CN210103732U - 利用钢坯余热的污泥干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，包括钢坯余热收集装置和污泥干燥装置，钢坯余热收集装置包括钢坯传送通道、设置在钢坯传送通道外侧的余热回收换热管、与余热回收换热管连接的空气管道、设置在空气管道上的气泵。污泥干燥系统包括冷凝式换热器、与冷凝式换热器中的换热管连接的加热输送器，与加热输送器连接的闪蒸干燥设备，加热输送器包括空气腔和设置在所述空气腔内的污泥腔、污泥腔中设置有螺旋输送机构。在闪蒸干燥设备的蒸汽出口与冷凝式换热器的蒸汽进口间设置有真空泵，闪蒸干燥设备的污泥出口连接污泥粉碎机。本实用新型系统能够有效利用钢坯余热对钢厂产生的污泥进行干燥，避免资源浪费，降低企业成本。

Description

利用钢坯余热的污泥干燥系统

技术领域

本实用新型属于污泥干燥领域，涉及一种利用钢坯余热的污泥干燥系统。

背景技术

钢铁厂冶炼钢铁制造钢坯的过程中会产生大量高温辐射余热，对辐射余热如不加以利用直接排放到外界环境中会造成污染问题和安全问题，造成能量浪费，增加钢厂生产成本。但目前研究中关于钢坯余热的利用方法还相对较少。

钢厂在生产过程中产生大量污泥，这些污泥中往往含有大量重金属，不能直接排放，若污泥堆积，污泥中的水分会携带大量有害物质渗入地下，污染土壤和水质，造成环境污染和资源浪费，因此，需将污泥干燥进行处理。现阶段污泥干燥方法主要是将污泥加热，将水分蒸发进行干燥。

现有技术中缺乏对钢坯余热回收并用于钢厂污泥干燥的整体方案，在污泥干燥过程中往往也需要化石燃料燃烧提供能量，造成资源浪费，增加了企业成本，同时会产生烟气造成环境污染。

例如专利201420139147.4公开了一种闪蒸式污泥干燥系统，该系统通过锅炉为污泥干燥提供热量，不仅增加了企业成本，同时产生烟气，污染环境。

实用新型内容

技术问题：本实用新型提供了一种能够有效利用钢坯余热并能对钢厂生产过程中产生的污泥进行干燥的利用钢坯余热的污泥干燥系统。

技术方案：本实用新型的利用钢坯余热的污泥干燥系统，包括钢坯余热收集装置和污泥干燥装置；所述钢坯余热收集装置包括钢坯传送通道、设置在所述钢坯传送通道外侧的余热回收换热管、与所述余热回收换热管连接的空气管道、设置在所述空气管道上的气泵；所述污泥干燥装置包括冷凝式换热器、与所述冷凝式换热器中的换热管连接的加热输送器、与所述加热输送器连接的闪蒸干燥设备；所述加热输送器包括空气腔和设置在所述空气腔内的污泥腔、设置在所述污泥腔中的螺旋输送机构，污泥腔上设置有的污泥入口和污泥出口，空气腔上设置的空气入口与空气管道连接。

