CN115159806A - 一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，涉及板框脱水机技术领域。包括泥饼加热装置、泥饼条状成型机、带式干化机、水膜除尘器和热泵系统，50％‑70％的泥饼输送进入泥饼加热装置对污泥进行加热，加热后的污泥被送入泥饼条状成型机，成型后的热污泥进入带式干化机，带式干化机上污泥中的水份被热泵系统送过来的热干气体带走完成干化过程；干热气体吸收完污泥中的水份，并带走少量的污泥粉尘和污泥干化过程中蒸发成的臭气，被送入水膜除尘器，水膜除尘器处理后的气体重新流入热泵系统。本发明确保污泥不破碎产生细小颗粒，整个污泥干化和输送过程没有大量粉尘溢出，大大降低了粉尘爆炸的隐患。
Description
技术领域
本发明涉及板框脱水机技术领域，具体为一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置。
背景技术
随着社会的进步，环境保护深入人心。污水处理量越来越大，污水处理过程中产生的污泥量也是越来越大，目前污水处理每年产生的污泥量要达到5000多万吨。污泥围城，污泥成患。污泥得不到较好的治理，形成二次污染。但是现有的污泥处理处置的运行成本太高，给治理污泥带来的社会经济压力也非常巨大。这是一对棘手的矛盾。
污泥处理处置中最重要的环节就是减量化，一般要将含水率降到30％左右，这个环节占的投资比例最大，运行成本最高，能耗也最大。目前主要是通过离心机、带式脱水机、叠螺脱水机等脱水到80％左右含水率，然后再进行热干化，由于含水率比较高，干化成本也非常高。如果能够将脱水段的泥饼含水率降低到70％左右，那么后续干化的能耗就可以下降一多半。不过选择了板框机，后面一般配套的干化一般都选择圆盘干化和薄层干化或者桨叶干化等间接热干化技术。这些干化技术结构简单，市占率比较高。但是间接干化机出来的污泥是粉末状，含水率又低，在干化和输送过程中容易发生爆炸的安全事故。所以现在市场对容易起粉尘的间接干化技术有了怀疑态度。这样板框脱水机出来的污泥就只能进行直接干化了，不过直接干化过程中的循环风量会很大，如果进入直接干化设备中(一般是带式干化机)的污泥不能很好成型，那么也会有大量粉尘，也会有爆炸的风险。而且直接干化一般要进行尾气回收循环，进行能量回收，粉尘过多会容易引起换热器(蒸发器和冷凝器)表面的腐蚀和结垢，影响干化的能量效率，不符合低碳环保的要求。
从上面的行业现状描述可以看出来，80％左右的高含水率的脱水设备路线行不通。70％左右的板框等低含水率的脱水设备是必由之路，不过目前板框机等高干脱水机设备后面配套的间接干化和直接干化出来的泥存在粉尘爆炸的安全隐患。
污水处理厂的污泥在含水率50-70％的时候，常温条件下表现出塑性较大，如果进行切条或者挤出面条成型，容易产生小的颗粒，后面直接干化过程中就容易出现粉尘。
目前针对含水率80％的污泥制成条后的传统带式干化机热泵能量回收技术，流程如图1所示。这类技术缺点明显：干化后的废热空气中的粉尘和腐蚀性气体容易在蒸发器侧冷凝，这里是水汽混合物，对蒸发器的腐蚀和结垢问题比较严重，腐蚀容易让设备故障，结垢容易降低换热效率，从而降低能量利用效率。而且系统内部是正压，臭气不能排放，不断积累，浓度高，设备维修等原因容易不密封，那么粉尘和臭气就会产生外溢。
如何提供一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，以解决上述问题。
为达上述目的，本发明提供了一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，包括：泥饼加热装置、泥饼条状成型机、带式干化机、水膜除尘器和热泵系统，其中，50％-70％的泥饼输送进入泥饼加热装置对污泥进行加热，加热后的污泥被送入泥饼条状成型机，成型后的热污泥进入带式干化机，带式干化机上污泥中的水份被热泵系统送过来的热干气体带走完成干化过程；干热气体吸收完污泥中的水份，并带走少量的污泥粉尘和污泥干化过程中蒸发成的臭气，被送入水膜除尘器，水膜除尘器处理后的气体重新流入热泵系统。
进一步的，所述热泵系统包括第一蒸发器、冷凝器、压缩机和循环风机，其中，水膜除尘器处理后的气体进入第一蒸发器，去除水份，热量被第一蒸发器吸收，第一蒸发器吸收的热量被冷媒带走，冷媒通过压缩机送入冷凝器中，冷凝器加热冷干气体，将热量转移给冷干气体，冷干气体吸热并变成热干气体后被循环风机送入带式干化机。
进一步的，热泵系统还包括膨胀阀，冷媒被压缩机液化后进入冷凝器释放热量后通过膨胀阀再次气化降温，然后进入第一蒸发器吸收热量。
