CN203382248U

CN203382248U - 一种双螺旋定量进泥装置

Info

Publication number: CN203382248U
Application number: CN201320466244.XU
Authority: CN
Inventors: 翁焕新; 苏闽华; 陈海燕
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2023-07-31

Abstract

本实用新型公开了一种双螺旋定量进泥装置。支架上设有污泥料斗，污泥料斗内底部设有两个相邻转动方向相对结构相同的螺旋，螺旋包括螺旋轴、螺旋叶，螺旋轴与调频减速电机相连，螺旋轴一端通过圆锥滚子轴承与后轴承座相连，后轴承座定位法兰固定在后轴承座上，在圆锥滚子轴承上设有后反螺旋清污套、J型无骨架橡胶油封，螺旋轴另一端与圆柱滚子轴承相连，圆柱滚子轴承放置在螺旋轴前轴承座上，前轴承座端盖与螺旋轴前轴承座相连，在螺旋轴上设有反螺旋装置、压环、前反螺旋清污套、油杯、轴承定位环。本实用新型保证了热烟气与湿污泥有足够的时间与空间进行热量—物料之间的热交换平衡反应，从而使污泥在低温条件下的干化效率达到最大化。

Description

一种双螺旋定量进泥装置

技术领域

本实用新型涉及进泥装置，尤其涉及一种双螺旋定量进泥装置。

背景技术

至2010年我国城市污水处理率不低于70%，至2012年6月底，全国城镇

污水处理量已达到1.39亿立方米/天。相伴而产生的污泥量达3480万吨/年，并每年以10～15%的增长率而增加。城市生活污水和工业废水在进行净化处理的过程中而产生的污泥，由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等复杂的非均质体所组成，经过机械脱水后的污泥含水率在75％～85％之间，由于它含水率高而体积庞大，并含有多种有毒有害物质，因此，是一类危害性极大的固体废弃物，如果不加以彻底的处理与控制，将会对环境造成严重的二次污染。如何安全经济地处理城市污水处理厂污泥是世界各国共同面临的环境难题，污泥无害化、减量化、资源化处理成为国内外努力的目标。

污泥成分的测定结果表明，污泥中除了以矿物形式存在的无机组分外，还含有大量的有机物质，通过对污泥中有机质含量与热值之间的相关性分析显示，两者呈显著相关性（R₂=0.7274）。根据污泥有机质与热值之间的相关性，可以推测污泥的平均热值在1500～2500Kcal/kg之间，说明了污泥中较高的有机质含量使污泥具有可利用的热值，正是这种热值使污泥具有可资源化利用的价值。

然而，污泥含水率与热值之间的相互关系研究表明，含水率大于80%的污泥是不具有热值的，只有当含水率降至30%以下，污泥的热值才具有可利用的价值。这是因为水分蒸发的平均吸热量为2675.9kJ/kg，而非绝干污泥在放热之前，必须要吸收热量去蒸发水分，含水率80%的污泥要将水分蒸发所吸收的热量，大大超过污泥本身所具有的热值。

污泥在污水处理厂经过机械脱水，含水率一般在80%左右，降低污泥的含

水率和减小污泥的体积，首先实现减量化是污泥最终得到无害化和资源化处理的关键的一步，而“热干化”是污泥减量最有效的方法，它不仅可以杀灭污泥中的细菌，而且可以使污泥中的有害物质向稳定态转化。为了保证污泥在干化时，水分蒸发污泥有效减量，而有机质不被破坏，既减少有害气体释放又保存95%以上原始热值，污泥干化必须在低温下进行。因此，“低温干化”是污泥得到最终处理的技术核心。所谓的“污泥低温干化”是指热源提供低于绝干污泥燃点（250℃）的热量，使污泥中的水分蒸发达到减量效果而有机质不受破坏的过程。

然而，污泥热干化是能量净消耗的过程，能耗费用通常占污泥处理总费用的百分之八十以上，这就是横在世人面前的所谓“能耗瓶颈”。中国的能源结构以燃煤为主，遍布全国各地的热电厂或水泥厂每时每刻都在排出大量的烟气，烟气温度一般在120～200℃之间，其中蕴藏的巨大潜能，正是污泥低温干化最理想的热源。如果利用热电厂、水泥厂或垃圾焚烧厂等排放的烟气余热进行污泥干化，就可以彻底克服这个“能耗瓶颈”，使污泥处理的运行成本大大降低。

