CN113003919A - 一种污泥低温干化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥低温干化系统，采用两级破碎、小粒径进料成型工艺，实现均匀疏松布料。采用毛绒型网孔带，强化污泥与干化气流之间的热质传递过程，提高去湿效率。采用二次分区气流组织，由下而上穿流强化对流换热、锁风和防尘功能。采用了双蒸发器耦合工艺，实现初始快速加热升温、连续运行过程平衡蒸发器和冷凝器之间的能量匹配。采用双通道大温差热回收降温除湿工艺，提高除湿效率。采用两级分区加热工艺，为气流提供两级升温热源，提高干化气流的去湿能力。采用双螺旋工艺，实现仓储全密封和快速对外输送。本发明的系统及方法保证安全、高效、环保、稳定的整体运行，克服污泥传热、传质过程的高效强化技术难题，获得较好的节能环保效益。

Description

一种污泥低温干化系统

技术领域

本发明涉及污泥干化技术领域，尤其指一种污泥低温干化系统。

背景技术

污泥是污水处理和水处理的产物，污泥含有大量的水分，如果处置不妥当会造成严重的二次污染，污泥处理目的主要以无害化、减量化为前提，尽可能的实现污泥的资源化开发，在保护环境的同时，实现资源的充分利用，污泥的处理处置具有非常重要的意义。随着经济的发展和人民生活水平的提高，城市化进程不断加快，工业污水、生活污水生产量越来越大，随之污泥产量也与日俱增。为此，国家大力支持污泥减量和焚烧技术，其中污泥干化技术稳定性强，污泥减量的重要方法之一。对污泥进行干化处理，可大幅度降低排污量，环境效益显著，达到污泥资源化利用目的，处理后减量可达50％以上。目前，大部分污泥仅仅是通过带式压滤机或者离心机等机械简单脱水至80％左右，就外运处置，容易造成二次污染。另外，焚烧含水率过高的脱水污泥需要添加辅助燃料，致使处理成本增大。

通常，国内外的污泥干化工艺设备以采用热干化技术为主，但这些传统工艺热能消耗大，技术经济比较差。污泥干化系统主要以蒸汽、热风炉或电加热为热源，采用开放排湿方式，去湿的同时带走大量的热量，能源利用率低，一般不高于40％，运行费用高；传统热干化技术的工作温度普遍需达110℃以上，污泥中水分蒸发的同时有害物质也挥发出来，设备稳定性、安全性下降；采用蒸汽锅炉、热风炉或电加热棒等作为高温热源均有不安全隐患因素，对操作工要求高，日常维护工作量大；需建造独立的锅炉房和尾气除臭装置，占地面积大；大部分热源锅炉均为直接或间接燃煤方式，对环境污染较大；设备运行时，噪音污染较严重；常规污泥高温干化系统很难满足国家中远期碳达峰、碳中和的重大战略需求。

近年，利用除湿热泵工作原理的污泥低温干化技术逐渐受到青睐，但其干化过程中降低温度的同时也限制了污泥中水分的蒸发量。在一定温度下，当干化室内饱和水蒸气达到相应限值时，需要足够长的干化时间才能达到理想效果，增加了用电设备的耗电量，节能效果不明显。另外，现有的污泥干化热泵需同时对回风进行降温除湿而导致除湿能力的降低，且在初期干化室内温度较低，系统全部能量来自于压缩机做功及风机的输入功率，初始升温启动过程较慢，额外利用热源对空气进行加热同时将吸湿后空气排放，能源利用率低；后期热泵冷凝器的放热量大于空气加热所需要的能量，需要增加辅助散热设备，以快速带走多余的热量，这不仅造成了能量的浪费，而且还增加了污泥干化系统的成本。

发明内容

本发明提供一种节能环保而且成本低的污泥低温干化系统。

本发明采用的技术方案为：一种污泥低温干化系统，包括：预处理模块、造粒模块、输送模块、通风模块、热泵模块、除湿模块、加热模块和出料模块；所述预处理模块连接所述造粒模块，所述造粒模块连接所述输送模块，所述输送模块连接所述通风模块、所述加热模块以及所述出料模块，所述通风模块连接所述除湿模块，所述除湿模块连接所述加热模块，所述热泵模块与所述除湿模块以及所述加热模块相互连接；所述预处理模块用于对污泥进行预处理；所述造粒模块位于所述预处理模块的一侧，所述造粒模块设有多刀头螺旋破碎造粒装置以及对辊破碎造粒装置对预处理后的污泥进行破碎、小粒径进料成型，形成造粒后污泥，实现均匀疏松布料；所述输送模块位于所述造粒模块的一侧，所述输送模块设有多层毛绒型网孔带，所述多层毛绒型网孔带位于所述破碎造粒装置下方，用于将造粒后污泥的由上而下逐层运输；所述通风模块设有多层锁风结构，所述多层锁风结构与所述多层毛绒型网孔带连通，用于循环气流；所述除湿模块设有双通道大温差热回收装置，用于对所述通风模块中的循环气流进行冷凝除湿；所述加热模块用于对冷凝除湿后的循环气流加热升温；所述热泵模块设有蒸发器、辅助蒸发器、冷凝器用于系统的初始升温和连续除湿，所述蒸发器为所述除湿模块提供冷冻水，所述冷凝器为所述加热模块提供热水；所述出料模块设有出料仓用于成品干污泥仓储和外输。

