CN218893571U - 余热回收系统及污泥处理设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及热能回收技术领域，本申请公开一种余热回收系统及污泥处理设备。其中余热回收系统包括污泥处理装置、进料装置、蒸汽发生装置、第二换热器及闪蒸器，污泥处理装置包括进料口、第一进气口及排液口，物料通过输料管道由第一换热器输送至进料口，蒸汽发生装置与第一进气口连接，第二换热器包括进口及出口，闪蒸器包括进液管道、排气管道及排液管道，进液管道与排液口连接，排气管道与第一换热器连接，排液管道与第二换热器连接。与现有技术相比，通过闪蒸器将蒸汽凝结水转换化低压饱和蒸汽和饱和水，用于预热污泥回收余热，另一方面实现对空气载气进行预热，实现对蒸汽冷凝水的两级余热回收，进而提高余热回收的效率，节省能耗。

Description

余热回收系统及污泥处理设备

技术领域

本申请涉及热能回收技术领域，尤其涉及一种余热回收系统及污泥处理设备。

背景技术

对污泥的处理中常使用间接热干化法，这种处理方式需要多使用蒸汽作为热源，但经过对污泥处理后，蒸汽换热后会产生大量的高温、高压蒸汽凝结水，这部分蒸汽凝结水仍具有较多的热量，但在现有技术中对于该部分热量的回收，多使用换热器利用循环冷却水进行降温降压后，进入蒸汽凝结水箱后再进入锅炉系统循环利用，该利用方式会造成较多的热能无法回收再利用，热能的利用效率较低。

实用新型内容

为了解决污泥处理过程中热能利用不充分的技术问题，本申请的主要目的在于，提供一种能够提高热能利用效率的一种余热回收系统及污泥处理设备。

为实现上述实用新型目的，本申请采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，提供了一种余热回收系统，包括：

污泥处理装置，包括进料口、第一进气口、第二进气口及排液口，污泥通过所述污泥处理装置进行干化；

进料装置，包括输料管道及第一换热器，污泥通过所述第一换热器预热，物料通过所述输料管道由所述第一换热器输送至所述进料口；

蒸汽发生装置，与所述第一进气口连接，用于向所述污泥处理装置提供饱和蒸汽；

第二换热器，包括进口及出口，所述进口用于引入环境空气，所述出口与所述第二进气口连通，所述第二换热器用于对环境空气进行预热，

闪蒸器，包括进液管道、排气管道及排液管道，所述进液管道与所述排液口连接，所述排气管道与所述第一换热器连接，所述排液管道与所述第二换热器连接。

根据本申请的一实施方式，其中所述第二换热器还包括换热腔及设置于所述换热腔内的第二换热管道，所述进口及所述出口设置于所述换热腔，进口用于引入环境空气，所述出口与所述第一进气口连通，所述排液管道与所述第二换热管道连通。

根据本申请的一实施方式，其中所述第二换热管道包括进液口及出液口，所述进液口与所述排液管道连通，所述出液口与所述蒸汽发生装置连通，用于向所述蒸汽发生装置提供液体介质。

根据本申请的一实施方式，其中所述第一换热器包括排水口及第三进气口，所述第三进气口与所述排气管道连通，所述排水口与所述蒸汽发生装置连通，用于向所述蒸汽发生装置提供液体介质。

