CN116217040A - 一种污泥烘干系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污泥烘干系统，包括一级烘干装置、二级烘干装置，所述一级烘干装置的入口连接热源装置，所述一级烘干装置的蒸汽出口连接至换热器的蒸汽入口，所述换热器的热水出口连接至二级烘干装置的热水进口，所述二级烘干装置的蒸汽出口连接至负压冷凝器的蒸汽入口，所述负压冷凝器的冷却水出口连接至冷却装置的冷却水进口，所述冷却装置的的冷却水出口连接至冷凝器的冷却水进口，所述负压冷凝器的冷凝出口连接至真空泵。本发明能在不增加太多设备成本的情况下，尽可能地提高设备的热利用率，降低污泥处理的运行成本。

Description

一种污泥烘干系统

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥烘干系统。

背景技术

污泥干化是当今污泥减量化的常规处理手段之一，通过热量蒸发污泥中的水分达到污泥干燥减量的目的。常见的烘干设备有回转窑、圆盘干化机、桨叶干化机、网带式干化机等。但目前市场上的干化技术普遍存在能耗高、热效率低的现象，其主要原因是由于各种形式的干燥设备均是从附加值较高的行业引入，比如烟草、茶叶、食品加工以及盐化工等行业，在类似的行业中主要追求产品的稳定性，干燥的能耗对于其经济性影响相对较小，因此干燥设备的能耗往往被人们忽视。特别是在污泥热解、焚烧处理技术中，通常通过污泥自身的有机质作为能源，为污泥自身烘干提供热量，但污泥自身热值普遍偏低，烘干过程存在较大的能量缺口，往往需要补充大量燃料用于污泥烘干，导致该类型项目运行成本高昂。因此，需要发明一种新型的污泥烘干系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥烘干系统，在不增加太多设备成本的情况下，尽可能地提高设备的热利用率，降低污泥处理的运行成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种污泥烘干系统，包括一级烘干装置、二级烘干装置，所述一级烘干装置的入口连接热源装置，所述一级烘干装置的蒸汽出口连接至换热器的蒸汽入口，所述换热器的热水出口连接至二级烘干装置的热水进口，所述二级烘干装置的蒸汽出口连接至负压冷凝器的蒸汽入口，所述负压冷凝器的冷却水出口连接至冷却装置的冷却水进口，所述冷却装置的的冷却水出口连接至冷凝器的冷却水进口，所述负压冷凝器的冷凝出口连接至真空泵。

进一步地，所述二级烘干装置的热水出口连接至换热器的热水进口。

进一步地，所述二级烘干装置的热水出口与换热器的热水进口之间设置有热水循环泵。

进一步地，所述换热器的冷凝水出口连接至一级冷凝水箱。

进一步地，所述负压冷凝器的冷凝出口连接至二级冷凝水箱，所述二级冷凝水箱连接至真空泵。

进一步地，所述冷却装置的冷却水出口与负压冷凝器的冷却水进口之间设置有冷却水循环泵。

进一步地，所述的热源装置为燃气式蒸汽发生器。

进一步地，所述的一级烘干装置、二级烘干装置均为圆盘干燥机或桨叶式烘干机。

进一步地，所述冷却装置为开式冷却塔或闭式冷却塔。

本发明的有益效果：本发明一种两段式污泥烘干机组，利用能量梯级利用的原理，可通过100％热量的蒸汽实现150％热量的烘干效果，远大于单独使用烘干机的烘干效果，在不增加太多设备成本的情况下，能很好地提高热利用率，有效降低了污泥处理的运行成本。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本发明一种污泥烘干系统流程图。

具体实施方式

如图1所示的一种污泥烘干系统，包括一级烘干装置1、二级烘干装置2，所述一级烘干装置1的蒸汽入口连接高温蒸汽发生装置11，所述一级烘干装置1的蒸汽出口连接至换热器6的蒸汽入口，所述换热器6的热水出口连接至二级烘干装置2的热水进口，所述二级烘干装置2的蒸汽出口连接至负压冷凝器10的蒸汽入口，所述冷凝器10的冷却水出口连接至冷却装置的4的冷却水进口，所述冷却装置的4的冷却水出口连接至负压冷凝器10的冷却水进口，所述负压冷凝器10的冷凝出口连接至真空泵9。一级烘干装置1为常压密闭状态，二级烘干装置2为负压真空状态

