CN210394131U - 一种热泵预加热式污泥干化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热泵预加热式污泥干化设备，包括闭式烘干除湿一体机，闭式烘干除湿一体机设有出风管和进风管，其还包括烘干房和对烘干房内空气进行加热的热泵机组，出风管和进风管通过管路分别与烘干房连通，在将出风管与烘干房连接的管路上安装有除湿装置，在将进风管与烘干房连接的管路上安装有空气加热装置，在将出风管与烘干房连通的管路上或在将进风管与烘干房连通的管路上安装有第二风机，闭式烘干除湿一体机位于烘干房的外部且至少设置有一个。本热泵预加热式污泥干化设备使用热泵对烘干房内空气预加热，减少电加热的能量消耗，达到节省电能的目的；烘干房可根据产能需要增设闭式烘干除湿一体机，提高污泥干化产量。

Description

一种热泵预加热式污泥干化设备

技术领域

本实用新型涉及环保设备领域，具体的说是一种热泵预加热式污泥干化设备。

背景技术

处于环境保护的考虑，城市污水、工业废水等处理产生的污泥需要进行干化，以降低其含水量，便于后续处理。污泥处理技术的目的是减量化、无害化、资源化和稳定化，关键点和难点是利用热干化技术降低污泥的含水率。

目前，国内类似的污泥热干化装置有转鼓式、流化床、转盘式和桨叶式等，转盘式、桨叶式一般采用热传导干化系统，一般无需载气，后续尾气处理费用低，但运动部件多、维护复杂，特别是紧急情况后的清理繁重，且动能损失较大；转鼓式和流化床多数采用热对流干化系统，后续冷凝洗涤废水量大，热损失现象严重，造成一定的额外能耗，且粉尘含量高。

现有污泥干化机的缺点在于：污泥干化的过程中需要能量较大，污泥处理成本较高，电能损耗严重；使用热泵设备的污泥处理设备，污泥干化量受限于烘干设备大小，且热泵实际热量的产出与污泥干化设备不匹配，容易造成资源浪费。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种使用热泵机组对进入烘干腔的空气进行预加热，节省电加热的电能损耗，提高污泥干化的产量和效率的热泵预加热式污泥干化设备。

为达到上述目的，本实用新型一种热泵预加热式污泥干化设备，其结构特点是包括闭式烘干除湿一体机，闭式烘干除湿一体机设有出风管和进风管，其还包括烘干房和对烘干房内空气进行加热的热泵机组，出风管和进风管通过管路分别与烘干房连通，在将出风管与烘干房连接的管路上安装有除湿装置，在将进风管与烘干房连接的管路上安装有空气加热装置，在将出风管与烘干房连通的管路上或在将进风管与烘干房连通的管路上安装有第二风机，闭式烘干除湿一体机位于烘干房的外部且至少设置有一个。

空气在进入闭式烘干除湿一体机之前，由热泵机组对烘干房内的空气进行预加热。加热后的空气被分配到各个闭式烘干除湿一体机，由空气加热装置对分配来的热空气进行二次加热，从而得到可对污泥实施干化的高温空气。高温空气对污泥实施干燥完后成为具有一定温度的湿热空气，最后湿热空气经除湿装置处理后再次进入烘干房，进行回收利用。通过热泵机组对空气预加热的方式，可减少空气加热装置的电量消耗；根据产能需要，烘干房可选择增设闭式烘干除湿一体机，提高污泥干化产出量。

热泵机组包括热交换器、蒸发器和冷凝器，热交换器的输入端接入热水源，热交换器的输出端接入蒸发器的输入端并且形成回路，热交换器与蒸发器的回路内流通有制冷剂，热交换器与蒸发器回路上安装有第一压缩机和第一节流阀；蒸发器的输出端接入冷凝器的输入端并且形成回路，冷凝器安装在烘干房内，蒸发器与冷凝器的回路内流通有制冷剂，蒸发器与冷凝器的回路上安装有第二压缩机和第二节流阀。

为避免污水侵蚀热泵，热泵采用间接利用方式收集热量，污水不直接进入蒸发器，污水需要先进入热交换器进行热交换后，再将热量输送给蒸发器。对于污水水质要求低，使设备应用场合更广泛。