根据本申请的一实施方式，其中还包括：

储液件，所述排液管道与所述储液件连通；

第一控制管路，所述第一控制管路设置于所述储液件与所述第二换热器之间，用于将所述储液件内的换热介质输送至所述第二换热器；

第一控制件，设置于所述第一控制管路，用于控制所述第一控制管路通断状态。

根据本申请的一实施方式，其中还包括：

第二控制管路，所述第二控制管路设置于所述储液件与所述蒸汽发生装置之间，用于将所述储液件内的换热介质输送至所述蒸汽发生装置；

第二控制件，设置于所述第二控制管路，用于控制所述第二控制管路通断状态。

根据本申请的一实施方式，其中还包括：

输液管道，所述输液管道连接于所述储液件，用于向所述第一控制管路及所述第二控制管路输送化换热介质；

泵体，所述泵体设置于输送管道，用于向所述输液管道提供输液动力。

根据本申请的一实施方式，其中还包括：

排气通道，所述污泥处理装置还包括排气口，所述排气口与所述排气通道连通，以将废气通过所述排气通道排出；

风机，所述风机设置于所述排气通道，用于向所述排气通道提供排气动力。

根据本申请的一实施方式，其中还包括：

储料件，包括储料腔；

排料装置，所述污泥处理装置还包括排料口，所述排料装置设置于所述排料口与储料腔连接，以将处理后的污泥收纳于所述储料腔内。

根据本申请的另一方面，提供一种污泥处理设备，包括所述余热回收系统。

由上述技术方案可知，本申请的一种余热回收系统及污泥处理设备的优点和积极效果在于：

蒸汽发生装置用于向污泥处理装置提供干化脱水的饱和蒸汽，饱和蒸汽在污泥处理装置内经过换热后形成蒸汽凝结水，进料装置用于将经过一次预热后的污泥通过输料管道输送至污泥处理装置的进料口，蒸汽冷凝水通过排液口排入闪蒸器内，由于蒸汽凝结水的温度高于该压力下的沸点，进入闪蒸器内迅速汽化，进而将蒸汽凝结水转换化低压饱和蒸汽和饱和水，并将低压饱和蒸汽导入第一换热器内，作为第一换热器预热污泥需要的换热介质，实现一次余热的回收；另外将低压饱和水导入第二换热器内，作为第二换热器的换热介质对导入污泥处理装置的载气空气进行预热，进而实现对蒸汽冷凝水的两级余热回收，可有效提高余热回收的效率，节省能耗。

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，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型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为本申请实施例提供的一种余热回收系统的原理流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种余热回收系统的中A处的放大结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种余热回收系统的中B处的放大结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种余热回收系统的中C的放大结构示意图。

其中：

10、污泥处理装置；11、第一进气口；12、进料口；13、排液口；14、排气口；15、排料口；16、第二进气口；

20、进料装置；21、输料管道；22、第一换热器；221、排水口；222、第三进气口；

30、蒸汽发生装置；

40、第二换热器；41、进口；42、出口；43、换热腔；44、第二换热管道；441、进液口；442、出液口；

50、闪蒸器；51、进液管道；52、排气管道；53、排液管道；

60、储液件；70、第一控制管路；80、第一控制件；90、第二控制管路；100、第二控制件；110、输液管道；120、泵体；130、排气通道；140、风机；150、储料件；160、排料装置。

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。

对污泥的处理中常使用间接热干化法，这种处理方式需要多使用蒸汽作为热源，但经过对污泥处理后，蒸汽换热后会产生大量的高温、高压蒸汽凝结水，这部分蒸汽凝结水仍具有较多的热量，但在现有技术中对于该部分热量的回收，多使用换热器利用循环冷却水进行降温降压后，进入蒸汽凝结水箱后再进入锅炉系统循环利用，该利用方式会造成较多的热能无法回收再利用，热能的利用效率较低。

为了解决现有技术中污泥处理过程中对于热能利用不充分的技术问题，本申请的主要目的在于，提供一种能够提高热能利用效率的一种余热回收系统及污泥处理设备。

根据本申请的一个方面，提供了一种余热回收系统，包括污泥处理装置10、进料装置20、蒸汽发生装置30、第二换热器40及闪蒸器50，污泥处理装置10包括进料口12、第一进气口11及排液口13，污泥通过污泥处理装置10进行干化，进料装置20包括输料管道21及第一换热器22，污泥通过第一换热器22预热，物料通过输料管道21由第一换热器22输送至进料口12，蒸汽发生装置30与第一进气口11连接，用于向污泥处理装置10提供饱和蒸汽，第二换热器40包括进口41及出口42，进口41用于引入环境空气，出口42与第二进气口16连通，第二换热器40用于对环境空气进行预热，闪蒸器50包括进液管道51、排气管道52及排液管道53，进液管道51与排液口13连接，排气管道52与第一换热器22连接，排液管道53与第二换热器40连接，用于向第二换热器40提供。

