CN207498257U - 一种全热回收箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应用于污泥干化系统的全热回收箱，全热回收箱用于将污泥干化系统中的湿热气体进行降温干燥再升温成热干气体循环使用。全热回收箱具有至少两个风道，各风道一端进入污泥干化系统中干化污泥后的湿热气体，另一端排出降温干燥再升温后的热干气体回到污泥干化系统。各风道共用同一冷却装置对湿热气体降温。至少两个风道中的每一个均具有一转轮式全热回收器，转轮式全热回收器的热侧吸收进入全热回收箱的湿热气体的热量，冷侧对降温干燥后的气体加热升温。

Description

一种全热回收箱

技术领域

本实用新型涉及全热回收技术，特别涉及一种应用于污泥干化系统的全热回收箱。

背景技术

污水处理厂的脱水污泥若要妥善处置，进行污泥干化脱水是目前所有污泥处理工艺的必须环节。目前，国内普遍的做法是通过蒸汽加热、烟气余热等方式对污泥进行高温热干化。高温热干化具有能耗高、干燥尾气处理困难，干化过程中存在粉尘和臭气污染的问题。而且蒸汽加热和烟气余热方式干化污泥，均需要采用燃煤锅炉或燃气锅炉来获得所需热能，受绿色低碳环保政策和国内雾霾等污染天气的多重影响，其推广应用受到极大限制。

低温污泥干化技术是近几年发展起来的一种利用电能直接加热气体来进行污泥干化的技术，因其干燥温度在90℃以下，一般称之为低温干化技术。传统的低温干化机采用单级或多级热泵系统进行冷凝除湿，但是由于热泵系统工作在高温工况下，制冷负荷高，热泵系统选型大，运行过程中会产生所需制冷负荷大约30～50％的废热，废热一般需要通过室外风冷凝器或水冷凝器进行排除，造成大量的能源浪费。而采用了板翅式回热器的热泵除湿机组，由于回风气体温差和湿度限制，只能回收不到30％左右的气体显热，热回收效率低，导致进入热泵系统的制冷负荷仍然很高，干化能耗高，效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种应用于污泥干化系统的全热回收箱。本实用新型的全热回收箱能够将系统中的干化气体的潜热和显热的全热回收，提高热回收效率，降低热泵系统制冷负荷，实现更高效、节能的污泥低温干化。

本实用新型提供一种全热回收箱，用于将污泥干化系统，全热回收箱具有至少两个风道，各风道一端通入污泥干化系统中干化污泥后的湿热气体，另一端排出降温干燥再升温后的热干气体回到污泥干化系统；各风道共用同一冷却装置对湿热气体降温。各风道均具有转轮式全热回收器，转轮式全热回收器的热侧吸收进入全热回收箱的湿热气体的热量，冷侧对降温干燥后的气体加热升温，将污泥干化系统中的湿热气体进行降温干燥，后再升温成热干气体供污泥干化系统循环使用。

在本实用新型的一个实施例中，各风道均设置有过滤装置、干燥装置和升温装置。

在本实用新型的一个实施例中，过滤装置设置于各风道的转轮式全热回收器的热侧之前；过滤装置包括初效过滤器和高效过滤器，以对进入全热回收箱的湿热气体进行除尘除杂。

在本实用新型的一个实施例中，干燥装置设置在冷却装置和各风道的转轮式全热回收器的冷侧之间；干燥装置包括至少一个冷媒蒸发器；干燥装置对通过的气体进行冷凝干燥。

在本实用新型的一个实施例中，升温装置设置在各风道的转轮式全热回收器之后；升温装置包括至少一个冷媒冷凝器；升温装置对通过的气体进行升温，使送回污泥干化系统的气体温度与污泥干化系统中气体温度相同。

在本实用新型的一个实施例中，至少一冷媒蒸发器中的一个和至少一冷媒冷凝器中的一个之间通过一主回路冷媒循环管路相连，主回路冷媒循环管路上设置有冷媒压缩机和冷媒膨胀阀。

在本实用新型的一个实施例中，至少一冷媒蒸发器的数量为两个，分别为一级冷媒蒸发器和二级冷媒蒸发器，先后设置在冷却装置和转轮式全热回收器的冷侧之间，以对通过的气体进行两级冷凝干燥。

