CN113045169A - 基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，包括依次设置的高含水率污泥处理模块、低含水率污泥处理模块和集热模块；高含水率污泥处理模块包括干燥室，干燥室内从上而下依次设置有不少于三条的污泥输送带，相邻两条输送带之间设置有用于将污泥翻面的翻转单元，低含水率污泥处理模块包括壳体，壳体内固定设置有相互连通的搅拌干燥器和流化床，搅拌干燥器与干燥室连通，壳体的侧壁上周向设置有夹层，集热模块包括通过输油管连通的太阳能集热器和油箱，太阳能集热器和油箱分别通过输油管与夹层上下两端连通，本发明能够利用太阳能产生热量对污泥进行多次干燥且能够多重利用系统产生的废气，结构简单，节省能耗。

Description

基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统
技术领域
本发明涉及新型污泥干燥装置领域，特别是涉及基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统。
背景技术
污泥是指在生产生活中产生的以及排水管渠中沉积的固体和水的混合物或胶体物，近年来，随着我国人民生活水平的提高和工业的发展，污泥排放总量越来越大，目前，主要的干燥技术为热干燥，但是，以燃料燃烧作为热源的成本较高、落后的干燥模式以及较长距离运输污泥的能耗较大，导致其能源利用率和干燥效率均较低，现有技术中虽然有能够利用太阳能热对污泥进行干燥，但是能源利用率不高，且废气直接排出浪费能源，同时仅对污泥进行一次干燥，干燥程度不高，产出的污泥仍有较大水分。
发明内容
本发明的目的是提供基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，包括依次设置的高含水率污泥处理模块、低含水率污泥处理模块和集热模块；
所述高含水率污泥处理模块包括干燥室，所述干燥室内从上而下依次设置有不少于三条的污泥输送带，相邻两条输送带之间设置有用于将污泥翻面的翻转单元，所述传送带包括挤压输送带、中间输送带和低含水率污泥输送带，所述挤压输送带上方设置有高含水率污泥投料口；
所述低含水率污泥处理模块包括壳体，所述壳体的侧壁上周向设置有夹层，所述集热模块包括通过输油管连通的太阳能集热器和油箱，所述太阳能集热器和油箱分别通过输油管与夹层上下两端连通；
所述壳体内固定设置有搅拌干燥器和流化床；所述搅拌干燥器与干燥室之间连通有废气通道和供料通道，所述搅拌干燥器和流化床之间连通有供料管和排气管，所述排气管设置在流化床顶部和搅拌干燥器底部，所述供料管设置在搅拌干燥器的出料口与流化床与进料口之间，所述流化床内部和排气管上均设有风机。
优选的，所述搅拌干燥器内轴接有螺旋搅拌器，所述螺旋搅拌器外设置有与螺旋搅拌器相适配的筒形挡板，所述筒形挡板上下开有通孔，所述废气通道进口设置在筒形挡板和搅拌干燥器内壁之间，所述供料通道出口设置在筒形挡板和搅拌干燥器内壁之间。
优选的，所述挤压输送带包括第一滤水带、第二滤水带、设置在第一滤水带和第二滤水带之间的挤压辊和控制污泥输送方向的导向辊。
优选的，所述翻转单元包括翻转板，所述翻转板中部贯穿设置有固定轴，所述固定轴两端与干燥室侧壁固定连接，所述翻转板和固定轴滑动连接，所述翻转板开有通孔的侧面的两端固定设置有磁性块，所述干燥室侧壁上设置有磁铁，所述磁铁与磁性块一一对应设置。
优选的，所述油箱连通有输油泵，所述输油泵通过输油管与槽式太阳能集热器连接。
优选的，所述供料通道内沿轴线方向设置有螺旋输送器，所述供料通道距离干燥室近的一端上方开设有通管，所述通管开口位于低含水率污泥输送带输出端下端。
优选的，所述夹层内设置有螺旋管道，所述螺旋管道环绕壳体内壁设置，所述螺旋管道两端分别与油箱和槽式太阳能集热器连通。
