CN114409219A - 一种引射旋转气流干化体系结构及其运行工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种引射旋转气流干化体系结构及其运行工艺,该体系结构包括湿污泥进料系统、载气系统、旋转破壁系统、旋风分离系统、尾气处理系统和相应的管道阀门系统;所述湿污泥进料系统和所述载气系统通过管道分别连接至旋转破壁系统,所述旋转破壁系统通过管道依次连接旋风分离系统和尾气处理系统。本发明的工艺对污泥干化采用了特殊结构设计的旋转破壁器,完成污泥游离水的非相变分离,与传统热干化技术需要消耗大量热源进行水分蒸发的相变式干化工艺相比,大大降低了能耗,本发明的体系结构具有节能降耗的综合效果,相比传统干化工艺是一种巨大技术突破,具有重要环保价值和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域,具体涉及一种引射旋转气流干化体系结构及其运行工艺。
背景技术
污泥干化处理速度快、减量化程度高,是一种相对安全且应用益增多的污泥处理处置方式。通过污泥与热媒之间的传热作用脱除污泥中水分需要大量的热源,设备投资较大,尤其是涉及到油性污泥,处理过程中不仅需要考虑防止粉尘爆炸等危险因素,而且油包水型污泥,在热干化过中很容易发生污泥与设备器壁粘结效应,严重影响干化过程的持续运行,采用传统热干化设备,技术要求和处理成本较高,管理较复杂,具有一定的运行风险,采用化石燃料提供热能的成本因燃料价格相对较高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种引射旋转气流干化体系结构及其运行工艺,通过该工艺技术综合处理系统,可满足90%以下含水率市政污泥或油性粘结性污泥的低温热干化,干化过程中无需添加任何调理剂,且运行过程中始终保持低温状态,仅需少量辅助热源,实现90%含水率污泥旋转干化至含水率20%以下。在处理粘性湿污泥干化工程中,大大降低了热能消耗,具有重要应用价值。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种引射旋转气流干化体系结构,包括湿污泥进料系统、载气系统、旋转破壁系统、旋风分离系统、尾气处理系统和相应的管道阀门系统;所述湿污泥进料系统和所述载气系统通过管道分别连接至旋转破壁系统,所述旋转破壁系统通过管道依次连接旋风分离系统和尾气处理系统;
所述湿污泥进料系统的主设备为引射进料器,所述引射进料器相对的两侧分别设有引射进料器第一入口和引射进料器出口,采用压缩气体作引流体,所述压缩气体通过引射进料器第一入口进入引射进料器;所述引射进料器的上部设有引射进料器第二入口,湿污泥通过引射进料器第二入口进入引射进料器;
所述载气系统包括循环风机和空气加热器,所述循环风机设有循环风入口、新风入口和循环风机出口,所述循环风入口和新风入口处设有尾气循环阀,载气通过循环风入口和/或新风入口进入循环风机;所述循环风机出口通过管道与所述空气加热器相连;
所述旋转破壁系统的主设备为旋转破壁器,所述旋转破壁器为中空的立式结构,其底部设有旋转破壁器第一入口,其下方侧壁设有旋转破壁器第二入口,其上方侧壁设有旋转破壁器出口,其内部设有电机搅拌装置;所述电机搅拌装置的减速机及电机设置于所述旋转破壁器的顶部,所述电机搅拌装置的转子的主轴竖向设置于所述旋转破壁器的内部;所述旋转破壁器第一入口内部设有布风装置,所述布风装置用于提高载气的均匀性;所述空气加热器通过管道连接至所述旋转破壁器第一入口,所述引射进料器出口通过管道连接至所述旋转破壁器第二入口;