优选地，结合上述方案，为了能将水循环加热，供给二级烘干装置2使用，所述二级烘干装置2的热水出口连接至换热器6的热水进口。

优选地，结合上述方案，为了能自动实现热水循环，所述二级烘干装置2的热水出口与换热器6的热水进口之间设置有热水循环泵7。

优选地，结合上述方案，为了能更好地将冷却水收集，后续再经过污水处理流程，所述换热器6的冷凝水出口连接至一级冷凝水箱5。

优选地，结合上述方案，为了能更好地将冷却水收集，后续再经过污水处理流程，同时利用负压将无法冷凝的气体抽走，所述负压冷凝器10的冷凝出口连接至二级冷凝水箱8，所述二级冷凝水箱8连接至真空泵9。

优选地，结合上述方案，为了能将水循环冷却，供给负压冷凝器10使用，所述冷却装置的4的冷却水出口与至负压冷凝器10的冷却水进口之间设置有冷却水循环泵3。

优选地，结合上述方案，为了能提供足够的烘干温度，所述的热源装置为燃气式蒸汽发生器。当然也可选择其它类型的热源，如热油等。

优选地，结合上述方案，为了更好地实现加热烘干，所述的一级烘干装置1、二级烘干装置2均为圆盘干燥机或桨叶式烘干机。

优选地，结合上述方案，为了更好地实现冷凝水的冷却，所述冷却装置4为开式冷却塔或闭式冷却塔。

在本发明中，一级烘干装置1可采用三菱重工提供的SDK-40圆盘干燥机，该SDK-40圆盘干燥机由带夹套的端面呈圆型壳体、有叶片的中空圆盘轴、两端的端盖、通有热介质的旋转接头、金属软管以及包括联轴器、皮带轮的传动机构等部件组成。其工作原理实：污泥由进料口送入干燥机，工作介质在本体外壳和空心轴之间流动，通过C型夹套、空心轴和轴上焊接的空心盘片传递热量，污泥被间接加热干化，产生的水蒸汽聚集在干燥机的穹顶，经除尘器、冷凝器后放空。空心盘片与轴基本垂直，通过盘片上的推进/搅拌器的作用，对污泥进行搅拌、推进，不断更新干燥面，从而实现干燥的目的。用蒸汽间接加热，通过搅拌物料使水分更快蒸发，进行干燥，既适用于物料半干化，又适用于物料全干化工艺。

二级烘干装置2可采用常州市干燥设备厂有限公司提供的ZHG-40真空圆盘干燥机，该真空圆盘式干燥机是由带夹套的端面呈圆型壳体、有叶片的中空圆盘轴、两端的端盖、通有热介质的旋转接头、金属软管以及包括联轴器、皮带轮的传动机构等部件组成。此设备的核心是空心轴和焊在轴上的空心搅拌加热圆盘，形状为圆形的空心整圆碟形，可以通加热介质。除了起搅拌作用外，也是设备的传热体，圆盘的两个主要传热侧面成斜面，当物料与斜面接触时，随着叶片的旋转颗粒很快就从斜面滑开，使传热表面不断更新，强化了传热，在不断转动圆盘加热叶片的搅拌下，与壳体内壁及叶片接触的表面不断更新，受到蒸汽的间接加热，圆盘的均匀搅拌，使物料内部水分快速汽化，在真空系统的作用下，汽化的水分经除尘器、冷凝器10、从真空泵9的出口放空。在二级烘干装置2中真空率可达到-0.08～0.09Mpa，可以实现连续操作或间隙操作。

换热器6可采用哈尔滨工大金涛科技股份有限公司提供的JTHR-5蒸汽板式换热器，是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。该板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。

负压冷凝器10可采用广州力和海得换热设备有限公司提供的GLL-5列管式冷凝器，该列管式冷凝器主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。

冷却装置4可采用河北铄康环保设备有限公司提供的DBNL3-20T开式冷却塔，该冷却塔由冷却塔体、风机组件、电机组件、深水盘、溅水装置、布水装置、管道系统、支架、供货零部件间的连接紧固件、密封垫片及所有必需的零件和材料组成。开式冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水接触的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，即通过与不饱和干空气热传递带走水的显热，部分水蒸发将水中的潜热带走，从而达到给冷却水降温的目地。