优选的，所述废气通道设有多个出口，所述出口设置在输送带侧面的内壁上，所述出口与中间输送带位置对应设置。
优选的，所述挤压输送带下方设置有集水池，款所述集水池与干燥室内壁固定连接。
优选的，所述干燥室内设置有蒸汽冷凝装置，所述蒸汽冷凝装置部分设置在外侧与外界相通。
本发明公开了以下技术效果：本发明通过导向辊和挤压辊将第一皮带和第二皮带固定，使高含水率的污泥通过两条皮带的挤压进行第一次脱水，然后经翻转单元翻面掉在中间传送带上，翻转单元的翻转板在磁铁和磁性块作用下迅速回平准备下一次翻转，污泥经过多次翻转和干燥后进入供料通道，使污泥充分干燥；污泥通过螺旋输送器送到搅拌干燥器中，通过中间螺旋搅拌器搅拌使污泥打散并上升，经通孔回落进行下一次搅拌，使搅拌更加充分降低污泥的含水率，然后通过供料管将污泥运送至流化床，经流化床继续加热降低含水率；槽式太阳能集热器通过利用太阳能将油加热，通过油流入夹层中对低含水率污泥干燥模块提供热能，流化床中的多余热气经排气管排入筒形挡板中，对污泥进行干燥，然后废气通过废气通道进行干燥室对高含水率的污泥进行干燥，提高了整体装置对多余热量的利用，减少能源消耗，且废气传递方向与污泥干燥依次方向相反，即污泥含水率越低，通入废气热量越高，热量合理分配，充分利用废气，本发明结构简单，能够充分利用太阳能和多余热能对污泥进行干燥，且经过多次干燥含水率大大降低。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明干燥系统结构示意图；
图2为本发明低含水率污泥处理模块结构示意图；
图3为本发明挤压输送带结构示意图；
图4为本发明翻转单元俯视图；
其中：1-干燥室，2-废气通道，3-污泥输送带，31-挤压输送带，311-挤压辊，312-第一滤水带，313-第二滤水带，314-导向辊，32-中间输送带，33-低含水率污泥输送带，4-翻转单元，41-翻转板，42-固定轴，43-磁性块，44-磁铁，5-螺旋输送器，6-供料通道，7-蒸汽冷凝装置，8-高含水率污泥投料口，9-筒形挡板，10-太阳能集热器，11-壳体，12-夹层，13-螺旋搅拌器，14-供料管，15-流化床，16-油箱，17-输油泵，18-风机，19-集水池，20-排气管，21-搅拌干燥器。
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做出创造性劳动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。
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。
参照图1-4，本发明提供一种基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，包括依次设置的高含水率污泥处理模块、低含水率污泥处理模块和集热模块；
高含水率污泥处理模块包括干燥室1，干燥室1内从上而下依次设置有不少于三条的污泥输送带，相邻两条输送带之间设置有用于将污泥翻面的翻转单元4，翻转单元4包括翻转板41，翻转板41中部贯穿设置有固定轴42，固定轴42两端与干燥室1侧壁固定连接，翻转板41和固定轴42滑动连接，翻转板41开有通孔的侧面的两端固定设置有磁性块43，干燥室1侧壁上设置有磁铁44，磁铁44与磁性块43一一对应设置，使污泥在输送带上运输干燥的过程中及时翻面，增加干燥效率。
污泥输送带3包括挤压输送带31、中间输送带32和低含水率污泥输送带33，挤压输送带31包括第一滤水带312、第二滤水带313、设置在第一滤水带312和第二滤水带313之间的挤压辊311和控制污泥输送方向的导向辊314，挤压输送带31上方设置有高含水率污泥投料口8，使污泥投放恰好投在第二滤水带313上，两条滤水带在挤压辊作用下紧贴对污泥进行挤压出水，使污泥含水率降低。挤压输送带31下方设置有集水池19，集水池19与干燥室1内壁固定连接，能够将挤压出的水进行收集，避免水接触污泥导致干燥无效。