冷凝器对烘干房内的空气加热，升温较快，并且易于安装，设备使用成本较低。

烘干房内安装有朝向冷凝器的吹风的第三风机。

第三风机加速冷凝器周围空气的流动，使烘干房内的空气快速升温。

热泵机组包括热交换器、蒸发器和冷凝器，热交换器的输入端接入热水源，热交换器的输出端接入蒸发器的输入端并且形成回路，热交换器与蒸发器的回路内流通有制冷剂，热交换器与蒸发器回路上安装有第一压缩机和第一节流阀；蒸发器的输出端接入冷凝器的输入端并且形成回路，蒸发器与冷凝器的回路内流通有制冷剂，蒸发器与冷凝器的回路上安装有第二压缩机和第二节流阀，冷凝器安装在封闭壳体内，该封闭壳体设有热量进口和热量出口，热量进口和热量出口上连接有换热管，换热管的进口和出口分别通过管路与热量进口和热量出口连通并形成回路，该回路内流通有导热流体，换热管与冷凝器的管路上安装有水泵。

水泵驱动导热流体在换热管和冷凝器内循环，使热量得到充分利用，热能利用率高，适合大批量、不间断或少量间断的污泥干化场合应用。

换热管在烘干房内呈三维盘旋绕设。

通过增大换热管与空气接触面积的方式，使换热管内的热量向空气充分传递，提高热量的利用率，使热量得到充分利用。

烘干房内安装有若干个用于加速烘干房内空气流动的第一风机。

第一风机加速烘干房内的空气流动，在烘干房内障碍物较多时，风流通不均匀，第一风机可增加空气扰动。

闭式烘干除湿一体机内设有烘干腔，烘干腔内安装有多个位于进风管和出风管之间的污泥输送带，污泥输送带依次上下间隔设置，上一层污泥输送带的输出端可将污泥送至下一层污泥输送带的输入端，闭式烘干除湿一体机上设有可向最上层污泥输送带投入污泥的进料口，闭式烘干除湿一体机上设有出料口，出料口上安装有将最下层污泥输送带上的污泥向外运输的输送带；进风管位于烘干腔的下部，出风管位于烘干腔的上部，进风管和出风管均沿污泥输送带的长度方向设置，所述进风管和进风管上分别沿其长度方向间隔开设有进风口、出风口，所述进风口、出风口均朝向输送带侧设置。

闭式烘干除湿一体机可根据污泥产量需要增设，多个污泥烘干设备使用一台热泵供热，减少热泵购买成本。

由于上述技术方案的运用，下面对本实用新型的优点效果进行具体分析。

本实用新型热泵预加热式污泥干化设备，使用热泵机组对烘干房内空气预加热，加热后的空气被分配到各个闭式烘干除湿一体机，再由空气加热装置对分配来的热空气进行二次加热，通过热泵机组预先对空气加热的方式，减少电加热的能量消耗，达到节能环保的目的；热泵采用间接利用方式收集热量，污水中通过热交换器进行热交换后，再将热量输送给蒸发器，对热源要求较低，设备应用场合广泛；另外可根据产能需要增设闭式烘干除湿一体机，提高污泥干化产量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明：

图1为本实用新型的第一种实施例的结构示意图；

图2为第一种实施例中污水源热泵的结构示意图；

图3为本实用新型的第二种实施例的结构示意图；

图4为第二种实施例中污水源热泵的结构示意图；

图5为本实用新型闭式烘干除湿一体机的结构示意图。

图中：热交换器1、第一压缩机2、蒸发器3、第二压缩机4、冷凝器5、水泵6、第一节流阀7、第二节流阀8、第三风机9、闭式烘干除湿一体机10、第一风机11、烘干房12、换热管13、进料口14、出风管15、烘干腔16、污泥输送带17、除湿装置18、进风管19、空气加热装置20、第二风机21、出料口22。

具体实施方式

请参照附图，本实用新型的一种热泵预加热式污泥干化设备，包括闭式烘干除湿一体机10，闭式烘干除湿一体机10设有出风管15和进风管19，其还包括烘干房12和对烘干房12内空气进行加热的热泵机组，出风管15和进风管19通过管路分别与烘干房12连通，在将出风管15与烘干房12连接的管路上安装有除湿装置18，在将进风管19与烘干房12连接的管路上安装有空气加热装置20，在将出风管15与烘干房12连通的管路上或在将进风管19与烘干房12连通的管路上安装有第二风机21，闭式烘干除湿一体机10位于烘干房12的外部且至少设置有一个。

空气在进入闭式烘干除湿一体机10之前，参照附图1、附图3，由热泵机组对烘干房12内的空气进行预加热。加热后的空气被分配到各个闭式烘干除湿一体机10，参照附图5，由空气加热装置20对分配来的热空气进行二次加热，从而得到可对污泥实施干化的高温空气。高温空气对污泥实施干燥完后成为具有一定温度的湿热空气，最后湿热空气经除湿装置18处理后再次进入烘干房12，进行回收利用。通过热泵机组对空气预加热的方式，可减少空气加热装置20的电量消耗；并根据产能需要，烘干房12可增设闭式烘干除湿一体机10，从而提高污泥干化产量。