进一步的，所述闪蒸干燥设备为多级闪蒸室。

进一步的，所述污泥干燥装置包括依次连接的一级加热输送器、一级闪蒸室、二级加热输送器、二级闪蒸室、三级加热输送器、三级闪蒸室。

进一步的，所述闪蒸干燥设备的蒸汽出口与冷凝式换热器的蒸汽进口之间设置有真空泵。

进一步的，所述钢坯传送通道外侧设置有保温外壳，所述保温外壳下方设置有承重支架。

进一步的，所述加热输送器的空气腔中设置有栅板。

进一步的，所述栅板垂直于螺旋输送机构的输送方向。

进一步的，所述加热输送器的空气出口与余热回收换热管的进气端连接。

进一步的，还包括与冷凝式换热器的换热管的污泥进口端连接的湿污泥池、与冷凝式换热器的冷凝水排放口连接的冷凝水收集池。

进一步的，还包括与闪蒸干燥设备污泥出口连接的污泥粉碎机、与污泥粉碎机的污泥出口连接的干污泥池。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)现有的冷凝式换热器中，一般向换热管中通入气体或液体，并利用的换热管外表面凝结水蒸气释放的热量对管中的气体或液体进行加热，但尚未见到对气体和液体之外的其他介质进行加热的工艺方法。本实用新型系统的冷凝式换热器中，换热管与污泥池连接，工作时，将污泥通入换热管，利用水蒸气在换热管外壁上的凝结放热对换热管中的污泥进行预热，充分利用了闪蒸干燥设备中产生的水蒸气的热量，提高了能效，降低了能耗，同时还使后续闪蒸工艺环节的脱水干燥效果更好，提高了污泥脱水率，进一步降低了最终排除污泥的含水率。

(2)本实用新型系统中，污泥干燥系统采用闪蒸干燥设备进行闪蒸脱水干燥，由于闪蒸设备中的气压低于大气压，因此水的沸点降低，能够蒸发的更加充分，从而有效降低污泥的含水率，并且采用多级闪蒸室，能够充分提高余热的利用率，并进一步降低污泥的含水率。

(3)本实用新型系统的优选方案中，加热输送器的空气腔中设置有栅板，栅板可以垂直于螺旋输送机构相对设置在空气腔内壁上，一部分热空气直接通过相对设置的栅板构成的通道，另一部分热空气由于栅板的阻挡，沿栅板的边沿缓慢流动，延长了热空气的流动路径，使得热空气充分放热。

栅板也可以垂直于螺旋输送机构的输送方向不均匀交错设置在空气腔的内壁上，一部分热空气沿S形路径流动，另一部分热空气由于栅板的阻挡，沿栅板的边沿缓慢流动，从而进一步延长了热空气的流动路径，使得热空气放热更加充分。

栅板也可以垂直于螺旋输送机构的输送方向均匀交错设置在空气腔的内壁上，一部分热空气沿S形路径流动，另一部分热空气由于栅板的阻挡，沿栅板的边沿缓慢流动，既延长了热空气的流动路径，使得热空气可以充分放热，同时又因为栅板的均匀设置，使得热空气流动更加均匀。

栅板还可以与螺旋输送机构的输送方向成一定夹角，并向热空气流动方向倾斜，均匀交错的设置在空气腔的内壁上，一部分热空气沿S形路径流动，另一部分热空气由于栅板的阻挡，沿栅板的边沿缓慢流动，但采用该种方式降低了栅板对空气的阻挡作用，使得热空气流动更加均匀，因此既延长了热空气的流动路径，使得热空气可以充分放热，又一步增强了热空气流动的均匀性。

(4)本实用新型系统中，加热输送器一方面用于输送污泥，另一方面热空气通入加热输送器的空气腔，在输送污泥的同时将污泥加热，提高了污泥加热的效率，并且污泥在输送过程中会不断的翻转，使得污泥加热的更加均匀。

(5)本实用新型系统中，空气腔的空气出口与余热回收换热管的进气端连接，能够实现热空气的循环利用，避免能量浪费。

(6)本实用新型系统中的钢坯余热收集装置，能够对钢坯余热进行回收，进而直接对钢坯余热加以利用，避免了资源浪费。与现有技术相比，既充分利用了钢坯余热，又能够对钢厂产生的污泥进行干燥，降低了企业成本，避免了资源浪费，同时不会产生烟气对环境造成污染。