在本实用新型的一个实施例中，冷媒冷凝器的数量为两个，分别为一级冷媒冷凝器和二级冷媒冷凝器，先后设置在转轮式全热回收器的冷侧之后，以对通过的气体进行两级升温。

在本实用新型的一个实施例中，一级冷媒蒸发器和一级冷媒冷凝器之间通过一级冷媒循环管路相连，一级冷媒循环管路上设置有一级冷媒压缩机和一级冷媒膨胀阀。

在本实用新型的一个实施例中，二级冷媒蒸发器和二级冷媒冷凝器之间通过二级冷媒循环管路相连，二级冷媒循环管路上设置有二级冷媒压缩机和二级冷媒膨胀阀。

本实用新型的有益效果在于，通过全热回收箱的设置将污泥干化系统中的干化气体的显热与潜热全部回收，考虑全热回收箱的能耗，污泥干化所需的综合能效比仍比现有技术提高30％以上。

附图说明

图1为本实用新型的全热回收箱的一个实施例的示意图；

图2为本实用新型的污泥干化系统的一个实施例的风路结构示意图；

图3为本实用新型的污泥干化系统的一个实施例的设备主视角结构示意图；

图4为本实用新型的污泥干化系统的一个实施例的设备侧视角结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

A 全热回收箱

B 网带干燥机

1 回风管路

11 主回风管路

12 副回风管路

21 初效过滤器

22 高效过滤器

3 转轮式全热回收器

4 冷水盘管表冷器

51 一级冷媒蒸发器

52 一级冷媒压缩机

53 一级冷媒冷凝器

54 一级冷媒膨胀阀

55 一级冷媒循环管路

61 二级冷媒蒸发器

62 二级冷媒压缩机

63 二级冷媒冷凝器

64 二级冷媒膨胀阀

65 二级冷媒循环管路

71 主回风管路风机

72 副回风管路风机

A01 箱体框架

A02 保温隔板

B01 污泥输送装置

B02 污泥进料斗

B03 网带干燥机箱体

B04 上层网带

B05 下层网带

B06 干污泥出料斗

具体实施方式

以下将结合附图，通过本发明的具体实施例对本发明所提供的技术方案进行详细说明，以供本领域技术人员对本发明进行更明确的了解。需要说明的是，以下实施例所提供的技术方案及说明书附图仅供对本发明进行说明使用，并非用于对本发明加以限制。以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件、步骤均已省略而未示出；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

以下详细叙述本发明的一实施例，从而对本发明所提供的技术方案进行详细说明，以供本领域技术人员对本发明进行更明确的了解。

参见图1，图1为本实用新型的全热回收箱的一个实施例的示意图。本实用新型提供一种全热回收箱A，用于将污泥干化系统中的湿热气体进行降温干燥再升温成热干气体循环使用。全热回收箱A具有一箱体框架A01。全热回收箱A具有至少两条风道，如图1所示的，本实施例中为左右两条风道，两条风道共用一个冷却装置。在本实施例中，左右两个风道均分为上下两层，上层为热侧，下层为冷侧，由保温隔板A02隔开。每一风道均具有一转轮式全热回收器3，以及一过滤装置、一干燥装置和一升温装置。转轮式全热回收器3纵跨风道的热侧和冷侧(即纵跨上下两侧)。在本实施例中，冷却装置为冷水盘管表冷器4，设置于左右两个风道共用的部分，与保温隔板A02位于相同水平面。本领域技术人员也可根据实际需求，选择风冷盘管表冷器或其他合适的冷却装置以及设置位置，本实用新型并不以此为限。过滤装置包括初效过滤器21和高效过滤器22，设置在每一风道气体路径上进入转轮式全热回收器3的热侧之前。在本实施例中，高效过滤器22为布袋过滤器。本领域技术人员可根据实际需要选择其他的过滤器，本实用新型并不以此为限。干燥装置包括至少一个冷媒蒸发器，设置在气体路径上冷却装置4和转轮式全热回收器3的冷侧之间。干燥装置包括至少一个冷媒蒸发器61。在本实施例中，冷媒蒸发器61为一个，但本领域技术人员可根据实际情况选择使用一个以上的冷媒蒸发器，以进行多级降温干燥，本实用新型并不以此为限。升温装置设置在转轮式全热回收器3之后。升温装置包括至少一个冷媒冷凝器63。在本实施例中，冷媒蒸发器61和冷媒冷凝器63之间通过冷媒循环管路相连(图中未示出)，冷媒循环管路上设置有冷媒压缩机和冷媒膨胀阀，形成一热泵系统(图中未示出)。

