起重机。
霞石尾矿处理系统包括依次相连的第一受料斗14、振动给料机15、破碎机、球磨机17、第三缓冲仓18；破碎机包括与振动给料机15相连的颚式破碎机16-1和反击式破碎机16-2。
建筑弃土处理系统包括依次相连的第二受料斗19、箱式给料机20、除石机21、第二双轴搅拌机22、建筑弃土烘干机23、第四缓冲仓24；
计量系统包括与第二缓冲仓相连的第一螺旋计量称25、与第三缓冲仓18相连的第二螺旋计量称26、与第四缓冲仓24相连的第一皮带秤27；
煅烧系统包括回转窑28，回转窑28的窑尾与造粒系统相连，回转窑28的窑尾设有烟气除尘系统，回转窑28的窑头分别连接有燃烧器29和冷却机30。
造粒系统包括并列设置的2个造粒机31。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于，使用污泥烘干机制备陶粒的工艺。
使用污泥烘干机制备陶粒的工艺，包括以下步骤：
1）原料处理：原料包括污泥、霞石尾矿和建筑弃土，
a、污泥处理：将占原料总量75%、含水率70%的污泥搅拌均匀后，送入污泥烘干机内烘干至含水率25%，得污泥半干料；
b、霞石尾矿的处理：将占原料总量18%的霞石尾矿破碎、粉磨，得霞石尾矿粉料；
c、建筑弃土的处理：将占原料总量7%的建筑弃土经除石、辊压、混合、烘干至含水率3%，得建筑弃土待配料；
2）将步骤1）中污泥半干料、霞石尾矿粉料、建筑弃土待配料混合、均化、造粒、煅烧、冷却，得陶粒制品。
工作过程：
1）原料处理
污泥处理：外来含水生活污泥从污水处理厂拉回含水率60-80%污泥，用自动抓斗起重机6抓取污泥池7中生活污泥至第一缓冲仓8中，第一缓冲仓8中的污泥经过软管泵输送至设备系统内的中间缓冲仓9，中间缓冲仓9中的生活污泥通过第一双轴搅拌机10进行搅拌至均匀，通过无轴螺旋机11输送至污泥烘干机内，污泥烘干机内热风进行烘干，生活污泥经过进料导料、分散、打散、出料导料，烘干至水分30%左右，通过第一皮带输送机12输送至第二缓冲仓13，污泥半干料进入后续处理系统。
霞石尾矿的处理：从厂外拉回的霞石尾矿，用铲车送入第一受料斗14，经过振动给料机15喂入鄂式破碎机进行粗破，破碎至粒度50mm左右，然后输送至反击式破碎机16-2进行细破，破碎至粒度25mm以下，经输送、计量进入球磨机17进行粉磨至200目左右，通过率90%以上。然后霞石尾矿粉料提升至第三缓冲仓18缓冲粉仓等待配料。
建筑弃土的处理：因拉回的废土里面存在石块，首先经过箱式给料机20输送至除石机21，进行除石，然后输送至辊压机，经过辊压的物料送入第二双轴搅拌机22进行搅拌，再输送至建筑弃土烘干机23进行烘干，提升至第四缓冲仓24等待配料。
2） 配料、均化、造粒
三种原料分别经过第一螺旋计量称25、第二螺旋计量称26、第一皮带秤27，按照设定比例进行配比，进入第二双轴搅拌机22进行搅拌混合，输送至陈化库32进行均化，均化时间设置在14天左右，保持物料水分14%-16%，陈化好的物料用刮板取料机均匀取料，分别输送至2个造粒机31内，经过造粒进入煅烧系统。
3） 煅烧、冷却、成品
造好粒的料球输送至回转窑28内，随着回转窑28的旋进，料球不断向窑头滚动前进，首先经过高温烟气的烘干，烟气温度从窑尾300℃，线性增高至800℃，烘干水分后的料球进入高温区进行煅烧，火焰最高温度保持在1150℃，经过煅烧段，陶粒成熟，进入冷却机30进行冷却至常温，冷却时间40分钟左右。成品分筛、包装即可。
实施例1和2制得的陶粒成品，堆积密度300g/cm³，筒压强度2-3MPa，吸水率4%，经检测，陶粒的化学组成百分含量：SiO2 62.01-64.02%、Al2O3 16.01-18.09%、Fe2O3 4.9-5.92%、CaO 3.2-3.49%、MgO 2.1-2.26%、K2O 3.2-3.36%、Na2O 1.48-1.6%、TiO2 0.82-0.9%，烧失量0.01-0.021%。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种污泥烘干机，其特征在于，包括烘干机筒体，烘干机筒体内部从前至后依次设置进料区、分散区、打散区和出料区，所述分散区包括数个环链区，每个环链区包括数圈环链，每圈环链包括设置于烘干机筒体内壁上的数道第一链条。