进一步地，所述预处理模块上设有依次设置的调理仓、垂直输送装置；原料含油污泥进入调理仓，对原料含油污泥多次分批添加环保改性剂；在改性剂的作用下，对原料含油污泥进行多层次调理改性，原料含油污泥转变为预处理污泥；通过垂直输送装置，把预处理污泥输送至所述造粒模块。

进一步地，所述预处理模块上设有依次设置的毛绒亲水压滤机构、料斗、垂直输送装置；原料污泥进入所述毛绒亲水压滤机构，对原料污泥多级机械压滤脱水处理；经过所述毛绒亲水压滤机构压滤后形成预处理污泥，下滑落到所述料斗；所述垂直输送装置，把预处理污泥输送至所述造粒模块。

进一步地，所述造粒模块还设有进料仓，预处理污泥设在所述进料仓内，预处理污泥掉落到所述多刀头螺旋破碎造粒装置；通过所述多刀头螺旋破碎造粒装置对预处理污泥进行多次破碎，完成一级小粒径成型，形成一级小粒径污泥，散落到所述多层毛绒型网孔带上。

进一步地，一级小粒径污泥通过所述多层毛绒型网孔带后通过所述多层锁风结构，进行干化去湿后，掉落到所述对辊破碎造粒装置；所述对辊破碎造粒装置对干化后的一级小粒径污泥进行挤压破碎，实现二次小粒径成型，形成二级小粒径污泥。

进一步地，所述多层毛绒型网孔带设有第一层网带、第二层网带、第三层网带、第四层网带，所述多层锁风结构设有第四层锁风机构、第三层锁风机构、第二层锁风机构、第一层锁风机构，实现四层输送；所述多刀头螺旋破碎造粒装置成型的一级小粒径污泥散落到所述第一层网带上，一级小粒径污泥通过传动轴由上而下运输，到达所述第一层锁风机构后，进入到所述第二层网带，再通过传动轴向下运输到所述第二层锁风机构，进入到所述对辊造破碎粒装置，进行二次破碎造粒，形成二级小粒径污泥；所述二级小粒径污泥掉落到所述第三层网带，通过传动轴向下运输到所述第三层锁风机构，再掉落到所述第四层网带；所述二级小粒径污泥再通过传动轴向下运输到所述第四层锁风机构后，掉落到所述出料仓。

进一步地，所述热泵模块设有所述冷凝器、压缩机、所述蒸发器、节流阀、辅助蒸发器，所述热泵模块实现冷热联供，在初始升温阶段时，所述辅助蒸发器切换为吸热模式，所述热泵模块中的低温工质在所述蒸发器和所述辅助蒸发器中同时吸收外部环境及所述除湿模块的回风气流中的热量，低温工质经过所述压缩机变为高温工质进入所述冷凝器，高温工质释放出热量到所述加热模块内并加热所述加热模块内的循环热水，高温工质通过所述节流阀再次变为低温工质，完成快速制热循环。

进一步地，在连续干化运行阶段时，所述辅助蒸发器切换为散热模式，所述除湿模块的中的冷冻循环水首先进入所述辅助蒸发器，一部分热量被外部环境带走，然后进入到所述蒸发器；所述热泵模块中的低温工质吸热后被降温，冷冻循环水再次进入所述除湿模块中为所述除湿模块提供除湿冷冻水；同时，所述热泵模块中的低温工质吸收所述除湿冷冻水中一部分热量后，经过所述压缩机变为高温工质进入所述冷凝器，并释放出热量给所述加热模块内的循环热水，使循环热水升温；最后所述热泵模块中的高温工质通过所述节流阀再次变为低温工质，完成连续运行过程中所述蒸发器和所述冷凝器之间的能量平衡。

进一步地，所述除湿模块设有表冷器、所述双通道大温差热回收装置、冷冻水泵、冷凝水排水，实现回热除湿；所述双通道大温差热回收装置设有热通道和冷通道，所述输送模块在工作过程形成低温高湿气流，所述低温高湿气流在所述通风模块作用下进入到所述除湿模块的所述热通道中，再经过所述冷通道，所述低温高湿气流在所述冷通道中放热后被预冷，再进入所述表冷器中；所述低温高湿气流利用所述蒸发器提供的冷冻循环水进行冷量，所述低温高湿气流中的水分经过降温到达露点后成为液体水，被冷凝释出，所述低温高湿气流经过除湿后变为低温干空气；所述冷冻循环水吸收所述液体水中的热量后温度升高，再通过所述冷冻水泵再次进入所述蒸发器放热冷却成为低温冷冻水，完成冷冻水除湿循环；所述表冷器出口的低温干空气进入到所述冷通道，再经过所述热通道吸热后被预热，完成干化气流除湿循环。