在一些实施例中，冷媒蒸发器可以为两个，分别为一级冷媒蒸发器和二级冷媒蒸发器，两个冷媒蒸发器先后设置，并且分别和相应的冷媒冷凝器通过冷媒循环管路相连，冷媒循环管路上分别设置有冷媒压缩机和冷媒膨胀阀，分别形成热泵系统。

本实施例的全热回收箱在应用于污泥干化系统中时，气体的过程如下：从污泥干化系统中来的湿热气体进入全热回收箱A的上部，自然分流成左右两个风道，其中任一风道中，湿热气体先通过初效过滤器21和高效过滤器22，得到干净的、无杂质的湿热气体。这一步骤可避免后续流程中转轮式全热回收器3、冷水盘管表冷器4、二级冷媒蒸发器61和二级冷媒冷凝器63产生杂质堵塞和损坏。干净的湿热气体进入转轮式全热回收器3的热侧进行降温冷凝，转轮式全热回收器3将气体中的显热和潜热全部进行回收，热回收效率可以达到60％以上。降温后的湿热气体再经过冷水盘管表冷器4，通过冷水盘管表冷器4调节进入热泵系统的气体温度，以降低主回路冷媒循环管路上的热泵系统的制冷负荷，并将热泵系统的冷媒压缩机运转产生的废热排出干燥系统。冷水盘管表冷器4通过温度检测，变频风机或比例阀调节，利用PLC系统实现自动控制。经过冷水盘管表冷器4后气体进入二级冷媒蒸发器61冷凝去湿，将气体在系统中吸收的水分冷凝去除，湿热气体变成干冷气体。优选的，通过冷媒压缩机的蒸发温度控制，即通过膨胀阀调节和控制冷媒的蒸发压力，使干冷气体温度控制在20℃～35℃之间。同时水分冷凝释放的热量，通过二级冷媒蒸发器61中制冷剂蒸发进入冷媒循环管路。通过二级冷媒蒸发器61的冷干气体进入转轮式全热回收器3的冷侧进行吸热升温，将转轮式全热回收器3的转轮芯体内的热量重新回收。经过转轮式全热回收器3加热后的热干气体，最后通过二级冷媒冷凝器63，进一步提高温度和焓值，降低热干气体的相对湿度。二级冷媒冷凝器63的热量来自于热泵系统从二级冷媒蒸发器61中吸收的能量和热泵系统运转产生的废热。最后，热干气体被加热到60℃～75℃，通过风机送入污泥干化系统进行污泥干燥。

在上述全热回收箱的基础上，本实用新型还提出一种应用该全热回收箱的污泥干化系统。参见图2、图3和图4，图2为本实用新型的污泥干化系统的一个实施例的示意图；图3为本实用新型的污泥干化系统的一个实施例的主视角结构示意图；图4为本实用新型的污泥干化系统的一个实施例的侧视角结构示意图。

污泥干化系统包括全热回收箱A和网带干燥机B、回风管路1、主回风管路风机71和副回风管路风机72。回风管路1包括主回风管路11和副回风管路12。网带干燥机B和全热回收箱A之间通过主回风管路11相连。副回风管路不经过全热回收箱A，借此经过一加热装置后直接送风回网带干燥机B。本实施例中，网带干燥机B和全热回收箱A共用同一箱体，由隔板隔开。主回风管路因网带干燥机B和全热回收箱A共用同一箱体，直接根据箱体结构自然形成风道，从而节省了管路的设置。这样设计可大大节省管程，进而缩小设备占用空间。以下为了说明方便，仍保留“回风管路”“主回风管路”“副回风管路”的说法，然而本领域技术人员可以知晓，在本实施例中共用一个箱体的情况下，实际上是通过箱体结构的设计而形成上述各“管路”，并没有具体的管路。

