CN114560616A - 一种热泵型带式低温污泥干化机 - Google Patents

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黄志洋
王婷
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Abstract

本发明提供一种热泵型带式低温污泥干化机,包括机体,机体内设有烘房以及热泵系统,烘房内设有第一输送带和第二输送带,机体上层空间设有用于连通烘房和热泵系统的第一风道,第一风道内设有将烘房内温湿空气吸入热泵系统的循环风机,机体下层空间设有用于连通烘房和热泵系统的第二风道,烘房侧壁上设有与第二风道连通的第一进风口和第二进风口,第一进风口设于第一输送带和第二输送带之间,第二进风口设于第二输送带下方。本发明提供的一种热泵型带式低温污泥干化机,采用烘房侧壁上设置第一进风口和第二进风口使经过第一输送带和第二输送带的热风其温度和水分不饱和度都是最高的,最大限度的促进污泥表面水分的蒸发以及污泥内部水分的扩散。

Description

一种热泵型带式低温污泥干化机
技术领域
本发明涉及污泥处理设备技术领域,特别是涉及一种热泵型带式低温污泥干化机。
背景技术
近年来随着国家对污泥减量化、资源化、稳定化、无害化要求的不断提升,污泥最终处置方式限于土地利用和焚烧,但是土地利用对污泥成分要求很高,更多的厂家采取焚烧的处置方式。污泥焚烧要求污泥保持较高的热值,因此又对之前的污泥减量提出了严格的要求,就是不能降低污泥的热值。综合以上政策和方案需求,污泥干化技术借助其过程无添加,污泥热值不降低,减量比例高、烘干温度低等优势,近年来脱颖而出,获得市场广泛认可。
目前市场上的热泵型带式污泥低温干化机普遍采用双循环,一个是经由二级冷凝器、烘房、蒸发器、回热器等部件的大循环,一个是经由一级冷凝器和烘房的小循环。大循环中的空气为干热空气,空气中水分的不饱和度高,循环风量大,是烘干的主力,小循环根据系统回风温度,提供辅助加热功能。这样的系统设计存在以下问题:
①小循环的风含湿量较高,为了能够将污泥中的水分烘干,需要提高其水分不饱和度,在压力一定的情况下只有提高循环风的温度才能提高其水分不饱和度,而提高风温就需要尽可能高的提高一级冷凝器的冷凝温度,以满足更高风温的需求,但是冷凝温度过高又容易造成系统的高温、高压故障。
②系统内大、小循环风都是由热泵侧吹向烘房侧,造成烘房内部始终处于正压状态,而热泵系统始终处于负压状态,这两种压力状态与促进水分的蒸发和冷凝所需的压力状态刚好相反。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:为了克服现有技术中热泵型带式污泥低温干化机中双循环的小循环的风含湿量较高,导致冷凝器工作压力大,且烘房内部始终处于正压状态,而热泵系统始终处于负压状态,导致污泥干化机工作效率低的不足,本发明提供一种热泵型带式低温污泥干化机。
本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是:一种热泵型带式低温污泥干化机,包括机体,所述机体内设有烘房以及对烘房提供干热空气的热泵系统,所述烘房内设有第一输送带和第二输送带,所述第一输送带设于第二输送带上方,所述机体上层空间设有用于连通烘房和热泵系统的第一风道,所述第一风道内设有将烘房内温湿空气吸入热泵系统的循环风机,所述机体下层空间设有用于连通烘房和热泵系统的第二风道,所述烘房侧壁上设有与第二风道连通的第一进风口和第二进风口,所述第一进风口设于第一输送带和第二输送带之间,所述第二进风口设于第二输送带下方。
热泵系统通过第二风道向烘房侧提供干热空气,干热空气经第一进风口和第二进风口进入烘房,烘房内的热风在风道的引导下均匀穿过第一输送带和第二输送带上的泥层,充分与污泥颗粒进行热交换后在循环风机的负压作用下重新回到热泵系统。将烘房的循环风由吹改为吸,降低了同等温度下烘房内的压力,更利于污泥表层水分的蒸发和内部水分的扩散;热泵系统侧由常规的负压状态变为正压状态,提高了同等温度条件下湿空气的露点温度,更容易使空气中的水分凝结。