为了能够将烟气余热用来进行污泥干化，我们在系统分析了污泥基本性质和来自不同排放源烟气特性的基础上，发明了利用烟气余热的污泥低温干化新技术（专利号：ZL 2005 1 0048978.6，ZL 2005 1 0049554.1，ZL 2005 1 0050701.7，200910102069.4），并建立了利用烟气余热的污泥低温干化工艺（图1）。从图1中可以看到，污水处理厂污泥通过定量进泥装置和输送设备，送入污泥干化成粒装置，进行干化，使污泥的含水率从80%左右降至40%以下，并自然形成粒径为1-10毫米的污泥颗粒，污泥颗粒在自然冷却的过程中进一步脱水，直至含水率降到30%以下。干化后的污泥颗粒可以作为燃煤的辅助燃料，也可以烧制轻质节能砖、烧制陶粒、生产水泥压制品，以及作为烧制水泥的原料等综合利用。用于干化污泥的能源来自烟气余热，通过引风机将热电厂、水泥厂或垃圾焚烧厂等排放的热烟气送入干化成粒装置，热烟气与湿污泥通过直接接触，在吸收烟尘和部分二氧化硫的同时，使污泥中的水分蒸发，释放的尾气通过除尘除气装置达标排放。

由于污泥干化过程是在较低的烟气温度（120-200℃）和一定风量的条件下，通过热烟气与湿污泥之间的热量交换来完成的，因此，污泥是否能够得到有效干化以及污泥干化效率是否能够达到最好的程度，取决于污泥与烟气之间的热

交换平衡是否处于最佳状态，而要保持这种最佳平衡状态，决定于进入干化成粒装置的污泥数量与烟气温度及烟气量是否相匹配。这是因为，在烟气温度和烟气量一定的条件下，如果单位时间内，进入干化成粒装置的污泥量太多，热烟气与湿污泥之间的热交换反应无法充分进行，从而使污泥的水分来不及蒸发，结果导致污泥成团，影响污泥干化效率；如果在单位时间内，进入干化成粒装置的污泥量太少，热烟气的能量不能充分利用，不仅造成能量浪费，最终导致污泥的整体干化效率降低。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种双螺旋定量进泥装置。

双螺旋定量进泥装置包括调频减速电机、圆螺母、后轴承座定位法兰、圆锥滚子轴承、后反螺旋清污套、后轴承座、J型无骨架橡胶油封、螺旋轴、螺旋叶、污泥料斗、反螺旋装置、螺旋轴前轴承座、压环、前反螺旋清污套、油杯、圆柱滚子轴承、轴承定位环、前轴承座端盖、出泥口调节插板、螺旋机壳、料斗盖板、支架、螺旋；支架上设有污泥料斗，污泥料斗内底部设有两个相邻转动方向相对结构相同的螺旋，两个螺旋伸出污泥料斗内底部50～80mm，两个螺旋伸出部分的下方，设有长400～600mm，宽350～355mm的出泥口，垂直出泥口的方向设有污泥出口调节插板，两个螺旋伸出部分上方分别设有螺旋机壳，污泥料斗上设有料斗盖板，其中，螺旋包括螺旋轴、螺旋叶，在螺旋轴上设螺旋叶，螺旋轴与调频减速电机相连，螺旋轴一端与圆锥滚子轴承相连，圆锥滚子轴承放置在后轴承座上，通过圆螺母将后轴承座定位法兰固定在后轴承座上，在圆锥滚子轴承上设有后反螺旋清污套、J型无骨架橡胶油封，螺旋轴另一端与圆柱滚子轴承相连，圆柱滚子轴承放置在螺旋轴前轴承座上，前轴承座端盖与螺旋轴前轴承座相连，在螺旋轴上设有反螺旋装置、压环、前反螺旋清污套、油杯、轴承定位环。