主回风管路11自网带干燥机B出，连接初效过滤器21，高效过滤器22，经过转轮式全热回收器3的热侧后通过冷水表冷器4(冷却装置)，再经过两个冷媒蒸发器，一级冷媒蒸发器51和二级冷媒蒸发器61，通过转轮式全热回收器3的冷侧，再经过二级冷媒冷凝器63，最后接主回风管路风机送回网带干燥机B。此外，二级冷媒蒸发器61和二级冷媒冷凝器63之间通过二级冷媒循环管路65相连，二级冷媒循环管路65相连上设置有二级冷媒压缩机62和二级冷媒膨胀阀64，形成一热泵系统(图中未示出)。

本领域技术人员可以理解，在本实施例中，主回路11的流程全部包含于如上述实施例的全热回收箱A中。并且本实施例的全热回收箱A采用如上述实施例中的双风道设计，上述的连接初效过滤器21、高效过滤器22、转轮式全热回收器3、一级冷媒蒸发器51、二级冷媒蒸发器61、二级冷媒冷凝器63、二级冷媒循环管路65、二级冷媒压缩机62以及二级冷媒膨胀阀64在每一个风道中均具备，即前述各组件在系统中实际均有2个。两个风道共用一个冷却装置，即冷水盘管表冷器4。与上述实施例不同的是，冷媒蒸发器具有两个(一级冷媒蒸发器51和二级冷媒蒸发器61)，两者均设置于冷水盘管表冷器4和转轮式全热回收器3的冷侧之间。其中一级冷媒蒸发器51在前，二级冷媒蒸发器61在后。一级冷媒蒸发器51与二级冷媒蒸发器61相同，也属于一个由冷媒循环管路连通的热泵系统。在这一热泵系统中，与一级冷媒蒸发器51对应的一级冷媒冷凝器53设置于前述副回风管路12上，同样的，两者间由一级冷媒循环管路55相连，一级冷媒循环管路55上设置有一级冷媒压缩机52和一级冷媒膨胀阀54。与二级冷媒循环管路65的情况不同的是，尽管一级冷媒循环管路55上一级冷媒蒸发器51有两个(左右双风道各一个)，与之对应的设置在副回风管路12上的一级冷媒冷凝器53可以为一个，也可以为两个，本实施例采用一个的方案。

本实施例中网带干燥机B的结构可参考图3和图4。如图所示的，网带干燥机B包括污泥输送装置B01、污泥进料斗202、网带干燥机箱体B03、上层网带B04、下层网带B05和干污泥出料斗B06，以及驱动网带的电动减速机。本实施例中，网带设置为上下两条，优选为1-3条，然而本领域技术人员可以根据实际需求，选择更少或更多的网带条数，本实用新型并不以此为限。

主回风管路风机71设置于全热回收箱A中二级冷媒冷凝器63之后的位置(如图1中“送风”字样处)，由于本实施例中全热回收箱A的风道为左右两个，因此主回风管路风机71也为两个。

副回风管路风机72设置于全热回收箱A的顶部(见图4)，一级冷媒冷凝器53设置在其下(图中未示出)。

在网带干燥机B中，含水率60～85％的污泥通过污泥输送装置B01送入污泥进料斗B02，然后进入及污泥成形装置。污泥输送装置B01可以为螺杆泵、柱塞泵、螺旋输送机或刮板输送机，本领域技术人员可根据实际需要选择。污泥成型装置设置于进料斗的下方(图中未示出)。污泥成型装置可以为污泥造粒装置、剪切成形装置或压力挤条装置等。污泥成形装置安装在污泥网带干燥机B顶部，成形后的污泥通过重力落在上层网带B04上。湿污泥从最上层网带B04的一端开始进料，通过电动减速机驱动输送至下层网带B05。最后干燥完的污泥从最下层网带B05末端落入干污泥出料斗B06。干污泥出料斗B06设置在下层网带B05的末端，料斗为锥形料斗，可储存1h以上的干污泥量。料斗下锥口设置污泥破拱装置和螺旋输送器或刮板输送机。通过螺旋输送器或刮板输送机将干污泥输送至干污泥料仓或污泥打包机。驱动网带的电机减速机，配置变频调速器，网带运转速度和启停时间控制可根据需要设定和调整，实现出料干污泥含水率10％～40％连续可调。通过主回风管路风机71和副回风管路风机72送来的热干气体与湿污泥错流接触，污泥中的水分吸收热干气体中的能量蒸发扩散到热干气体中，使热干气体变成湿热气体。网带各个位置的污泥均与高温、低相对湿度的热干气体相接触，干燥表面风速可控，干燥推动力大，干燥速度较高。热干气体的温度宜控制在60℃～75℃，湿热气体的温度控制在45℃～60℃之间。气体与污泥表面接触的流速控制在1m/s～4m/s。吸收污泥水分后的湿热气体从网带干燥机B离开进入全热回收箱A进行降温冷凝除湿，并重新加热变成热干气体通过循环风机再返回网带干燥机B。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型的全热回收箱及应用其的污泥干化系统，采用转轮式全热回收器3(全热回收轮)，换热效率高，可以达到60％以上。使污泥干燥产生的湿热气体先通过转轮式全热回收器3降低60％热焓。然后通过设置的冷却装置(冷水盘管表冷器4)，将上述热焓进一步降低20％，抵消热泵系统运转过程中产生的废热，使进入热泵系统的气体热焓降低到全部干燥所需热量的32％。然后通过热泵系统的制冷制热循环，一般热泵制冷COP3.2以上，实际需要消耗的热泵功率仅为干燥所需热量的10％。考虑转轮式全热回收器3和风机的损耗，干燥所需的综合能效比可以达到5～8，比现有技术提高30％以上。

