CN102351396A - 一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备 - Google Patents

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Abstract

一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备，属于环保设备类。该设备采用垃圾填埋沼气发电机机组冷凝水、烟气和废水等余热，通过干化污泥设备的中空搅拌器对进入该设备的污泥进行加热干化处理，也可将发电机组的冷凝水进行循环利用，降低烟气和废水排放温度；搅拌干化仓外壁和锭子的外壁上设置真空热管以及在输送干化仓中设置真空热管，将搅拌干化仓中的低品位热源再次回收利用并在输送干化仓中再次干化污泥，实现了对垃圾填埋沼气发电余热的二次利用。本发明的干化污泥设备具有结构合理、余热利用效率高、污泥干化效果好、连续作业能力强等优点。

Description

一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备
所属领域
本发明涉及的一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备，属于环保设备类。
背景技术
随着城市污水处理设施建设逐步提速和污水集中处理率日益提高，污水处理厂的污泥产生量急剧增长。根据有关预测，我国城市污水量在未来二十年还会有大幅度增长，2010年污水排放量将达到440×108m3/d；2020年污水排放量达到536×108m3/d；污泥量通常占污水量的0.3％～0.5％(体积)或者约为污水处理量的1％～2％(质量)。而且，若对污水再进行深度处理，污泥量还会增加0.5～1倍。目前我国污水处理量和处理率不高(4.5％)，且城市污水处理厂每年排放污泥大约900万t，而且还以每年大约10％的速度增长。
大量的未经处理的污泥任意堆放和排放对环境造成了新的污染，其处理处置费用通常与污水处理费用相当。因而，如何将产量巨大，成分复杂的污泥，经过科学处理后，使其无害化、资源化，已成为我国乃至全世界环境界深为关注的焦点之一。我国传统的污泥处理处置基建投资大、负荷低、安全性要求高，运行管理难度大、运行经验缺乏等问题，所以造成设备闲置，浪费极大。我国存在大量小型污水处理厂，其污泥绝大部分未能得到妥善处置，污泥处置已经成为污水处理厂设计、运行中必须优先考虑的重要环节。污泥处理和处置不仅是我国而且是世界面临的技术挑战。
我国于上世纪20～30年代左右出现了沼气生产装置，近几十年来，沼气发酵技术已广泛用于处理农业、工业以及人类生活中的各种有机废弃物并制取沼气，为人类生产和生活提供了丰富的可再生能源。到2005年底，我国已建成各类大中型沼气工程3764处，总池容172万m3，年处理1.2亿吨废弃物，年产沼气3.4亿m3，利用沼气发电4000万kwh，供气138万户。其中处理农业废弃物的沼气工程运行数量为3556处，总池容100万m3，废弃物处理量8710吨，年产沼气2.3亿m3，供气用户数近132万户。
我国沼气发电存在多种品位的余热，且各回收利用方式和设备还十分欠缺。发动机废气的余热利用三种，①发动机废气的余热→通过废热锅炉产生蒸汽→加热消化器；②发动机废气的余热→通过换热器产生热水→加热消化器；③发动机废气的余热→通过废气吸收式冷热水热水器→用于空调***；发动机冷却水中余热利用，发动机冷却水中余热→通过换热器产生热水以加热消化器。
然而，在众多的余热利用设计上，热源的回收主要利用与加热蒸汽再发电或加热水源或气体供暖，余热利用效率不高，应用领域十分局限，其在低品位热源的利用上进展缓慢。结合污泥无害化处理的严峻形势，研制适应各种品位的热转化利用设备，将垃圾填埋沼气发电余热高效回收干化污泥，促进污泥快速干化处理，余热回收干化污泥是污泥无害化处理的重要途径之一。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备，采用真空热管实现低品位热源回收利用，并对污泥实施二次干化，提高余热利用效率。为了实现上述目的，其技术解决方案为：
一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备，包括发电机***。所述的干化污泥设备由搅拌干化仓2、输送干化仓7、电动机1、中空搅拌器4和输送机组8组成，输送干化仓7封闭连接在搅拌干化仓2的下方，且搅拌干化仓2的出口位于输送干化仓7内部，污泥输送机组8设置在输送干化仓7内部，污泥输送机组8由上传送带和下传送带组成，上传送带位于搅拌干化仓2的出口和输送干化仓7的出口之间，下传送带位于搅拌干化仓2的出口下方和输送干化仓7的出口上方之间，中空搅拌器5由中空轴和中空螺旋桨叶片组成且贯穿设置在搅拌干化仓2内部，中空轴上开设有螺旋槽，中空的螺旋桨叶片对应固定连接在螺旋槽上，中空搅拌器5的一端通过联轴器与固定在支架7上的电动机1的轴连接，搅拌干化仓2的内壁设置有与中空的螺旋桨叶片外形相匹配的锭子3，锭子3的外壁上固定设置有均匀分布的真空热管，搅拌干化仓的外壁上固定设置有均匀分布的真空热管，上传送带和下传送带内部均固定设置有均匀分布的真空热管，所述发电机组的冷凝盘管的出水口、烟气出口和废水出口分别经阀门经管道连接到中空搅拌器6的进口，中空搅拌器6的出口由管道分别连接冷凝水排水阀、烟气排气阀和废水排水阀，搅拌干化仓2的上部设置有气体出口和输送干化仓7的侧壁上设置有气体出口，搅拌干化仓2和输送干化仓7上的气体出口通过管道连接抽风机9的气体进口，抽风机9的气体出口通过管道连接冷凝器10，冷凝器10的液体出口连接冷凝水收集容器，冷凝器10的气体出口连接气体净化装置。所述的发电机组为垃圾填埋沼气发电机组。