所述的污泥料斗的容积为10～60m³。所述的污泥料斗的形状有两种，一种是上半部为圆柱体下半部为楔形，圆柱体的半径2～3m，高度4～6m，楔形的坡角50～55°，楔形底部的宽度为0.6～0.8m，另一种是楔形，开口为正方形，边长3～5m，高度2～3m，楔形的坡角50～55°，楔形底部的宽度为0.6～0.8m。所述的螺旋的长度3～6m，螺旋轴的直径为85～88mm，螺旋叶旋转形成的直径为350～355mm。

本实用新型的双螺旋定量进泥装置，设有较大容积的圆柱体料斗，能够容纳较大数量的污泥，从而具有污泥的储存功能；污泥料斗的楔形设计，以及底部设有的双螺旋结构的污泥推进器，使各种粘性的污泥都能顺利地通过出泥口，从而克服了污泥“架桥”现象；通过调频减速电机控制两个螺旋的转动速度，以及通过插板调整出泥口的大小，可以精确地控制单位时间内，将定量的污泥通过出泥口、污泥输送设备，送入污泥干化成粒装置，保证了热烟气与湿污泥在干化成粒装置内，有足够的时间与空间进行热量—物料之间的热交换平衡反应，从而使污泥在低温条件下的干化效率达到最大化。

附图说明

图1利用烟气余热的污泥低温干化工艺流程图；

图2(a)是双螺旋定量进泥装置Ⅰ型结构主视图；

图2(b)是双螺旋定量进泥装置Ⅰ型结构侧视图；

图2(c)是双螺旋定量进泥装置Ⅰ型结构俯视图；

图2(d)是本实用新型的螺旋运动方向示意图；

图3(a)是双螺旋定量进泥装置Ⅱ型结构主视图；

图3(b)是双螺旋定量进泥装置Ⅱ型结构侧视图；

图3(c)是双螺旋定量进泥装置Ⅱ型结构俯视图；

图中，调频减速电机1、圆螺母2、后轴承座定位法兰3、圆锥滚子轴承4、后反螺旋清污套5、后轴承座6、J型无骨架橡胶油封7、螺旋轴8、螺旋叶9、污泥料斗10、反螺旋装置11、螺旋轴前轴承座12、压环13、前反螺旋清污套14、油杯15、圆柱滚子轴承16、轴承定位环17、前轴承座端盖18、出泥口调节插板19、螺旋机壳20、料斗盖板21、支架22。

具体实施方式

如图1所示，污水处理厂污泥通过定量进泥装置和输送设备，送入污泥干化成粒装置，进行干化成粒过程。干化后的污泥颗粒作为辅助燃料，或烧制轻质节能砖、烧制陶粒、生产水泥压制品和作为烧制水泥原料等综合利用。用于干化污泥的能源来自热电厂、水泥厂或垃圾焚烧厂等排放的烟气余热，引风机将热烟气送入干化成粒装置，与湿污泥直接接触，通过热交换反应完成污泥的低温干化过程，释放的尾气通过除尘除气装置达标排放。

如图2、3所示，双螺旋定量进泥装置包括调频减速电机1、圆螺母2、后轴承座定位法兰3、圆锥滚子轴承4、后反螺旋清污套5、后轴承座6、J型无骨架橡胶油封7、螺旋轴8、螺旋叶9、污泥料斗10、反螺旋装置11、螺旋轴前轴承座12、压环13、前反螺旋清污套14、油杯15、圆柱滚子轴承16、轴承定位环17、前轴承座端盖18、出泥口调节插板19、螺旋机壳20、料斗盖板21、支架22、螺旋；支架22上设有污泥料斗10，污泥料斗10内底部设有两个相邻转动方向相对结构相同的螺旋，两个螺旋伸出污泥料斗10内底部50～80mm，两个螺旋伸出部分的下方，设有长400～600mm，宽350～355mm的出泥口，垂直出泥口的方向设有出泥口调节插板19，两个螺旋伸出部分上方分别设有螺旋机壳20，污泥料斗10上设有料斗盖板21，其中，螺旋包括螺旋轴8、螺旋叶9，在螺旋轴8上设螺旋叶9，螺旋轴8与调频减速电机1相连，螺旋轴8一端与圆锥滚子轴承4相连，圆锥滚子轴承4放置在后轴承座6上，通过圆螺母2将后轴承座定位法兰3固定在后轴承座6上，在圆锥滚子轴承4上设有后反螺旋清污套5、J型无骨架橡胶油封7，螺旋轴8另一端与圆柱滚子轴承16相连，圆柱滚子轴承16放置在螺旋轴前轴承座12上，前轴承座端盖18与螺旋轴前轴承座12相连，在螺旋轴8上设有反螺旋装置11、压环13、前反螺旋清污套14、油杯15、轴承定位环17。

