一种市政污泥干化系统的制作方法

专利检索2022-05-10  15



1.本实用新型涉及污泥处理技术领域,更具体的说是涉及一种市政污泥干化系统。


背景技术:

2.市政污泥是城镇污水处理厂对污水处理后的产物,市政污泥含水率一般在75%~85%,其为软性固体、褐色、异臭味浓,比重约为1.01t/m3,市政污泥干基低位热值约为2700~3300kcal/kg,平均每万人城市人口日均产生市政污泥约2吨。这些市政污泥非常容易对地下水、土壤等造成二次污染,成为环境安全和公众健康的威胁,随着市政污泥生成量的逐年增加,市政污泥的处理压力越来越大。对市政污泥减量处理以及资源化利用的需求也越来越强烈。
3.目前市政污泥的主要处理方式是填埋和焚烧,填埋虽然技术可靠、可操作性强、适用范围广,但填埋并没有实现污泥资源化利用,而且适合填埋的土地越来越少,所以填埋的方式逐步被淘汰。市政污泥含有一定的热值,可以作为燃料进行利用。焚烧可以实现污泥最大限度减量、灭杀病原体、分解有毒污染物、降低污泥中重金属的活性,产生的烟气通过烟气净化设备处理后达标排放。当前限制市政污泥焚烧处理的主要因素是市政污泥的干化,市政污泥含水量很高,不适合直接焚烧,必须先进行干化处理,使含水量降低到20%~30%才能入炉焚烧。市政污泥干化面临干化成本高和干化效率低两个问题。
4.因此,如何提供一套高效、节能、环保的市政污泥干化系统是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素:

5.为此,本实用新型的目的在于提出一种市政污泥干化系统,克服现有市政污泥处理方式的不足。
6.本实用新型提供了一种市政污泥干化系统,包括:
7.干燥机,所述干燥机上具有进料装置,蒸汽入口、冷凝水出口、出料口及乏气出口;
8.锅炉,所述锅炉用于产生高温蒸汽;
9.高温热泵,所述高温热泵产生的低温蒸汽经过低温管路汇入所述锅炉的高温管路形成混合蒸汽,混合蒸汽经蒸汽管路、所述蒸汽入口进入所述干燥机内部作为干燥介质;所述干燥机内的冷凝水经所述冷凝水出口、冷凝水管路一送入至所述高温热泵内;
10.除尘器,所述干燥机内部的含尘乏气经过所述乏气出口、乏气管路一进入所述除尘器除尘;除尘后的乏气经过乏气管路二进入所述高温热泵内;
11.成品仓,所述干燥机干化后的污泥通过成品管路一进入所述成品仓;经过所述除尘器除尘后的固体经过成品管路二进入成品仓。
12.经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本实用新型公开提供了一种市政污泥干化系统,将干燥机内部通入干燥介质干燥,干燥过程中的冷凝水回收至高温热泵处循环再利用,干燥过程中的排出的含尘乏气通过除尘器过滤后,乏气气体排放至高温热泵处
排出;过滤中的固体回收至成品仓;由此本实用新型处理高效、节能环保。
13.进一步地,所述干燥机采用辊盘式干燥机。
14.进一步地,所述冷凝水管路一通过冷凝水管路二连接至所述锅炉。
15.进一步地,本实用新型提供的一种市政污泥干化系统,还包括废气处理装置,所述废气处理装置内部的不凝废气经过废气管路连接所述高温热泵的不凝废气口。
16.进一步地,本实用新型提供的一种市政污泥干化系统,还包括废水处理装置,所述废水处理装置通过冷凝废水管路连接所述高温热泵的冷凝废水口。
17.进一步地,干燥介质采用压力为0.6

0.8mpa的饱和水蒸气。
附图说明
18.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,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1附图为本实用新型提供的一种市政污泥干化系统的结构示意图;
20.图2附图示出了一种辊盘干燥机的结构示意图;
21.图中:100

