CN107673577A - 双螺旋通道式换热管和污泥升温降黏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双螺旋通道式换热管及其污泥升温降黏装置，该装置包括双螺旋通道式换热管、污泥热力干化机、旋风分离器、湿污泥仓、湿污泥泵、喷淋塔和引风机，污泥热力干化机通过热尾气管道和旋风分离器连接，旋风分离器的气体出口与双螺旋通道式换热管的进气口连接，双螺旋通道式换热管的出气口通过冷尾气管道与喷淋塔相连，喷淋塔的气体出口通过载气管道与引风机相连，湿污泥仓、湿污泥泵、双螺旋通道式换热管和污泥热力干化机通过输料管依次连接。本发明实现干化尾气余热回收利用，能够大幅降低了污泥干化能耗，提高了湿污泥在输送管道中的流动稳定性，降低了污泥泵送的功耗，同时减少了尾气处理用水。
Description
技术领域
本发明属于污泥处理的技术领域，特别是涉及一种双螺旋通道式换热管及其污泥升温降黏装置。
背景技术
随着我国城镇化步伐的不断推进以及污水治理要求日趋严格，城镇污水处理厂的数量和规模迅速提升。据统计，目前我国全年湿污泥产量已超过4千万吨，预计2020年将达到6～9千万吨。机械脱水污泥(以下简称“湿污泥”)是污水处理过程中所排放的高含水率(含水率约为80％)粘稠物料，湿污泥的干化处理是完成污泥减量化和稳定化，并实现污泥资源化利用的重要手段。湿污泥经干化后，污泥体积减少至干化前的1/5～1/3，形成了颗粒或粉状稳定产品，污泥性状大大改善。干化污泥无臭且无病原体，减轻了污泥有关的负面效应，使处理后的污泥更易被接受。所以无论填埋、焚烧、农业利用还是热能利用，污泥干化几乎是不可或缺的处理过程。
目前，热力干化是最主要和有效的污泥干化方法，具有干化速度快、处理量大、占地小等优点，其原理是利用热量的对流、传导或辐射实现污泥的加热升温，从而使污泥水分蒸发的过程。然而，热力干化能耗较高，每1kg水分蒸发为水蒸气要吸收2500KJ的热量，每一吨含水率80％的湿污泥完全干化约需要消耗2920MJ的热量，折合100kg标煤。输入干化机的热量除了一小部分散热损失外，绝大部分都随干化尾气离开了干化设备。尽管干化尾气包含大量的热能，但这些能量品味很低，能量利用成本较高，因此在许多污泥干化工程中并未对这部分能量加以利用，这也是造成目前污泥热力干化能耗居高不下的主要原因。此外，在污泥干化***中，湿污泥储存在湿污泥仓中，通过污泥泵经由管道输送至干化设备，湿污泥含水率通常为78～80％，呈膏状，常温下不具有流动性，因此泵送阻力大、能耗高，而且湿污泥的泵送***稳定性较低，进而影响了污泥干化的稳定运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双螺旋通道式换热管及其污泥升温降黏装置，回收污泥干化尾气余热，提高湿污泥流动稳定性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种双螺旋通道式换热管，包括保温管，所述保温管上分别设有进气口和出气口，所述保温管内套有输料管，所述保温管与输料管之间通过双螺旋隔板分隔成端部连通、气流方向折回的热通道和冷通道，所述进气口与热通道的始端连通，所述出气口与冷通道的终端连通，所述保温管的底部对应热通道设有若干疏水管。
所述双螺旋隔板由两块独立的隔板组成并分别以螺旋缠绕的方式焊接在输料管的外侧，所述双螺旋隔板和保温管之间为密封活接。
所述输料管外壁对应热通道设有凸起的肋片。
所述热通道的截面大小为冷通道截面的2～5倍。
所述疏水管于保温管底部以2～4周期的热通道间隔设置。
所述疏水管在保温管的外部分别与对应的疏水器连通。