所述旋风分离系统的主设备为旋风分离器,所述旋风分离器的侧壁设有旋风分离器入口,其顶部和底部分别设有旋风分离器第一出口和旋风分离器第二出口;所述旋转破壁器出口通过管道连接至所述旋风分离器入口;所述旋风分离器第二出口用于排出干污泥;
所述尾气处理系统的主设备为循环冷却塔,所述循环冷却塔包括塔体、循环泵和循环换热器,所述塔体的上部相对的两侧分别设有循环冷却塔第一入口和循环冷却塔第二入口,其下部侧面设有循环冷却塔第一出口,其顶部和底部分别设有循环冷却塔第二出口和循环冷却塔第三出口;所述循环换热器设有循环换热器第一入口、循环换热器第一出口、循环换热器第二入口和循环换热器第二出口;所述旋风分离器第一出口通过管道连接至所述循环冷却塔第一入口;所述循环冷却塔第二入口和所述循环冷却塔第一出口位于同一侧;所述循环冷却塔第一出口通过管道与所述循环泵相连,并连接至所述循环换热器第一入口;所述循环换热器第一出口通过管道连接至所述循环冷却塔第二入口;所述循环换热器第二入口和循环换热器第二出口分别用于冷源的进与出;所述循环冷却塔第二出口处设有两条管道,其中一条管道连接至所述循环风入口,另一条管道用于排放尾气;所述循环冷却塔第三出口用于排放废水。
优选地,所述空气加热器为翅片管换热器或管道电加热式换热器。
优选地,所述电机搅拌装置的转子的主轴上设有长短不均匀的刀状搅拌叶;所述电机搅拌装置的转子和定子采用双端面机械密封。
优选地,所述电机搅拌装置的转子和定子表面喷涂耐磨耐腐蚀性涂层,所述旋转破壁器的内表面与污泥接触的位置喷涂耐磨耐腐蚀性涂层,所述涂层的材料为四氟或碳化钨。
优选地,所述电机搅拌装置的上方设有分级器,所述旋转破壁器出口设置于所述分级器的上方。
优选地,所述旋风分离器为双锥形分离器。
优选地,所述循环换热器为板式换热器或管壳式换热器,所述冷源为工艺水或冷却塔循环水。
一种引射旋转气流干化体系结构的运行工艺,包括以下步骤:
步骤1)压缩气体由引射进料器第一入口进入引射进料器,湿污泥由引射进料器第二入口进入引射进料器,在引射进料器中,湿污泥被压缩气体快速冲击,初步打散成细状颗粒,并快速由引射进料器出口离开,从旋转破壁器第二入口进入旋转破壁器;
步骤2)载气通过循环风入口和/或新风入口进入循环风机,在循环风机的作用下由循环风机出口进入空气加热器,通过空气加热器升温后由旋转破壁器第一入口进入旋转破壁器;其中所述循环风入口和新风入口处的温度为30~40℃,所述空气加热器的进出口的温升为5~20℃;
所述载气为新鲜空气或循环尾气+新鲜空气的组合,当载气为循环尾气+新鲜空气的组合时,通过尾气循环阀控制载气中的循环尾气与新鲜空气体积比为 (6~9):2;
步骤3)在旋转破壁器中,湿污泥在电机搅拌装置的快速转动下完成游离水与污泥的初步分离,游离态的水气一部分由于水蒸气分压力的高的原因向载气中扩散并与载气重新结合,悬浮在载气中的游离水被载气夹带由旋转破壁器出口送出,一同被送出的还有破壁后的污泥,载气、破壁游离的水和破壁后的污泥通过旋风分离器入口进入旋风分离器;
步骤4)载气、破壁游离的水和破壁后的污泥在旋风分离器的离心分离下,实现污泥水气的分离,其中密度大的脱水干污泥由旋风分离器第二出口连续排出,可进行资源化利用;游离态的水及吸收部分水气的载气由旋风分离器第一出口连续排出,并通过循环冷却塔第一入口进入循环冷却塔;