干燥机,101

进料装置,102

蒸汽入口,103

冷凝水出口,1031

凝水管路一,104

出料口,105

乏气出口,1051

乏气管路一,106

蒸汽管路,111

壳体,1111

盖体,1112

进料口,1113

排气孔,1114

出料口,112

干燥盘,113

干燥辊,200

锅炉,201

高温管路,202

冷凝水管路二,300

高温热泵,400

除尘器,500

成品仓,501

成品管路一,502

成品管路二,600

废气处理装置,601

废气管路,700

废水处理装置,701

冷凝废水管路。
具体实施方式
22.下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
24.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
25.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据
具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.参见附图1,本实用新型的一个实施例公开了一种市政污泥干化系统,包括:干燥机100,干燥机100上具有进料装置101,蒸汽入口102、冷凝水出口103、出料口104及乏气出口105;锅炉200,锅炉200用于产生高温蒸汽;高温热泵300,高温热泵300产生的低温蒸汽经过低温管路301汇入锅炉200的高温管路201形成混合蒸汽,混合蒸汽经蒸汽管路106、蒸汽入口102进入干燥机100内部作为干燥介质;干燥机100内的冷凝水经冷凝水出口103、冷凝水管路一1031送入至高温热泵300内;除尘器400,干燥机100内部的含尘乏气经过乏气出口105、乏气管路一1051进入除尘器400除尘;除尘后的乏气经过乏气管路二401进入高温热泵300内;成品仓500,干燥机100干化后的污泥通过成品管路一501进入成品仓500;经过除尘器400除尘后的固体经过成品管路二502进入成品仓500。
27.上述实施例中,本实用新型公开提供了一种市政污泥干化系统,将干燥机内部通入干燥介质干燥,干燥过程中的冷凝水回收至高温热泵处循环再利用,干燥过程中的排出的含尘乏气通过除尘器过滤后,乏气气体排放至高温热泵处排出;过滤中的固体回收至成品仓;由此本实用新型处理高效、节能环保。
28.上述实施例中,锅炉200的冷凝水经过冷凝水管路二202汇流至冷凝水管路一1031内。冷凝水管路一1031通过冷凝水管路二202连接至锅炉200,可将干燥机内的冷凝水输入锅炉再利用。
29.上述实施例中,还包括废气处理装置600,废气处理装置600内部的不凝废气经过废气管路601连接高温热泵300的不凝废气口。将高温热泵的不凝废气进行废气处理达标后排放。
30.上述实施例中,还包括废水处理装置700,废水处理装置700通过冷凝废水管路701连接高温热泵300的冷凝废水口。将高温热泵的冷凝废水进行处理达标后排放。
31.以上废气处理装置600和废水处理装置700可采用现有设备完成处理。
32.在本实用新型的另一个实施例中,干燥机100采用辊盘式干燥机。辊盘式干燥机,采用干燥辊和干燥盘作为导热元件,被干燥物料平铺在干燥盘上,被干燥辊碾压成密实的料层。具体的结构参见附图2,包括:壳体111、干燥盘112、干燥辊113,壳体111顶部可拆卸有盖体1111,其底部为敞口;干燥盘112设置于敞口处,并与壳体111形成干燥腔室g;干燥腔室g顶部限定出进料口1112及排气孔1113,干燥腔室g底部限定出出料口1114;干燥腔室g内具有可转动于干燥盘112顶端面的干燥辊113,待干燥物料w经进料口1112进入干燥腔室g,干燥盘112和干燥辊113内部通入干燥介质,干燥辊113碾压、干燥平铺于干燥盘112上的待干燥物料w。
33.其中干燥盘和干燥辊上分别具有蒸汽入口102、冷凝水出口103、及乏气出口105,分别通入干燥介质。
34.其中干燥辊通过顶部辊架传动部带动绕干燥腔室中心转动,物料经过进料口通过布料器平铺于干燥盘顶部,通过干燥辊转动碾压干燥盘上的物料,实现压实干燥的目的。
35.上述方案利用干燥辊和干燥盘对被干燥物料进行碾压,使被干燥物料在干燥辊和干燥盘之间形成密实的料层,料层与干燥盘和干燥辊的换热表面紧密接触,干燥盘和干燥辊向被干燥物料传热速度将大幅度提高。由于被干燥物料被碾压成密实的料层,被干燥物料内部的传热速度也将大幅度提高,因此干燥效率相比传统干燥机提高数倍。
36.辊盘干燥机属于传导传热式干燥机,产生的干燥乏气以被干燥物料蒸发出的水蒸气为主,混有少量被干燥物料中析出的挥发性气体,乏气总量仅为对流干燥系统的15%~20%,所以乏气的在热量也很大,而且乏气温度高于100℃,非常有利于乏气中热量的回收利用。本实用新型利用高温热泵对乏气进行热量回收,回收效率50%以上。高温热泵利用回收乏气的热量生成低温蒸汽,低温蒸汽与锅炉生成的高温蒸汽混合后作为干燥介质。从辊盘干燥机出来的乏气首先进入除尘器,将携带的粉尘降低到负荷要求之后,乏气进入高温热泵进行热量回收,乏气中的水蒸气液化为液态冷凝水,同时释放出大量热量,冷凝水进入到废水处理装置处理后达标排放,其中剩余的不凝气体进入到废气处理装置处理后达标排放。
37.有利的是,干燥介质采用压力为0.6

