CN113461301A - 一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统和方法。本申请实施例提供的技术方案至少包括污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置，以将污泥干化机尾部的尾气中的热量进行回收和再利用。本申请实施例提供的技术方案通过将从尾气中回收的热量用于直接加热进入污泥蒸汽干化设备(如圆盘或桨叶式干化机)的空气，可减少空气在干化设备内升温造成的热损失，并利用高温低湿度空气提高污泥干化速率；同时，本申请实施例提供的方案可减少循环冷却水的使用，避免尾气中热量被浪费。
Description
技术领域
本申请实施例涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统和方法。
背景技术
污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。据统计，我国每年仅生活污水处理产生的污泥量就达几千万吨；此外，化工、造纸和制药等工业过程和江河湖泊疏浚等也会产生大量的污泥。
目前，有超过90％的城市污水处理厂采用活性污泥方法，伴随产生了大量剩余污泥。通常剩余污泥具有高含水率(97％)，易腐化发臭，且含有病原菌、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质的特点。这些污泥如果不能得到及时、有效和稳定的处理，将带来极大的隐患。污泥的无害化处理已经成为城市科学发展过程中非解决不可的重大环保问题。
通常，污泥蒸汽干化的工艺流程是先将湿污泥料仓内的污泥经过管道输送至污泥干化机中，该污泥与通过管道进入干化机中的约150℃蒸汽进行间接接触换热，促进污泥中水分蒸发；水蒸气随着进入干化机的空气排出；排出的含湿空气(即干化尾气)经过除尘、冷凝后进入锅炉焚烧。
然而，现有的污泥蒸汽干化工艺存在热量损失较大的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供的一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统和方法，该耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统和方法能够解决现有的污泥蒸汽干化工艺存在能耗大的技术问题；
第一方面，本申请实施例提供一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统，包括：
污泥蒸汽干化设备；
除湿热泵装置，与所述污泥蒸汽干化设备相连通。
作为一个可选的实施方式，还包括除尘装置，设置在所述污泥蒸汽干化设备和所述除湿热泵装置之间。
作为一个可选的实施方式，所述污泥蒸汽干化设备为圆盘干化机或桨叶式干化机。
作为一个可选的实施方式，所述污泥蒸汽干化设备包括：
筒体，分别设有进料口和出料口；
空心轴，穿设在所述筒体内，且所述空心轴上分别设有蒸汽入口和蒸汽凝结水出口；
空心盘片，设置在所述空心轴上，与所述空心轴相连通；
污泥导流片，设置在所述空心盘片上。
作为一个可选的实施方式，还包括螺旋输送机或皮带输送机，与所述出料口相连通。
第二方面，本申请实施例提供一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化方法，包括如下步骤：
S1、准备蒸汽：将燃煤电厂汽轮机尾部引出的蒸汽通入至污泥蒸汽干化设备；
S2、干化污泥：将待处理的污泥置入污泥蒸汽干化设备中，蒸汽与待处理的污泥在污泥蒸汽干化设备中进行换热，促进待处理的污泥中水分的蒸发，同时生成尾气和半干化污泥；
S3、尾气除尘：将污泥蒸汽干化设备生成的所述尾气通过除尘装置进行除尘；
S4、热量回收与后处理：将除尘后的尾气通入至除湿热泵装置进行热量回收，并排出冷凝水，经过热量回收后的干化尾气与半干化污泥一并通往锅炉炉膛进行焚烧；
S5、热量回收的利用：除湿热泵装置将从干化尾气回收的热量用于加热空气，并将加热后的空气通入至污泥蒸汽干化设备中，以继续用于污泥干化。
有益效果
