CN216273707U - 一种污泥热干化设备和污泥处理系统 - Google Patents

Abstract

涉及市政污泥和工业污泥脱水减量化技术领域，本申请提供了一种污泥热干化设备和污泥处理系统，其特征在于，包括外壳，所述外壳包括干化输送腔；以及，螺旋轴，所述螺旋轴转动安装于所述干化输送腔；所述螺旋轴包括对应设置的左旋轴以及右旋轴；包括两个驱动件，两个所述驱动件分别驱动所述左旋轴和所述右旋轴转动；相比于现有技术中的单根螺旋轴的结构而言，双轴的传热面积更大，从而使传热效率更高；同时，双轴能够使物料能够受到更加强烈的剪切，这样也能够提升所述螺旋轴与所述物料间的传热效率；所述左旋轴以及右旋轴分别由一个驱动件单独控制，从而使所述左旋轴以及右旋轴能够以不同的转速旋转，进一步提高了两根所述螺旋轴对于物料的剪切力度。

Description

一种污泥热干化设备和污泥处理系统

技术领域

本申请涉及市政污泥和工业污泥(造纸、印染、电镀、化工、制药、油田等)脱水减量化技术领域，尤其涉及一种污泥热干化设备和污泥处理系统。

背景技术

污泥热干化技术是利用热能通过热传导方式将污泥中水分快速蒸发的一种工艺。现有的污泥热干化设备主要有螺旋干化机、桨叶干化机、流化床干化机、带式干化机、转鼓式干化机、太阳能干化机和超圆盘干化机等。其中，螺旋干化机和桨叶干化机是以热传导方式间接加热物料使其内的水分蒸发，常于干燥粒度细、水分大、粘度高的细粒级物料。

螺旋干化机均采用单轴形式，传热介质在螺旋搅拌轴的流道内流动，从而加热所述螺旋搅拌轴，物料在热干化机的外壳内被螺旋搅拌轴推移和搅混的同时也接收螺旋搅拌轴传导来的热量而被加热干燥。但在现有技术中，螺旋搅拌轴存在传热面积小、传热效率不高、运行阻力大的问题，粘性较大的物料在干化过程中容易发生板结，影响设备的干化效率和影响设备的连续运行。

实用新型内容

本申请提供了一种污泥热干化设备，以解决现有技术中的热干化设备传热效率不高的问题。承前启后

本申请提供一种所述一种污泥热干化设备，包括：

外壳，所述外壳包括干化输送腔；以及

螺旋轴，所述螺旋轴位于所述干化输送腔内；所述螺旋轴的一端转动安装于所述外壳上；所述螺旋轴包括相对设置的左旋轴以及右旋轴；所述污泥热干化设备还设有两个驱动件，两个所述驱动件分别驱动所述左旋轴和所述右旋轴的转动。

优选的，所述驱动件为电机，包括驱动所述左旋轴转动的第一电机和驱动所述右旋轴转动的第二电机；所述污泥热干化设备包括控制器、第一变频器以及第二变频器，所述控制器通过第一变频器控制所述第一电机31；所述控制器通过所述第二变频器控制所述第二电机 32。

优选的，所述螺旋轴包括轴体和设于所述轴体外表面的螺旋形的旋叶；所述轴体内包括第一通道；所述旋叶内包括第二通道，所述第二通道与所述第一通道连通；所述第一通道和所述第二通道用于流通热源。

优选的，所述旋叶为连续的螺旋型结构。

优选的，所述外壳的外壁上设置有进料口、出料口、废气口以及载气口；所述进料口、出料口、废气口以及载气口均与所述干化输送腔连通；所述进料口与进料管道连接；所述出料口与出料管道连接；所述进料管道和所述出料管道均安装有锁气阀；所述废气口开设于所述外壳的顶部的中间位置。