步骤5)在循环冷却塔中,游离态的水及吸收部分水气的载气通过循环冷却塔第一出口经循环泵及循环换热器喷淋降温除尘,并由循环冷却塔第二入口回到循环冷却塔中;如此反复,当载气温度降低至35℃,载气从循环冷却塔第二出口作为尾气排出,其中10%~20%的尾气外排,80%~90%的尾气由循环风入口进入循环风机重复利用;而游离态的水降温后从循环冷却塔第三出口作为废水排出或作为循环水重复利用。
优选地,步骤1)所述湿污泥为普通市政污泥或油性污泥或气化渣,所述湿污泥的含湿率为50%~90%,颗粒直径≤5cm;所述压缩气体为氮气或空气,压力为0.1~1.6MPa,温度为20~30℃;步骤2)所述载气与步骤1)所述压缩气体的体积比为1:1~10:1。
优选地,所述步骤1)中,引射进料器第一入口的气体流量为350m3/h,引射进料器第二入口的进料量为50kg/h;所述步骤2)中,空气加热器的功率为6 kW;所述步骤3)中,旋转破壁器的进出口气流速度为80~120m/s,电机搅拌装置的转速为150~1000rpm;所述步骤4)中,旋风分离器的风速为1.5~2.5m/s;所述步骤5)中,循环泵的循环流量为8m3/h。
本发明的有益效果如下:
(1)本发明利用旋转破壁实现泥水的破壁分离,并利用高速气流将水分带出,实现泥水的非相变分离过程,无需消耗大量蒸汽热源,大大降低了干化过程中公用工程部的消耗。
(2)本发明采用低温干燥脱水,整个过程污泥温度不高于60℃,此时有机物的损耗极低,无明显臭味散发,对于有机污泥干化后的污泥的热值较高,干燥产出的污泥颗粒粒径在500目以下,干化产品颗粒均匀,颗粒较小,为后续的资源化利用创造了显著的优势。
(3)本发明的体系结构中各个设备体积小、投资小,从而减少占地、节省投资。
(4)本发明的尾气处理采用循环喷淋冷却后,尾气中的大部分(80%~90%) 通过循环风机送入体系结构中继续循环使用,只有10%~20%的尾气进行外排,大大降低了干化尾气排放量,实现尾气减量排放和热量回收,废水也可作为循环水重复利用,这也大大降低了废水排放量。
附图说明
图1为引射旋转气流干化体系结构的示意图;
图2为旋转破壁器的结构示意图;
图1、图2中:1、引射进料器;1-1、引射进料器第一入口;1-2、引射进料器出口;1-3、引射进料器第二入口;2、循环风机;2-1、循环风入口;2-2、新风入口;2-3、循环风机出口;3、空气加热器;4、旋转破壁器;4-1、旋转破壁器第一入口;4-2、旋转破壁器第二入口;4-3、旋转破壁器出口;4-4、减速机及电机;4-5、转子;4-6、布风装置;4-7、分级器;5、旋风分离器;5-1、旋风分离器入口;5-2、旋风分离器第一出口;5-3、旋风分离器第二出口;6、循环冷却塔;6-1、循环冷却塔第一入口;6-2、循环冷却塔第二入口;6-3、循环冷却塔第一出口;6-4、循环冷却塔第二出口;6-5、循环冷却塔第三出口;7、循环泵; 8、循环换热器;8-1、循环换热器第一入口;8-2、循环换热器第一出口;8-3、循环换热器第二入口;8-4、循环换热器第二出口;
图3为对比例1所示常规热干化工艺的流程图;
图3中:S1、蒸汽系统;S2、干燥机;S3、引风机;S4、洗涤槽。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将结合附图与具体实施例对本发明做进一步详细说明,显而易见地,下面描述中的实施例仅是本发明的一些实施例,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。除非另有限定,以下实施例使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本发明中的定义为准。
