CN213680334U - 一种污泥干化制粒系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及污泥回收处理领域，公开了一种污泥干化制粒系统，用于对污泥进行干化处理后加工成颗粒状，包括干化装置，将污泥中的水加热蒸发；二相分离装置，与干化装置连接，使加热后的污泥进入二相分离装置进行气固分离；制粒装置，与二相分离装置连接，使分离出的污泥被压缩成颗粒。本申请中污泥在干化装置中被加热使其中的水转变为气态的水蒸气，在二相分离装置中易于分离，使污泥更容易被干化，同时，制粒装置对失水的污泥进行压缩制粒，便于在后续的焚烧处理中均匀燃烧，充分利用能源。

Description

一种污泥干化制粒系统

技术领域

本申请涉及污泥回收处理领域，具体涉及一种污泥干化制粒系统。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市工业废水与生活污水的排放量日益增多，城市污水处理后会产生大量污泥，如果污泥处理不当，依然会对环境造成危害。污泥的处置一般包括浓缩、机械脱水、干化和焚烧四个阶段，其中污泥干化是使得污泥中含水量降低幅度最大的一个步骤，污泥干化后的产物中包含大量的碳等可燃物，混合其他燃料进行燃烧，可以在使用更少燃料的情况下产生相同的热量。现有的污泥干化中存在污泥在干化过程中粘结在装置上造成设备堵塞以及干化处理效率低等问题，且污泥干化后直接被用于焚烧容易因为形状不规则，粉尘含量高等原因导致焚烧不充分和二次污染等问题。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的污泥干化效果差和后续处理不当等问题，本申请提供一种污泥干化制粒系统。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种污泥干化制粒系统，用于对污泥进行干化处理后加工成颗粒状，包括干化装置，将污泥中的水加热蒸发；二相分离装置，与干化装置连接，使加热后的污泥进入二相分离装置进行气固分离；制粒装置，与二相分离装置连接，使分离出的污泥被压缩成颗粒。

污泥中水的存在形式主要是自由水、与固体颗粒结合的间隙水和表层水，污泥干化技术按照加热方式可分为自然干化、辐射干化、直接热干化和间接热干化，干化原理均是通过介质将热量传递到污泥将污泥中的水分蒸发，完成干燥过程。本申请利用干化装置将污泥中混合水分蒸发，由于污泥失水后会产生大量粉末状和块状污泥，若直接从干化装置回收干化后的污泥，其中会混合有大量水蒸气，直接回收水蒸气，其中也会混合大量粉末状干化产物，容易损坏设备，因此，本申请中将二相分离装置连接到干化装置的排出口，污泥加热后形成的水蒸气、含水量较低的污泥以及少量有害气体等全部在二相分离装置中进行气固分离，最终分离出的低含水量污泥被制粒装置压缩成型转变为颗粒状。制粒成型后的污泥便于作为燃料被再次利用，且在本申请中，由于污泥干化过程中需要大量热能，可以将干化后的污泥焚烧为污泥干化提供一部分能量，减少污泥回收处理过程中的能量消耗和回收成本。

进一步的，所述干化装置包括内筒、设置在内筒内的转子，以及套设在内筒外的外筒；所述外筒连接有循环加热机构，向内筒与外筒之间的腔室中循环通入高温的热媒，所述内筒连通设有用于使污泥进入和排出的污泥通道。

本方案是采用间接热干化的方法，通过内筒使热媒与污泥之间交换热量，使污泥中的自由水、与固体颗粒结合的间隙水和表层水被加热转换为气态，从而与固态物质分离。热媒作为热能的载体需要具备一定的热转换效率使其容易被加热，以及具备蓄热能力使之能保存热能直至从被加热处输送到内筒与外筒之间的腔室中，本申请中的热媒可选择水、导热油或蒸汽等材料。