一种污泥处理系统，包括，

所述的污泥热干化设备；

进料设备，所述进料设备与所述污泥热干化设备的进料口之间通过进料管道连通，所述进料设备用于将物料输送至所述干化输送腔；

出料设备，所述出料设备与所述污泥热干化设备的出料口之间通过出料管道连通，所述干化输送腔内的物料通过所述出料设备排出；

冷凝处理设备，所述冷凝处理设备与所述污泥热干化设备的废气口通过第一废气管道连通，所述冷凝处理设备用于处理通过所述废气口排出的废气。

优选的，所述进料设备和出料设备为皮带输送机、刮板输送机、螺旋输送机或螺杆泵输送设备中一种或多种组合。

优选的，所述冷凝处理设备包括：

水罐，所述水罐内盛有水溶液；所述废气通过所述水罐，水罐内的水溶液对所述废气进行降温；并溶解废气中的有毒物质；

冷凝换热装置，所述冷凝换热装置内通有冷凝剂，以对所述废气进行冷凝，以除去废气中的水分和有机物；

第一除雾装置，所述第一除雾装置为折流板除雾器，用于除去所述废气中夹带的液沫；

第二除雾装置，所述第二除雾装置为旋风除雾器，进一步除去所述废气中夹带的液沫；

动力装置，所述动力装置为离心风机，其作用是为所述废气的流通提供动力。

优选的，所述冷凝换热装置包括初级冷凝换热器和深度冷凝换热器，所述初级冷凝换热器内的冷却剂为30℃±5℃的循环冷却水；所述深度冷凝换热器内的冷却剂为5℃±1℃的防冻液。

优选的，所述初级冷凝换热器为管壳式换热器，和/或板式换热器。

优选的，所述折流板除雾器的折流板间隙为5～10mm。

优选的，所述水罐、初级冷凝换热器、折流板除雾器、深度冷凝换热器以及旋风除雾器通过管道依次连接；所述旋风除雾器还包括排污罐，用于收集所述废气中被所述旋风除雾器拦截的颗粒物。

优选的，所述旋风除雾器的通过第二废气管道与外界连通；所述旋风除雾器还通过第三废气管道与所述污泥热干化设备的载气口连通。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

所述污泥热干化设备包括用于搅拌以及推动物料的左旋轴以及右旋轴，相比于现有技术中的单根螺旋轴的结构而言，双轴的传热面积更大，从而使传热效率更高；同时，在本申请的双轴体系中，由于所述左旋轴和所述右旋轴相向旋转，从而将周围的物料推向所述左旋轴和所述右旋轴之间的位置，从而使物料能够受到更加强烈的剪切，这样也能够提升所述螺旋轴与所述物料间的传热效率；所述左旋轴以及右旋轴分别由一个驱动件单独控制，从而使所述左旋轴以及右旋轴能够以不同的转速旋转，进一步提高了两根所述螺旋轴对于物料的剪切力度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的污泥处理系统的设备图。

图2为本申请提供的污泥热干化设备的螺旋轴的结构图。

图3为本申请提供的污泥热干化设备的螺旋轴的控制示意图。

1、外壳；11、干化输送腔；12、废气口；13、进料口；14、出料口；15、载气口；2、螺旋轴；21、轴体；22、旋叶；23、热源进口；24、热源出口；3、驱动件；31、第一电机；32、第二电机；4、进料设备；5、出料设备；6、锁气阀；7、冷凝处理设备；71、水罐；72、冷凝换热器；73、折流板除雾器；74、深度冷凝换热器；75、冷水机组；76、排污罐；77、旋风除雾器；78、循环冷却水机组；79、离心风机；8、进料管道；9、出料管道； 101、第一废气管道；102、第二废气管道；103、第三废气管道；A、左旋轴；B、右旋轴。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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的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。

在现有技术中，螺旋干化机均采用单轴形式，传热介质在螺旋搅拌轴的流道内流动，从而加热所述螺旋搅拌轴，物料在热干化机的外壳内被螺旋搅拌轴推移和搅混的同时也接收螺旋搅拌轴传导来的热量而被加热干燥。但在现有技术中，螺旋搅拌轴存在传热面积小、传热效率不高、运行阻力大的问题，粘性较大的物料在干化过程中容易发生板结，影响设备的干化效率和影响设备的连续运行。

为了解决上述技术问题，本申请提供一种污泥热干化设备，所述污泥热干化设备包括用于搅拌以及推动物料的左旋轴以及右旋轴，相比于现有技术中的单根螺旋轴的结构而言，其具有如下几个方面的优势：