搅拌干化仓2的气体出口处设置有传感器组5，传感器组5由温度传感器、湿度传感器、压力传感器和流量传感器组成。
由于采用了以上技术方案，本发明的一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备根据需要可分别将垃圾填埋沼气发电机机组冷凝水、烟气和废水等余热通过中空搅拌器对进入该设备的污泥进行加热干化处理，也可将发电机组的冷凝水进行循环利用，降低烟气和废水排放温度；搅拌干化仓外壁和锭子的外壁上设置真空热管以及在输送干化仓中设置真空热管，将搅拌干化仓中的低品位热源再次回收利用并在输送干化仓中再次干化污泥，实现了对垃圾填埋沼气发电余热的二次利用。同时，采用中空螺旋桨叶片和在搅拌干化仓内设置与固定设置在中空搅拌轴上的中空螺旋桨叶片外形相配合的锭子，增大了污泥干化蒸发面积。通过设置在输送干化仓内部的输送机组将搅拌干化仓一次干化后的污泥压缩成薄层，增加了污泥的在输送干化仓内部的干化蒸发面积，缩短了污泥整体干化时间，再通过设置在上传送带和下传送带内部的真空热管对搅拌干化仓内一次干化后的污泥进行再次干化，加速了污泥的干化速度。本发明的垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备具有结构合理、余热利用效率高、污泥干化效果好、连续作业能力强等优点。
附图说明
附图是本发明的垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备的结构示意图。
具体实施方式
一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备，包括发电机***。所述的干化污泥设备由搅拌干化仓2、输送干化仓7、电动机1、中空搅拌器4和输送机组8组成，输送干化仓7封闭连接在搅拌干化仓2的下方，且搅拌干化仓2的出口位于输送干化仓7内部，污泥输送机组8设置在输送干化仓7内部，污泥输送机组8由上传送带和下传送带组成，上传送带位于搅拌干化仓2的出口和输送干化仓7的出口之间，下传送带位于搅拌干化仓2的出口下方和输送干化仓7的出口上方之间，将干化后的污泥排放出设备外部。污泥进口设置在搅拌干化仓2的顶部，靠近中空搅拌器5进口一端。
中空搅拌器5由中空轴和中空螺旋桨叶片组成且贯穿设置在搅拌干化仓2内部，中空轴上开设有螺旋槽，中空的螺旋桨叶片对应固定连接在螺旋槽上。中空的搅拌器4以及固定设置在搅拌轴4上的中空的螺旋桨叶片用于增加热媒介机组冷凝水、烟气和废水的与污泥之间的热交换面积。
中空搅拌器5的一端通过联轴器与固定在支架7上的电动机1的轴连接，搅拌干化仓2的内壁设置有与中空的螺旋桨叶片外形相匹配的锭子3，锭子3是压缩污泥的传输空间，降低污泥层的厚度，缩短了余热干化污泥的导热距离，进而相对增加了干化污泥的加热面积和蒸发面积。导热媒介用于吸收垃圾填埋沼气发电余热能量，且将此能量传输并转化为污泥干化的能量。
锭子3的外壁上固定设置有均匀分布的真空热管，搅拌干化仓的外壁上固定设置有均匀分布的真空热管，上传送带和下传送带内部均固定设置有均匀分布的真空热管。真空热管中充填具有超强热活性和热敏感性的多种无机活性金属及其化合物组成的导热媒介。输送机组8用于将污泥压缩成薄层，缩短干化污泥时的导热距离，且将干化后的污泥传输出至输送干化仓7出口，真空热管用于吸收搅拌干化仓2中污泥颗粒和蒸发水汽、热气体的余热能量，进而在输送干化仓7中再次干化污泥。
所述发电机组的冷凝盘管的出水口、烟气出口和废水出口分别经阀门经管道连接到中空搅拌器6的进口，中空搅拌器6的出口由管道分别连接冷凝水排水阀、烟气排气阀和废水排水阀，当采用电机组的冷凝盘管中的热水时，直接打开对应设置在干化污泥设备上的冷凝水进水阀和排水阀，将发电机组外部热源用于污泥干化，并快速降低冷凝水的温度，实现冷凝水循环应用；当采用烟气作为干化污泥的热源是，则对应打开设置在干化污泥设备上的烟气进气阀和排气阀，将烟气携带的热源用于干化污泥，降低烟气温度和热量，再将烟气经排气阀释放至烟气净化装置；而当采用发电机组废水时，则对应打开设置在干化污泥设备上的废水进水阀和排水阀，将废水的余热利用并降低器排放温度后排放至指定废水排放处。所述的发电机组可采用垃圾填埋沼气发电机组或热力发电机组。
搅拌干化仓2的上部设置有气体出口和输送干化仓7的侧壁上设置有气体出口，搅拌干化仓2和输送干化仓7上的气体出口通过管道连接抽风机9的气体进口，抽风机9用于将搅拌干化仓2和输送干化仓7中的水汽和气体及时抽出。
抽风机9的气体出口通过管道连接冷凝器10，冷凝器10的液体出口连接冷凝水收集容器，冷凝器10的气体出口连接气体净化装置。冷凝器10用于实现气液分离，气体净化装置用于除去气体中的有毒有害物质以及臭气，冷凝器10分离出来的液体进入冷凝水收集容器储存，可根据水质进行适宜的资源应用。
搅拌干化仓2的气体出口处设置有传感器组5，传感器组5由温度传感器、湿度传感器、压力传感器和流量传感器组成。传感器组5用于测量工作时的搅拌干化仓内部的温度、湿度、压力和蒸发水汽的流量。