进一步的，所述制粒装置包括筒体、设置在筒体内的挤压辊，以及设置在筒体出料端的成型板。

进一步的，所述筒体直径向靠近成型板一端直径减小，所述挤压辊为与筒体直径相适应的变径螺旋轴。在制粒装置中受挤压辊的传送作用向成型板所在的一端逐渐靠近，由于筒体的直径逐渐减小，使得污泥受到挤压，在成型板的作用下，污泥从筒体经过成型板排出时，形成与成型板的孔相适应的颗粒。

进一步的，所述二相分离装置为旋风分离器。

值得说明的是，本申请所提供的干化装置适用于对含水率低于60％的污泥进行干化处理，含水率高于60％的污泥具有较高的粘结性，在进入干化装置后容易粘结在转动机构和干化仓的内壁上，造成设备无法正常运转。经本申请处理后的污泥含水率低于30％，低于30％含水率的污泥呈分散状，微观上呈现出粉状和块状，因此能够在旋风分离器中，被较为彻底地与水蒸气分离，且污泥向旋风分离器的底部运动沉淀。此外，含水率低于30％的污泥便于在后续处理中被作为燃料焚烧。

进一步的，所述循环加热机构包括用于对热媒进行加热的加热部，连接加热部与外筒使热媒进入内筒与外筒之间腔室的导热管，以及连接外筒与加热部使热媒回流至加热部的回流管。

进一步的，所述污泥通道包括进泥管和排泥管，所述进泥管和排泥管的轴线沿内筒的切线方向设置。进泥管和排泥管的轴线沿内筒的切线方向设置，结合内筒的圆筒状结构，污泥通过进泥管进入干化仓时，会沿内筒的切向进入，使污泥具有进行螺旋状运动的初始条件，相比于污泥从径向进入的方式，改善了污泥在内筒前端堆积的情况，同时减少转子转动的阻力。

进一步的，所述转子包括转轴以及可拆卸设置在转轴上的叶片，所述转轴带动叶片转动使靠近转轴的污泥向内筒壁运动并将污泥向排泥管一端推动。

叶片转动时，一方面转动这一动作本身导致的靠近中心的污泥离心向内筒的内壁方向运动，且粘附在内壁上的污泥由于内壁的高温，干化速率更快，这也是本申请中大多数污泥含水率降低的主要途径；另一方面这种形状的叶片在转动时能加速内筒中气体朝某一方向的流速，如图中的转轴应逆时针转动，加速内筒中的气体带动质量较轻的固体向右端运动，不仅推动污泥的移动，而且达到了翻动污泥使之均匀加热的目的；最后，叶片距离转轴的最远端与内筒内壁间的间隙较小，当叶片转动时接触到粘结在内壁上的污泥时，能将污泥刮下避免粘结的同时带动污泥沿叶片表面向后运动。

进一步的，所述热媒为导热油。

本申请的有益效果是：

(1)本申请中污泥在干化装置中被加热使其中的水转变为气态的水蒸气，在二相分离装置中易于分离，使污泥更容易被干化，同时，制粒装置对失水的污泥进行压缩制粒，便于在后续的焚烧处理中均匀燃烧，充分利用能源。

(2)本申请通过在内筒中设置的转子，使其中的污泥向内筒的内壁靠近以得到更高温的加热，且转子能将内壁上粘附的污泥刮下，使其向排出污泥的一端运动，运动过程中受转子的作用受到翻动，使之受到更均匀充分的加热，以得到含水量较低的污泥。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的整体结构正视图；

图2是本申请的整体结构透视图；

图3是本申请中干化装置内部结构的示意图；

图4是本申请中干化装置的结构示意图；

图5是本申请中转子、内筒和外筒的布局示意图；

图6是本申请中转子的结构示意图；

图中：1-干化装置；2-二相分离装置；3-制粒装置；4-内筒；5-外筒；6-导热管；7-回流管；8-筒体；9-变径螺旋轴；10-成型板；11-进泥管；12-排泥管；13-转轴；14-叶片。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