2.如权利要求1所述的污泥烘干机，其特征在于，所述数个环链区和数圈环链均沿烘干机筒体的长度方向分布，所述每圈环链的数道第一链条分成数组，每组内包括形成一个环形链条的数道第一链条。
3.如权利要求2所述的污泥烘干机，其特征在于，所述每圈环链的数道链条分成2组，每组链条包括3道第一链条，每组链条的3道第一链条在烘干机筒体内呈120°首端和尾端分别悬挂，每圈环链的2组链条交错布置。
4.如权利要求3所述的污泥烘干机，其特征在于，所述每个环链区包括沿烘干机筒体圆周方向均匀分布的8圈环链，每个环链区与下一个环链区之间呈错位角度为30°的交错布置；所述每圈环链的2组链条的错位角度为60°；每个环链区包括6个连接板，每个连接板上连接有16个第一链条首端或尾端，连接板通过支撑板固定于烘干机筒体上。
5.如权利要求1所述的污泥烘干机，其特征在于，所述打散区包括沿烘干机筒体的圆周方向分布的数排扬料板，每排扬料板包括沿烘干机筒体长度方向分布的数个扬料板，每个扬料板上安装有数道第二链条；所述烘干机筒体内壁上安装有数个固定板，每个扬料板通过螺栓安装于固定板上。
6.如权利要求1所述的污泥烘干机，其特征在于，所述进料区包括设置于烘干机筒体内前端的倾斜设置的数个进料螺旋板，出料区包括设置于烘干机筒体内后端的倾斜设置的数个出料螺旋板。
7.使用权利要求1-6任一所述的污泥烘干机制备陶粒的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）原料处理：原料包括污泥、霞石尾矿和建筑弃土，
a、污泥处理：将占原料总量60-80%、含水率60-80%的污泥搅拌均匀后，送入污泥烘干机内烘干至含水率25-35%，得污泥半干料；
b、霞石尾矿的处理：将占原料总量15-25%的霞石尾矿破碎、粉磨，得霞石尾矿粉料；
c、建筑弃土的处理：将占原料总量5-15%的建筑弃土经除石、辊压、混合、烘干至含水率0.5-5%，得建筑弃土待配料；
2）将步骤1）中污泥半干料、霞石尾矿粉料、建筑弃土待配料混合、均化、造粒、煅烧、冷却，得陶粒制品。
8.如权利要求7所述的使用污泥烘干机制备陶粒的工艺，其特征在于，所述污泥为生活污泥，生活污泥的化学组成：SiO2 25.04-26.00%、Al2O3 7.32-7.50%、Fe2O3 4.94-5.50%、CaO1.56-2.36%、MgO 1.27-1.52%、K2O 1.60- 1.74%、Na2O 0.12-0.14%、TiO2 0.31-0.42%，烧失量50.10-52.09%；
霞石尾矿的化学组成：SiO2 41.56-42.40%、Al2O3 21.66-22.65%、Fe2O3 6.25-7.24%、CaO13.28-14.25%、MgO 4.40-5.30%、K2O 2.63-3.34%、Na2O 5.96-6.92%；
建筑弃土的化学组成：SiO2 66.50-68.08%、Al2O315.01-17.20%、Fe2O3 5.13-5.50%、CaO0.92-1.10%、MgO 1.61-2.00%、K2O 2.10-3.43%、Na2O 1.10-1.67%、烧失量4.18%。
9.一种使用权利要求1-6任一所述的污泥烘干机制备陶粒的工艺系统，其特征在于，包括污泥处理系统、霞石尾矿处理系统、建筑弃土处理系统，污泥处理系统、霞石尾矿处理系统、建筑弃土处理系统分别与计量系统相连，计量系统依次连接有搅拌系统、陈化库、造粒系统、煅烧系统；
所述污泥处理系统包括依次相连的送料系统、第一双轴搅拌机、污泥烘干机、第一皮带输送机、第二缓冲仓。
10.如权利要求9所述的使用污泥烘干机制备陶粒的工艺系统，其特征在于，所述霞石尾矿处理系统包括依次相连的第一受料斗、振动给料机、破碎机、球磨机、第三缓冲仓；
建筑弃土处理系统包括依次相连的第二受料斗、箱式给料机、除石机、第二双轴搅拌机、建筑弃土烘干机、第四缓冲仓；
计量系统包括与第二缓冲仓相连的第一螺旋计量称、与第三缓冲仓相连的第二螺旋计量称、与第四缓冲仓相连的第一皮带秤；
煅烧系统包括回转窑，回转窑的窑尾与造粒系统相连，回转窑的窑尾设有烟气除尘系统，回转窑的窑头分别连接有燃烧器和冷却机。
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