在第一方面，双轴的传热面积更大，从而使传热效率更高；

在第二方面，在本申请的双轴体系中，由于所述左旋轴和所述右旋轴相向旋转，从而将周围的物料推向所述左旋轴和所述右旋轴之间的位置，使物料能够受到更加强烈的剪切，能够提升所述螺旋轴与所述物料间的传热效率；

在第三方面，所述左旋轴以及右旋轴分别由一个驱动件单独控制，从而使所述左旋轴以及右旋轴能够以不同的转速旋转，进一步提高了两根所述螺旋轴对于物料的剪切力度，这样也能够提升所述螺旋轴与所述物料间的传热效率。

具体的，请参阅图1，所述图1为本申请提供的污泥处理系统的设备图。

本申请提供的污泥热干化设备，包括外壳1，所述外壳1包括干化输送腔11；以及，

螺旋轴2，所述螺旋轴2位于所述干化输送腔11内；所述螺旋轴2的一端转动安装于所述外壳1上；所述螺旋轴2包括对应设置的左旋轴A及右旋轴B；所述污泥干化设备还包括两个驱动件3，两个所述驱动件3分别驱动所述左旋轴A和所述右旋轴B转动。所述驱动件3可以为电机或旋转气缸或者其它能够驱动所述螺旋轴2转动的装置或装置组合；所述驱动件3可以安装于所述外壳1的外部；所述驱动件3与所述螺旋轴2之间可以通过传动部件传动连接；所述外壳1设置有与所述干化输送腔11连通的进料口13、出料口14、废气口12以及载气口15；所述废气口12开设于所述外壳1的顶部的中间位置。

在一个实施例中，所述驱动件3优选为电机，包括驱动所述左旋轴A转动的第一电机31 和驱动所述右旋轴B转动的第二电机32；作业时，所述第一电机31和所述第二电机32设置不同转速，实现两个所述螺旋轴2的差速转动；具体的，参考图3，所述污泥热干化设备包括控制器、第一变频器以及第二变频器，所述控制器通过第一变频器控制所述第一电机31；所述控制器通过所述第二变频器控制所述第二电机32；设置所述差速转动的目的在于，通过所述差速转动增强其对所述干化输送腔11内的污泥(或者其它废物)的剪切作用；所述电机的变频范围优选为5～50Hz。

所述螺旋轴2包括轴体21和设于所述轴体21外表面的螺旋形的旋叶22；为了增加热源与所述螺旋轴2的换热面积，所述轴体21内包括第一通道(图中未显示)；所述旋叶22内包括第二通道(图中未显示)，所述第二通道与所述第一通道连通；所述第一通道和所述第二通道用于流通热源；传统的螺旋轴2只有轴体内设有用于换热的通道，本申请中，所述轴体21 和所述旋叶22内均设置有用于换热的通道，使热源与所述螺旋轴2间的换热面积更大，并且具有更高的换热效率。

所述螺旋轴2的一端设有与所述第一通道连通的输气管，所述输气管上包括热源进口23 和热源出口24；所述螺旋轴2的另一端与所述电机传动连接；所述热源进口23和热源出口24 采用旋转接头。为了提高输送的速率，所述旋叶22为连续的螺旋型结构，相比于现有技术中的不连续的旋叶，连续旋叶在相同面积下长度更短，使具有一定面积的螺旋轴2能够设计得更短，有利于节省空间；减小了运行功率，延长了设备维保时间；同时其换热面积也更大，有利于提高换热效率。

进一步的，为了方便所述左旋轴A以及右旋轴B的清理，所述左旋轴A的旋叶22和所述右旋轴B的旋叶22相啮合；在所述左旋轴A和所述右旋轴B差速转动时，所述左旋轴A的旋叶22 能够将所述右旋轴B表面的板结的污泥刮除，所述右旋轴B的旋叶22能够将所述左旋轴A表面的板结的污泥刮除。

所述外壳1的外壁上设置有进料口13、出料口14、废气口12以及载气口15；所述进料口 13、出料口14、废气口12以及载气口15均与所述干化输送腔11连通；所述进料口13与进料管道8连接；所述出料口14与出料管道9连接；所述废气口12开设于所述外壳1的顶部的中间位置；为了保证干化输送腔11内产生的废气不通过所述进料口13和所述出料口14排出，所述进料管道8和所述出料管道9均安装有锁气阀6；锁气阀6内通过旋转内部转子将污泥定量输送至所述干化输送腔11内。锁气阀6使污泥进入干化输送腔11的同时能保证干化输送腔11内产生的废气与外界大气相对密闭，保持干化输送腔114内的处于负压状态。