在本实用新型的第一种实施例中，参照附图1，热泵机组包括热交换器1、蒸发器3和冷凝器5，热交换器1的输入端接入热水源，热水源可以是具有一定温度城市污水或工业污水，对于原生污水如果存在较多的悬浮物，需要预先进行净化处理，使之成为中水，再进入热交换器1，热交换器1的输出端接入蒸发器3的输入端并且形成回路，热交换器1与蒸发器3的回路内流通有制冷剂，热交换器1与蒸发器3回路上安装有第一压缩机2和第一节流阀7；蒸发器3的输出端接入冷凝器5的输入端并且形成回路，参照附图2，冷凝器5安装在烘干房12内，蒸发器3与冷凝器5的回路内流通有制冷剂，蒸发器3与冷凝器5的回路上安装有第二压缩机4和第二节流阀8，烘干房12内安装有朝向冷凝器5的吹风的第三风机9。

为避免污水侵蚀热泵，热泵采用间接利用方式收集热量，污水不直接进入蒸发器3，污水需要先进入热交换器1进行热交换后，再将热量输送给蒸发器3。制冷剂使用二氯二氟甲烷，通过压缩机加压的方式使二氯二氟甲烷不断的在液态和气态之间转换，利用制冷剂液化放热、汽化吸热的特性使制冷剂从污水中提取热能。

为方便描述本案中热泵的结构，热交换器1、蒸发器3和冷凝器5中两种换热流体的通道用输入端、输出端代替，并且单个设备上的输入端、输出端不连通；另外压缩机和节流阀分别安装在不同侧的管路上。

热泵的工作过程是，先使污水从热交换器1的输入端进入热交换器1，制冷剂在热交换器1内汽化吸收污水中的热量，随后气态的制冷剂从热交换器1的输出端进入蒸发器3的输入端，在蒸发器3内制冷剂液化并释放热量；蒸发器3和冷凝器5内的制冷剂与热交换器1和蒸发器3内的制冷剂工作过程相同，在说明书中不再介绍。制冷剂在冷凝器5内液化释放热量时，第三风机9加速冷凝器5周围空气的流动，使烘干房12内的空气快速升温。

在本实用新型的第二种实施例中，参照附图3，热泵机组包括热交换器1、蒸发器3和冷凝器5，热交换器1的输入端接入热水源，热交换器1的输出端接入蒸发器3的输入端并且形成回路，热交换器1与蒸发器3的回路内流通有制冷剂，热交换器1与蒸发器3回路上安装有第一压缩机2和第一节流阀7；蒸发器3的输出端接入冷凝器5的输入端并且形成回路，蒸发器3与冷凝器5的回路内流通有制冷剂，蒸发器3与冷凝器5的回路上安装有第二压缩机4和第二节流阀8，冷凝器5安装在封闭壳体内，该封闭壳体设有热量进口和热量出口，参照附图2，热量进口和热量出口上连接有换热管13，换热管13的进口和出口分别通过管路与热量进口和热量出口连通并形成回路，该回路内流通有导热流体，换热管13与冷凝器5的管路上安装有水泵6。换热管13在烘干房12内呈三维盘旋绕设。烘干房12内安装有若干个用于加速烘干房内空气流动的第一风机11。

导热流体可以是水，由水泵6驱动导热流体在冷凝器5和换热管13内不断的循坏流动，导热流体在冷凝器5内获得热量后进入换热管13，失去热量的后的导热流体又回到冷凝器5。换热管13在长、宽、高三个方向上以尽量增大与空气接触面积的方式布置在烘干房12内，高热的导热流体对烘干房12内的空气加热，第一风机11使换热管13附近的空气尽快流动，使烘干房12内的空气的得到快速升温。

闭式烘干除湿一体机10内设有烘干腔16，烘干腔16内安装有多个位于进风管19和出风管15之间的污泥输送带17，污泥输送带17依次上下间隔设置，上一层污泥输送带17的输出端可将污泥送至下一层污泥输送带17的输入端，闭式烘干除湿一体机10上设有可向最上层污泥输送带17投入污泥的进料口14，闭式烘干除湿一体机10上设有出料口22，出料口22上安装有将最下层污泥输送带17上的污泥向外运输的输送带；进风管19位于烘干腔16的下部，出风管15位于烘干腔16的上部，进风管19和出风管15均沿污泥输送带17的长度方向设置，进风管19和进风管19上分别沿其长度方向间隔开设有进风口、出风口，进风口、出风口均朝向输送带侧设置。

