CN211284125U - 多效短程传热干化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多效短程传热干化系统，包括污泥烘箱、多级加热装置、微波加热装置、回收器、回收处理装置以及驱动控制装置，多级加热装置的每一级包括一加热器和一蒸汽压缩机。本实用新型利用了微波加热装置直接加热污泥，结合高温蒸汽直接吹扫污泥载湿，同质传热阻力小，传热效率高，显著缩减了传热面积和干化周期。同时，本实用新型利用了回收器回收载湿蒸汽的潜热，分级地导入多级加热装置内循环加热高温蒸汽，实现了系统的多效、短程传热，对污泥高效节能地干化减量。

Description

多效短程传热干化系统

技术领域

本实用新型涉及污泥减量技术领域，特别涉及一种多效短程传热干化系统。

背景技术

随着我国经济和城市化的不断发展，污水处理能力的不断提高，污水处理最终产物污泥量也不断增加，预计到2020年我国仅市政的污泥产量(含水率80％)将达到6000～9000万吨。污泥是一种由有机残片、无机颗粒、细菌菌体、胶体等组成的极其复杂的非均质体，为了避免二次污染必须对污泥进行深度脱水稳定处理。我国的人口密度大，土地资源紧张，传统的填埋等粗放式处理方法难以继续，由此可见污泥的无害化处理处置将是环保领域面临的重点难点问题。

污泥焚烧技术是国内外公认最彻底的处置方法，是生化污泥减量化、无害化必然途径。污泥在未干化减量前热值较低，直接焚烧需要加热一定燃料导致焚烧运行费用较高，极大地阻碍了焚烧工艺的推广应用。目前污泥无害化处置领域主要通过对污泥进行热干化来衔接前后段工艺，而传统热干化技术的能耗高、传热效率低以及维护保养成本高等缺点，限制了污泥干化工艺的推广。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多效短程传热干化系统，其目的是为了解决现有的污泥热干化技术能耗高、传热效率低以及维护保养成本高，导致其难以推广使用的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种多效短程传热干化系统，包括污泥烘箱、多级加热装置、微波加热装置、回收器、回收处理装置以及驱动控制装置，所述污泥烘箱上设置有一湿泥进料口和一干泥出料口，所述污泥烘箱的顶端设置有第一管道，所述第一管道包括第一主管道和分支为两路的第一支管道以及第二支管道，所述第一支管道与所述污泥烘箱的底端连通，所述第二支管道穿过所述回收器，最终与所述回收处理装置连通，所述回收处理装置用于回收处理从所述第二支管道排出的冷凝水和尾气，所述多级加热装置的每一级包括一加热器和一蒸汽压缩机，各级所述加热器分层地设置在所述污泥烘箱内，所述污泥烘箱下部设置有微波加热装置，所述回收器的第一端连通设置有第二管道，第二端连通设置有第三管道，所述第二管道分支为多级，并分别与每一级所述加热器的入口连通，每个所述蒸汽压缩机设置在对应的所述第二管道的分支上，所述第三管道分支为多级，并分别与每一级所述加热器的出口连通，所述驱动控制装置用于驱动控制流体在管道内流动。

进一步地，所述污泥烘箱内设置有多层传动网带，所述污泥烘箱的顶端设置有一集气装置和一除尘装置。

进一步地，所述多级加热装置的级数与所述传动网带的层数相应设置。

进一步地，每级所述加热器均设置在对应的所述传动网带的底部。

进一步地，所述传动网带设置有四层，所述多级加热装置设置有三级。

进一步地，所述微波加热装置设置在最底层所述传动网带的顶部。

进一步地，所述回收处理装置包括气液分离器和尾气处理器，所述气液分离器连通地设置在所述第一支管道的末端，用于分离冷凝水和尾气，所述气液分离器上设置有一排气管和一排水管，所述尾气处理器通过所述排气管与所述气液分离器连通，所述尾气处理器用于对尾气进行处理后排放。

进一步地，所述尾气处理器的顶端设置有一喷淋装置，所述喷淋装置与一循环液管连通，所述循环液管的另一端设置在所述尾气处理器的底端，所述循环液管上设置有一循环泵。

进一步地，所述驱动控制装置包括一风机和一泄压阀，所述风机设置在所述第一主管道上，用于驱动扫吹后的蒸汽进入所述第一支管道和所述第二支管道，所述泄压阀设置在所述第三管道的主支上，用于对所述第三管道内的循环水泄压，使其低压流回至所述回收器内。

本实用新型的上述方案有如下的有益效果：

本实用新型利用了微波加热装置直接加热污泥，结合高温蒸汽直接吹扫污泥载湿，同质传热阻力小，传热效率高，显著缩减了传热面积和干化周期；同时，本实用新型利用了回收器回收载湿蒸汽的潜热，分级地导入污泥烘箱内进一步地烘干污泥，实现了系统的多效、短程传热，对污泥高效节能地干化减量；另外，本实用新型还具有设备投资小、运行成本低等的优势，具有良好的推广意义。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构及连接示意图。