本申请还提供一种污泥处理系统，包括，

所述的污泥热干化设备；

进料设备4，所述进料设备4与所述污泥热干化设备的进料口13之间通过进料管道8连通；所述进料设备4用于将物料输送至所述干化输送腔11；

出料设备5，所述出料设备5与所述污泥热干化设备的出料口14之间通过出料管道9连通，所述干化输送腔11内的物料通过所述出料设备5排出；

冷凝处理设备7，所述冷凝处理设备7与所述污泥热干化设备的废气口12通过第一废气管道101连通，所述冷凝处理设备7用于处理通过所述废气口12排出的废气；所述废气包括从污泥内蒸发出的水分以及由于污泥受热而产生的有毒化学物质。

所述进料设备4和出料设备5为皮带输送机、刮板输送机、螺旋输送机或螺杆泵输送设备中一种或多种组合；应当理解的是，所述进料设备4和所述出料设备5还可以为其它类型的输送机构；在一个优选的实施例中，所述进料设备4和所述出料设备5为所述螺旋输送机；所述进料设备4和所述出料设备5分别与所述进料口13和所述出料口14通过管道连通；所述管道设有所述锁气阀6。

所述冷凝处理设备7包括：

水罐71，所述废气通过所述水罐71，其含有一些有毒物质会溶解于所述水罐71内盛有的水溶液中；

冷凝换热装置，所述冷凝换热装置内通有冷凝剂，以对所述废气进行冷凝，以除去废气中的水分和有机物；所述折流板除雾器73内包括折流板；废弃经过折流板除雾器73后，小液滴在折流板之间发生碰撞形成大液滴，大液体通过折流板排出，从而实现除去废弃中的液体；所述折流板除雾器73内折流板间隙控制在5～10mm。

第一除雾装置，所述第一除雾装置为折流板除雾器73，用于除去所述废气中夹带的液沫；

第二除雾装置，所述第二除雾装置为旋风除雾器77，用于进一步除去所述废气中夹带的液沫；

动力装置，所述动力装置为离心风机79，所述动力装置为所述废气流通提供动力。

在一个实施例中，所述冷凝换热装置包括初级冷凝换热器72和深度冷凝换热器74，所述初级冷凝换热器72与循环冷却水机组78通过管道连接，所述循环冷却水机组78为所述初级冷凝换热器72提供30℃±5℃的循环冷却水；进一步的，所述初级冷凝换热器72为管壳式换热器或板式换热器一种或多种组合；所述初级冷凝换热器72还可以是其它的换热装置。所述深度冷凝换热器74与冷水机组75通过管道连接，所述冷水机组75向所述深度冷凝换热器74 输送温度为5℃±1℃的防冻液。

在一个实施例中，所述水罐71的进气口通过管道连接所述污泥热干化设备的废气口12；所述冷凝处理设备7还包括排污罐76，所述排污罐76还设有排污管，所述旋风除雾器77连通所述排污罐76；所述废气依次通过所述水罐71、初级冷凝换热器72、折流板除雾器73、深度冷凝换热器74、旋风除雾器77以排出到外界；进一步的，所述旋风除雾器77的通过第二废气管道102与外界连通，将一部分处理后的废弃排到外界；所述旋风除雾器77还通过第三废气管道103与所述污泥热干化设备的载气口15连通，另一部分废气通过第三废气管道103重新进入所述污泥热干化设备作为载气体使用，这部分废气，由于其具有很低的含水量，可迅速将热干化设备内部的水气带出，防止水气在干化设备内重新冷凝。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种污泥热干化设备，其特征在于，包括：

外壳(1)，所述外壳(1)包括干化输送腔(11)；以及

螺旋轴(2)，所述螺旋轴(2)位于所述干化输送腔(11)内；所述螺旋轴(2)的一端转动安装于所述外壳(1)上；所述螺旋轴(2)包括相对设置的左旋轴(A)以及右旋轴(B)；所述污泥热干化设备还设有两个驱动件(3)，两个所述驱动件(3)分别驱动所述左旋轴(A)和所述右旋轴(B)的转动。