实施例1
一种引射旋转气流干化体系结构,包括湿污泥进料系统、载气系统、旋转破壁系统、旋风分离系统、尾气处理系统和相应的管道阀门系统;所述湿污泥进料系统和所述载气系统通过管道分别连接至旋转破壁系统,所述旋转破壁系统通过管道依次连接旋风分离系统和尾气处理系统。
如图1所示,所述湿污泥进料系统的主设备为引射进料器1,所述引射进料器1相对的两侧分别设有引射进料器第一入口1-1和引射进料器出口1-2,采用压缩气体作引流体,所述压缩气体通过引射进料器第一入口1-1进入引射进料器 1;所述引射进料器1的上部设有引射进料器第二入口1-3,湿污泥通过引射进料器第二入口1-3进入引射进料器1。
如图1所示,所述载气系统包括循环风机2和空气加热器3,所述循环风机 2设有循环风入口2-1、新风入口2-2和循环风机出口2-3,所述循环风入口2-1 和新风入口2-2处设有尾气循环阀,载气通过循环风入口2-1和/或新风入口2-2 进入循环风机2;所述循环风机出口2-3通过管道与所述空气加热器3相连。
本实施例中,所述空气加热器3可采用翅片管换热器或管道电加热式换热器。
如图1所示,所述旋转破壁系统的主设备为旋转破壁器4,如图2所示,所述旋转破壁器4为中空的立式结构,其底部设有旋转破壁器第一入口4-1(根据载气流量可以设置多个),其下方侧壁设有旋转破壁器第二入口4-2,其上方侧壁设有旋转破壁器出口4-3,其内部设有电机搅拌装置;所述电机搅拌装置的减速机及电机4-4设置于所述旋转破壁器4的顶部,所述电机搅拌装置的转子4-5的主轴竖向设置于所述旋转破壁器4的内部;所述旋转破壁器第一入口4-1内部设有布风装置4-6,用于提高载气的均匀性。
如图1所示,所述空气加热器3通过管道连接至所述旋转破壁器第一入口 4-1,所述引射进料器出口1-2通过管道连接至所述旋转破壁器第二入口4-2。
一种优选的方案,所述电机搅拌装置的转子4-5的主轴上设有长短不均匀的刀状搅拌叶;所述电机搅拌装置的转子和定子采用双端面机械密封。
一种优选的方案,所述电机搅拌装置的转子和定子表面喷涂耐磨耐腐蚀性涂层,所述旋转破壁器4的内表面与污泥接触的地方也喷涂耐磨耐腐蚀性涂层,所述涂层的材料为四氟或碳化钨,用于降低高速气流和污泥在旋转破壁器中流动或转动导致的粘结性和磨损性。
一种优选的方案,如图2所示,所述电机搅拌装置的上方设有分级器4-7,所述旋转破壁器出口4-3设置于所述分级器4-7的上方。通过分级器将污泥中较大的颗粒截留下来继续完成破壁,而较小的颗粒随载气带出进入旋风分离器。
如图1所示,所述旋风分离系统的主设备为旋风分离器5,所述旋风分离器的侧壁设有旋风分离器入口5-1,其顶部和底部分别设有旋风分离器第一出口5-2 和旋风分离器第二出口5-3;所述旋转破壁器出口4-3通过管道连接至所述旋风分离器入口5-1;所述旋风分离器第二出口5-3用于排出干污泥。
本实施例中,所述旋风分离器可采用双锥形分离器。