进一步地，所述加热模块设有一级加热器、二级加热器、加热水泵，实现两级加热；除湿后的干化气流经过所述一级加热器，利用所述冷凝器提供的循环热水加热，升温后变为干热气流，通过所述通风模块进入到下部干化区静压箱；同时，干化气流向上运动，穿流所述二级加热器，利用所述冷凝器提供的循环热水加热，经二次等湿升温，进入上部干化区静压箱；完成干化气流两级加热；循环热水对干化气流释放热量后温度下降，通过所述加热水泵再次进入所述冷凝器吸热升温成为高温热水，完成热水加热循环。

相较于现有技术，本发明公开了一种污泥低温干化系统，考虑了影响污泥干化过程能源利用率、运行费用、环境污染等关键影响要素，采用毛绒亲水压滤、两级破碎、小粒径进料成型工艺，实现均匀疏松布料。采用毛绒型网孔带，强化污泥与干化气流之间的热质传递过程，提高去湿效率。采用二次分区气流组织，由下而上穿流强化对流换热、锁风和防尘功能。采用了双蒸发器耦合工艺，实现初始快速加热升温、连续运行过程平衡热泵蒸发器和冷凝器之间的能量匹配。采用双通道大温差热回收降温除湿工艺，提高除湿效率。采用两级分区加热工艺，为气流提供两级升温热源，提高干化气流的去湿能力。采用双螺旋工艺，实现仓储全密封和快速对外输送。本发明的系统及方法保证安全、高效、环保、稳定的整体运行果，克服污泥传热、传质过程的高效强化技术难题，获得了较好的节能环保效益。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1：本发明的一种污泥低温干化系统的结构框图；

图2：本发明的一种污泥低温干化系统的结构示意图；

图3：为图2的另一实施例的结构示意图；

图4：本发明的一种污泥低温干化系统的处理方法流程框图；

图5：本发明的一种污泥低温干化系统的处理方法与常规方法的空气状态变化对比焓湿图。

各部件名称及其标号

预处理模块100 输送模块300

造粒模块200 通风模块400

热泵模块500 第三层网带1403

除湿模块600 第四层网带1404

加热模块700 可调风阀15

出料模块800 滤网16

冷凝器1 进料仓17

压缩机2 多刀头螺旋破碎造粒装置18

蒸发器3 出料仓19

节流阀4 双螺旋输送装置20

辅助蒸发器5 第一层锁风机构2101

一级加热器6 第二层锁风机构2102

二级加热器7 第三层锁风机构2103

表冷器8 第四层锁风机构2104

双通道大温差热回收装置9 冷凝水排水22

加热水泵10 对辊破碎造粒装置23

冷冻水泵11 调理仓24

离心风机12 毛绒亲水压滤机构241

轴流风机13 料斗242

第一层网带1401 垂直输送装置25

第二层网带1402

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明的一种污泥低温干化系统包括预处理模块100、造粒模块200、输送模块300、通风模块400、热泵模块500、除湿模块600、加热模块700和出料模块800；所述预处理模块100连接所述造粒模块200，所述造粒模块200连接所述输送模块300，所述输送模块300连接所述通风模块400、所述加热模块700以及所述出料模块800，所述通风模块400连接所述除湿模块600，所述除湿模块600连接所述加热模块700，所述热泵模块500与所述除湿模块600以及所述加热模块700相互连接。

如图2至图3所示，所述预处理模块100包括：调理仓24、垂直输送装置25。所述造粒模块200包括：进料仓17、多刀头螺旋破碎造粒装置18、对辊破碎造粒装置23。所述输送模块300包括：第一层网带1401、第二层网带1402、第三层网带1403、第四层网带1404。所述通风模块400包括：离心风机12、可调风阀15、第四层锁风机构2104、第三层锁风机构2103、第二层锁风机构2102、第一层锁风机构2101、滤网16、轴流风机13。所述热泵模块500包括：冷凝器1、压缩机2、蒸发器3、节流阀4、辅助蒸发器5。所述除湿模块600包括：表冷器8、双通道大温差热回收装置9、冷冻水泵11、冷凝水排水22。所述加热模块700包括：一级加热器6、二级加热器7、加热水泵10。所述出料模块800包括：出料仓19、双螺旋输送装置20。