如图1所示的一种污泥干化制粒系统，用于对污泥进行干化处理后加工成颗粒状，包括干化装置1，将污泥中的水加热蒸发；二相分离装置2，与干化装置1连接，使加热后的污泥进入二相分离装置2进行气固分离；制粒装置3，与二相分离装置2连接，使分离出的污泥被压缩成颗粒。

工作原理如下：

污泥在干化装置1中被加热，使污泥中水在高温条件下转变为水蒸气，相比于固液分离，水转换为水蒸气之后的气固分离更为容易。因此，污泥从干化装置1进入二相分离装置2时，其中主要包含有含水率极低的固态污泥、水蒸气和污泥被加热产生的废气，二相分离装置2对其中的固体和气体进行分离，最终含水率低且具有一定重量的污泥进入制粒装置3，制粒装置3对其进行压缩成型，形成具有一定体积和形状颗粒物。最终，干化后的污泥颗粒可被用作燃料被焚烧产生新的能量。

值得说明的是，本申请中的二相分离装置2主要用于分离气体和固态物质，两只物质的密度和质量相差巨大，优选结构简单且分离效果好的旋风分离器作为本申请中的二相分离装置2。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，进行了进一步的优化与限定。

如图2所示，所述干化装置1包括内筒4、设置在内筒4内的转子，以及套设在内筒4外的外筒5；所述外筒5连接有循环加热机构，向内筒4与外筒5之间的腔室中循环通入高温的热媒，所述内筒4连通设有用于使污泥进入和排出的污泥通道。

工作原理如下：

污泥通过污泥通道进入内筒4中，内筒4外套设的外筒5使内筒4与外筒5之间形成密闭腔室，通过循环加热机构向该腔室中注入高温的热媒，使得内筒4的内壁被加热，为内筒4内部的空间营造高温环境，是其中的污泥升温，污泥中的水向气态转变。更为重要的是，内筒4中设置有转子，转子使污泥在内筒4中运动，受到更均匀更充分的加热，从而污泥中存在的不同状态的水均向水蒸气的状态转变。

实施例3：

本实施例在实施例1或2任一项的基础上，对制粒装置3进行了进一步的优化与限定。

如图2-3所示，所述制粒装置3包括筒体8、设置在筒体8内的挤压辊，以及设置在筒体8出料端的成型板10。所述筒体8直径向靠近成型板10一端直径减小，所述挤压辊为与筒体8直径相适应的变径螺旋轴9。

使用时，经过二相分离器后进入制粒装置3的污泥的含水率极低，污泥呈粉末状或块状，在制粒装置3中受挤压辊的传送作用向成型板10所在的一端逐渐靠近，由于筒体8的直径逐渐减小，使得污泥受到挤压，在成型板10的作用下，污泥从筒体8经过成型板10排出时，形成与成型板10的孔相适应的颗粒。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，进行了进一步的优化与限定。

所述循环加热机构包括用于对热媒进行加热的加热部，连接加热部与外筒5使热媒进入内筒4与外筒5之间腔室的导热管6，以及连接外筒5与加热部使热媒回流至加热部的回流管7。所述热媒为导热油。

本实施例对循环加热机构进行了进一步的优化，使得热媒如导热油等在加热部被升温到高温状态后，通过导热管6进入内筒4与外筒5之间的密闭腔室中，随着导热油与内筒4和内筒4内部物质之间的不断产生的热交换，导热油的温度开始下降，在干化装置1的尾端即靠近排出污泥一端的位置处，将导热油通过回流管7回流至加热部进行再加热。

值得说明的是，如图2所示的导热管6和回流管7的布局，污泥在干化装置1中从左到右运动，导热管6设置在靠左的位置，回流管7设置在靠右的位置，使导热油随污泥的运动规律，从左向右流动。此外，导热管5的数量可以设置多个，一方面适应干化装置的长度，另一方面可以在内筒与外筒之间的腔室中设置隔板将其分隔成为多段式结构，每一段腔室中通入不同温度的导热油，具体的，靠近进泥端的导热油温度较低，是污泥进入干化仓后，先受到预热处理，避免温度骤升导致污泥收缩，再经历高温蒸发的处理，使得污泥的干化效果更好。