如图1所示,所述尾气处理系统的主设备为循环冷却塔6,所述循环冷却塔 6包括塔体、循环泵7和循环换热器8,所述塔体的上部相对的两侧分别设有循环冷却塔第一入口6-1和循环冷却塔第二入口6-2,其下部侧面设有循环冷却塔第一出口6-3,其顶部和底部分别设有循环冷却塔第二出口6-4和循环冷却塔第三出口6-5;所述循环换热器8设有循环换热器第一入口8-1、循环换热器第一出口8-2、循环换热器第二入口8-3和循环换热器第二出口8-4;所述旋风分离器第一出口5-2通过管道连接至所述循环冷却塔第一入口6-1;所述循环冷却塔第二入口6-2和所述循环冷却塔第一出口6-3位于同一侧;所述循环冷却塔第一出口6-3通过管道与所述循环泵7相连,并连接至所述循环换热器第一入口8-1;所述循环换热器第一出口8-2通过管道连接至所述循环冷却塔第二入口6-2;所述循环换热器第二入口8-3和循环换热器第二出口8-4分别用于冷源的进与出;所述循环冷却塔第二出口6-4处设有两条管道,其中一条管道连接至所述循环风入口2-1,另一条管道用于排放尾气;所述循环冷却塔第三出口6-5用于排放废水。
本实施例中,所述循环换热器8为板式换热器或管壳式换热器,所述冷源为工艺水或冷却塔循环水。
上述引射旋转气流干化体系结构的运行工艺,如图1所示,具体步骤如下:
(1)压缩气体由引射进料器第一入口1-1进入引射进料器1,湿污泥由引射进料器第二入口1-3进入引射进料器1,在引射进料器1中,湿污泥被压缩气体快速冲击,初步打散成细状颗粒,并快速由引射进料器出口1-2离开,从旋转破壁器第二入口4-2进入旋转破壁器4。
所述压缩气体为氮气或空气,压力为0.1~1.6MPa,温度为20~30℃。
所述湿污泥为普通市政污泥或油性污泥或气化渣等高粘结性污泥,所述湿污泥的含湿率为50%~90%,颗粒直径≤5cm。为解决高含水率的污泥处理,可以采用返料与进料混合进料方式,同时为了控制污泥颗粒直径在5cm以内,可通过进料破碎机控制进料口污泥形态。
(2)载气通过循环风入口2-1和/或新风入口2-2进入循环风机2,在循环风机2的作用下由循环风机出口2-3进入空气加热器3,通过空气加热器3升温后由旋转破壁器第一入口4-1进入旋转破壁器4;其中所述循环风入口2-1和新风入口2-2处的温度为30~40℃,所述空气加热器3的进出口的温升为5~20℃。
所述载气为新鲜空气或循环尾气+新鲜空气的组合,当载气为循环尾气+新鲜空气的组合时,通过尾气循环阀控制载气中的循环尾气与新鲜空气体积比为 (6~9):2。
所述载气与所述压缩气体的体积比为1:1~10:1。
(3)在旋转破壁器4中,湿污泥在电机搅拌装置的快速转动下完成游离水与污泥的初步分离,游离态的水气一部分由于水蒸气分压力的高的原因向载气中扩散并与载气重新结合,悬浮在载气中的游离水被载气夹带由旋转破壁器出口 4-3送出,一同被送出的还有破壁后的污泥,载气、破壁游离的水和破壁后的污泥通过旋风分离器入口5-1进入旋风分离器5。
(4)载气、破壁游离的水和破壁后的污泥在旋风分离器5的离心分离下,实现污泥水气的分离,其中密度大的脱水干污泥由旋风分离器第二出口5-3连续排出,可进行资源化利用;游离态的水及吸收部分水气的载气由旋风分离器第一出口5-2连续排出,并通过循环冷却塔第一入口6-1进入循环冷却塔6。
(5)在循环冷却塔6中,游离态的水及吸收部分水气的载气通过循环冷却塔第一出口6-3经循环泵7及循环换热器8喷淋降温除尘,并由循环冷却塔第二入口6-2回到循环冷却塔6中;如此反复,当载气温度降低至35℃,载气从循环冷却塔第二出口6-4作为尾气排出,其中10%~20%的尾气外排,80%~90%的尾气由循环风入口2-1进入循环风机2重复利用;而游离态的水降温后从循环冷却塔第三出口6-5作为废水排出或作为循环水重复利用。
实施例2
基于实施例1所述引射旋转气流干化体系结构的干化污泥的方法,具体步骤如下:
(1)压缩气体由引射进料器第一入口(气体流量为350m3/h)进入引射进料器,湿污泥由引射进料器第二入口(进料量为50kg/h)进入引射进料器,在引射进料器中,湿污泥被压缩气体快速冲击,初步打散成细状颗粒,并快速由引射进料器出口离开,从旋转破壁器第二入口(气流速度为80~120m/s)进入旋转破壁器。
所述压缩气体为氮气,压力为0.1MPa,温度为20℃。
所述湿污泥为油性污泥,含水量为70%。
(2)载气通过循环风入口和新风入口进入循环风机,在循环风机的作用下由循环风机出口进入空气加热器,通过空气加热器升温后由旋转破壁器第一入口 (气流速度为80~120m/s)进入旋转破壁器,通入约1200m3/h(10KPaG)的载气(45℃)。
所述空气加热器的功率为6kW,保证循环风机出口气体处于过饱和状态,空气加热器进出口的温升控制在10℃左右。
所述载气为循环尾气+新鲜空气的组合,通过尾气循环阀控制载气中的循环尾气与新鲜空气体积比为8:2。
(3)在旋转破壁器中,湿污泥在电机搅拌装置的快速转动(150~1000rpm) 下完成游离水与污泥的初步分离,游离态的水气一部分由于水蒸气分压力的高的原因向载气中扩散并与载气重新结合,悬浮在载气中的游离水被载气夹带由旋转破壁器出口(气流速度为80~120m/s)送出,一同被送出的还有破壁后的污泥,载气、破壁游离的水和破壁后的污泥通过旋风分离器入口进入旋风分离器。
(4)载气、破壁游离的水和破壁后的污泥在旋风分离器的离心分离(风速为1.5~2.5m/s)下,实现污泥水气的分离,其中密度大的脱水干污泥(含水率约 25%)由旋风分离器第二出口连续排出(出料量为20kg/h),可进行资源化利用;游离态的水及吸收部分水气的载气由旋风分离器第一出口连续排出,并通过循环冷却塔第一入口进入循环冷却塔。
(5)在循环冷却塔中,游离态的水及吸收部分水气的载气通过循环冷却塔第一出口经循环泵(循环流量为8m3/h)及循环换热器喷淋降温除尘,并由循环冷却塔第二入口回到循环冷却塔中;如此反复,当载气温度降低至35℃,载气从循环冷却塔第二出口作为尾气排出,其中20%的尾气外排,80%的尾气由循环风入口进入循环风机重复利用;而游离态的水降温后从循环冷却塔第三出口作为废水排出,作为循环换热器的冷源重复利用。
在本实施例中,通过体系结构的引射旋转气流干化,进料量50kg/h、含水量70%的湿污泥被干化至含水量25%的脱水干污泥,产量约20kg/h。
对比例1
为了验证本发明工艺的先进性,本实施例将目前行业常规热干化工艺也进行相关热干化对比试验,采用5m2的桨叶干化机对同样含水率70%的湿污泥进行干化试验。
本实施例的具体工艺路线如图3所示,采用蒸汽系统S1→干燥机S2→引风机S3→洗涤槽S4的方式处理污泥,50kg/h(含水率70%)的湿污泥,从桨叶干燥机S2的湿污泥进口进入,蒸汽系统S1可以是蒸汽锅炉或导热油炉也可以为外部蒸汽热源提供,为方便系统功率消耗的对比,本实施例的热源采用电热蒸汽锅炉提供,电锅炉功额定率约35kW,加热干化下,湿污泥干化为25%左右从桨叶干燥机S2尾部排出,干化尾气从桨叶干燥机S2顶部在引风机S3泵的抽引下排至洗涤槽S4,降温除尘后排出。
实施例2与对比例1的干化工艺对比结果如下表1所示:
表1干化工艺
通过表1数据可以明显看出当干燥同样污泥至相同含水率的情况下,本发明的耗电量明显降低很多,同时干化平均温度较常规干化工艺明显降低,干化系统停留时间也大大缩小,提高干化效率的同时,降低干化过程能耗,具有较大工业应用价值。