如图2至图3所示，所述预处理模块100用于对污泥进行预处理。一些实施例中，如图2所示，在处理含油污泥时，所述预处理模块100上设有依次设置的调理仓24、垂直输送装置25；原料含油污泥进入调理仓24，对原料含油污泥多次分批添加环保改性剂；在改性剂的作用下，对原料含油污泥进行多层次调理改性，原料含油污泥转变为预处理污泥，预处理污泥粘度明显下降；再通过垂直输送装置25，把预处理污泥输送至所述造粒模块200。另一些实施例中，如图3所示，在处理市政污泥时，所述预处理模块100上设有依次设置的毛绒亲水压滤机构241、料斗242、垂直输送装置25；原料污泥进入毛绒亲水压滤机构241，对原料污泥多级机械压滤脱水处理，在毛绒亲水压滤机构241的物理作用下，原料污泥含湿基水率及污泥粘度下降；毛绒亲水压滤机构241压滤后形成的预处理污泥，在重力作用下滑落到料斗242；再通过垂直输送装置25，把预处理污泥输送至所述造粒模块200。

如图2所示，所述造粒模块200位于所述预处理模块100的一侧，所述造粒模块200设有多刀头螺旋破碎造粒装置18以及对辊破碎造粒装置23对预处理污泥进行破碎、小粒径进料成型，形成造粒后污泥，实现均匀疏松布料。所述造粒模块200还设有进料仓17，预处理污泥设在所述进料仓17内，预处理污泥在重力作用下，掉落到多刀头螺旋破碎造粒装置18上。通过多刀头螺旋破碎造粒装置18，对预处理污泥进行多次破碎，被挤压到末端孔板处，完成一级小粒径成型，形成一级小粒径污泥，通过导槽均匀散落到所述多层毛绒型网孔带上；一级小粒径污泥连续通过所述多层毛绒型网孔带后通过所述多层锁风结构，干化去湿，掉落到所述对辊破碎造粒装置23；通过对辊破碎造粒装置23，对干化后的一级小粒径污泥进行挤压破碎，实现二次小粒径成型，形成二级小粒径污泥。

如图2所示，所述输送模块300位于所述造粒模块200的一侧，所述输送模块300设有多层毛绒型网孔带，一些实施例中，所述多层毛绒型网孔带位于所述破碎造粒装置下方，用于将造粒后污泥的由上而下逐层运输。强化污泥与干化气流之间的热质传递过程，提高去湿效率。

如图2所示，所述通风模块400设有多层锁风结构，所述多层锁风结构与所述多层毛绒型网孔带连通，用于循环气流。所述通风模块400用于循环气流的输送，采用二次分区气流组织，由下而上穿流强化对流换热、锁风和防尘功能。

如图2所示，所述输送模块300的所述多层毛绒型网孔带设有第一层网带1401、第二层网带1402、第三层网带1403、第四层网带1404，所述通风模块400的所述多层锁风结构设有第四层锁风机构2104、第三层锁风机构2103、第二层锁风机构2102、第一层锁风机构2101，实现四层输送。同时，所述通风模块400设有干化区域，所述干化区域隔断为上部干化分区和下部干化分区。一些实施例中，所述多刀头螺旋破碎造粒装置18成型的一级小粒径污泥通过导槽均匀散落到所述第一层网带1401上，进入到上部干化分区。通过传动轴一级小粒径污泥由上而下运输，到达所述第一层锁风机构2101，进入到所述第二层网带1402。一级小粒径污泥进入到所述第二层网带1402，通过传动轴向下运输到所述第二层锁风机构2102，进入到所述对辊造破碎粒装置，进行二次破碎造粒，形成二级小粒径污泥，掉落到所述第三层网带1403。二级小粒径污泥进入到所述第三层网带1403，进入到下部干化分区；通过传动轴向下运输到所述第三层锁风机构2103，掉落到所述第四层网带1404。二级小粒径污泥进入到所述第四层网带1404，通过传动轴向下运输到所述第四层锁风机构2104，掉落到所述出料仓19，密封存储。

如图2所示，所述通风模块400还设有离心风机12、可调风阀15、滤网16、轴流风机13、中间隔板、上部隔板，实现气流组织。采用所述二级加热器7、所述中间隔板、所述第二层锁风机构2102组合，把干化区域隔断为上部干化分区和下部干化分区。除湿后的干冷气流经过所述一级加热器6升温后变为干热气流，通过所述离心风机12、所述可调风阀15进入到下部干化区静压箱，在压力差和封闭隔板作用下，作自下而上运动。穿流所述第四层网带1404，带走第四层污泥水分，进入到由所述第四层网带1404、所述第四层锁风机构2104、所述第三层网带1403、所述第三层锁风机构2103等组成的第四层矩形风道。

进一步，如图2所示，在压力差和锁风机构双重作用力下，干化气流向上运动，穿流所述第三层网带1403，带走第三层污泥水分，进入到由所述第三层网带1403、所述第三层锁风机构2103、所述二级加热器7、所述中间隔板、所述第二层锁风机构2102等组成的第三层矩形风道。

进一步，如图2所示，在压力差、多个锁风机构、中间隔板等三重作用力下，干化气流向上运动，穿流所述二级加热器7，被二次等湿升温，提高去湿能力，进入上部干化区静压箱。在压力差和中间隔板双重作用力下，干化气流向上运动，穿流所述第二层网带1402，带走第二层污泥水分，进入到由所述第二层网带1402、所述第二层锁风机构2102、所述第一层网带1401、所述第一层锁风机构2101等组成的第二层矩形风道。