所述的污泥料斗10的容积为10～60m³。所述的污泥料斗10的形状有两种，一种是上半部为圆柱体下半部为楔形，圆柱体的半径2～3m，高度4～6m，楔形的坡角50～55°，楔形底部的宽度为0.6～0.8m，另一种是楔形，开口为正方形，边长3～5m，高度2～3m，楔形的坡角50～55°，楔形底部的宽度为0.6～0.8m。所述的螺旋的长度3～6m，螺旋轴8的直径为85～88mm，螺旋叶9旋转形成的直径为350～355mm。

双螺旋定量进泥方法是：双螺旋定量进泥装置全部或一半置于地下，铲车或污泥运输车直接将来自污水处理厂污泥倒入污泥料斗10，当装满污泥后，关闭料斗盖板21，由于污泥的自身重量，使污泥向污泥料斗楔形底部挤压，打开调频减速电机1使转速为300转/min～1400转/min，带动螺旋，通过两个螺旋的相对转动，将污泥向出泥口方向推进，利用120℃～200℃烟气温度和8×10⁴m³ /h～20×10⁴m³ /h烟气量，得到污泥低温干化时热量—物料之间的热交换平衡，同时确定与热交换平衡相匹配的单位时间内进泥的数量，通过调频减速电机1控制污泥推进的速度，并调节出泥口的插板19开度，能够在单位时间内，通过输送设备，控制输送污泥量为2～4t/h，保证每天干化污泥50～100吨，将污泥定量连续地送入干化成粒装置，从而为达到污泥低温干化的最大效率创造条件。

应用实例1。

浙江长兴利用烟气余热的污泥干化工程。该工程利用2台燃煤的导热油锅炉排放的热烟气（烟气温度150～200℃、烟气量9×10⁴m³ /h），每天干化约50吨印染污泥（含水率从80%左右降至40%以下）。为了保证污泥干化效率达到设计要求，工程中采用了双螺旋定量进泥装置及其方法。该双螺旋定量进泥装置全部安置在地面以下，污泥料斗的口沿高度与地面平行。由于工程设有污泥堆场，因此污泥料斗设计为楔形，料斗开口为正方形，边长为3.0m，高度2.6m，楔形的坡角为50°，楔形底部的宽度为0.7m，可容纳湿污泥约20吨。当铲车从堆场将污泥装满料斗后，盖板自动关闭。楔形底部安装的两个螺旋，每个螺旋旋转形成的直径为350mm，螺轴的直径为85mm，每个螺旋的长度4.2m，其中0.7m延伸在污泥料斗外侧，延伸在外的螺旋下方设有长500mm，宽350mm的出泥口，出泥口对准输送设备的入口，在垂直出泥口的方向设有插板。当烟气温度为160℃，烟气量为9×10⁴m³ /h时，调频减速电机以500转/min，调节插板开度，控制输送污泥量为2.1t/h，保证每天干化污泥50吨。干化后污泥颗粒平均热值为2852kcal/kg，作为导热油锅炉的辅助燃煤，资源化最终处理。