所述疏水器连接到疏水总管。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种污泥升温降黏装置，包括上述的双螺旋通道式换热管、污泥热力干化机、旋风分离器、湿污泥仓、湿污泥泵、喷淋塔和引风机，所述污泥热力干化机通过热尾气管道和旋风分离器连接，所述旋风分离器的气体出口与双螺旋通道式换热管的进气口连接，所述双螺旋通道式换热管的出气口通过冷尾气管道与喷淋塔相连，所述喷淋塔的气体出口通过载气管道与引风机相连，所述湿污泥仓、湿污泥泵、双螺旋通道式换热管和污泥热力干化机通过输料管依次连接。
所述旋风分离器的粉尘排放管和污泥热力干化机的干污泥排放管相连。
所述载气管道通过引风机与污泥热力干化机连通。
有益效果
第一，本发明利用干化尾气余热来加热湿污泥，提高了湿污泥进入干化机的温度，实现干化尾气余热回收利用，能够大幅降低了污泥干化能耗；
第二，本发明利用干化尾气余热来加热湿污泥，湿污泥升温后流动性大幅提升，提高了湿污泥在输送管道中的流动稳定性，降低了湿污泥在管道中的流动阻力，从而降低了污泥泵的功耗；
第三，本发明利用干化尾气余热来加热湿污泥，干化尾气中所包含的水蒸气大部分在双螺旋通道中冷凝，从而降低了喷淋塔的耗水量，节约了水资源；
第四，本发明采用双螺旋通道式换热管，冷、热通道通过双螺旋隔板隔开，整体结构紧凑，耗材少，便于旧***改造；
第五，本发明采用双螺旋通道式换热管，热源在通道中以盘绕的方式流动，使得湿污泥受热更均匀，可避免由于污泥受热偏差导致的流动不稳定性问题；
第六，本发明采用旋风分离器分离干化尾气粉尘，避免粉尘堵塞干化尾气流动通道；
第七，本发明所设计双螺旋通道中，热通道的污泥输送管外壁设有肋片，可大幅提高尾气侧的对流换热系数，提高换热效率；
第八，本发明所设计双螺旋通道中，热通道的底部设有疏水管，可及时排放热通道中的冷凝水，防止发生水击事故。
附图说明
图1为本发明污泥升温降黏装置的结构示意图。
图2为本发明双螺旋通道式换热管的局部剖面图。
图3为本发明双螺旋通道式换热管的截面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示的一种污泥升温降黏装置，包括污泥热力干化机1、旋风分离器23、双螺旋通道式换热管12、湿污泥仓9、湿污泥泵10、喷淋塔5和引风机8。
污泥热力干化机1通过热尾气管道2和旋风分离器23连接，旋风分离器23的气体出口与双螺旋通道式换热管12的进气口3连接，旋风分离器23的粉尘排放管25和污泥热力干化机1的干污泥排放管24相连。双螺旋通道式换热管12的出气口4通过冷尾气管道6与喷淋塔5相连，喷淋塔5的气体出口通过载气管道7与引风机8相连，载气管道7通过引风机8与污泥热力干化机1连通。湿污泥仓9、湿污泥泵10、双螺旋通道式换热管12和污泥热力干化机1通过输料管11依次连接。
如图2和图3所示，双螺旋通道式换热管12的外层为保温管18，保温管18上分别设有进气口3和出气口4，保温管18内套有输料管11。保温管18与输料管11之间通过双螺旋隔板13分隔成端部连通、气流方向折回的热通道20和冷通道21，双螺旋隔板13由两块独立的隔板组成并分别以螺旋缠绕的方式焊接在输料管11的外侧，双螺旋隔板13和保温管18之间为密封活接，整体结构紧凑，耗材少，便于旧***改造。双螺旋隔板13呈螺旋结构布置，所分割形成的热通道20和冷通道21均以螺旋形环绕输料管11，使得干化尾气在热通道20中流动放热时可以均匀加热污泥输送管11。
进气口3与热通道20的始端连通，出气口4与冷通道21的终端连通，由于热干化尾气经冷凝放热后体积会大幅减小，因此热通道20的截面大于冷通道21，热通道20的截面积设置为冷通道21截面积的3倍。在热通道20一侧的输料管11外壁设有肋片17，可大幅提高干化尾气的对流换热系数，提高换热效率。
热通道20绕输料管11一周表示一个流动周期，为防止干化尾气的冷凝水在热通道内积存引发水击问题，在保温管18底部以2～4个热通道20周期为间隔设置疏水管19和疏水器14，疏水器14将冷凝水通入疏水总管15，最后由疏水总管15排入疏水池16。
