CN103274579A - 一种利用蒸汽加热污泥的预热罐 - Google Patents

Abstract

本发明属于城市污水污泥处理技术领域，特别涉及到一种污泥升温的预热罐装置。包括罐体，罐体顶部设有呼吸阀和排气端，罐体顶部侧壁上设有穿过罐体外壁的进泥端，罐体底部侧壁上设有穿过罐体外壁的出泥端，罐体侧壁上还设有均穿过罐体外壁的蒸汽输入端、冷凝水出口端和水冷却器进水端，罐体内设有布泥器、水冷却器和布气器，所布气器设置在水冷却器内，所述布泥器与进泥端相连接，水冷却器与水冷器进水端相连接。通过污泥预热，减少了后续热水解反应的总时间，提高了污泥热水解的程度，通过布泥器布泥，能提高污泥和蒸汽的换热效率，减小热量的流失，通过水冷却器保护蒸汽布气器，防止出现蒸汽布气器表面出现污泥结垢而减小蒸汽和污泥换热效果。

Description

一种利用蒸汽加热污泥的预热罐

技术领域

本发明属于城市污水污泥处理技术领域，特别涉及到一种污泥升温的预热罐装置。 

背景技术

热水解技术是一种利用高温高压蒸汽对污泥进行预处理，以实现污泥絮体中细胞破壁、大分子有机物溶解并水解从而改善了污泥的厌氧消化性能以及污泥的流动性的一种技术。污泥在热水解过程中，常常会产生大量蒸汽无法充分利用。现有技术中使用蒸汽对污泥进行间接加热，往往导致蒸汽换热效率低，热量利用不充分；而使用污泥和蒸汽直接换热，又存在着污泥和蒸汽换热不均以及污泥容易结垢而堵塞蒸汽管道的问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种污泥升温的预热罐装置，来解决现有技术中存在的下述至少一个技术问题：蒸汽对污泥间接加热导致的蒸汽换热效率低，热量利用不充分的问题；蒸汽对污泥直接加热导致的污泥和蒸汽换热不均，污泥容易结垢而堵塞蒸汽管道的问题。 

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，包括罐体，所述罐体顶部设有呼吸阀和排气端，所述罐体顶部侧壁外表面上设有穿过所述罐体侧壁的进泥端，所述罐体底部侧壁外表面上设有穿过罐体侧壁的出泥端，所述罐体侧壁外表面上还设有均穿过罐体侧壁的蒸汽输入端、冷凝水出口端和水冷却器进水端，所述罐体内设有布泥器、水 冷却器和布气器，所述布泥器所在位置分别高于所述布气器所在位置和水冷却器所在位置，，所述水冷却器进水端分别设置在布气器所在位置的上方和下方，所述布泥器与所述进泥端相连接，所述水冷却器与所述水冷却器进水端相连接，所述布气器上设有布气器入口端和布气器出口端，所述布气器入口端与蒸汽输入端相连接，所述布气器出口端与所述冷凝水出口端相连接。 

本发明的有益效果是：在使用本发明预热罐，通过环形布气器能够利用余热蒸汽对污泥进行预热，降低了能耗和污泥处理处置费用，通过环形布泥器布泥，能提高污泥和蒸汽的换热效率，减小热量的流失，通过水冷却器保护蒸汽布气器，防止出现蒸汽布气器表面出现污泥结垢而降低蒸汽和污泥换热效果,且本发明预热罐使用简便,提高工作效率。 

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。 

进一步，所述水冷却器包括四个以上水冷喷嘴或所述水冷却器包括两个以上水冷喷嘴和水冷管道，当水冷却器包括四个以上水冷喷嘴时,所述水冷喷嘴设置在所述布气器所在位置的上方和下方，每个所述水冷喷嘴分别与所述水冷却器进水端固定连接;当水冷却器包括两个以上水冷喷嘴加水冷管道时，所述水冷喷嘴设置在所述布气器所在位置的下方，所述水冷管道设置在所述布气器所在位置的上方，所述水冷管道的两端分别连接至所述水冷却器进水端，所述水冷管道与所述布气器相对的一侧上设有开孔。 

进一步，所述进泥端连接有进泥管，所述进泥管上设有进泥阀门,所述排气端上连接有排气管，所述蒸汽输入端上连接有蒸汽输送管，所述蒸汽输送管上设有蒸汽输入阀门。 

进一步，所述进泥端的数量为一个或一个以上，所述蒸汽输入端的数量为一个或一个以上，所述冷凝水出口端的数量为一个或一个以上，所述水冷却器进水端的数量为一个或一个以上。 