附图说明

图1为本实用新型利用钢坯余热的污泥干燥系统示意图；

图2为本实用新型的钢坯余热收集装置示意图；

图3为本实用新型的加热输送器的结构示意图。

图中有：1、气泵；2、余热回收换热管；3、管道支架；4、传送带；5、通道保温外壳；6、底座；7、承重支架；8、湿污泥池；9、冷凝式换热器；10、冷凝水收集池；11、一级加热输送器；12、一级闪蒸室；13、一级真空泵；14、二级加热输送器；15、二级闪蒸室；16、二级真空泵；17、三级加热输送器；18、三级闪蒸室；19、三级真空泵；20、污泥粉碎机；21、干污泥池；22、电机；23、螺旋输送机构；24、污泥入口；25、空气入口；26、空气腔；27、污泥腔；28、污泥出口；29、空气出口；30、栅板；31、钢坯；32、钢坯传送通道；33、空气管道。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型利用钢坯余热的污泥干燥系统，包括钢坯余热收集装置和污泥干燥装置，如图2所示，钢坯余热收集装置包括钢坯传送通道32、设置在钢坯传送通道外侧的余热回收换热管2、与余热回收换热管连接的空气管道33、设置在空气管道33上的气泵1。钢坯传送通道32外侧设置通道保温外壳5、通道保温外壳5内侧设置有管道支架3、上述的余热回收换热管2固定在管道支架3上，通道保温外壳5下方设置有承重支架7，用于调节传送钢坯传送通道32的高度，避免余热回收换热管2与钢坯31接触。

为提高热辐射的接收面，钢坯传送通道32呈半包围结构，包围住钢坯31的上面和两个侧面，在保温外壳5的内侧，紧邻钢坯传送通道的外侧布设管道支架3和余热回收换热管2，并根据所生产的钢坯31的形状和厚度调整钢坯传送通道32的高度和长度，以保证余热回收换热管2不和钢坯31直接接触。

污泥干燥装置包括冷凝式换热器9、与冷凝式换热器9中的换热管连接的加热输送器、与加热输送器连接的闪蒸干燥设备。如图3所示，加热输送器包括空气腔26和设置在空气腔26内的污泥腔27，污泥腔27中设置有螺旋输送机构23。污泥腔27上设置有的污泥入口24和污泥出口28，空气腔26上设置的空气入口25与空气管道33连接。螺旋输送机构23由设置在其旋转轴上的电机22驱动，用于输送经过热空气加热过的污泥。

本实用新型的一种实施例中，闪蒸干燥设备采用多级闪蒸室，并通过多级加热输送器实现污泥的加热以及多级闪蒸室之间的污泥输送，每一级中，加热输送装置的污泥出口28与其对应闪蒸室的污泥进口连接，污泥通过加热输送装置的螺旋输送机构23输送，在输送过程中污泥同时被热空气加热。本实施例中，整个闪蒸干燥设备中，闪蒸室的污泥出口与其下一级的加热输送器污泥进口连接。本实用新型的一种优选实施例中，加热输送器和闪蒸室均设置三级，即包括依次连接的一级加热输送器11、一级闪蒸室12、二级加热输送器14、二级闪蒸室15、三级加热输送器17、三级闪蒸室18。具体地，一级加热输送器11的污泥出口28与一级闪蒸室12的污泥进口连接，一级闪蒸室12的污泥出口28与二级加热输送器14的污泥入口24连接，二级加热输送器14的污泥出口28与二级闪蒸室15的污泥进口连接，二级闪蒸室15的污泥出口与三级加热输送器17的污泥入口24连接，三级加热输送器17的污泥出口28与三级闪蒸室18的污泥入口连接，并且一级加热装置11的污泥入口24和冷凝式换热器9的换热管的污泥出口连接。

在闪蒸室的蒸汽出口与冷凝式换热器9的蒸汽进口之间设置有真空泵，以上述加热输送器和闪蒸室均设置三级的优选实施例为例，一级闪蒸室12上设置一级真空泵13，一级真空泵13的蒸汽出口连接冷凝式换热器9的蒸汽进口；二级闪蒸室15上设置二级真空泵16，二级真空泵16的蒸汽出口连接冷凝式换热器9的蒸汽进口；三级闪蒸室18上设置三级真空泵19，三级真空泵19的蒸汽出口连接冷凝式换热器9的蒸汽进口。