低含水率污泥处理模块包括壳体11，壳体11的侧壁上周向设置有夹层12，搅拌干燥器21内轴接有螺旋搅拌器13，螺旋搅拌器13外设置有与螺旋搅拌器13相适配的筒形挡板9，筒形挡板9上下开有通孔，废气通道2进口设置在筒形挡板9和搅拌干燥器21内壁之间，供料通道6出口设置在筒形挡板9和搅拌干燥器21内壁之间，使污泥能够在螺旋搅拌器13的作用下打散并上升，更好的进行干燥，污泥经通孔回落进行下一次上升干燥，增加了干燥效率。壳体11内固定设置有搅拌干燥器21和流化床15；搅拌干燥器21与干燥室1之间连通有废气通道2和供料通道6，废气通道2设有多个出口，出口设置在输送带侧面的内壁上，出口与中间输送带32位置对应设置，使热气直吹正在翻转掉落的污泥，提高干燥效率，搅拌干燥器21和流化床15之间连通有供料管14和排气管20，排气管20设置在流化床15顶部和搅拌干燥器21底部，供料管14设置在搅拌干燥器21的出料口与流化床15与进料口之间，流化床15和排气管20上均设有风机18，流化床产生的多余热气经排气管20进入搅拌干燥器21内进行加热，产生的废气又通过废气通道2进入干燥室1内，进一步对废气利用，实现了对系统内热气的循环利用，节省能耗。
供料通道6内沿轴线方向设置有螺旋输送器5，供料通道6距离干燥室1近的一端上方开设有通管，通管开口位于低含水率污泥输送带33输出端下端，能使经过第一次干燥的污泥更好的输送到低含水率污泥干燥模块。
集热模块包括通过输油管连通的太阳能集热器10和油箱16，太阳能集热器10和油箱16分别通过输油管与夹层12上下两端连通，夹层12内设置有螺旋管道，螺旋管道环绕壳体11内壁设置，螺旋管道两端分别与油箱16和槽式太阳能集热器10连通，能够更好的让加热过的油在夹层12中循环，提高加热效率。油箱16连通有输油泵17，输油泵17通过输油管与槽式太阳能集热器10连接，槽式太阳能集热器10利用太阳能将油加热，输送到夹层中对干燥过程提高热源，节省原料节能环保。
本发明的工作流程为：含水污泥经高含水率污泥投料口8投入，落入第二滤水带313中，在导向辊314和挤压辊311作用下，第一滤水带312和第二滤水带313对污泥进行挤压除水，挤压出的水滴入集水池19中，污泥经翻转板41翻转调入中间输送带32上，翻转板41在磁铁43和磁性块44作用下迅速回到水平准备下一次翻转，经多个中间输送带32和翻转单元4后掉在低含水率污泥输送带33上；输油泵17将油箱内的油输送到太阳能集热器10，太阳能集热器10将油加热后输送到夹层12中对壳体11内的干燥装置提供热量，冷却后的油回流至油箱16中；同时污泥经通道在螺旋输送器5的作用下进入搅拌干燥器21，然后污泥在螺旋搅拌器13的作用下打散上升，上升的顶部后从通孔落下回到待搅拌处，搅拌好的污泥经供料管14进入流化床15，在风机18作用下进一步加热完成干燥。
流化床15产生的多余的热气经排气管20进入搅拌干燥器21内，为搅拌中的污泥提供热量，再次产生的废气经废气通道2进入干燥室1内，对输送和翻转中的污泥进行干燥，最后经蒸汽冷凝装置7冷凝排出。
本发明产生的多余的热气的传递方向恰好与污泥干燥流程的方向相反，即热气先在污泥含水率最低的流化床15进行作用然后依次流经搅拌干燥器21、干燥室1，在含水率最低的地方通入热量最高的热气，合理的分配多余热能，提高对废气的利用率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：包括依次设置的高含水率污泥处理模块、低含水率污泥处理模块和集热模块；
所述高含水率污泥处理模块包括干燥室(1)，所述干燥室(1)内从上而下依次设置有不少于三条的污泥输送带(3)，相邻两条输送带之间设置有用于将污泥翻面的翻转单元(4)，所述污泥输送带(3)包括挤压输送带(31)、中间输送带(32)和低含水率污泥输送带(33)，所述挤压输送带(31)上方设置有高含水率污泥投料口(8)；