参考图1所示，蒸汽发生装置30用于向污泥处理装置10提供干化脱水的饱和蒸汽，饱和蒸汽在污泥处理装置10内经过换热后形成蒸汽凝结水，进料装置20用于将经过一次预热后的污泥通过输料管道21输送至污泥处理装置10的进料口12，蒸汽冷凝水通过排液口13排入闪蒸器50内，由于蒸汽凝结水的温度高于该压力下的沸点，进入闪蒸器内迅速汽化，闪蒸器50将蒸汽凝结水转换化低压饱和蒸汽和饱和水，并将低压饱和蒸汽导入第一换热器22内，作为第一换热器22预热污泥需要的换热介质，实现一次余热的回收；另外将低压饱和水导入第二换热器40内，作为第二换热器40的换热介质对导入污泥处理装置10的载气空气进行预热，进而实现对蒸汽冷凝水的两级余热回收，可有效提高余热回收的效率，节省能耗。

作为示例，第一换热器22可设置为间接式换热器，优选夹套换热器。

污泥处理装置10可设置为间接式加热设备，可以为圆盘式干燥机、桨叶干燥机、蒸汽干燥机，优选圆盘式干燥机，污泥处理装置10除处理污泥外，还可用于处理湿石膏，如脱硫石膏、钛石膏、磷石膏等，以及煤泥。

第二换热器40可采用间接式换热器，可以为列管换热器、翅片式换热器、板式换热器，优选板式换热器。

参考图2所示，根据本申请的一实施方式，其中第二换热器40还包括换热腔43及设置于换热腔43内的第二换热管道44，换热腔43包括进口41及出口42，进口41用于引入环境空气，出口42与第一进气口11连通，排液管道53与第二换热管道44连通。

作为示例，环境空气由进口41导入至换热腔43内，闪蒸器50产生的低压高温饱和水导入至第二换热管内，与第二换热管进行热交换，而环境空气与第二换热管热传导，进而通过低压高温饱和水对环境空气进行预热，之后将升温后的环境空气通过出口42及第一进气口11导入至污泥处理装置10内，参与对污泥干化脱水的换热过程，进而实现对高压蒸汽冷凝水的一次余热利用。根据本申请的一实施方式，其中第二换热管道44包括进液口441及出液口442，进液口441与排液管道53连通，出液口442与蒸汽发生装置30连通，用于向蒸汽发生装置30提供液体介质。结合上述实施例，闪蒸器50产生的低压高温饱和水通过进液口441导入至第二换热管内，与第二换热管进行热交换，而环境空气与第二换热管热传导，进而通过低压高温饱和水对环境空气进行预热，使出液口442与蒸汽发生装置30连接，进而可将第二换热管内换热后的低压低温水导入至蒸汽发生装置30内作为液体介质，进而实现水的循环利用。

根据本申请的一实施方式，其中第一换热器22包括排水口221及第三进气口222，第三进气口222与排气管道52连通，排水口221与蒸汽发生装置30连通，用于向蒸汽发生装置30提供液体介质。

参考图3所示，结合上述实施例，闪蒸器50产生的低压高温饱和蒸汽通过第三进气口222导入至第一换热器22内，与污泥进行热交换，实现对输料管道21内污泥的预热处理，进而通过低压高温饱和蒸汽对污泥进行预热，使排水口221与蒸汽发生装置30连接，进而可将第一换热器22内换热后的低压低温水导入至蒸汽发生装置30内作为液体介质，进一步的实现水的循环利用。

参考图4所示，根据本申请的一实施方式，其中还包括储液件60、第一控制管路70及第一控制件80，排液管道53与储液件60连通，第一控制管路70设置于储液件60与第二换热器40之间，用于将储液件60内的换热介质输送至第二换热器40，第一控制件80设置于第一控制管路70，用于控制第一控制管路70通断状态。

其中，第一控制件80可设为应急阀门，当污泥处理装置10出现故障或急停时，通过第一控制件80控制第一控制管路70断开，使闪蒸器50产生的低压饱和蒸汽通过排气管道52输送至第一换热器22内，用于预热污泥，保证低压饱和蒸汽的流动态，同时，闪蒸器50产生的低压饱和水导入至储液件60内，通过储液件60进行储存，方便用户用于其他换热需求，在提高余热回收效率的基础上，避免长时间停止运行而堵塞管道。

根据本申请的一实施方式，其中还包括第二控制管路90及第二控制件100，第二控制管路90设置于储液件60与蒸汽发生装置30之间，用于将储液件60内的换热介质输送至蒸汽发生装置30，第二控制件100设置于第二控制管路90，用于控制第二控制管路90通断状态。