进一步，如图2所示，在压力差和锁风机构双重力作用下，干化气流向上运动，穿流所述第一层网带1401，带走第一层污泥水分，进入到由所述第一层网带1401、所述第一层锁风机构2101、所述上部隔板、所述滤网16、所述多刀头螺旋破碎造粒装置18等组成的第一层矩形风道。

进一步，如图2所示，在压力差和封闭隔板作用下，干化气流向上运动，穿流所述滤网16，收集气流中的灰尘、微小颗粒，进入到回风通道。所述双通道大温差热回收装置9设有冷通道和热通道，低温高湿气流在所述轴流风机13作用下进入到所述双通道大温差热回收装置9的热通道，经过对冷通道放热后被预冷，进入所述表冷器8，空气中的水分经过降温到达露点后成为液体水冷凝释出，从所述冷凝水排水22排出，除湿后的气流变为低温干空气。所述表冷器8出口的低温干空气进入到所述双通道大温差热回收装置9的冷通道，经过对热通道吸热后被预热，重新进入到所述一级加热器6升温后变为干热气流，再次通过所述离心风机12、所述可调风阀15再次进入到下部干化区静压箱，完成干化除湿循环。

如图2所示，所述除湿模块600设有双通道大温差热回收装置9，用于对所述通风模块400中的循环气流进行冷凝除湿。所述除湿模块600用于对高湿气流的冷凝除湿，利用冷冻水，采用双通道大温差热回收降温除湿工艺，提高除湿效率。所述除湿模块600设有表冷器8、所述双通道大温差热回收装置9、冷冻水泵11、冷凝水排水22，实现回热除湿；所述输送模块300在工作过程形成低温高湿气流，低温高湿气流在所述通风模块400作用下进入到所述双通道大温差热回收装置9的热通道，再经过所述冷通道，所述低温高湿气流在所述冷通道中放热后被预冷，再进入所述表冷器8；所述低温高湿气流利用所述蒸发器3提供的冷冻循环水冷量，所述低温高湿气流中的水分经过降温到达露点后成为液体水被冷凝释出，所述低温高湿气流通过冷凝水排水22排出，除湿后的所述低温高湿气流变为低温干空气；所述冷冻循环水吸收所述液体水的热量后温度升高，通过冷冻水泵11再次进入所述蒸发器3放热冷却成为低温冷冻水，完成冷冻水除湿循环；所述表冷器8出口的低温干空气进入到所述冷通道，再经过所述热通道吸热后被预热，完成干化气流除湿循环。

如图2所示，所述加热模块700用于对冷凝除湿后的循环气流加热升温，所述加热模块700用于对循环气流加热升温，利用热水，采用两级分区加热工艺，为气流提供两级升温热源，提高干化气流的去湿能力。所述加热模块700设有一级加热器6、二级加热器7、加热水泵10，实现两级加热；除湿后的干冷气流经过所述一级加热器6，利用所述冷凝器1提供的循环热水加热，升温后变为干热气流，通过所述通风模块400进入到下部干化区静压箱；同时，干化气流向上运动，穿流所述二级加热器7，利用所述冷凝器1提供的循环热水加热，经二次等湿升温，提高去湿能力，进入上部干化区静压箱；完成干化气流两级加热；循环热水对干化气流释放热量后温度下降，通过所述加热水泵10再次进入热泵冷凝器1吸热升温成为高温热水，完成热水加热循环。

如图2所示，所述热泵模块500设有蒸发器3、辅助蒸发器5、冷凝器1用于系统的初始升温和连续除湿，所述蒸发器3为所述除湿模块600提供冷冻水，所述冷凝器1为所述加热模块700提供热水。采用双蒸发器3/5耦合工艺，实现初始快速加热升温、连续运行过程平衡热泵蒸发器3和冷凝器1之间的能量匹配。所述热泵模块500设有所述冷凝器1、压缩机2、所述蒸发器3、节流阀4、辅助蒸发器5,所述热泵模块500实现冷热联供，初始升温阶段，辅助蒸发器5切换为吸热模式，所述热泵模块500中的低温工质在所述蒸发器3和所述辅助蒸发器5中同时吸收外部环境及所述除湿模块600的回风气流中的热量，低温工质经过所述压缩机2变为高温工质进入所述冷凝器1，高温工质释放出热量到所述加热模块700内并加热所述加热模块700内的循环热水，高温工质通过所述节流阀4再次变为低温工质，完成快速制热循环。连续干化运行阶段，辅助蒸发器5切换为散热模式，所述除湿模块600的中的冷冻循环水首先进入辅助蒸发器5，一部分热量被外部环境带走，然后进入到蒸发器3，所述热泵模块500中的低温工质吸热后被降温，冷冻循环水再次进入所述除湿模块600中为所述除湿模块600提供除湿冷冻水；同时，所述热泵模块500中的低温工质吸收所述除湿冷冻水中一部分热量后，经过所述压缩机2变为高温工质进入所述冷凝器1，并释放出热量给所述加热模块700内的循环热水，使循环热水升温；最后所述热泵模块500中的高温工质通过所述节流阀4再次变为低温工质，完成连续运行过程中所述蒸发器3和所述冷凝器1之间的能量平衡。