Claims (10)

1.一种全热回收箱，用于将污泥干化系统，其特征在于，

所述全热回收箱具有至少两个风道，各所述风道一端通入污泥干化系统中干化污泥后的湿热气体，另一端排出降温干燥再升温后的热干气体回到污泥干化系统；各所述风道共用同一冷却装置对所述湿热气体降温；各所述风道均具有转轮式全热回收器，所述转轮式全热回收器的热侧吸收进入所述全热回收箱的湿热气体的热量，冷侧对降温干燥后的气体加热升温，将所述污泥干化系统中的湿热气体进行降温干燥，后再升温成热干气体供污泥干化系统循环使用。

2.如权利要求1所述的全热回收箱，其特征在于，各所述风道均设置有过滤装置、干燥装置和升温装置。

3.如权利要求2所述的全热回收箱，其特征在于，所述过滤装置设置于各所述风道的所述转轮式全热回收器的热侧之前；所述过滤装置包括初效过滤器和高效过滤器，以对进入所述全热回收箱的湿热气体进行除尘除杂。

4.如权利要求2所述的全热回收箱，其特征在于，所述干燥装置设置在所述冷却装置和各所述风道的所述转轮式全热回收器的冷侧之间；所述干燥装置包括至少一个冷媒蒸发器；所述干燥装置对通过的气体进行冷凝干燥。

5.如权利要求4所述的全热回收箱，其特征在于，所述升温装置设置在各所述风道的所述转轮式全热回收器之后；所述升温装置包括至少一个冷媒冷凝器；所述升温装置对通过的气体进行升温，使送回所述污泥干化系统的气体温度与所述污泥干化系统中气体温度相同。

6.如权利要求5所述的全热回收箱，其特征在于，所述至少一冷媒蒸发器中的一个和所述至少一冷媒冷凝器中的一个之间通过一主回路冷媒循环管路相连，所述主回路冷媒循环管路上设置有冷媒压缩机和冷媒膨胀阀。

7.如权利要求5所述的全热回收箱，其特征在于，所述至少一冷媒蒸发器的数量为两个，分别为一级冷媒蒸发器和二级冷媒蒸发器，先后设置在冷却装置和转轮式全热回收器的冷侧之间，以对通过的气体进行两级冷凝干燥。

8.如权利要求7所述的全热回收箱，其特征在于，所述冷媒冷凝器的数量为两个，分别为一级冷媒冷凝器和二级冷媒冷凝器，先后设置在转轮式全热回收器的冷侧之后，以对通过的气体进行两级升温。

9.如权利要求8所述的全热回收箱，其特征在于，所述一级冷媒蒸发器和所述一级冷媒冷凝器之间通过一级冷媒循环管路相连，所述一级冷媒循环管路上设置有一级冷媒压缩机和一级冷媒膨胀阀。

10.如权利要求8所述的全热回收箱，其特征在于，所述二级冷媒蒸发器和所述二级冷媒冷凝器之间通过二级冷媒循环管路相连，所述二级冷媒循环管路上设置有二级冷媒压缩机和二级冷媒膨胀阀。