2.根据权利要求1所述的污泥热干化设备，其特征在于，所述驱动件(3)为电机，包括驱动所述左旋轴(A)转动的第一电机(31)和驱动所述右旋轴(B)转动的第二电机(32)；所述污泥热干化设备包括控制器、第一变频器以及第二变频器，所述控制器通过第一变频器控制所述第一电机(31)；所述控制器通过所述第二变频器控制所述第二电机(32)。

3.根据权利要求1所述的污泥热干化设备，其特征在于，所述螺旋轴(2)包括轴体(21)和设于所述轴体(21)外表面的螺旋形的旋叶(22)；所述轴体(21)内包括第一通道；所述旋叶(22)内包括第二通道，所述第二通道与所述第一通道连通；所述第一通道和所述第二通道用于流通热源。

4.根据权利要求3所述的污泥热干化设备，其特征在于，所述外壳(1)的外壁上设置有进料口(13)、出料口(14)、废气口(12)以及载气口(15)；所述进料口(13)、出料口(14)、废气口(12)以及载气口(15)均与所述干化输送腔(11)连通；所述进料口(13)与进料管道(8)连接；所述出料口(14)与出料管道(9)连接；所述进料管道(8)和所述出料管道(9)均安装有锁气阀(6)。

5.一种污泥处理系统，其特征在于，包括，

权利要求1-4任一项所述的污泥热干化设备；

进料设备(4)，所述进料设备(4)与所述污泥热干化设备的进料口(13)之间通过进料管道(8)连通，所述进料设备(4)用于将物料输送至所述干化输送腔(11)；

出料设备(5)，所述出料设备(5)与所述污泥热干化设备的出料口(14)之间通过出料管道(9)连通，所述干化输送腔(11)内的物料通过所述出料设备(5)排出；

冷凝处理设备(7)，所述冷凝处理设备(7)与所述污泥热干化设备的废气口(12)通过第一废气管道(101)连通，所述冷凝处理设备(7)用于处理通过所述废气口(12)排出的废气。

6.根据权利要求5所述的污泥处理系统，其特征在于，所述冷凝处理设备(7)包括：

水罐(71)，所述水罐(71)内盛有水溶液；所述废气通过所述水罐(71)，水罐(71)内的水溶液对所述废气进行降温；并溶解废气中的有毒物质；

冷凝换热装置，所述冷凝换热装置内通有冷凝剂，以对所述废气进行冷凝，以除去废气中的水分和有机物；

第一除雾装置，所述第一除雾装置为折流板除雾器(73)，用于除去所述废气中夹带的液沫；

第二除雾装置，所述第二除雾装置为旋风除雾器(77)，进一步除去所述废气中夹带的液沫；

动力装置，所述动力装置为离心风机(79)，其作用是为所述废气的流通提供动力。

7.根据权利要求6所述的污泥处理系统，其特征在于，所述冷凝换热装置包括初级冷凝换热器(72)和深度冷凝换热器(74)，所述初级冷凝换热器(72)内的冷却剂为30℃±5℃的循环冷却水；所述深度冷凝换热器(74)内的冷却剂为5℃±1℃的防冻液。

8.根据权利要求7所述的污泥处理系统，其特征在于，所述初级冷凝换热器(72)为管壳式换热器，和/或板式换热器。

9.根据权利要求6所述的污泥处理系统，其特征在于，所述折流板除雾器(73)的折流板间隙为5～10mm。

10.根据权利要求6-9任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，所述水罐(71)、初级冷凝换热器(72)、折流板除雾器(73)、深度冷凝换热器(74)以及旋风除雾器(77)通过管道依次连接；所述旋风除雾器(77)还包括排污罐(76)，用于收集所述废气中被所述旋风除雾器(77)拦截的颗粒物。

11.根据权利要求10所述的污泥处理系统，其特征在于，所述旋风除雾器(77)的通过第二废气管道(102)与外界连通；所述旋风除雾器(77)还通过第三废气管道(103)与所述污泥热干化设备的载气口(15)连通。

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