本申请实施例提供的一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统，包括污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置，该除湿热泵装置与所述污泥蒸汽干化设备相连通，与现有技术相比，本申请实施例能够解决现有的污泥蒸汽干化工艺存在热量损失较大的技术问题；具体地说，本申请实施例通过设置除湿热泵装置，从而将经污泥蒸汽干化设备的尾气中热量进行回收和再利用，即，通过设置除湿热泵装置，从而将回收的尾气热量直接用于加热污泥蒸汽干化设备进入的空气，从而有效提高了能源的利用率，并有利于利用高温低湿度空气提高污泥干化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请实施例的一些实施方式，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为本申请实施例提供的一种污泥蒸汽干化系统的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请实施例的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
实施例1
参阅图1所示，本申请实施例提供的耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统，包括污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置，该除湿热泵装置与所述污泥蒸汽干化设备相连通，与现有技术相比，本申请实施例能够解决现有的污泥蒸汽干化工艺存在能耗大的技术问题；具体地说，本申请实施例通过设置除湿热泵装置，从而将经污泥蒸汽干化设备的尾气热量进行回收和再利用，即，通过设置除湿热泵装置，从而将回收的尾气热量直接用于加热污泥蒸汽干化设备进入的空气，进而有效提高了能源的利用率。
由上可知，本申请实施例通过利用污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置，不仅可将尾气中大部分水分去除，以减少水分对后续燃烧的负面影响；另外，通过设置除湿热泵装置，还可将从污泥蒸汽干化设备回收的尾气热量用于直接加热进入污泥蒸汽干化设备中的空气，以减少空气在干化设备内升温造成的热损失，这样，即可利用高温空气提高污泥干化效果；同时，本申请实施例通过设置污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置，还可减少循环冷却水的使用，避免尾气中热量被浪费。
继续参阅图1所示，为减少尾气中的灰尘等物质，以避免环境污染，本申请实施例还可包括除尘装置，该除尘装置设置在污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置之间；应当理解，“还包括除尘装置，设置在污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置之间”仅作为优选，在一个实施方式中，本领域技术人员还可以根据实际需要，设置为其他适合的类型，只要能实现相应的作用、功能或者效果即可。
需要说明的是，“设置在污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置之间”具体是指污泥蒸汽干化设备通过除尘装置与除湿热泵装置相连通。
实施例2
继续参阅图1所示，本申请实施例提供的一种污泥蒸汽干化系统，包括污泥蒸汽干化设备和除湿热泵装置，该除湿热泵装置与污泥蒸汽干化设备相连通；污泥蒸汽干化设备可为圆盘干化机或桨叶式干化机；在实际使用中，由于圆盘干化机或桨叶式干化机热量利用率高，传热均匀，传热效果好，特将污泥蒸汽干化设备设置为圆盘干化机或桨叶式干化机；应当理解，“污泥蒸汽干化设备为圆盘干化机或桨叶式干化机”仅作为优选，在一个实施方式中，本领域技术人员还可以根据实际需要将“污泥蒸汽干化设备”设置为其他适合的类型，只要能实现相应的作用、功能或者效果即可；其中，