【附图标记说明】

1-污泥烘箱；2-回收器；3-湿泥进料口；4-干泥出料口；5-第一主管道；6-第一支管道；7-第二支管道；8-第二管道；9-第三管道；10-加热器；11-蒸汽压缩机；12-传动网带；13-微波加热装置；14-集气装置；15-除尘装置；16-气液分离器；17-尾气处理器；18-排气管；19-排水管；20-喷淋装置；21-循环液管；22-循环泵；23-风机；24-泄压阀。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种多效短程传热干化系统，包括污泥烘箱1、多级加热装置、微波加热装置13、回收器2、回收处理装置以及驱动控制装置。在污泥烘箱1上设置湿泥进料口3和干泥出料口4，湿泥进料口3连通一污泥成型机，将成型的污泥导入污泥烘箱1内，干泥出料口4连通一无轴螺旋输送机或刮板提升机，并在干泥出料口4处做密封保温处理，通过无轴螺旋输送机或刮板提升机将已干化的污泥导出。

污泥烘箱1的顶端设置有第一管道，第一管道包括第一主管道5和分支为两路的第一支管道6以及第二支管道7，第一支管道6重新与污泥烘箱1的底端连通，第二支管道7穿过回收器2，最终与回收处理装置连通，回收处理装置用于回收处理从第二支管道7排出的冷凝水和尾气。

回收器2的第一端连通设置第二管道8，第二端连通设置第三管道9，第二管道8和第三管道9均分支为多级。多级加热装置的每一级包括一加热器10和一蒸汽压缩机11，其中加热器10分层地安装在污泥烘箱1内，每个加热器10的入口分别与第二管道8的其一分支连通，出口分别与第三管道9的其一分支连通。同时，蒸汽压缩机11设置在对应的第二管道8分支上，用于对第二管道8分支内的蒸汽压缩加热。

第一支管道6将温度为100℃的蒸汽从污泥烘箱1的底端导入并向上依次被加热并扫吹污泥，将污泥烘干带走水分，完成后已吸收水分的100℃载湿蒸汽在污泥烘箱1顶端聚集，并进入第一主管道5中。第一主管道5内的100℃载湿蒸汽通过第一支管道6和第二支管道7分流，一路由第一支管道6重新进入污泥烘箱1，并再次从污泥烘箱1的底端向上依次被加热并扫吹污泥，形成对污泥的循环干化，另一路由第二支管道7经过回收器2而被冷却，使得100℃的载湿蒸汽放热产生冷凝水和残留的尾气，最终进入回收处理装置被回收处理。

另一方面，回收器2内产生的95℃二次蒸汽通过第二管道8分支后导入各个蒸汽压缩机11内，由蒸汽压缩机11压缩加热后再进入各级加热器10中，对污泥烘箱1内的蒸汽进行加热。

在本实施例中，污泥烘箱1内设置有四层传动网带12，加热器10设置有三级，每级加热器10均设置在对应层的传动网带12底部。其中最上层的第一级蒸汽压缩机11将95℃二次蒸汽压缩加热至120℃，中层的第二级和下层的第三级蒸汽压缩机11将95℃二次蒸汽分别压缩加热至130℃和140℃。另外，最底层的传动网带12顶部还设置有一微波加热装置13，微波加热装置13对最底层的传动网带12上污泥直接加热，蒸发出的水分被蒸汽带走，其加热温度控制在140℃。因此湿泥在污泥烘箱1由各层传动网带12下落的过程中，在向上流动的高温蒸汽、各层的加热器10和底层的微波加热装置13共同加热烘干作用下完成干化，最终从干泥出料口4排出。并且在此过程中，由第一支管道6重新导入污泥烘箱1内的载湿蒸汽继续被微波加热装置13以及各层的加热器10加热，实现污泥持续干化。并且微波加热装置13在对湿污泥加热时也能产生一定量的蒸汽，因此系统启动时初始的蒸汽、运行时回收处理装置回收冷凝水和尾气后所缺的蒸汽均可通过微波加热装置直接补充，而不需要外接蒸汽补充装置，简化了整个系统。

压缩加热后的高温蒸汽在加热器10内与湿泥土换热后冷凝生成循环水，最终由第三管道9的各分支汇集至主支，再回流至回收器2。循环水与回收器2处第二支管道7内100℃载湿蒸汽完成换热过程，闪蒸产生95℃的二次蒸汽，并重新由第二管道8导入各级蒸汽压缩机11和加热器10，再次开始循环。其中，回收器2内的100℃载湿蒸汽走第二支管道7的管程，循环水及闪蒸的二次蒸汽走回收器2的壳程。

因此，本系统利用了微波加热装置13直接加热污泥，结合高温蒸汽直接扫吹污泥载湿，同质传热阻力小，传热效率高，显著缩减了传热面积和干化周期；同时，本系统利用了回收器2回收载湿蒸汽的潜热，分级地导入污泥烘箱1内进一步地烘干污泥，实现了系统的多效、短程传热，对污泥高效节能地干化减量。