Claims (10)
1.一种引射旋转气流干化体系结构,其特征在于,包括湿污泥进料系统、载气系统、旋转破壁系统、旋风分离系统、尾气处理系统和相应的管道阀门系统;所述湿污泥进料系统和所述载气系统通过管道分别连接至旋转破壁系统,所述旋转破壁系统通过管道依次连接旋风分离系统和尾气处理系统;
所述湿污泥进料系统的主设备为引射进料器,所述引射进料器相对的两侧分别设有引射进料器第一入口和引射进料器出口,采用压缩气体作引流体,所述压缩气体通过引射进料器第一入口进入引射进料器;所述引射进料器的上部设有引射进料器第二入口,湿污泥通过引射进料器第二入口进入引射进料器;
所述载气系统包括循环风机和空气加热器,所述循环风机设有循环风入口、新风入口和循环风机出口,所述循环风入口和新风入口处设有尾气循环阀,载气通过循环风入口和/或新风入口进入循环风机;所述循环风机出口通过管道与所述空气加热器相连;
所述旋转破壁系统的主设备为旋转破壁器,所述旋转破壁器为中空的立式结构,其底部设有旋转破壁器第一入口,其下方侧壁设有旋转破壁器第二入口,其上方侧壁设有旋转破壁器出口,其内部设有电机搅拌装置;所述电机搅拌装置的减速机及电机设置于所述旋转破壁器的顶部,所述电机搅拌装置的转子的主轴竖向设置于所述旋转破壁器的内部;所述旋转破壁器第一入口内部设有布风装置,所述布风装置用于提高载气的均匀性;所述空气加热器通过管道连接至所述旋转破壁器第一入口,所述引射进料器出口通过管道连接至所述旋转破壁器第二入口;所述旋风分离系统的主设备为旋风分离器,所述旋风分离器的侧壁设有旋风分离器入口,其顶部和底部分别设有旋风分离器第一出口和旋风分离器第二出口;所述旋转破壁器出口通过管道连接至所述旋风分离器入口;所述旋风分离器第二出口用于排出干污泥;
所述尾气处理系统的主设备为循环冷却塔,所述循环冷却塔包括塔体、循环泵和循环换热器,所述塔体的上部相对的两侧分别设有循环冷却塔第一入口和循环冷却塔第二入口,其下部侧面设有循环冷却塔第一出口,其顶部和底部分别设有循环冷却塔第二出口和循环冷却塔第三出口;所述循环换热器设有循环换热器第一入口、循环换热器第一出口、循环换热器第二入口和循环换热器第二出口;所述旋风分离器第一出口通过管道连接至所述循环冷却塔第一入口;所述循环冷却塔第二入口和所述循环冷却塔第一出口位于同一侧;所述循环冷却塔第一出口通过管道与所述循环泵相连,并连接至所述循环换热器第一入口;所述循环换热器第一出口通过管道连接至所述循环冷却塔第二入口;所述循环换热器第二入口和循环换热器第二出口分别用于冷源的进与出;所述循环冷却塔第二出口处设有两条管道,其中一条管道连接至所述循环风入口,另一条管道用于排放尾气;所述循环冷却塔第三出口用于排放废水。
2.根据权利要求1所述的一种引射旋转气流干化体系结构,其特征在于,所述空气加热器为翅片管换热器或管道电加热式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种引射旋转气流干化体系结构,其特征在于,所述电机搅拌装置的转子的主轴上设有长短不均匀的刀状搅拌叶;所述电机搅拌装置的转子和定子采用双端面机械密封。
4.根据权利要求3所述的一种引射旋转气流干化体系结构,其特征在于,所述电机搅拌装置的转子和定子表面喷涂耐磨耐腐蚀性涂层,所述旋转破壁器的内表面与污泥接触的位置喷涂耐磨耐腐蚀性涂层,所述涂层的材料为四氟或碳化钨。
