CN216918987U

CN216918987U - 一种污水作为热源的低温带式干化装置

Info

Publication number: CN216918987U
Application number: CN202123438633.5U
Authority: CN
Inventors: 李玉; 王旭东; 苏婕; 李锐; 何登科
Original assignee: State Power Investment Corp Yuanda Water Affairs Co ltd
Current assignee: State Power Investment Corp Yuanda Water Affairs Co ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2031-12-31

Abstract

本实用新型涉及污泥干化装置技术领域，具体涉及一种污水作为热源的低温带式干化装置，包括带式干化机，还包括加热子单元、热回收子单元和冷凝子单元；加热子单元包括污水源热泵机组和加热器；热回收子单元包括回热器；冷凝子单元包括冷却器；带式干化机的湿热空气出口与回热器的第一气体进口连通，回热器的第一气体出口与冷却器的气体进口连通；冷却器的气体出口与回热器的第二气体入口连通，回热器的第二气体出口与加热器的气体入口连通，加热器的气体出口与带式干化机的干热空气进口连通。本方案可以解决污水源热量未得到充分利用的技术问题，并同时实现湿泥的干化处理，具有广阔的应用前景。

Description

一种污水作为热源的低温带式干化装置

技术领域

本实用新型涉及污泥干化装置技术领域，具体涉及一种污水作为热源的低温带式干化装置。

背景技术

随着污泥干化技术的不断成熟，低温带式干化技术在污泥干化领域得到了广泛的应用，其干化温度通常较低，可以有效避免恶臭气体的挥发，是一种较为环保的污泥干化方式。实现低温干化通常需要提供一定的热源以促使湿泥中的水分蒸发。中国专利CN111484225A公开了一种基于地源热泵的低温带式污泥干化系统及实施方法。该系统包括带式污泥干化机、热交换除湿器、地源热泵和地热换热系统；带式污泥干化机、热交换除湿器和地源热泵循环连接，地源热泵和地热换热系统循环连接。该系统利用地热资源采用地源热泵技术对城市污水处理厂含水率较高的污泥进行减量化、干化处理，从而提高能源利用率，降低污泥干化处理成本。但是，地源热泵需要较高的投资，该系统和方法并不适合于在所有地区应用推广。亟需研究一种使用范围广且经济的用于污泥干化的设备和方法以满足应用需求。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种污水作为热源的低温带式干化装置，用以解决低温带式干化设备的热源成本高的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种污水作为热源的低温带式干化装置，包括带式干化机，还包括加热子单元、热回收子单元和冷凝子单元；所述加热子单元包括污水源热泵机组和加热器；所述热回收子单元包括回热器；所述冷凝子单元包括冷却器；所述带式干化机的湿热空气出口与所述回热器的第一气体进口连通，所述回热器的第一气体出口与所述冷却器的气体进口连通；所述冷却器的气体出口与所述回热器的第二气体入口连通，所述回热器的第二气体出口与所述加热器的气体入口连通，所述加热器的气体出口与所述带式干化机的干热空气进口连通；所述加热器的循环加热水入口与污水源热泵机组的热水出口连通，污水源热泵机组的热水入口与加热器的循环加热水出口连通。

本方案的使用方法、原理及优点是：

本技术方案提供了一种利用污水源热泵机组提供热源的低温带式干化机，干热空气从带式干化机的干热空气进口流入，对带式干化机中的湿泥进行干燥减量。干热空气通过带式干化机之后变成湿热空气，从湿热空气出口排出至冷凝子单元，通过冷凝实现湿热空气的脱水和冷却，形成干冷空气。然后，干冷空气再通过加热子单元变为干热空气，干热空气重新回到带式干化机中，再进入下一个脱水循环。在本技术方案中，加热子单元包括污水源热泵机组和用于加热空气的加热器。污水源热泵机组是污水源热泵系统当中的重要组成部分，是污水资源利用的一种方式，主要利用市政污水冬暖夏凉的特点，在冬季通过热泵装置提取城市污水当中所蕴含的热能资源，将热量传递给加热器，对加热器中的空气进行加热，达到对带式干化机供热的目的。另外，本技术方案还使用到了回热器，经冷却器冷凝前后的空气在回热器中进行热交换。湿热空气在回热器中作为热源对干热空气进行加热，充分利用了热能。

本技术方案的有益效果在于：污水源热泵机组效率高，节省运行费用。冬季，城市污水的温度远高于室外气温，污水源热泵用于供热时的性能系数(COP)可高达5以上。污水源热泵机组是利用了污水处理厂的污水作为热源、进行能量转换的供暖系统，污水经过换热设备后留下热量返回污水干渠，污水与其他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统，不产生任何废渣、废水、废气和烟尘等。回热器充分地利用了空气中的热能，对湿热空气进行预冷，同时对干冷空气进行预热，以达到热回收的目的，起到节能增效的作用。