进一步地，污泥烘箱1内设置的相邻传动网带12之间的运动方向相反，使得高温蒸汽在污泥烘箱1内流动的距离和与污泥接触的面积更大，烘干效果更佳。另外，污泥烘箱1的顶端设置有一集气装置14和一除尘装置15，集气装置14将吸湿后的蒸汽汇集在污泥烘箱1的顶端位置，通过板式除尘器或布袋除尘器等除尘装置将细小污泥颗粒去除，尽量防止颗粒进入第一主管道5内。

进一步地，回收处理装置包括气液分离器16和尾气处理器17，气液分离器16连通地设置在第二支管道7的末端，用于分离100℃载湿蒸汽换热后生成的冷凝水和尾气。在气液分离器16上设置一排气管18和一排水管19，冷凝水通过排水管19直接排出系统，尾气通过排气管18导入尾气处理器17进行后续处理。

进一步地，尾气处理器17的顶端设置有一喷淋装置20，喷淋装置20与一循环液管21连通，循环液管21的另一端设置在尾气处理器17的底端，且循环液管21上设置有一循环泵22。尾气处理器17通过循环喷淋的方式将酸或碱等清洗吸附溶液与尾气充分混合，将尾气洗涤达标后直接排放。

进一步地，驱动控制装置包括一风机23和一泄压阀24，风机23设置在第一主管道5上，用于驱动扫吹后的100℃载湿蒸汽进入第一支管道6和第二支管道7，泄压阀24设置在第三管道9的主支上，用于对加热器10内高温蒸汽换热后冷凝并汇集至第三管道9内的循环水泄压，使其低压流回至回收器2内。

例如，某污泥干化项目日处理200吨、含水率80％污泥，出泥含水率30％，经核算，采用现有的热泵低温干化技术，耗电量为266kwh/吨湿泥，电费按0.75元/度计，直接处理成本为199.5元/吨湿泥。本实用新型采用污泥分级多效短程加热并结合蒸汽压缩技术回收能量，经核算，耗电量为140kwh/吨湿泥，蒸汽耗量为0.2吨/吨湿泥，电费按0.75元/度计，蒸汽价格按200元/吨计，直接处理成本为145元/吨湿泥左右，年节约运行成本359.7万(年运行330天计)，节能及降本显著。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种多效短程传热干化系统，其特征在于，包括污泥烘箱、多级加热装置、微波加热装置、回收器、回收处理装置以及驱动控制装置，所述污泥烘箱上设置有一湿泥进料口和一干泥出料口，所述污泥烘箱的顶端设置有第一管道，所述第一管道包括第一主管道和分支为两路的第一支管道以及第二支管道，所述第一支管道与所述污泥烘箱的底端连通，所述第二支管道穿过所述回收器，最终与所述回收处理装置连通，所述回收处理装置用于回收处理从所述第二支管道排出的冷凝水和尾气，所述多级加热装置的每一级包括一加热器和一蒸汽压缩机，各级所述加热器分层地设置在所述污泥烘箱内，所述污泥烘箱下部设置有微波加热装置，所述回收器的第一端连通设置有第二管道，第二端连通设置有第三管道，所述第二管道分支为多级，并分别与每一级所述加热器的入口连通，每个所述蒸汽压缩机设置在对应的所述第二管道的分支上，所述第三管道分支为多级，并分别与每一级所述加热器的出口连通，所述驱动控制装置用于驱动控制流体在管道内流动。

2.根据权利要求1所述的多效短程传热干化系统，其特征在于，所述污泥烘箱内设置有多层传动网带，所述污泥烘箱的顶端设置有一集气装置和一除尘装置。

3.根据权利要求2所述的多效短程传热干化系统，其特征在于，所述多级加热装置的级数与所述传动网带的层数相应设置。

4.根据权利要求3所述的多效短程传热干化系统，其特征在于，每级所述加热器均设置在对应的所述传动网带的底部。

5.根据权利要求4所述的多效短程传热干化系统，其特征在于，所述传动网带设置有四层，所述多级加热装置设置有三级。

6.根据权利要求2所述的多效短程传热干化系统，其特征在于，所述微波加热装置设置在最底层所述传动网带的顶部。

7.根据权利要求1所述的多效短程传热干化系统，其特征在于，所述回收处理装置包括气液分离器和尾气处理器，所述气液分离器连通地设置在所述第一支管道的末端，用于分离冷凝水和尾气，所述气液分离器上设置有一排气管和一排水管，所述尾气处理器通过所述排气管与所述气液分离器连通，所述尾气处理器用于对尾气进行处理后排放。

8.根据权利要求7所述的多效短程传热干化系统，其特征在于，所述尾气处理器的顶端设置有一喷淋装置，所述喷淋装置与一循环液管连通，所述循环液管的另一端设置在所述尾气处理器的底端，所述循环液管上设置有一循环泵。

9.根据权利要求1所述的多效短程传热干化系统，其特征在于，所述驱动控制装置包括一风机和一泄压阀，所述风机设置在所述第一主管道上，用于驱动扫吹后的蒸汽进入所述第一支管道和所述第二支管道，所述泄压阀设置在所述第三管道的主支上，用于对所述第三管道内的循环水泄压，使其低压流回至所述回收器内。

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