参考图4所示，在另一实施例中，第一控制件80及第二控制件100均可设为应急阀门，当污泥处理装置10出现故障或急停时，通过第一控制件80控制第一控制管路70断开，通过第二控制件100控制第二控制管路90打开，使闪蒸器50产生的低压饱和蒸汽通过排气管道52输送至第一换热器22内，用于预热污泥，保证低压饱和蒸汽的流动态，同时，闪蒸器50产生的低压饱和水导入至储液件60内，通过储液件60进行临时的储存，通过第二控制管路90将低压饱和导入至蒸汽发生装置30内，在提高余热回收效率的基础上，避免长时间停止运行而堵塞管道。

根据本申请的一实施方式，其中还包括输液管道110及泵体120，输液管道110连接于储液件60，用于向第一控制管路70及第二控制管路90输送化换热介质，泵体120设置于输送管道，用于向输液管道110提供输液动力。进而通过泵体120提高输液管道110的输液动力，可快速地将储液将内的低压饱和水通过第一控制管路70导入到第二换热管内；

或结合在上述实施例中，当污泥处理装置10出现故障或急停时，通过第一控制件80控制第一控制管路70断开，通过第二控制件100控制第二控制管路90打开，将低压饱和通过第二控制管路90传递至蒸汽发生装置30内。

作为示例，本申请中蒸汽发生装置30可设置为锅炉。

参考图2所示，根据本申请的一实施方式，其中还包括排气通道130及风机140，污泥处理装置10还包括排气口14，排气口14与排气通道130连通，以将废气通过排气通道130排出，风机140设置于排气通道130，用于向排气通道130提供排气动力。

总得来说，在具体实施例中，蒸汽发生装置提供的饱和蒸汽通过第一进气口11进入污泥处理装置10的干化主轴内腔中，污泥处理装置包括外壳，干活主轴穿过所述外壳，并与外壳之间构成污泥处理腔，干化主轴内腔的饱和蒸汽与设备内部污泥处理腔的污泥进行间接换热，将湿污泥所含水分受热蒸发形成水蒸气，与由第二进气口16进入的经过第二换热器预热后的环境空气形成混合蒸汽在排气风机140作用下由排气口14排出。

而待处理的湿污泥进入污泥处理装置10中，与进入的饱和蒸汽进行间接换热，实现污泥干化脱水，干化后的污泥由排料口15经排料装置160送至储料件150的储料腔内进行储存，污泥间接换热后内部产生的水蒸气和预热后载气混合形成混合蒸汽，通过风机140驱动由后端排气通道130排出。

参考图1-图4所示，根据本申请的一实施方式，其中还包括储料件150及排料装置160，储料件150包括储料腔，污泥处理装置10还包括排料口15，排料装置160设置于排料口15与储料腔连接，以将处理后的污泥收纳于储料腔内。

结合上述实施例，饱和蒸汽经过污泥处理装置10换热后，形成高温、高压形成蒸汽凝结水，蒸汽凝结水通过排液口13进入闪蒸器50中，因闪蒸器50内压力较低，蒸汽凝结水转变为该压力下的低压饱和水蒸气和饱和水，参考图3所示，一方面，低压饱和水蒸气通过第一换热器22预热污泥实现热量的回收，另一方面，参考图4所示，低压饱和水通过第二换热器40预热环境空气实现热量回收，从而节省整个系统的能耗。

根据本申请的另一方面，提供一种污泥处理设备，包括余热回收系统。

在本申请的一个实际使用过程中，作为示例，以圆盘式干燥机处理100t/d的污泥，含水率由80％降至40％为例，未增加第一换热器22、第二换热器40、闪蒸器50等设备。整个污泥处理设备的相关数据如下表1。

表1无蒸汽凝结水余热利用相关参数及能耗

进泥含水率	80％	出泥含水率	40％	环境空气温度/℃	20-25
						污泥温度/℃	25	吨泥蒸汽耗量t/t	0.90～0.93

通过增加第一换热器22、第二换热器40、闪蒸器50等设备，以减少饱和蒸汽消耗量。经计算，相关数据如下表2。

表2有蒸汽凝结水余热利用相关参数及能耗

进泥含水率	80％	出泥含水率	40％	预热空气温度/℃	80
						预热污泥温度/℃	52	吨泥蒸汽耗量t/t	0.83～0.88	闪蒸器内温度/℃	85