本优选实施例的另一种实施例中，还可以包括湿污泥池8、冷凝水收集池10、污泥粉碎机20和干污泥池21，冷凝式换热器9的换热管的污泥进口端与湿污泥池8通过管道连接，冷凝式换热器9的排水口连接到冷凝水收集池10，三级闪蒸室18的污泥出口与污泥粉碎机20的污泥进口连接，污泥粉碎机20的污泥出口与干污泥池21通过管道连接。

本实用新型的另一种实施例中，在空气腔26中设置有栅板30，栅板30垂直于螺旋输送机构23的输送方向相对设置在空气腔26的内壁上，一部分热空气直接通过相对设置的栅板30构成的通道，另一部分热空气由于栅板30的阻挡，沿栅板30的边沿缓慢流动，延长了热空气的流动路径，使得热空气能够充分放热。

进一步的，栅板30可以垂直于螺旋输送机构23的输送方向不均匀交错设置在空气腔26的内壁上，一部分热空气沿S形路径流动，另一部分热空气由于栅板30的阻挡，沿栅板30的边沿缓慢流动，从而进一步延长了热空气的流动路径，使得热空气能够放热更加充分。

进一步的，栅板30可以垂直于螺旋输送机构23的输送方向均匀交错设置在空气腔26的内壁上，一部分热空气沿S形路径流动，另一部分热空气由于栅板30的阻挡，沿栅板30的边沿缓慢流动，既延长了热空气的流动路径，使得热空气可以充分放热，同时又因为栅板30的均匀设置，使得热空气流动更加均匀。

进一步的，栅板30还可以与螺旋输送机构23的输送方向成一定夹角，并向热空气流动方向倾斜，均匀交错的设置在空气腔26的内壁上，一部分热空气沿S形路径流动，另一部分热空气由于栅板30的阻挡，沿栅板30的边沿缓慢流动，由于栅板30倾斜设置，降低了栅板30对热空气的阻挡作用，使得热空气流动更加均匀，因此采用这种设置方式，既延长了热空气的流动路径，使得热空气可以充分放热，又一步增强了热空气流动的均匀性。

本实用新型系统工作时，钢坯余热收集装置可安装在钢坯生产线的传送装置上，也可以安装在钢坯生产后临时存放的地点，上述传送装置包括底座6和设置在底座6上的传送带4，传送装置设置在钢坯余热收集装置的钢坯传送通道32中，根据实际生产的钢坯31的形状调节承重支座7，使得钢坯余热收集装置位于合适的高度，从而保证整个装置不和钢坯31接触。在钢坯31运动过程中完成余热回收，此时钢坯的温度在800℃到1000℃之间，气泵1将空气送入余热回收换热管2中，气泵1可根据钢坯31的温度和需干燥污泥的量控制送气速度，调整送气量，空气在余热回收换热管2里被加热到200℃以上后经空气管道33分三路风别送入一级加热输送器11、二级加热输送器14和三级加热输送器17的空气腔26中，用于给污泥加热。本实施例中，将加热输送器的空气出口29与余热回收换热管2的进气端连接，热空气在加热输送器中放热将污泥加热后，重新通过管道回到余热回收换热管2的进气端，实现热空气的循环利用，从而避免了能量浪费。