采用上述进一步方案的有益效果是：通过此水冷喷嘴向即将与布气器相 接触的污泥喷水，对污泥进行降温并稀释，防止污泥在布气器上结垢，过设置进泥阀门和蒸汽输入阀门，能有效控制进泥量和蒸汽输入量，进一步提高预热罐的工作效率，设置多个进泥端，多个蒸汽输入端，多个冷凝水出口端一级多个水冷却器进水端能够根据进泥量以及蒸汽输入量调整预热罐的工作强度，提高预热罐的工作效率和适用范围。 

进一步，所述罐体内还设有缓冲隔板，所述缓冲隔板为层叠设置，所述缓冲隔板与罐体侧壁内侧固定连接，所述缓冲隔板位于所述布泥器与所述布气器之间。 

进一步，所述布泥器为环形布泥器，所述布气器为蒸汽布气器，所述环形布泥器上设有布泥孔，所述蒸汽布气器上设有蒸汽出口。 

进一步，所述罐体内底部为斜面设置，所述斜面较低的一侧与所述出泥端相接触。 

采用上述进一步方案的有益效果是：缓冲隔板能够配合环形布泥器使污泥均匀分布，进而提高污泥和蒸汽的换热效率,采用斜面底部能够将热交换完成后的污泥导向至出泥端,而不会堆积在罐底。 

进一步，所述罐体侧壁上还设有循环进泥端，所述循环进泥端所在位置低于所述进泥端所在位置，所述循环进泥端所在位置高于水冷却器进水端所在位置。 

进一步，所述出泥端上连接有污泥泵的入口端，所述污泥泵的出口端连接有污泥循环管的一端，所述循环污泥管的另一端与所述循环进泥端相连接。 

进一步，所述出泥端与污泥泵之间还连接有出泥阀门，所述循环污泥管上沿污泥泵至循环进泥端方向上依次设有污泥泵阀门、止回阀门和循环进泥阀门。 

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置循环进泥端、污泥泵以及 污泥循环管，将出泥端排出的污泥循环使用，进一步提高热量的使用率，通过设置止回阀门能防止污泥回流，进一步增强污泥循环使用效率，出泥阀门、污泥泵阀门和循环进泥阀门均能控制污泥循环速度，进一步提高污泥循环使用效率。 

附图说明

图1为本发明一种利用蒸汽加热污泥的预热罐第一实施例结构示意图； 

图2为本发明一种利用蒸汽加热污泥的预热罐第二实施例结构示意图； 

图3为布泥器结构示意图； 

图4为布泥器另外一种结构示意图。 

附图中，各标号所代表的部件如下： 

1、罐体，2、呼吸阀，3、排气端，4、进泥端，5、出泥端，6、蒸汽输入端，7、冷凝水出口端，8、水冷却器进水端，9、布泥器，10、水冷却器，11、布气器，111、干路输入管，112、干路输出管，113、支路管，12、布气器入口端，13、布气器出口端，14、进泥管，15、进泥阀门，16、蒸汽输送管，17、蒸汽输入阀门，18、缓冲隔板，19、水冷喷嘴，20、排气管，21、循环进泥端，22、污泥泵，23、污泥循环管，24、出泥阀门，25、污泥泵阀门，26、止回阀门，27、循环进泥阀门,28、排泥管。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。 