进一步的，还包括水箱和第二蒸发器，第二蒸发器安装在水箱内，水膜除尘器中的水被送入水箱，第二蒸发器吸收热水中的热量；第二蒸发器吸收的热量被冷媒带走，冷媒通过压缩机送入冷凝器。
进一步的，所述循环风机的出口侧安装有阀门。
进一步的，还包括冷却塔、水冷却器和冷却泵，冷却塔通过水冷却器和冷却泵与热泵系统相连通。
本发明的有益效果在于：
本发明50-70％的脱水后的泥饼通过加热提高粘性，降低塑性，方便后续的泥饼条状成型机工作，确保污泥不破碎产生细小颗粒，极大的提高污泥的比表面积，为后续的直接干化创造了条件。
稳定成型，保障泥饼不破碎成小颗粒，通过带式干化后的污泥仍然保持完成，确保干化过程没有粉尘排放出装置外，干化后完整的污泥可以通过刮板输送，保障输送过程没有过多粉尘产生。这样整个污泥干化和输送过程没有大量粉尘溢出，大大降低了粉尘爆炸的隐患。
对带式干化后的湿热气体进行能量回收。增设了水膜除尘器，通过水膜除尘器将湿热气体中的少量粉尘，水蒸气和臭气洗涤去除。避免传统带式干化能量回收过程中的蒸发器和冷凝器表面的腐蚀和结垢问题。洗涤后的水带走了热量和粉尘和溶解的臭气，其中的热量被第一蒸发器和第二蒸发器带走循环利用，粉尘和溶解的臭气被排放入废水池。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
其中，1-泥饼加热装置；2-泥饼条状成型机；3-带式干化机；4-干污泥料仓；5-水膜除尘器；6-水箱；7-第一蒸发器；8-第二蒸发器；9-冷凝器；10-膨胀阀；11-压缩机；12-水冷却器；13-冷却泵；14-冷却塔；15-循环风机。
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及构造，结合附图就本发明较佳实施例详加说明其特征与功能。
污水处理厂的污泥在含水率50-70％的时候，常温条件下表现出塑性较大，如果进行切条或者挤出面条成型，容易产生小的颗粒，后面直接干化过程中就容易出现粉尘。如果将污泥加热到130°左右(不同污泥需要的温度有所不同，最高达180度)，污泥的特性会发生改变，塑性下降，黏滞性大大加强，在这样的高温条件下进入了污泥的粘滞区。主要表现为粘性强，难以破碎，容易塑性成型。因此本发明利用污泥在高温条件下的这一个特性，对50-70％的污泥进行加热，然后进入切条或者挤条机器，让污泥造粒化，极大的提高污泥的比表面积，这样就能够方便的进入后续的带式直接干化机了，而且不容易形成粉尘。从而避免了粉尘爆炸的潜在风险。
对于后续的带式直接干化，可以直接利用外部热源直接加热空气然后输入带式干化机，干化污泥后的废气排出装置外，热能利用效率低。对排出带式干化机的废热气体进行巧妙的热泵能量回收技术，提高能源利用效率，低碳节能。
如图2所示，本发明中提供了一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，包括：泥饼加热装置1、泥饼条状成型机2和带式干化机3、水膜除尘器5和热泵系统，其中，50％-70％的泥饼输送进入泥饼加热装置1对污泥进行加热，加热后的污泥被送入泥饼条状成型机2，成型后的热污泥进入带式干化机3，带式干化机3上污泥中的水份被热泵系统送过来的热干气体带走完成干化过程；干热气体吸收完污泥中的水份，并带走少量的污泥粉尘和污泥干化过程中蒸发成的臭气，被送入水膜除尘器5，水膜除尘器5处理后的气体重新流入热泵系统。
所述热泵系统包括第一蒸发器7、冷凝器9、压缩机11和循环风机15，其中，水膜除尘器5处理后的气体进入第一蒸发器7，去除水份，热量被第一蒸发器7吸收，第一蒸发器7吸收的热量被冷媒带走，冷媒通过压缩机11送入冷凝器9中，冷凝器9加热冷干气体，将热量转移给冷干气体，冷干气体吸热并变成热干气体后被循环风机15送入带式干化机3，所述循环风机15的出口侧安装有阀门，通过阀门调节，让干化机内部出现负压，确保干化机不会有粉尘和臭气溢出。热泵系统还包括膨胀阀10，冷媒被压缩机11液化后进入冷凝器9释放热量后通过膨胀阀10再次气化降温，然后进入第一蒸发器7吸收热量。
本发明还包括水箱6和第二蒸发器8，第二蒸发器8安装在水箱6内，水膜除尘器5中的水被送入水箱6，第二蒸发器8吸收热水中的热量；第二蒸发器8吸收的热量被冷媒带走，冷媒通过压缩机11送入冷凝器9。
本发明还包括冷却塔14、水冷却器12和冷却泵13，冷却塔14通过水冷却器12和冷却泵13与热泵系统相连通。
本发明的工作原理：