本发明的原理：

工作方式一：两股含水率约60％的污泥分别进入一级烘干装置1、二级烘干装置2。一级烘干装置1采用燃气式蒸汽发生器作为热源装置，产生的蒸汽温度约为150℃，在一级烘干装置1中将污泥干化后，蒸发水分得到含水率20％的污泥以及二次蒸汽，二次蒸汽的温度可达到接近100℃；二次蒸汽通过换热器6回收热量，并加热一股70～80℃的循环热水为二级烘干装置2的工作提供热源，二级烘干装置2在真空泵9提供的真空负压下工作，其45℃左右的蒸汽会从蒸汽出口进入冷凝器10(冷凝器10通过冷却装置4提供的33～40℃冷却水进行循环冷却)，通过冷凝器10将水蒸气冷凝，冷凝水流入二级冷凝水箱8，不凝气体被真空泵9抽出系；经过二级烘干装置2处理后的污泥为20％含水率的污泥。

工作方式二：本发明中的一级烘干装置1、二级烘干装置2也可以串联使用，60％含水率的污泥依次进入一级烘干装置1、二级烘干装置2，热源装置11产生的150℃蒸汽作为热源，在一级烘干装置1中先将污泥干化成20％含水率的污泥，并产生接近100℃的二次蒸汽，二次蒸汽通过换热器6回收热量，并加热一股70～80℃的循环热水，为二级烘干装置2的工作提供热源；同理，60％含水率的污泥也可依次进入二级烘干装置2、一级烘干装置1。采用串联方式，60％含水率的污泥在经过第一次干化后含水率会降低至35％～45％，并在此基础上经过另一级干化至20％含水率。

本发明系统可以实现一次蒸汽的两级利用，热利用率可达到150％。按照圆盘烘干机的热利用率为85％，换热过程热利用率为90％来计算，两段式烘干系统的热利用率为：

1×85％(一级烘干装置1用于烘干污泥的有效热量)+1×85％(污泥二次蒸汽热量)×85％×90％(二级烘干装置2烘干污泥有效热量)＝150％。

即通过100％热量的蒸汽实现150％热量的烘干效果，远大于单独使用圆盘烘干机的85％烘干效果。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种污泥烘干系统，其特征是，包括一级烘干装置(1)、二级烘干装置(2)，所述一级烘干装置(1)的入口连接热源装置(11)，所述一级烘干装置(1)的蒸汽出口连接至换热器(6)的蒸汽入口，所述换热器(6)的热水出口连接至二级烘干装置(2)的热水进口，所述二级烘干装置(2)的蒸汽出口连接至冷凝器(10)的蒸汽入口，所述负压冷凝器(10)的冷却水出口连接至冷却装置的(4)的冷却水进口，所述冷却装置的(4)的冷却水出口连接至负压冷凝器(10)的冷却水进口，所述负压冷凝器(10)的冷凝出口连接至真空泵(9)。

2.根据权利要求1所述的污泥烘干系统，其特征是，所述二级烘干装置(2)的热水出口连接至换热器(6)的热水进口。

3.根据权利要求2所述的污泥烘干系统，其特征是，所述二级烘干装置(2)的热水出口与换热器(6)的热水进口之间设置有热水循环泵(7)。

4.根据权利要求1所述的污泥烘干系统，其特征是，所述换热器(6)的冷凝水出口连接至一级冷凝水箱(5)。

5.根据权利要求1所述的污泥烘干系统，其特征是，所述负压冷凝器(10)的冷凝出口连接至二级冷凝水箱(8)，所述二级冷凝水箱(8)连接至真空泵(9)。

6.根据权利要求1所述的污泥烘干系统，其特征是，所述冷却装置的(4)的冷却水出口与负压冷凝器(10)的冷却水进口之间设置有冷却水循环泵(3)。

7.根据权利要求1所述的污泥烘干系统，其特征是，所述的热源装置(11)为燃气式蒸汽发生器。

8.根据权利要求1所述的污泥烘干系统，其特征是，所述的一级烘干装置(1)、二级烘干装置(2)均为圆盘干燥机或桨叶式烘干机。

9.根据权利要求1所述的污泥烘干系统，其特征是，所述冷却装置(4)为开式冷却塔或闭式冷却塔。

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