图1为本发明一种利用蒸汽加热污泥的预热罐第一实施例的结构示 意图。 

如图所示，该利用蒸汽加热污泥的预热罐包括罐体1，所述罐体1顶部设有呼吸阀2和排气端3，所述罐体1顶部侧壁外侧上设有穿过罐体侧壁的进泥端4，所述罐体1底部侧壁外侧上设有穿过罐体侧壁的出泥端5，所述罐体1侧壁外侧上还设有均穿过罐体1侧壁的蒸汽输入端6、冷凝水出口端7和水冷却器进水端8，所述罐体1内设有布泥器9、水冷却器10和布气器11，所述布泥器9所在位置分别高于布气器11所在位置和水冷却器10所在位置，所述水冷却器进水端8分别设置在布气器11所在位置的上方和下方，所述布泥器9与进泥端4相连接，所述水冷却器10与水冷却器进水端8相连接，所述布气器上9设有布气器入口端12和布气器出口端13，所述布气器入口端12与蒸汽输入端6相连接，所述布气器出口端13与冷凝水出口端7相连接，所述进泥端4连接有进泥管14，所述进泥管14上设有进泥阀门15,所述排气端3上连接有排气管20，所述蒸汽输入端6上连接有蒸汽输送管16，所述蒸汽输送管16上设有蒸汽输入阀门17，所述进泥端4的数量为两个，所述蒸汽输入端6的数量为两个，所述冷凝水出口端7的数量为两个，所述水冷却器进水端8的数量为四个，所述罐体1内还设有缓冲隔板18，所述缓冲隔板18与罐体1侧壁内侧固定连接，所述缓冲隔板18为层叠设置，所述缓冲隔板18位于布泥器9与布气器11之间，所述布泥器9为环形布泥器，所述布气器11为蒸汽布气器，所述环形布泥器上设有布泥孔，所述蒸汽布气器上设有蒸汽出口，所述水冷却器10包括两个以上水冷喷嘴19,所述水冷喷嘴19设置在所述布气器11所在位置的上方和下方,每个所述水冷喷嘴19分别与所述水冷却器进水端8固定连接。 

本发明中布泥器9可通过多种方式固定在罐体1内,优选为下面的两种固定方式，其一为布泥器9通过与穿过罐体1外壁的进泥端4固定连接在罐体1的外壁上,其二是布泥器9直接与罐体1侧壁内侧固定连接。布气 器11也优选通过两种方式固定在罐体1上，其一是分别与穿过罐体1外壁的蒸汽输入端6和冷凝水出口端7固定连接，其二是所述布气器11直接与罐体1内壁固定连接。 

本发明中环形布泥器的形状为适应罐体径向截面的形状，若罐体径向截面的形状为圆形，则环形布泥器的形状为圆环形，若罐体径向截面为多边形，则环形布泥器的形状为多边环形。 

本发明中蒸汽布气器优选采用干路管加支路管113的形式，如图3、图4所示，即包括一个与蒸汽输入端6相连接的干路输入管111，与冷凝水出口端7相连接的干路输出管112，两端分别与所述干路输入管111和干路输出管112相连接的若干路支路管113，所述支路管113为直管或直管加弯管配合的形式以适应罐体的径向截面的形状，当罐体截面为圆形时，支路管113为弯管与直管的配合，如图3所示，当罐体截面为长方形，则支路管113为直管，如图4所示。 

本发明中,进泥端4的数量为一个或一个以上，蒸汽输入端6的数量为一个或一个以上，冷凝水出口端7的数量为一个或一个以上，水冷却器进水端8的数量为一个或一个以上。图1中所示布气器上下布置了两层，这样蒸汽输入端6的数量为两个，冷凝水出口端7的数量为两个，进泥端4的数量为两个，水冷却器进水端8的数量为四个。 

所述水冷却器10包括四个以上水冷喷嘴19或所述水冷却器10包括两个以上水冷喷嘴19和水冷管道，当水冷却器10包括四个以上水冷喷嘴19时,所述水冷喷嘴19设置在所述布气器11所在位置的上方和下方，每个所述水冷喷嘴19分别与所述水冷却器进水端8固定连接;当水冷却器10包括两个以上水冷喷嘴19加水冷管道时，所述水冷喷嘴19设置在所述布气器11所在位置的下方，所述水冷管道设置在所述布气器11所在位置的上方，所述水冷管道的两端分别连接至所述水冷却器进水端8，所述水冷管道与所述 布气器11相对的一侧上设有开孔。 

图2为本发明一种利用蒸汽加热污泥的预热罐第二实施例结构示意图，是在上述图1所示的实施例的基础上所做的进一步的改进，在该第二实施例中，所述罐体1侧壁上还设有循环进泥端21，所述循环进泥端21所在位置低于所述进泥端4所在位置，所述循环进泥端21所在位置高于水冷却器进水端8所在位置，所述出泥端5上连接有污泥泵22的入口端，所述污泥泵22的出口端连接有污泥循环管23的一端，所述循环污泥管23的另一端与所述循环进泥端21相连接，所述出泥端5与污泥泵22之间还连接有出泥阀门24，所述循环污泥管23上沿污泥泵22至循环进泥端21方向上依次设有污泥泵阀门25、止回阀门26和循环进泥阀门27,所述污泥泵22的出口端还连接有排泥管28。 