综上所述，采用本技术方案可利用污水厂的出水的能量，实现了污水资源直接利用，提高了污水源热量的利用率，并且本技术方案可适用于大部分地区的污水处理厂，具有广阔的应用前景。

优选的，作为一种改进，所述冷凝子单元还包括中水输出管和中水输入管；冷却器的循环冷却水出口与中水输出管连通，冷却器的循环冷却水入口与中水输入管连通。

中水即为污水处理厂处理完后的水，中水量大，足够满足冷却从带式干化机中输出的湿热空气的需求，完成冷却目的之后，中水再被排回污水处理厂的中水排放系统。本技术方案相对于专门设置冷却塔等结构，进一步节约了能源和成本。

优选的，作为一种改进，所述中水输入管上设有冷却水循环泵。在冷却水循环泵的作用下，实现循环冷却水(中水)在污水处理站和冷却器之间的循环流动。

优选的，作为一种改进，所述加热器的气体出口与所述带式干化机的干热空气进口之间设有循环风机。在循环风机的作用下，带动空气从带式干化机的湿热空气出口向干热空气进口流动，实现对湿泥的烘干。

优选的，作为一种改进，所述加热器的循环加热水入口与污水源热泵机组的热水出口之间设有热水循环泵。在热水循环泵的作用下，实现循环加热水在污水源热泵机组和加热器之间的循环流动。

优选的，作为一种改进，所述冷却器上设有用于排出冷凝水的液体出口。湿热空气在冷却器中冷凝实现气液分离，冷凝水从冷却器的液体出口流出，并送至厂区粗格栅进行后续处理，即送至污水处理厂的污水收集系统进行污水处理后达标排放。

优选的，作为一种改进，所述带式干化机上设有用于输入湿泥的进口和用于排出干泥的出口。上述进口和出口用于进料和排料，完成对湿泥的烘干减重。

附图说明

图1为实施例1的一种污水作为热源的低温带式干化装置的设备连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：带式干化机1、污水源热泵机组2、热水循环泵3、循环风机4、回热器5、冷却器6、加热器7、中水输出管8、冷却水循环泵9、中水输入管10、湿热空气出口11、干热空气进口12、湿泥A、干泥B、冷凝水C。

实施例1

如图1所示，本方案的一种污水作为热源的低温带式干化装置包括带式干化机1和热源循环单元；所述热源循环单元包括冷凝子单元、加热子单元和热回收子单元；所述冷凝子单元包括冷却器6、中水输出管8、中水输入管10和冷却水循环泵9；所述加热子单元包括污水源热泵机组2、热水循环泵3和加热器7；所述热回收子单元包括回热器5。本方案使用的设备均为现有技术中的常规设备，其中，带式干化机1可以选用型号为NGK-003-Y的设备，污水源热泵机组2可以选用型号为LSW80AHP的设备。现有技术的污水源热泵机组2的工作原理为：制冷剂在蒸发器内吸收污水热量蒸发，污水回至污水干渠中；制冷剂在经过压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽从而加热循环水，制取热水(循环加热水)并用做加热器7的热源。回热器5、冷却器6和加热器7均为现有技术中常规的热交换设备，在本技术方案利用了在上述设备中的循环介质(冷却介质或者加热介质)对流动在设备中的气体降温冷却或者加热升温，冷却器6在对气体进行降温之后还实现了气液分离的功能。回热器5可以选用型号为EKHR1500HV的设备，冷却器6可以选用型号为SWTT-10R-15-800-GQ的设备,加热器7可以选用型号为SWTT-12R-15-1200-GQ的设备。

带式干化机1的上方设有若干湿热空气出口11，其下方设有若干的干热空气进口12。湿热空气出口11通过管道与回热器5的第一气体进口连通，回热器5的第一气体出口与冷却器6的气体进口连通，冷却器6的循环冷却水出口与中水输出管8连通。冷却器6的循环冷却水入口与中水输入管10连通，并且冷却水循环泵9设置在中水输入管10上，将循环冷却水(中水)泵送至冷却器6中作为冷却介质。冷却器6的下方设有气体出口和液体出口，冷却器6的气体出口通过管道与回热器5的第二气体入口连通，回热器5的第二气体出口通过管道与加热器7的气体入口连通，加热器7的循环加热水入口通过管道与污水源热泵机组2的热水出口连通，并且热水循环泵3设置在该管道上，以将循环加热水泵送到加热器7。污水源热泵机组2的热水入口通过管道与加热器7的循环加热水出口连通。加热器7的下方的气体出口通过管道与带式干化机1的干热空气进口12连通，在该管道上设有循环风机4，用于将加热后的气体送入带式干化机1中。