如图2所示，所述出料模块800设有出料仓用于成品干污泥仓储和外输，采用双螺旋工艺，实现仓储全密封和快速对外输送。所述出料模块800还设有双螺旋输送装置20，实现仓储外运；干化处理完成的污泥进入到所述第四层网带1404，通过传动轴向下运输到所述第四层锁风机构2104，掉落到所述出料仓19，密封存储；采用所述双螺旋输送装置20，实现仓储全密封和快速对外输送。

如图4所示，本发明的一种污泥低温干化处理方法的处理步骤如下：

S1，污泥输运：所述预处理模块100对污泥进行预处理，经过预处理后的预处理污泥进入所述造粒模块200；所述造粒模块200由上而下将预处理污泥进行一次破碎造粒，完成一级小粒径成型，形成一级小粒径污泥；所述输送模块300采用毛绒型网孔带将一级小粒径污泥进行上部区域运输并干化处理，将半成品污泥被运输至下部区域入口进行二次破碎造粒，在下部区域运输并进行二次干化处理形成成品污泥；成品污泥输运到出料模块800，所述出料模块800采用双螺旋工艺对干化处理完成的污泥进行仓储出料。

该步骤S1中，一些实施例中，所述预处理模块100用于含油污泥调理改性，采用多次分批添加环保改性剂，降低油污泥的粘度。另一些实施例中，所述预处理模块100用于污泥压滤脱水，采用毛绒亲水滤网，大幅降低污泥的含水率和粘度。所述的造粒模块200用于将预处理污泥造粒，采用两级破碎、小粒径进料成型工艺，实现均匀疏松布料。一些实施例中，所述的输送模块300用于物料的四层由上而下逐层运输，采用毛绒型网孔带，强化污泥与干化气流之间的热质传递过程，提高去湿效率。所述出料模块800用于干化处理完成的污泥的仓储和外输，采用双螺旋工艺，实现仓储全密封和快速对外输送。

S2，空气循环：所述加热模块700分别对所述输送模块300中的一、二级小粒径污泥进行上、下区域加热以及干化；所述通风模块400对输送模块300中的一级小粒径污泥进行集中除尘；所述除湿模块600对所述通风模块400进行回热除湿后再循环至所述加热模块700的一次加热器中。

该步骤S2中，所述通风模块400用于循环气流的输送，采用上下分区气流组织，由下而上穿流强化对流换热、锁风和防尘功能。所述加热模块700用于对循环气流加热升温，利用热水，采用两级分区加热工艺，为气流提供两级升温热源，提高干化气流的去湿能力。所述除湿模块600用于对高湿气流的冷凝除湿，利用冷冻水，采用双通道大温差热回收降温除湿工艺，提高除湿效率。

S3，工质循环：所述热泵模块500设有冷凝器1、节流阀4、压缩机2、蒸发器3以及辅助蒸发器5用于系统的初始升温和连续除湿，为所述除湿模块600提供冷冻水，同时为所述加热模块700提供热水。

该步骤S3中，所述热泵模块500用于系统的初始升温和连续除湿、为除湿模块600提供冷冻水、同时为加热模块700提供热水，采用双蒸发器3/5耦合工艺，实现初始快速加热升温、连续运行过程平衡蒸发器3和冷凝器1之间的能量匹配。

上述技术方案中，如图4所示，所述步骤S1中，污泥输运的具体方法为：

S11，所述调理模块的调理仓24对原料含油污泥多次分批添加环保改性剂，降低原理油污泥粘度，通过垂直输送装置25把预处理污泥输送至进料仓17；或者所述调理模块的所述毛绒亲水压滤机构241对原料污泥多级机械压滤脱水处理同时降低污泥粘度，机械压滤后的污泥在重力作用下滑落到料斗242，通过垂直输送装置25把预处理污泥输送至进料仓17；

S12，所述造粒模块200的多刀头螺旋破碎造粒装置18对进料仓17下落的预处理污泥进行多次破碎并挤压到末端孔板处，完成一级小粒径成型，形成一级小粒径污泥；

S13，所述输送模块300第一层网带1401、第二层网带1402负责上部区域的由上至下的一级小粒径污泥输送；

S121，所述造粒模块200的对辊破碎造粒装置23通过对辊机构对上部区域干化后的一级小粒径污泥进行挤压破碎，实现二次小粒径破碎成型，形成二级小粒径污泥；

S131，所述输送模块300第三层网带1403、第四层网带1404负责下部区域的由上至下的一级小粒径污泥继续输送；

S14，所述出料模块800的出料仓19对干化处理完成后的成品污泥密封存储，所述出料模块800的双螺旋输送装置20负责成品污泥的快速外运。

上述技术方案中，如图4所示，所述步骤S2中，空气循环的具体方法为：

S21，所述加热模块700的一级加热器6加热除湿后的干冷气流，空气变为干热气流；

S22，通过所述通风模块400的离心风机12、可调风阀15进入到下部区域，自下而上分别穿流输送模块300的第四层网带1404、第三层网带1403，分别对该两层网带上的污泥进行去湿干化；