污泥蒸汽干化设备可包括筒体、空心轴、空心盘片和污泥导流片，该筒体分别设有进料口和出料口；空心轴穿设在筒体内，且空心轴上分别设有蒸汽入口和冷凝水出口；空心盘片设置在空心轴上，与空心轴相连通；污泥导流片设置在空心盘片上；在实际使用中，可将燃煤电厂汽轮机尾部引出的蒸汽通入至污泥蒸汽干化设备的蒸汽入口中，由于空心轴与空心盘片相连通，因此，当空心轴进行转动时，可对筒体内的待处理的污泥利用蒸汽的热量对污泥进行干化，并实现蒸汽的相变，最终生成冷凝水和尾气；通过筒体、空心轴、空心盘片和污泥导流片的设置，可以使且污泥受热均匀，蒸汽利用率更高；应当理解，“污泥蒸汽干化设备包括筒体、空心轴、空心盘片和污泥导流片，该筒体分别设有进料口和出料口；空心轴穿设在筒体内，且空心轴上分别设有蒸汽入口和冷凝水出口；空心盘片设置在空心轴上，与空心轴相连通；污泥导流片设置在空心盘片上”仅作为优选，在一个实施例中，本领域技术人员还可以根据实际需要将“污泥蒸汽干化设备”设置为其他适合的类型，只要能实现相应的作用、功能或者效果即可。
继续参阅图1所示，本申请实施例还可包括螺旋输送机或皮带输送机，与所述出料口相连通，通过设置螺旋输送机或皮带输送机，以用于将出料口排出的处理后的污泥运输至预定位置(如炉膛)；在实际使用中，通过螺旋输送机或皮带输送机的设置，以便于人们将处理后的污泥输送至炉膛焚烧。
实施例3
继续参阅图1所示，本申请实施例还提供了一种污泥蒸汽干化方法，包括如下步骤：
S1、准备蒸汽：将燃煤电厂汽轮机尾部引出的蒸汽通入至污泥蒸汽干化设备；
S2、干化污泥：将待处理的污泥置入污泥蒸汽干化设备中，蒸汽与待处理的污泥在污泥蒸汽干化设备中进行换热，促进待处理的污泥中水分的蒸发，同时生成尾气和半干化污泥；
S3、尾气除尘：将污泥蒸汽干化设备生成的所述尾气通过除尘装置进行除尘；
S4、热量回收与后处理：将除尘后的尾气通入至除湿热泵装置进行热量回收，并排出冷凝水，经过热量回收后的干化尾气与半干化污泥一并通往锅炉炉膛进行焚烧；
S5、热量回收的利用：除湿热泵装置将从干化尾气回收的热量用于加热空气，并将加热后的空气通入至污泥蒸汽干化设备中，以继续用于污泥干化。
综上，本申请实施例提供的一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化方法，通过利用燃煤电厂蒸汽余热在污泥掺烧前进行干化污泥，与传统的污泥直接与燃煤掺混后入炉焚烧相比，不仅可以防止输煤系统堵塞，提高锅炉的热效率，而且还可降低煤耗，减少水分对输送系统和燃烧系统的负面影响；并且，通过利用除湿热泵装置回收的污泥干化尾气中的热量，用于直接加热进入污泥蒸汽干化设备(如圆盘或桨叶式干化机)内的空气，并利用高温低湿度空气提高污泥干化效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化系统，其特征在于，包括：
污泥蒸汽干化设备；
除湿热泵装置，与所述污泥蒸汽干化设备相连通。
2.根据权利要求1所述的污泥蒸汽干化系统，其特征在于，还包括除尘装置，设置在所述污泥蒸汽干化设备和所述除湿热泵装置之间。
3.根据权利要求1所述的污泥蒸汽干化系统，其特征在于，所述污泥蒸汽干化设备为圆盘干化机或桨叶式干化机。
4.根据权利要求3所述的污泥蒸汽干化系统，其特征在于，所述污泥蒸汽干化设备包括：
筒体，分别设有进料口和出料口；
空心轴，穿设在所述筒体内，且所述空心轴上分别设有蒸汽入口和蒸汽凝结水出口；
空心盘片，设置在所述空心轴上，与所述空心轴相连通；
污泥导流片，设置在所述空心盘片上。
5.根据权利要求4所述的污泥蒸汽干化系统，其特征在于，还包括螺旋输送机或皮带输送机，与所述出料口相连通。
6.一种耦合除湿热泵的污泥蒸汽干化方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、准备蒸汽：将燃煤电厂汽轮机尾部引出的蒸汽通入至污泥蒸汽干化设备；
S2、干化污泥：将待处理的污泥置入污泥蒸汽干化设备中，蒸汽与待处理的污泥在污泥蒸汽干化设备中进行换热，促进待处理的污泥中水分的蒸发，同时生成尾气和半干化污泥；
S3、尾气除尘：将污泥蒸汽干化设备生成的所述尾气通过除尘装置进行除尘；
S4、热量回收与后处理：将除尘后的尾气通入至除湿热泵装置进行热量回收，并排出冷凝水，经过热量回收后的干化尾气与半干化污泥一并通往锅炉炉膛进行焚烧；
S5、热量回收的利用：除湿热泵装置将从干化尾气回收的热量用于加热空气，并将加热后的空气通入至污泥蒸汽干化设备中，以继续用于污泥干化。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211001 |