热泵系统提供的干热风经第二风道进入烘房,再由第一进风口和第二进风口分配风量后进入烘房内第一输送带和第二输送带的下部空间,由于从第二输送带穿过的气流已经与污泥进行了一次热传导和对流,温度有一定下降,导致其水分不饱和度有所下降,此时第一进风口进来的干热空气提高了上述气流的温度,增加了空气中水分的不饱和度,两股气流一起穿过第一输送带时,能够促进其与第一输送带上的污泥进行热传导和对流,为了平衡空气中水蒸气分压不足的情况,污泥中会有更多的水分蒸发到空气中。随着烘房内环境压力的降低,上述过程越容易进行,在循环风机吸力的作用下,烘房内形成了负压的工作环境,因此更有利于水分从污泥内部向表层的扩散,然后从污泥表面蒸发。
进一步,为了调节进入第一输送带和第二输送带下方空间的热风量,所述第一进风口和第二进风口处均设有用于调节进风口开度大小的风门。根据不同污泥种类、泥层厚度、最终含水率等因素,调节第一进风口和第二进风口处风门的开度,以使除湿性能达到最优。
进一步,所述热泵系统包括用于对温湿空气进行冷凝降温的水冷盘管、回热器和蒸发器,以及用于对降温处理后的冷空气进行升温的冷凝器。
温湿空气进入热泵系统后,在水冷盘管处进行一级降温,穿过水冷盘管后进入回热器进行二级降温,经过回热器到达蒸发器进行三级和四级降温除湿,温热空气在经过几级降温除湿后,温度已经降到露点以下,因此温湿空气中水蒸气得以凝结,凝结后的水通过管道排出系统。随着所处环境压力的升高,在压力一定的情况下,空气的露点温度上升,除湿效果会更明显,而此时上部的循环风机就为热泵系统创造了一个正压环境,在这种正压工作环境下,更加促进了降温除湿的速率,因此提高了热泵系统的除湿效率。
进一步,所述热泵系统还包括隔离在风路之外的压缩机、膨胀阀、干燥过滤器和气液分离器。污泥种类繁多且成分复杂,很多污泥中含有对铜有腐蚀性的成分比如NH3,H2S等,而常规热泵系统中多数部件、管路或接头为铜质材料,为了防止包括压缩机、膨胀阀、干燥过滤器、气液分离器和电气部件都暴露在含有腐蚀性介质的湿热空气中,将这些元器件隔离在风路之外。
进一步,为了防止气流中夹带的粉尘污染换热器,影响换热效率以及腐蚀换热器,所述循环风机前侧或后侧设有过滤尘土的过滤装置。
进一步,为了防止热量通过机体导热散失到外界环境中,所述机体外侧包覆有保温层。
本发明的有益效果是:本发明提供的一种热泵型带式低温污泥干化机,取消了传统干化机双循环中小循环风路的结构,采用烘房侧壁上设置第一进风口和第二进风口使经过第一输送带和第二输送带的热风其温度和水分不饱和度都是最高的,最大限度的促进污泥表面水分的蒸发以及污泥内部水分的扩散;通过循环风机将烘房内的温湿空气吸入热泵系统,使烘房内为负压状态,更有利于水分从污泥表面蒸发,使热泵系统内为正压,空气的露点温度上升,除湿效果会更明显。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明最佳实施例的结构示意图;
图2是本发明最佳实施例的右视图。
图中:1、机体,2、烘房,21、第一进风口,22、第二进风口,23、风门,3、第一输送带,4、第二输送带,5、第一风道,6、第二风道,7、循环风机,8、热泵系统,81、水冷盘管,82、回热器,83、蒸发器,84、冷凝器,85、压缩机,86、干燥过滤器,87、气液分离器,9、过滤装置。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、2所示,本发明的一种热泵型带式低温污泥干化机,包括机体1,所述机体1外侧包覆有保温层。所述机体1内设有烘房2以及对烘房2提供干热空气的热泵系统8,所述烘房2内设有第一输送带3和第二输送带4,所述第一输送带3设于第二输送带4上方,所述机体1上层空间设有用于连通烘房2和热泵系统8的第一风道5,所述第一风道5内设有将烘房2内温湿空气吸入热泵系统8的循环风机7,所述机体1下层空间设有用于连通烘房2和热泵系统8的第二风道6,所述烘房2侧壁上设有与第二风道6连通的第一进风口21和第二进风口22,所述第一进风口21设于第一输送带3和第二输送带4之间,所述第二进风口22设于第二输送带4下方。所述第一进风口21和第二进风口22处均设有用于调节进风口开度大小的风门23,风门23可以通过显示屏控制开度。