所述污泥通道包括进泥管11和排泥管12，本申请的优选方案是将所述进泥管11和排泥管12的轴线沿内筒4的切线方向设置，结合内筒4的圆筒状结构，污泥通过进泥管11进入干化仓时，会沿内筒4的切向进入，使污泥具有进行螺旋状运动的初始条件，相比于污泥从径向进入的方式，改善了污泥在内筒4前端堆积的情况，同时减少转子转动的阻力。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，对转子进行了进一步的优化与限定。

如图所示，所述转子包括转轴13以及可拆卸设置在转轴13上的叶片14，所述转轴13带动叶片14转动使靠近转轴13的污泥向内筒4壁运动并将污泥向排泥管12一端推动。

转子实现其功能主要依赖于叶片14的形状，本申请中的叶片14如图所示，表面为弧面型且向排出污泥的一端扭转，使得转轴13带动均匀分布在转轴13上的叶片14转动时，一方面转动这一动作本身导致的靠近中心的污泥离心向内筒4的内壁方向即温度更高的区域运动，且粘附在内壁上的污泥由于内壁的高温，干化速率更快，这也是本申请中大多数污泥含水率降低的主要途径；另一方面这种形状的叶片14在转动时能加速内筒4中气体朝某一方向的流速，如图中的转轴13应逆时针转动，加速内筒4中的气体带动质量较轻的固体向右端运动，不仅推动污泥的移动，而且达到了翻动污泥使之均匀加热的目的；最后，叶片14距离转轴13的最远端与内筒4内壁间的间隙较小，当叶片14转动时接触到粘结在内壁上的污泥时，能将污泥刮下避免粘结的同时带动污泥沿叶片14表面向后运动。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种污泥干化制粒系统，用于对污泥进行干化处理后加工成颗粒状，其特征在于：包括干化装置(1)，将污泥中的水加热蒸发；

二相分离装置(2)，与干化装置(1)连接，使加热后的污泥进入二相分离装置(2)进行气固分离；

制粒装置(3)，与二相分离装置(2)连接，使分离出的污泥被压缩成颗粒；

所述干化装置(1)包括内筒(4)、设置在内筒(4)内的转子，以及套设在内筒(4)外的外筒(5)；

所述外筒(5)连接有循环加热机构，向内筒(4)与外筒(5)之间的腔室中循环通入高温的热媒，所述内筒(4)连通设有用于使污泥进入和排出的污泥通道；

所述制粒装置(3)包括筒体(8)、设置在筒体(8)内的挤压辊，以及设置在筒体(8)出料端的成型板(10)。

2.根据权利要求1所述的一种污泥干化制粒系统，其特征在于：所述筒体(8)直径向靠近成型板(10)一端直径减小，所述挤压辊为与筒体(8)直径相适应的变径螺旋轴(9)。

3.根据权利要求1所述的一种污泥干化制粒系统，其特征在于：所述二相分离装置(2)为旋风分离器。

4.根据权利要求1所述的一种污泥干化制粒系统，其特征在于：所述循环加热机构包括用于对热媒进行加热的加热部，连接加热部与外筒(5)使热媒进入内筒(4)与外筒(5)之间腔室的导热管(6)，以及连接外筒(5)与加热部使热媒回流至加热部的回流管(7)。

5.根据权利要求4所述的一种污泥干化制粒系统，其特征在于：所述污泥通道包括进泥管(11)和排泥管(12)，所述进泥管(11)和排泥管(12)的轴线沿内筒(4)的切线方向设置。

6.根据权利要求5所述的一种污泥干化制粒系统，其特征在于：所述转子包括转轴(13)以及可拆卸设置在转轴(13)上的叶片(14)，所述转轴(13)带动叶片(14)转动使靠近转轴(13)的污泥向内筒(4)壁运动并将污泥向排泥管(12)一端推动。

7.根据权利要求4-6任一项所述的一种污泥干化制粒系统，其特征在于：所述热媒为导热油。

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