50％-70％的泥饼输送进入泥饼加热装置1将污泥的温度加热到100°左右，污泥出现粘滞化，粘性大大提升，塑性降低，然后被送入泥饼条状成型机2，污泥被挤出或者切割成行为直径1cm左右的细长条，成型后的热污泥进入带式干化机3的输送网带上，在输送网带上污泥中的水份被热泵系统中的循环风机送过来的热干气体带走完成干化过程，由于输送网带跟污泥之间相对静止，没有挤压碰撞动作，泥饼完整地被干化好。带式干化机3一侧设置有干污泥料仓4，干化到含水率10-40％的污泥被送入干污泥料仓4。
干热气体吸收完污泥中的水份，同时带走少量的污泥粉尘和污泥干化过程中蒸发成的臭气。废气被送入水膜除尘器5，在这里被洗涤降温，除去废气中的绝大部分的水蒸气、粉尘、臭气。洗涤干净的气体进入第一蒸发器7，进一步去除水份，热量被第一蒸发器7吸收。水膜除尘器5中的水被送入水箱6，在水箱6中装有第二蒸发器8，第二蒸发器8吸收热水中的热量。第一蒸发器7和第二蒸发器8吸收的热量被冷媒带走，冷媒通过压缩机11送入冷凝器9中，冷凝器9加热冷干气体，将热量转移给冷干气体，冷干气体吸热并变成热干气体后被循环风机再次送入带式干化机3，完成一次循环。冷媒被压缩机11液化后进入冷凝器9释放热量后通过膨胀阀10再次气化降温，然后进入第一蒸发器7吸收热量。冷媒完成循环，完成热量吸收和释放的迁移工作。
系统中多余的热量可以通过水箱6排放的水排出系统，如果还有多余热量可以通过冷却塔14排出。
本发明50-70％的脱水后的泥饼通过加热提高粘性，降低塑性，方便后续的泥饼条状成型机工作，确保污泥不破碎产生细小颗粒，极大的提高污泥的比表面积，为后续的直接干化创造了条件。稳定成型，保障泥饼不破碎成小颗粒，通过带式干化后的污泥仍然保持完成，确保干化过程没有粉尘排放出装置外，干化后完整的污泥可以通过刮板输送，保障输送过程没有过多粉尘产生。这样整个污泥干化和输送过程没有大量粉尘溢出，大大降低了粉尘爆炸的隐患。对带式干化后的湿热气体进行能量回收。增设了水膜除尘器，通过水膜除尘器将湿热气体中的少量粉尘，水蒸气和臭气洗涤去除。避免传统带式干化能量回收过程中的蒸发器和冷凝器表面的腐蚀和结垢问题。洗涤后的水带走了热量和粉尘和溶解的臭气，其中的热量被第一蒸发器和第二蒸发器带走循环利用，粉尘和溶解的臭气被排放入废水池。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，其特征在于，包括：泥饼加热装置、泥饼条状成型机、带式干化机、水膜除尘器和热泵系统，其中，50％-70％的泥饼输送进入泥饼加热装置对污泥进行加热，加热后的污泥被送入泥饼条状成型机，成型后的热污泥进入带式干化机，带式干化机上污泥中的水份被热泵系统送过来的热干气体带走完成干化过程；干热气体吸收完污泥中的水份，并带走少量的污泥粉尘和污泥干化过程中蒸发成的臭气，被送入水膜除尘器，水膜除尘器处理后的气体重新流入热泵系统。
2.如权利要求1所述的一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，其特征在于，所述热泵系统包括第一蒸发器、冷凝器、压缩机和循环风机，其中，水膜除尘器处理后的气体进入第一蒸发器，去除水份，热量被第一蒸发器吸收，第一蒸发器吸收的热量被冷媒带走，冷媒通过压缩机送入冷凝器中，冷凝器加热冷干气体，将热量转移给冷干气体，冷干气体吸热并变成热干气体后被循环风机送入带式干化机。
3.如权利要求2所述的一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，其特征在于，热泵系统还包括膨胀阀，冷媒被压缩机液化后进入冷凝器释放热量后通过膨胀阀再次气化降温，然后进入第一蒸发器吸收热量。
4.如权利要求3所述的一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，其特征在于，还包括水箱和第二蒸发器，第二蒸发器安装在水箱内，水膜除尘器中的水被送入水箱，第二蒸发器吸收热水中的热量；第二蒸发器吸收的热量被冷媒带走，冷媒通过压缩机送入冷凝器。
5.如权利要求2所述的一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，其特征在于，所述循环风机的出口侧安装有阀门。
6.如权利要求1所述的一种板框脱水机泥饼的切条成型及干化装置，其特征在于，还包括冷却塔、水冷却器和冷却泵，冷却塔通过水冷却器和冷却泵与热泵系统相连通。
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