所述热泵系统8包括用于对温湿空气进行冷凝降温的水冷盘管81、回热器82和蒸发器83,以及用于对降温处理后的冷空气进行升温的冷凝器84。所述热泵系统8还包括隔离在风路之外的压缩机85、膨胀阀、干燥过滤器86和气液分离器87。水冷盘管81的上方设有用于过滤尘土的过滤网。
工作过程:
循环风在热泵系统8内经冷凝器84加热进入第二风道6,再由第一进风口21和第二进风口22处的风门23分配风量后进入烘房2内第一输送带3和第二输送带4的下部空间,由于从第二输送带4穿过的气流已经与污泥进行了一次热传导和对流,温度有一定下降,导致其水分不饱和度有所下降,此时通过第一进风口21进来的干热空气提高了上述气流的温度,增加了空气中水分的不饱和度,两股气流一起穿过第一输送带3时,能够促进其与上层污泥进行热传导和对流,为了平衡空气中水蒸气分压不足的情况,污泥中会有更多的水分蒸发到空气中。随着烘房2内环境压力的降低,上述过程越容易进行,循环风机7就为烘房2一侧创造了这样的低压环境,在循环风机7吸力的作用下,烘房2内形成了负压的工作环境,因此更有利于水分从污泥内部向表层的扩散,然后从污泥表面蒸发。
在回风过程中,为了防止气流中夹带的粉尘污染换热器,影响换热效率以及腐蚀换热器,在回风气流到达换热器之前增加了过滤装置9,即过滤网,用于过滤掉气流中夹带的粉尘颗粒;温湿空气经过过滤装置9过滤后到达水冷盘管81进行一级降温,穿过水冷盘管81进入回热器82进行二级降温,经过回热器82到达蒸发器83进行三级和四级降温除湿,温热空气在经过几级降温除湿后,温度已经降到露点以下,因此温湿空气中水蒸气得以凝结,凝结后的水通过管道排出系统。随着所处环境压力的升高,在压力一定的情况下,空气的露点温度上升,除湿效果会更明显,而此时循环风机7就为热泵系统8侧创造了一个正压环境,在这种正压工作环境下,更加促进了降温除湿的速率,因此提高了热泵系统8的除湿效率。
本发明中方向和参照(例如,上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此,并非在限制性意义上采用以下具体实施方式,并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种热泵型带式低温污泥干化机,其特征在于:包括机体(1),所述机体(1)内设有烘房(2)以及对烘房(2)提供干热空气的热泵系统(8),所述烘房(2)内设有第一输送带(3)和第二输送带(4),所述第一输送带(3)设于第二输送带(4)上方,所述机体(1)上层空间设有用于连通烘房(2)和热泵系统(8)的第一风道(5),所述第一风道(5)内设有将烘房(2)内温湿空气吸入热泵系统(8)的循环风机(7),所述机体(1)下层空间设有用于连通烘房(2)和热泵系统(8)的第二风道(6),所述烘房(2)侧壁上设有与第二风道(6)连通的第一进风口(21)和第二进风口(22),所述第一进风口(21)设于第一输送带(3)和第二输送带(4)之间,所述第二进风口(22)设于第二输送带(4)下方。
2.如权利要求1所述的一种热泵型带式低温污泥干化机,其特征在于:所述第一进风口(21)和第二进风口(22)处均设有用于调节进风口开度大小的风门(23)。
3.如权利要求1所述的一种热泵型带式低温污泥干化机,其特征在于:所述热泵系统(8)包括用于对温湿空气进行冷凝降温的水冷盘管(81)、回热器(82)和蒸发器(83),以及用于对降温处理后的冷空气进行升温的冷凝器(84)。
4.如权利要求3所述的一种热泵型带式低温污泥干化机,其特征在于:所述热泵系统(8)还包括隔离在风路之外的压缩机(85)、膨胀阀、干燥过滤器(86)和气液分离器(87)。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种热泵型带式低温污泥干化机,其特征在于:所述循环风机(7)前侧或后侧设有过滤尘土的过滤装置(9)。
6.如权利要求1所述的一种热泵型带式低温污泥干化机,其特征在于:所述机体(1)外侧包覆有保温层。
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