空气从烘干房12进入闭式烘干除湿一体机10后被空气加热装置20二次加热，然后热空气通进风管19被排放到烘干腔16中，热空气依次穿过多个污泥输送带17后进入出风管15。位于烘干腔16顶部的出风管15上安装有第二风机21，第二风机21将闭式烘干除湿一体机10内的空气输送回烘干房12，出风管1上安装有除湿装置18，在闭式烘干除湿一体机10内的湿热空气进入除湿装置18之前，由除湿装置18对湿热空气除湿，除湿装置18为一个冷凝器，湿热空气中的水分在冷凝器中凝结排放出设备外部，干燥的空气进入烘干房12。

在闭式烘干除湿一体机10内进行空气循环的同时，污泥从进料口14被投放到最上层的污泥输送带17上，污泥输送带17依次传递污泥，最后干化的污泥从出料口22被传送带运出。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰，所有这些变化均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种热泵预加热式污泥干化设备，包括闭式烘干除湿一体机（10），闭式烘干除湿一体机（10）设有出风管（15）和进风管（19），其特征是；其还包括烘干房（12）和对烘干房（12）内空气进行加热的热泵机组，出风管（15）和进风管（19）通过管路分别与烘干房（12）连通，在将出风管（15）与烘干房（12）连接的管路上安装有除湿装置（18），在将进风管（19）与烘干房（12）连接的管路上安装有空气加热装置（20），在将出风管（15）与烘干房（12）连通的管路上或在将进风管（19）与烘干房（12）连通的管路上安装有第二风机（21），闭式烘干除湿一体机（10）位于烘干房（12）的外部且至少设置有一个。

2.根据权利要求1所述的热泵预加热式污泥干化设备，其特征是：所述热泵机组包括热交换器（1）、蒸发器（3）和冷凝器（5），热交换器（1）的输入端接入热水源，热交换器（1）的输出端接入蒸发器（3）的输入端并且形成回路，热交换器（1）与蒸发器（3）的回路内流通有制冷剂，热交换器（1）与蒸发器（3）回路上安装有第一压缩机（2）和第一节流阀（7）；蒸发器（3）的输出端接入冷凝器（5）的输入端并且形成回路，冷凝器（5）安装在烘干房（12）内，蒸发器（3）与冷凝器（5）的回路内流通有制冷剂，蒸发器（3）与冷凝器（5）的回路上安装有第二压缩机（4）和第二节流阀（8）。

3.根据权利要求2所述的热泵预加热式污泥干化设备，其特征是：所述烘干房（12）内安装有朝向冷凝器（5）的吹风的第三风机（9）。

4.根据权利要求1所述的热泵预加热式污泥干化设备，其特征是：所述热泵机组包括热交换器（1）、蒸发器（3）和冷凝器（5），热交换器（1）的输入端接入热水源，热交换器（1）的输出端接入蒸发器（3）的输入端并且形成回路，热交换器（1）与蒸发器（3）的回路内流通有制冷剂，热交换器（1）与蒸发器（3）回路上安装有第一压缩机（2）和第一节流阀（7）；蒸发器（3）的输出端接入冷凝器（5）的输入端并且形成回路，蒸发器（3）与冷凝器（5）的回路内流通有制冷剂，蒸发器（3）与冷凝器（5）的回路上安装有第二压缩机（4）和第二节流阀（8），冷凝器（5）安装在封闭壳体内，该封闭壳体设有热量进口和热量出口，热量进口和热量出口上连接有换热管（13），换热管（13）的进口和出口分别通过管路与热量进口和热量出口连通并形成回路，该回路内流通有导热流体，换热管（13）与冷凝器（5）的管路上安装有水泵（6）。

5.根据权利要求4所述的热泵预加热式污泥干化设备，其特征是：所述换热管（13）在烘干房（12）内呈三维盘旋绕设。

6.根据权利要求5所述的热泵预加热式污泥干化设备，其特征是：所述烘干房（12）内安装有若干个用于加速烘干房内空气流动的第一风机（11）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的热泵预加热式污泥干化设备，其特征是：所述闭式烘干除湿一体机10内设有烘干腔（16），烘干腔（16）内安装有多个位于进风管（19）和出风管（15）之间的污泥输送带（17），污泥输送带（17）依次上下间隔设置，上一层污泥输送带（17）的输出端可将污泥送至下一层污泥输送带（17）的输入端，闭式烘干除湿一体机（10）上设有可向最上层污泥输送带（17）投入污泥的进料口（14），闭式烘干除湿一体机（10）上设有出料口（22），出料口（22）上安装有将最下层污泥输送带（17）上的污泥向外运输的输送带；进风管（19）位于烘干腔（16）的下部，出风管（15）位于烘干腔（16）的上部，进风管（19）和出风管（15）均沿污泥输送带（17）的长度方向设置，所述进风管（19）和进风管（19）上分别沿其长度方向间隔开设有进风口、出风口，所述进风口、出风口均朝向输送带侧设置。

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