S211，所述通风模块400的第三层锁风机构2103、第二层锁风机构2102与第三层网带1403、二级加热器7、中间隔板等围合风道组织气流，对下部区域干化后的气流进行二次加热；

S221，所述通风模块400的第二层锁风机构2102、第一层锁风机构2101、滤网16等围合风道组织上部区域气流，自下而上分别穿流输送模块300的第二层网带1402、第一层网带1401，分别对该两层网带上的污泥进行去湿干化，空气变为低温高湿气流；

S23，回风通道中的低温高湿气流通过所述通风模块400的滤网16，收集气流中的灰尘、微小颗粒，实现集中除尘；

S24，所述通风模块400的轴流风机13把回风通道中的低温高湿气流输送至除湿模块600，通过所述除湿模块600的双通道大温差热回收装置9、表冷器8对气流进行回热除湿，气流变为低温干空气，重新进入到一级加热器6升温后变为干热气流，再次通过离心风机12、可调风阀15再次进入到下部干化区静压箱，完成干化除湿空气循环。

上述技术方案中，如图4所示，所述步骤S3中，工质循环的具体方法为：

S31，所述除湿模块600的表冷器8中的冷冻水吸收空气中冷凝水的热量后温度升高，通过所述除湿模块600的冷冻水泵11进入所述热泵模块500的辅助蒸发器5，一次放热冷却成为中低温冷冻水；

S32，中低温冷冻水再进入所述热泵模块500的蒸发器3，二次放热冷却成为低温冷冻水，重新进入表冷器8完成冷冻水循环；

S33，所述热泵模块500的工质在蒸发器3吸收表冷器8循环冷冻水的热量，经过压缩机2变为高温工质，进入冷凝器1；

S34，所述加热模块700的一级加热器6、二级加热器7中的热水对干化气流释放热量后温度下降，通过所述加热模块700的加热水泵10再次进入所述热泵模块500的冷凝器1，吸热升温成为高温热水，完成热水循环；

S35，所述热泵模块500的工质在冷凝器1释放出热量后，通过节流阀4再次变为低温工质，完成热泵工质循环。

本发明干化方法与常规方法的空气状态变化对比焓湿图，如图5所示，气流去湿能力比常规方法提高50.0％以上。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥低温干化系统，其特征在于，包括：

预处理模块、造粒模块、输送模块、通风模块、热泵模块、除湿模块、加热模块和出料模块；所述预处理模块连接所述造粒模块，所述造粒模块连接所述输送模块，所述输送模块连接所述通风模块、所述加热模块以及所述出料模块，所述通风模块连接所述除湿模块，所述除湿模块连接所述加热模块，所述热泵模块与所述除湿模块以及所述加热模块相互连接；

所述预处理模块用于对污泥进行预处理；

所述造粒模块位于所述预处理模块的一侧，所述造粒模块设有多刀头螺旋破碎造粒装置以及对辊破碎造粒装置对预处理后的污泥进行破碎、小粒径进料成型，形成造粒后污泥，实现均匀疏松布料；

所述输送模块位于所述造粒模块的一侧，所述输送模块设有多层毛绒型网孔带，所述多层毛绒型网孔带位于所述破碎造粒装置下方，用于将造粒后污泥的由上而下逐层运输；

所述通风模块设有多层锁风结构，所述多层锁风结构与所述多层毛绒型网孔带连通，用于循环气流；

所述除湿模块设有双通道大温差热回收装置，用于对所述通风模块中的循环气流进行冷凝除湿；

所述加热模块用于对冷凝除湿后的循环气流加热升温；

所述热泵模块设有蒸发器、辅助蒸发器、冷凝器用于系统的初始升温和连续除湿，所述蒸发器为所述除湿模块提供冷冻水，所述冷凝器为所述加热模块提供热水；

所述出料模块设有出料仓用于成品干污泥仓储和外输。

2.如权利要求1所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

所述预处理模块上设有依次设置的调理仓、垂直输送装置；原料含油污泥进入调理仓，对原料含油污泥多次分批添加环保改性剂；在改性剂的作用下，对原料含油污泥进行多层次调理改性，原料含油污泥转变为预处理污泥；通过垂直输送装置，把预处理污泥输送至所述造粒模块。

3.如权利要求1所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

所述预处理模块上设有依次设置的毛绒亲水压滤机构、料斗、垂直输送装置；原料污泥进入所述毛绒亲水压滤机构，对原料污泥多级机械压滤脱水处理；经过所述毛绒亲水压滤机构压滤后形成预处理污泥，下滑落到所述料斗；所述垂直输送装置，把预处理污泥输送至所述造粒模块。