应用实例2。

浙江德清利用垃圾焚烧发电厂烟气余热的污泥干化工程。该工程利用35T垃圾焚烧炉排放的烟气（烟气温度150～170℃，烟气量10×10⁴m³ /h），每天干化污泥50吨，含水率从80%左右降至40%以下。为了保证污泥干化效率达到设计要求，工程中采用了双螺旋定量进泥装置及其方法。该双螺旋定量进泥装置三分之二在地面以下，三分之一在地面之上。由于工程没有污泥堆场，因此污泥料斗设计为上半部为圆柱体下半部为楔形，圆柱体料斗的半径为2.5m，高度5.0m，下半部分楔形的坡角为50°，楔形底部的宽度为0.7m，料斗总的可容纳湿污泥约60吨。当污泥运输车从污水处理厂将污泥装满料斗后，盖板自动关闭。楔形底部安装的两个螺旋，每个螺旋旋转形成的直径为350mm，螺轴的直径为85mm，每个螺旋的长度5.7m，其中0.7m延伸在污泥料斗外侧，延伸在外的螺旋下方设有长500mm，宽350mm的出泥口，出泥口对准输送设备的入口，在垂直出泥口的方向设有插板。当烟气温度为150℃，烟气量为10×10⁴m³ /h时，调频减速电机以500转/min，通过适当调节出泥口的插板，控制螺旋输送污泥量为2.1t/h，保证每天干化污泥50吨。干化后污泥颗粒平均热值为2087kcal/kg，与垃圾一起焚烧发电，资源化最终处理。

Claims

1.一种双螺旋定量进泥装置，其特征在于包括调频减速电机(1)、圆螺母(2)、后轴承座定位法兰(3)、圆锥滚子轴承(4)、后反螺旋清污套(5)、后轴承座(6)、J型无骨架橡胶油封(7)、螺旋轴(8)、螺旋叶（9）、污泥料斗(10)、反螺旋装置(11)、螺旋轴前轴承座(12)、压环(13)、前反螺旋清污套(14)、油杯(15)、圆柱滚子轴承(16)、轴承定位环(17)、前轴承座端盖(18)、出泥口调节插板(19)、螺旋机壳(20)、料斗盖板(21)、支架(22)、螺旋；支架(22)上设有污泥料斗(10)，污泥料斗(10)内底部设有两个相邻转动方向相对结构相同的螺旋，两个螺旋伸出污泥料斗(10)内底部50～80mm，两个螺旋伸出部分的下方，设有长400～600mm，宽350～355mm的出泥口，垂直出泥口的方向设有出泥口调节插板(19，两个螺旋伸出部分上方分别设有螺旋机壳(20)，污泥料斗(10)上设有料斗盖板(21)，其中，螺旋包括螺旋轴(8)、螺旋叶(9)，在螺旋轴(8)上设螺旋叶(9)，螺旋轴(8)与调频减速电机(1)相连，螺旋轴(8)一端与圆锥滚子轴承(4)相连，圆锥滚子轴承(4)放置在后轴承座(6)上，通过圆螺母(2)将后轴承座定位法兰(3)固定在后轴承座(6)上，在圆锥滚子轴承(4)上设有后反螺旋清污套(5)、J型无骨架橡胶油封(7)，螺旋轴(8)另一端与圆柱滚子轴承(16)相连，圆柱滚子轴承(16)放置在螺旋轴前轴承座(12)上，前轴承座端盖(18)与螺旋轴前轴承座(12)相连，在螺旋轴(8)上设有反螺旋装置(11)、压环(13)、前反螺旋清污套(14)、油杯(15)、轴承定位环(17)。

2.如权利要求1所述的一种双螺旋定量进泥装置，其特征在于所述的污泥料斗(10)的容积为10～60m³。

3.如权利要求1所述的一种双螺旋定量进泥装置，其特征在于所述的污泥料斗(10)的形状有两种，一种，上半部为圆柱体下半部为楔形，圆柱体的半径2～3m，高度4～6m，楔形的坡角50～55°，楔形底部的宽度为0.6～0.8m，另一种，为楔形，开口为正方形，边长3～5m，高度2～3m，楔形的坡角50～55°，楔形底部的宽度为0.6～0.8m。

4.如权利要求1所述的一种双螺旋定量进泥装置，其特征在于所述的螺旋的长度3～6m，螺旋轴(8)的直径为85～88mm，螺旋叶(9)旋转形成的直径为350～355mm。