钢厂产生的污泥存放在湿污泥池8中，当系统工作时，将湿污泥池8中的污泥通入冷凝式换热器9的换热管中，此时在闪蒸设备中产生的水蒸气进入冷凝式换热器9，并在冷凝式换热器9的换热管表面凝结成水，同时释放热量，换热管中的污泥被初步加热，经初步加热后的污泥通过管道进入一级加热输送器11的污泥腔27，污泥在一级加热输送器11中被热空气加热，然后通过螺旋输送机构23将加热后的污泥送入一级闪蒸室12。闪蒸室中的压强应低于0.2个大气压强，并且逐级递减不少于0.05大气压强的压强差，由于一级闪蒸室12内的气压低于大气压，水的沸点降低，污泥中的水会迅速蒸发，转化为水蒸气。然后污泥进入二级加热输送器14的污泥腔27，污泥在二级加热输送器14中被热空气加热，然后螺旋输送机构23将加热后的污泥送入二级闪蒸室15，二级闪蒸室15内的气压低于一级闪蒸室12，水的沸点更低，污泥中的水在二级闪蒸室15中进一步蒸发，转化为水蒸气。然后污泥进入三级加热输送机构23的污泥腔27，污泥在三级加热输送器17中被热空气加热，然后通过螺旋输送机构23将加热后的污泥送入三级闪蒸室18，三级闪蒸室18中的气压低于二级闪蒸室15，水的沸点更低，污泥中的水更进一步蒸发，并转化为水蒸气。经管三级闪蒸室18闪蒸干燥后的污泥进入污泥粉碎机20，污泥经过污泥粉碎机20粉碎后的送入干污泥池21等待进一步处理，此时污泥的含水率在30％以下。

在闪蒸器蒸汽出口与冷凝式换热器10的蒸汽进口间设置的真空泵能够将闪蒸室中干燥污泥时产生的水蒸气抽到冷凝式换热器9中，并且保持闪蒸室的低压状态，水蒸气在冷凝式换热器9中的换热管表面凝结成水，并释放热量，从而实现对污泥初步预热的目的。冷凝水汇聚后经由管道排到冷凝水收集室10中，此时产生的水根据污泥所含物质的不同会含有不同杂质，需要进一步处理。

本实用新型系统利用钢坯余热对污泥进行干燥，不仅对钢坯余热进行了有效利用，同时解决了钢厂污泥的干燥问题，避免了资源浪费，降低了企业成本。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，包括钢坯余热收集装置和污泥干燥装置；

所述钢坯余热收集装置包括钢坯传送通道(32)、设置在所述钢坯传送通道(32)外侧的余热回收换热管(2)、与所述余热回收换热管(2)连接的空气管道(33)、设置在所述空气管道(33)上的气泵(1)；

所述污泥干燥装置包括冷凝式换热器(9)、与所述冷凝式换热器(9)中的换热管连接的加热输送器、与所述加热输送器连接的闪蒸干燥设备；

所述加热输送器包括空气腔(26)和设置在所述空气腔(26)内的污泥腔(27)、设置在所述污泥腔(27)中的螺旋输送机构(23)，污泥腔(27)上设置有的污泥入口(24)和污泥出口(28)，空气腔(26)上设置的空气入口(25)与空气管道(33)连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，所述闪蒸干燥设备为多级闪蒸室。

3.根据权利要求2所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，所述污泥干燥装置包括依次连接的一级加热输送器(11)、一级闪蒸室(12)、二级加热输送器(14)、二级闪蒸室(15)、三级加热输送器(17)、三级闪蒸室(18)。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，所述闪蒸干燥设备的蒸汽出口与冷凝式换热器(9)的蒸汽进口之间设置有真空泵。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，所述钢坯传送通道(32)外侧设置有保温外壳(5)，所述保温外壳(5)下方设置有承重支架(7)。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，所述加热输送器的空气腔(26)中设置有栅板(30)。

7.根据权利要求6所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，所述栅板(30)垂直于螺旋输送机构(23)的输送方向。

8.根据权利要求1、2或3所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，所述加热输送器的空气出口(29)与余热回收换热管(2)的进气端连接。

9.根据权利要求1、2或3所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，还包括与冷凝式换热器(9)的换热管的污泥进口端连接的湿污泥池(8)、与冷凝式换热器(9)的冷凝水排放口连接的冷凝水收集池(10)。

10.根据权利要求1、2或3所述的一种利用钢坯余热的污泥干燥系统，其特征在于，还包括与闪蒸干燥设备污泥出口连接的污泥粉碎机(20)、与污泥粉碎机(20)的污泥出口连接的干污泥池(21)。

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