4.如权利要求2-3所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

所述造粒模块还设有进料仓，预处理污泥设在所述进料仓内，预处理污泥掉落到所述多刀头螺旋破碎造粒装置；通过所述多刀头螺旋破碎造粒装置对预处理污泥进行多次破碎，完成一级小粒径成型，形成一级小粒径污泥，散落到所述多层毛绒型网孔带上。

5.如权利要求4所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

一级小粒径污泥通过所述多层毛绒型网孔带后通过所述多层锁风结构，进行干化去湿后，掉落到所述对辊破碎造粒装置；所述对辊破碎造粒装置对干化后的一级小粒径污泥进行挤压破碎，实现二次小粒径成型，形成二级小粒径污泥。

6.如权利要求4-5所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

所述多层毛绒型网孔带设有第一层网带、第二层网带、第三层网带、第四层网带，所述多层锁风结构设有第四层锁风机构、第三层锁风机构、第二层锁风机构、第一层锁风机构，实现四层输送；

所述多刀头螺旋破碎造粒装置成型的一级小粒径污泥散落到所述第一层网带上，一级小粒径污泥通过传动轴由上而下运输，到达所述第一层锁风机构后，进入到所述第二层网带，再通过传动轴向下运输到所述第二层锁风机构，进入到所述对辊造破碎粒装置，进行二次破碎造粒，形成二级小粒径污泥；所述二级小粒径污泥掉落到所述第三层网带，通过传动轴向下运输到所述第三层锁风机构，再掉落到所述第四层网带；所述二级小粒径污泥再通过传动轴向下运输到所述第四层锁风机构后，掉落到所述出料仓。

7.如权利要求6所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

所述热泵模块设有所述冷凝器、压缩机、所述蒸发器、节流阀、辅助蒸发器，所述热泵模块实现冷热联供，

在初始升温阶段时，所述辅助蒸发器切换为吸热模式，所述热泵模块中的低温工质在所述蒸发器和所述辅助蒸发器中同时吸收外部环境及所述除湿模块的回风气流中的热量，低温工质经过所述压缩机变为高温工质进入所述冷凝器，高温工质释放出热量到所述加热模块内并加热所述加热模块内的循环热水，高温工质通过所述节流阀再次变为低温工质，完成快速制热循环。

8.如权利要求7所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

在连续干化运行阶段时，所述辅助蒸发器切换为散热模式，所述除湿模块的中的冷冻循环水首先进入所述辅助蒸发器，一部分热量被外部环境带走，然后进入到所述蒸发器；所述热泵模块中的低温工质吸热后被降温，冷冻循环水再次进入所述除湿模块中为所述除湿模块提供除湿冷冻水；同时，所述热泵模块中的低温工质吸收所述除湿冷冻水中一部分热量后，经过所述压缩机变为高温工质进入所述冷凝器，并释放出热量给所述加热模块内的循环热水，使循环热水升温；最后所述热泵模块中的高温工质通过所述节流阀再次变为低温工质，完成连续运行过程中所述蒸发器和所述冷凝器之间的能量平衡。

9.如权利要求7-8所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

所述除湿模块设有表冷器、所述双通道大温差热回收装置、冷冻水泵、冷凝水排水，实现回热除湿；

所述双通道大温差热回收装置设有热通道和冷通道，所述输送模块在工作过程形成低温高湿气流，所述低温高湿气流在所述通风模块作用下进入到所述除湿模块的所述热通道中，再经过所述冷通道，所述低温高湿气流在所述冷通道中放热后被预冷，再进入所述表冷器中；

所述低温高湿气流利用所述蒸发器提供的冷冻循环水进行冷量，所述低温高湿气流中的水分经过降温到达露点后成为液体水，被冷凝释出，所述低温高湿气流经过除湿后变为低温干空气；

所述冷冻循环水吸收所述液体水中的热量后温度升高，再通过所述冷冻水泵再次进入所述蒸发器放热冷却成为低温冷冻水，完成冷冻水除湿循环；

所述表冷器出口的低温干空气进入到所述冷通道，再经过所述热通道吸热后被预热，完成干化气流除湿循环。

10.如权利要求9所述一种污泥低温干化系统，其特征在于：

所述加热模块设有一级加热器、二级加热器、加热水泵，实现两级加热；

除湿后的干化气流经过所述一级加热器，利用所述冷凝器提供的循环热水加热，升温后变为干热气流，通过所述通风模块进入到下部干化区静压箱；同时，干化气流向上运动，穿流所述二级加热器，利用所述冷凝器提供的循环热水加热，经二次等湿升温，进入上部干化区静压箱；完成干化气流两级加热；

循环热水对干化气流释放热量后温度下降，通过所述加热水泵再次进入所述冷凝器吸热升温成为高温热水，完成热水加热循环。

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