本发明工作时，污泥通过进泥端4进入罐体1中，通过环形布泥器，使污泥均匀分散而下，从环形布泥器出来的污泥通过层层缓冲隔板18，进一步分散开来，蒸汽自蒸汽输入端6进入蒸汽布气器，通过蒸汽布气器之后均匀向上扩散，向下分散的污泥和向上运动的蒸汽充分混合加热，使污泥温度从常温上升到80～100℃。 

升到合适温度的污泥自罐体底部出泥端5经过污泥泵22再经排泥管28排出，被送往下游装置进行处理处置，还可以通过污泥循环管23以及循环进泥端21返回罐体1中继续进行预热。罐体1内与污泥热交换后上升蒸汽通过排气端3被引出罐外，当罐体内气压超过一定限度时，开启呼吸阀2，以减小罐体内气压，当蒸汽布气器停止通入蒸汽时，蒸汽布气器内冷凝水通过冷凝水出口端7被引出罐外，通过水冷却器进水端8向水冷却器10输入冷却水，冷却水布置在蒸汽布气器四周，防止污泥在蒸汽布气器表面结垢。 

由于环形布泥器和缓冲隔板18，可以使污泥在罐体1内分布更加均匀，蒸汽布气器上均匀密布着细小的蒸汽出口，使蒸汽在罐体1内扩散效果更好， 也可以防止污泥进入蒸汽布气器中阻塞蒸汽出口的的情况。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：包括罐体，所述罐体顶部设有呼吸阀和排气端，所述罐体顶部侧壁外表面上设有穿过所述罐体侧壁的进泥端，所述罐体底部侧壁外表面上设有穿过罐体侧壁的出泥端，所述罐体侧壁外表面上还设有均穿过罐体侧壁的蒸汽输入端、冷凝水出口端和水冷却器进水端，所述罐体内设有布泥器、水冷却器和布气器，所述布泥器所在位置分别高于所述布气器所在位置和水冷却器所在位置，，所述水冷却器进水端分别设置在布气器所在位置的上方和下方，所述布泥器与所述进泥端相连接，所述水冷却器与所述水冷却器进水端相连接，所述布气器上设有布气器入口端和布气器出口端，所述布气器入口端与蒸汽输入端相连接，所述布气器出口端与所述冷凝水出口端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述水冷却器包括四个以上水冷喷嘴或所述水冷却器包括两个以上水冷喷嘴和水冷管道，当水冷却器包括四个以上水冷喷嘴时,所述水冷喷嘴设置在所述布气器所在位置的上方和下方，每个所述水冷喷嘴分别与所述水冷却器进水端固定连接;当水冷却器包括两个以上水冷喷嘴加水冷管道时，所述水冷喷嘴设置在所述布气器所在位置的下方，所述水冷管道设置在所述布气器所在位置的上方，所述水冷管道的两端分别连接至所述水冷却器进水端，所述水冷管道与所述布气器相对的一侧上设有开孔。

3.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述进泥端连接有进泥管，所述进泥管上设有进泥阀门,所述排气端上连接有排气管，所述蒸汽输入端上连接有蒸汽输送管，所述蒸汽输送管上设有蒸汽输入阀门。

4.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述进泥端的数量为一个或一个以上，所述蒸汽输入端的数量为一个或一个以上，所述冷凝水出口端的数量为一个或一个以上，所述水冷却器进水端的数量为一个或一个以上。

5.根据权利要求1所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述罐体内还设有缓冲隔板，所述缓冲隔板为层叠设置，所述缓冲隔板与罐体侧壁内侧固定连接，所述缓冲隔板位于所述布泥器与所述布气器之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述布泥器为环形布泥器，所述布气器为蒸汽布气器，所述环形布泥器上设有布泥孔，所述蒸汽布气器上设有蒸汽出口。

7.根据权利要求1至5任一项所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述罐体内底部为斜面设置，所述斜面较低的一侧与所述出泥端相接触。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述罐体侧壁上还设有循环进泥端，所述循环进泥端所在位置低于所述进泥端所在位置，所述循环进泥端所在位置高于水冷却器进水端所在位置。

9.根据权利要求8所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述出泥端上连接有污泥泵的入口端，所述污泥泵的出口端连接有污泥循环管的一端，所述循环污泥管的另一端与所述循环进泥端相连接。

10.根据权利要求9所述的一种利用蒸汽加热污泥的预热罐，其特征在于：所述出泥端与污泥泵之间还连接有出泥阀门，所述循环污泥管上沿污泥泵至循环进泥端方向上依次设有污泥泵阀门、止回阀门和循环进泥阀门。

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