0.8mpa的饱和水蒸气。载热能力大,干化介质用量少,而且循环使用。
38.该方案以辊盘干燥机为核心干燥部件,辊盘干燥机是以传导传热为主的干燥机,与传统的传导传热干燥机相比,辊盘式干燥机具有以下优点:
39.换热系数高,改善了被干燥物料与导热元件表面的接触状态,大大提高了物料与导热元件之间、物料与物料之间的热传导效率,所以辊盘式干燥机的换热系数预计提高数倍。
40.传动功率小,传统的传导传热干燥机为了提高物料与换热面的接触,多采用转耙搅拌物料(盘式干燥机)或者导热元件直接搅拌物料(例如桨叶干燥机)的方式,搅拌过程中转耙或导热元件与物料产生滑动摩擦,消耗掉可观的传动功率。辊盘式干燥机采用滚压的方式提高物料与换热面的接触,导热元件与物料之间产生滚动摩擦,消耗的传动功率明显小于滑动摩擦。
41.结构紧凑、寿命长,处理量大。辊盘干燥机处理量与换热系数成正比,辊盘式干燥机换热系数大幅提高后,单机处理量也同比例提高。
42.该方案与传统的对流干燥方案对比:
43.以干化1kg市政污泥为例进行对比,对流传热干化后温度取80℃,传导传热干化后温度取100℃。污泥及干燥介质基本参数参见表一:
44.表一
45.[0046][0047]
干化过程数据对比,参见表二:
[0048]
表二
[0049][0050]
数据分析后可知,对流干化的干化介质消耗量是传导干化的6.1倍,干化介质体积是传导干化的41.4倍,乏气量是8.8倍,乏气体积是5倍,加热干化介质消耗的热量1.16倍。可见对流干化在干化介质消耗量和产生的乏气量都比传导干化高得多,这意味着在干燥介质输送和乏气处理方面要付出更高的成本。在加热干化介质的热量消耗方面,对流干化也高出传导干化16%。另一方面,由于传导干化的乏气主要是水蒸气,乏气量很小、乏气所含的热量密度却很大,所以非常适合利用高温热泵进行乏气热量回收,50%以上的乏气热量可以回收,这样,传导干化在节能方面要远远优于对流干化。
[0051]
上述方案以辊盘干燥机为核心,以饱和蒸汽作为干燥介质,利用高温热泵对乏气中的热量进行回收,并生成低温蒸汽,低温蒸汽与锅炉产生的高温蒸汽混合为干燥介质。相比对流干化系统具有高效、节能、环保的优点。
[0052]
本实用新型中高温热泵可采用专利文献jp5551902b2公开的高温热泵系统,该高温热泵系统输出温度可达到150摄氏度以上,足以满足本实用新型方案的需要,还可以采用专利文献us006913076b1公开的高温热泵,其输出温度也在100摄氏度以上。高温热泵对应的各接口可以根据实际需要进行连接。
[0053]
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0054]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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