5.根据权利要求1所述的一种引射旋转气流干化体系结构,其特征在于,所述电机搅拌装置的上方设有分级器,所述旋转破壁器出口设置于所述分级器的上方。
6.根据权利要求1所述的一种引射旋转气流干化体系结构,其特征在于,所述旋风分离器为双锥形分离器。
7.根据权利要求1所述的一种引射旋转气流干化体系结构,其特征在于,所述循环换热器为板式换热器或管壳式换热器,所述冷源为工艺水或冷却塔循环水。
8.基于权利要求1-7任一项所述的一种引射旋转气流干化体系结构的运行工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)压缩气体由引射进料器第一入口进入引射进料器,湿污泥由引射进料器第二入口进入引射进料器,在引射进料器中,湿污泥被压缩气体快速冲击,初步打散成细状颗粒,并快速由引射进料器出口离开,从旋转破壁器第二入口进入旋转破壁器;
步骤2)载气通过循环风入口和/或新风入口进入循环风机,在循环风机的作用下由循环风机出口进入空气加热器,通过空气加热器升温后由旋转破壁器第一入口进入旋转破壁器;其中所述循环风入口和新风入口处的温度为30~40℃,所述空气加热器的进出口的温升为5~20℃;
所述载气为新鲜空气或循环尾气+新鲜空气的组合,当载气为循环尾气+新鲜空气的组合时,通过尾气循环阀控制载气中的循环尾气与新鲜空气体积比为(6~9):2;步骤3)在旋转破壁器中,湿污泥在电机搅拌装置的快速转动下完成游离水与污泥的初步分离,游离态的水气一部分由于水蒸气分压力的高的原因向载气中扩散并与载气重新结合,悬浮在载气中的游离水被载气夹带由旋转破壁器出口送出,一同被送出的还有破壁后的污泥,载气、破壁游离的水和破壁后的污泥通过旋风分离器入口进入旋风分离器;
步骤4)载气、破壁游离的水和破壁后的污泥在旋风分离器的离心分离下,实现污泥水气的分离,其中密度大的脱水干污泥由旋风分离器第二出口连续排出,可进行资源化利用;游离态的水及吸收部分水气的载气由旋风分离器第一出口连续排出,并通过循环冷却塔第一入口进入循环冷却塔;
步骤5)在循环冷却塔中,游离态的水及吸收部分水气的载气通过循环冷却塔第一出口经循环泵及循环换热器喷淋降温除尘,并由循环冷却塔第二入口回到循环冷却塔中;如此反复,当载气温度降低至35℃,载气从循环冷却塔第二出口作为尾气排出,其中10%~20%的尾气外排,80%~90%的尾气由循环风入口进入循环风机重复利用;而游离态的水降温后从循环冷却塔第三出口作为废水排出或作为循环水重复利用。
9.根据权利要求8所述的一种引射旋转气流干化体系结构的运行工艺,其特征在于,步骤1)所述湿污泥为普通市政污泥或油性污泥或气化渣,所述湿污泥的含湿率为50%~90%,颗粒直径≤5cm;所述压缩气体为氮气或空气,压力为0.1~1.6MPa,温度为20~30℃;步骤2)所述载气与步骤1)所述压缩气体的体积比为1:1~10:1。
10.根据权利要求8所述的一种引射旋转气流干化体系结构的运行工艺,其特征在于,所述步骤1)中,引射进料器第一入口的气体流量为350m3/h,引射进料器第二入口的进料量为50kg/h;所述步骤2)中,空气加热器的功率为6kW;所述步骤3)中,旋转破壁器的进出口气流速度为80~120m/s,电机搅拌装置的转速为150~1000rpm;所述步骤4)中,旋风分离器的风速为1.5~2.5m/s;所述步骤5)中,循环泵的循环流量为8m3/h。
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