所述低含水率污泥处理模块包括壳体(11)，所述壳体(11)的侧壁上周向设置有夹层(12)，所述集热模块包括通过输油管连通的太阳能集热器(10)和油箱(16)，所述太阳能集热器(10)和油箱(16)分别通过输油管与夹层(12)上下两端连通；
所述壳体(11)内固定设置有搅拌干燥器(21)和流化床(15)；所述搅拌干燥器(21)与干燥室(1)之间连通有废气通道(2)和供料通道(6)，所述搅拌干燥器(21)和流化床(15)之间连通有供料管(14)和排气管(20)，所述排气管(20)连通流化床(15)顶部和搅拌干燥器(21)底部，所述供料管(14)设置在搅拌干燥器(21)的出料口与流化床(15)的进料口之间，所述流化床(15)和排气管(20)上均设有风机(18)。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：所述搅拌干燥器(21)内轴接有螺旋搅拌器(13)，所述螺旋搅拌器(13)外设置有与螺旋搅拌器(13)相适配的筒形挡板(9)，所述筒形挡板(9)上下开有通孔，所述废气通道(2)进口设置在筒形挡板(9)和搅拌干燥器(21)内壁之间，所述供料通道(6)出口设置在筒形挡板(9)和搅拌干燥器(21)内壁之间。
3.根据权利要求1所述的基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：所述挤压输送带(31)包括第一滤水带(312)、第二滤水带(313)、设置在第一滤水带(312)和第二滤水带(313)之间的挤压辊(311)和控制污泥输送方向的导向辊(314)。
4.根据权利要求1所述的基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：所述翻转单元(4)包括翻转板(41)，所述翻转板(41)中部贯穿设置有固定轴(42)，所述固定轴(42)两端与干燥室(1)侧壁固定连接，所述翻转板(41)和固定轴(42)滑动连接，所述翻转板(41)开有通孔的侧面的两端固定设置有磁性块(43)，所述干燥室(1)侧壁上设置有磁铁(44)，所述磁铁(44)与磁性块(43)一一对应设置。
5.根据权利要求1所述的基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：所述油箱(16)连通有输油泵(17)，所述输油泵(17)通过输油管与槽式太阳能集热器(10)连接。
6.根据权利要求1所述的基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：所述供料通道(6)内沿轴线方向设置有螺旋输送器(5)，所述供料通道(6)距离干燥室(1)近的一端上方开设有通管，所述通管开口位于低含水率污泥输送带(33)输出端下端。
7.根据权利要求1所述的基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：所述夹层(12)内设置有螺旋管道，所述螺旋管道环绕壳体(11)内壁设置，所述螺旋管道两端分别与油箱(16)和槽式太阳能集热器(10)连通。
8.根据权利要求1所述的基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：所述废气通道(2)设有多个出口，所述出口设置在输送带侧面的内壁上，所述出口与中间输送带(32)位置对应设置。
9.根据权利要求1所述的基于太阳能热利用的模块化污泥干燥系统，其特征在于：所述挤压输送带(31)下方设置有集水池(19)，款所述集水池(19)与干燥室(1)内壁固定连接。
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