Claims (3)

1.一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备，包括发电机***，其特征在于：所述的干化污泥设备由搅拌干化仓(2)、输送干化仓(7)、电动机(1)、中空搅拌器(4)和输送机组(8)组成，输送干化仓(7)封闭连接在搅拌干化仓(2)的下方，且搅拌干化仓(2)的出口位于输送干化仓(7)内部，污泥输送机组(8)设置在输送干化仓(7)内部，污泥输送机组(8)由上传送带和下传送带组成，上传送带位于搅拌干化仓(2)的出口和输送干化仓(7)的出口之间，下传送带位于搅拌干化仓(2)的出口下方和输送干化仓(7)的出口上方之间，中空搅拌器(5)由中空轴和中空螺旋桨叶片组成且贯穿设置在搅拌干化仓(2)内部，中空轴上开设有螺旋槽，中空的螺旋桨叶片对应固定连接在螺旋槽上，中空搅拌器(5)的一端通过联轴器与固定在支架(7)上的电动机(1)的轴连接，搅拌干化仓(2)的内壁设置有与中空的螺旋桨叶片外形相匹配的锭子(3)，锭子(3)的外壁上固定设置有均匀分布的真空热管，搅拌干化仓的外壁上固定设置有均匀分布的真空热管，上传送带和下传送带内部均固定设置有均匀分布的真空热管，所述发电机组的冷凝盘管的出水口、烟气出口和废水出口分别经阀门经管道连接到中空搅拌器(6)的进口，中空搅拌器(6)的出口由管道分别连接冷凝水排水阀、烟气排气阀和废水排水阀，搅拌干化仓(2)的上部设置有气体出口和输送干化仓(7)的侧壁上设置有气体出口，搅拌干化仓(2)和输送干化仓(7)上的气体出口通过管道连接抽风机(9)的气体进口，抽风机(9)的气体出口通过管道连接冷凝器(10)，冷凝器(10)的液体出口连接冷凝水收集容器，冷凝器(10)的气体出口连接气体净化装置。
2.如权利要求书1所述的一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备，其特征在于：所述的发电机组为垃圾填埋沼气发电机组。
3.如权利要求书1所述的一种垃圾填埋沼气发电余热干化污泥设备，其特征在于：搅拌干化仓(2)的气体出口处设置有传感器组(5)，传感器组(5)由温度传感器、湿度传感器、压力传感器和流量传感器组成。
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