经过对比，可每处理1t含水率80％降至40％的污泥可实现节约0.06～0.07t饱和蒸汽。按照0.6MPa饱和蒸汽的价格为200元/t进行计算，可实现每处理1t污泥，减少12～14元的成本。由于污泥处理装置年运行时间超过8000h，每年可降低极大的能耗费用。

上述成套装置与该干燥系统高度匹配，可实现蒸汽凝结水的余热利用，减少蒸汽能耗，降低成本，避免能源浪费。同时还能保证污泥处理装置出现故障或急停时，仍可保证蒸汽凝结水余热利用和外排，可实现设备安全、稳定运行。

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。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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 (10)

1.一种余热回收系统，其特征在于，包括：

污泥处理装置(10)，包括第一进气口(11)、进料口(12)、第二进气口(16)及排液口(13)，污泥通过所述污泥处理装置(10)进行干化；

进料装置(20)，包括输料管道(21)及第一换热器(22)，污泥通过所述第一换热器(22)预热，物料通过所述输料管道(21)由所述第一换热器(22)输送至所述进料口(12)；

蒸汽发生装置(30)，与所述第一进气口(11)连接，用于向所述污泥处理装置(10)提供饱和蒸汽；

第二换热器(40)，包括进口(41)及出口(42)，所述进口(41)用于引入环境空气，所述出口(42)与所述第二进气口(16)连通，所述第二换热器(40)用于对环境空气进行预热；

闪蒸器(50)，包括进液管道(51)、排气管道(52)及排液管道(53)，所述进液管道(51)与所述排液口(13)连接，所述排气管道(52)与所述第一换热器(22)连接，所述排液管道(53)与所述第二换热器(40)连接。

2.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述第二换热器(40)还包括换热腔(43)及设置于所述换热腔(43)内的第二换热管道(44)，所述进口(41)及所述出口(42)设置于所述换热腔(43)，所述排液管道(53)与所述第二换热管道(44)连通。

3.如权利要求2所述的余热回收系统，其特征在于，所述第二换热管道(44)包括进液口(441)及出液口(442)，所述进液口(441)与所述排液管道(53)连通，所述出液口(442)与所述蒸汽发生装置(30)连通，用于向所述蒸汽发生装置(30)提供液体介质。

4.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述第一换热器(22)包括排水口(221)及第三进气口(222)，所述第三进气口(222)与所述排气管道(52)连通，所述排水口(221)与所述蒸汽发生装置(30)连通，用于向所述蒸汽发生装置(30)提供液体介质。

5.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，还包括：

储液件(60)，所述排液管道(53)与所述储液件(60)连通；

第一控制管路(70)，所述第一控制管路(70)设置于所述储液件(60)与所述第二换热器(40)之间，用于将所述储液件(60)内的换热介质输送至所述第二换热器(40)；

第一控制件(80)，设置于所述第一控制管路(70)，用于控制所述第一控制管路(70)通断状态。

6.如权利要求5所述的余热回收系统，其特征在于，还包括：

第二控制管路(90)，所述第二控制管路(90)设置于所述储液件(60)与所述蒸汽发生装置(30)之间，用于将所述储液件(60)内的换热介质输送至所述蒸汽发生装置(30)；

第二控制件(100)，设置于所述第二控制管路(90)，用于控制所述第二控制管路(90)通断状态。

7.如权利要求6所述的余热回收系统，其特征在于，还包括：

输液管道(110)，所述输液管道(110)连接于所述储液件(60)，用于向所述第一控制管路(70)及所述第二控制管路(90)输送化换热介质；

泵体(120)，所述泵体(120)设置于输送管道，用于向所述输液管道(110)提供输液动力。

8.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，还包括：

排气通道(130)，所述污泥处理装置(10)还包括排气口(14)，所述排气口(14)与所述排气通道(130)连通，以将废气通过所述排气通道(130)排出；

风机(140)，所述风机(140)设置于所述排气通道(130)，用于向所述排气通道(130)提供排气动力。

9.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，还包括：

储料件(150)，包括储料腔；

排料装置(160)，所述污泥处理装置(10)还包括排料口(15)，所述排料装置(160)设置于所述排料口(15)与储料腔连接，以将处理后的污泥收纳于所述储料腔内。

10.一种污泥处理设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述余热回收系统。

Images