本装置的运行流程如下：

首先开启污水源热泵机组2并打开热水循环泵3，待加热器7中的空气的温度升高到55℃左右时，开启循环风机4，热风输入干热空气进口12中，对带式干化机1内腔加热。待带式干化机1内腔温度升高至55℃时，启动带式干化机1进料系统，湿泥A(含水率在60-85％之间)就从带式干化机1的入口处进入带式干化机1，同时启动冷却水循环泵9。污水源热泵机组2继续对加热器7中的空气加热，将加热器7中的空气的温度维持在65℃左右，即进入干热空气进口12的干热空气的温度稳定在65℃左右。污泥造粒后进入带式干化机1输送带上，干化后的污泥形成干泥B(含水量在10-50％之间)，并从带式干化机1的出口处输出。带式干化机1内腔中的湿热空气(温度约为50℃)从湿热空气出口11排出，然后进入回热器5进行初步冷却(第一气体进口流入，从第一气体出口流出)，湿热空气的温度降为45℃左右。然后湿热空气在冷却器6中冷凝实现气液分离，冷凝水C从冷却器6的液体出口流出，并送至厂区粗格栅进行后续处理，即送至污水处理厂的污水收集系统进行污水处理后达标排放。从冷却器6流出的空气为除水之后的干空气，其温度为35℃左右。35℃左右的干空气(干冷空气)流入回热器5的第二气体入口，利用在第一气体进口和第一气体出口之间流动的湿热空气作为热源，实现干冷空气的初步加热，形成温度为40℃左右的干热空气。干热空气流入加热器7中，进一步加热空气，形成温度为65℃左右的干热空气，并回流至带式干化机1底部对污泥进行加热干化。需要停机时，先停止带式干化机1进泥工作，待带式干化机1不再出干泥B时，顺序停止污水源热泵机组2及热水循环泵3及冷却水循环泵9，再停止循环风机4，整个污水作为热源的低温带式干化装置进入停机状态。

本技术方案使用污水源热泵机组2作为热源对空气进行加热，再利用加热后的空气对污泥进行干燥。污水源热泵机组2效率高，节省运行费用。污水源热泵机组2是利用了污水处理厂的污水作为热源、进行能量转换的供暖系统，污水经过换热设备后留下热量返回污水干渠，污水与其他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统，不产生任何废渣、废水、废气和烟尘等。并且本方案还是用了中水来对湿热空气进行冷凝，中水即为污水处理厂处理完后的水，中水量大，足够满足冷却从带式干化机1中输出的湿热空气的需求，完成冷却目的之后，中水再被排回污水处理厂。本技术方案相对于专门设置冷却塔等结构，进一步节约了能源。

说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其作出各种变化。这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims

1.一种污水作为热源的低温带式干化装置，包括带式干化机，其特征在于：还包括加热子单元、热回收子单元和冷凝子单元；所述加热子单元包括污水源热泵机组和加热器；所述热回收子单元包括回热器；所述冷凝子单元包括冷却器；所述带式干化机的湿热空气出口与所述回热器的第一气体进口连通，所述回热器的第一气体出口与所述冷却器的气体进口连通；所述冷却器的气体出口与所述回热器的第二气体入口连通，所述回热器的第二气体出口与所述加热器的气体入口连通，所述加热器的气体出口与所述带式干化机的干热空气进口连通；所述加热器的循环加热水入口与污水源热泵机组的热水出口连通，污水源热泵机组的热水入口与加热器的循环加热水出口连通。

2.根据权利要求1所述的一种污水作为热源的低温带式干化装置，其特征在于：所述冷凝子单元还包括中水输出管和中水输入管；冷却器的循环冷却水出口与中水输出管连通，冷却器的循环冷却水入口与中水输入管连通。

3.根据权利要求2所述的一种污水作为热源的低温带式干化装置，其特征在于：所述中水输入管上设有冷却水循环泵。

4.根据权利要求3所述的一种污水作为热源的低温带式干化装置，其特征在于：所述加热器的气体出口与所述带式干化机的干热空气进口之间设有循环风机。

5.根据权利要求4所述的一种污水作为热源的低温带式干化装置，其特征在于：所述加热器的循环加热水入口与污水源热泵机组的热水出口之间设有热水循环泵。

6.根据权利要求5所述的一种污水作为热源的低温带式干化装置，其特征在于：所述冷却器上设有用于排出冷凝水的液体出口。

7.根据权利要求6所述的一种污水作为热源的低温带式干化装置，其特征在于：所述带式干化机上设有用于输入湿泥的进口和用于排出干泥的出口。