该污泥升温降黏装置在使用时，湿污泥仓9中的湿污泥22经湿污泥泵10送入湿污泥输料管11，湿污泥22在流经双螺旋通道式换热管12后受热升温，然后流入污泥热力干化机1。湿污泥22在污泥热力干化机1内受热产生干化尾气，通过热尾气管道2进入旋风分离器23将干化尾气中的粉尘分离出来，分离出来的粉尘通过粉尘排放管25汇入干污泥排放管24。净化的尾气经旋风分离器23出口进入双螺旋通道式换热管12的热通道20，热尾气沿着热通道20一边流动一边放热，放热后产生的冷凝水经疏水管19排放。干化尾气流至双螺旋通道式换热管12尾部后进入冷通道21，以反方向折回，并从出气口4流出，通过冷尾气管道6流入喷淋塔5，干化尾气经喷淋减温后形成载气，通过引风机8经由载气管道7返回污泥热力干化机1。
从污泥热力干化机1出口的干化尾气温度为80～100℃，与输料管11内的湿污泥22换热后，可以将湿污泥22的温度提升至75～95℃，湿污泥干化能耗可降低15～21％。湿污泥升温后流动性大幅提升，湿污泥在管道11内的流动阻力可降低20～35％，从而使得湿污泥泵10的能耗也相应降低20～35％。干化尾气在双螺旋通道式换热管12内放热后水蒸汽含量可去除40～60％，残余热量在喷淋塔5内进一步喷淋冷却，可节约40～60％的喷淋水耗量。
Claims (10)
1.一种双螺旋通道式换热管，包括保温管(18)，所述保温管(18)上分别设有进气口(3)和出气口(4)，其特征在于：所述保温管(18)内套有输料管(11)，所述保温管(18)与输料管(11)之间通过双螺旋隔板(13)分隔成端部连通、气流方向折回的热通道(20)和冷通道(21)，所述进气口(3)与热通道(20)的始端连通，所述出气口(4)与冷通道(21)的终端连通，所述保温管(18)的底部对应热通道(20)设有若干疏水管(19)。
2.根据权利要求1所述的一种双螺旋通道式换热管，其特征在于：所述双螺旋隔板(13)由两块独立的隔板组成并分别以螺旋缠绕的方式焊接在输料管(11)的外侧，所述双螺旋隔板(13)和保温管(18)之间为密封活接。
3.根据权利要求1所述的一种双螺旋通道式换热管，其特征在于：所述输料管(11)外壁对应热通道(20)设有凸起的肋片(17)。
4.根据权利要求1所述的一种双螺旋通道式换热管，其特征在于：所述热通道(20)的截面大小为冷通道(21)截面的2～5倍。
5.根据权利要求1所述的一种双螺旋通道式换热管，其特征在于：所述疏水管(19)于保温管(18)底部以2～4周期的热通道(20)间隔设置。
6.根据权利要求1所述的一种双螺旋通道式换热管，其特征在于：所述疏水管(19)在保温管(18)的外部分别与对应的疏水器(14)连通。
7.根据权利要求6所述的一种双螺旋通道式换热管，其特征在于：所述疏水器(14)连接到疏水总管(15)。
8.一种污泥升温降黏装置，包括权利要求1所述的双螺旋通道式换热管(12)、污泥热力干化机(1)、旋风分离器(23)、湿污泥仓(9)、湿污泥泵(10)、喷淋塔(5)和引风机(8)，其特征在于：所述污泥热力干化机(1)通过热尾气管道(2)和旋风分离器(23)连接，所述旋风分离器(23)的气体出口与双螺旋通道式换热管(12)的进气口(3)连接，所述双螺旋通道式换热管(12)的出气口(4)通过冷尾气管道(6)与喷淋塔(5)相连，所述喷淋塔(5)的气体出口通过载气管道(7)与引风机(8)相连，所述湿污泥仓(9)、湿污泥泵(10)、双螺旋通道式换热管(12)和污泥热力干化机(1)通过输料管(11)依次连接。
9.根据权利要求8所述的一种污泥升温降黏装置，其特征在于：所述旋风分离器(23)的粉尘排放管(25)和污泥热力干化机(1)的干污泥排放管(24)相连。
10.根据权利要求8所述的一种污泥升温降黏装置，其特征在于：所述载气管道(7)通过引风机(8)与污泥热力干化机(1)连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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