CN107827334B - 一种污泥低温热干化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥低温热干化设备，包括立式隔热圆柱型干燥器，立式隔热圆柱型干燥器包括第一圆柱型壳体，第一圆柱型壳体的顶部设置有进料器和电动机，第一圆柱型壳体的内部设置有与第一圆柱型壳体同轴设置的转轴，转轴的上端与电动机的电机轴连接，第一圆柱型壳体内设置有至少一个混料器，所述的混料器包括沿从上到下方向依次设置的第一转盘、第一托泥盘、第二转盘和第二托泥盘，第一圆柱型壳体内的底部设置有布气盘，布气盘一侧设置有连通进风腔的进风管，进风管穿出第一圆柱型壳体的侧壁并连接干燥鼓风机。本发明的有益效果是：不仅提高了污泥干化的效率，同时也充分循环利用热能，进一步达到节能降耗的目的，还具有占地面积小的优点。

Description

一种污泥低温热干化设备

技术领域

本发明涉及污泥干化技术领域，特别是一种污泥低温热干化设备。

背景技术

据统计，截至2010年，我国城镇生活污水排放总量约为380亿t，干污泥年产生量约900万吨。如何对市政污泥进行减量化、无害化、稳定化、资源化处理变得任重而道远。市政污泥是指城市生活污水处理过程产生的固体废弃物，其不仅数量多，成分也复杂，粘稠度高，更含有重金属物质及多种微生物等，这些特点决定了污泥处理工艺的困难程度。

干化是污泥最终资源化的重要步骤。目前常见的干化技术主要包括：传统污泥干化、污泥生物干化、太阳能污泥干化和污泥热干化。传统污泥干化是指把污泥堆积在室外建设的专门干化场，通过自然通风和重力作用对污泥进行干化，这种方式不仅干化时间长，效率低，而且容易受到天气和气候的影响，导致污泥干化处理不彻底。污泥生物干化是一种新型的污泥干化技术，主要是指利用微生物高温好氧发酵过程中讲解有机物所产生的生物能，加上一定的控制措施，并配合强制通风，促进污泥中水分的蒸发去除，从而实现污泥干化。太阳能污泥干化是指利用太阳能作为热源对污泥进行干燥的一种技术，其具有运行成本低的优势，但污泥干化效率低，占地面积大，受天气和气候影响较大。污泥热干化是最常见的一种干化方式。主要是指通过外加热源，蒸发污泥中的水分，从而干化污泥。这种技术不仅占地面积小减量化明显。根据传热方式设备形式干化设备进料方式等等分成很多不同种类的干化技术，能够根据污泥特征和实际成分选择不同的污泥干化技术。

污泥热干化仍是市场中干化污泥的主要技术。如何提高污泥热干化处理效率，有效降低运行成本，提高热源的利用率是制约该技术的几个因素。专利CN104743762A公开了一种污泥干燥机。其主要包括干化轴组和设置在轴组外的壳体。通过驱动电机带动转轴转动，进而实现污泥干化。专利CN105016597A公开了一种污泥热干化器，其主要包括机架横置的干化主筒干泥接收部等。其主要是通过热烟气来实现污泥干化的目的。专利CN102180578A公开了一种污泥干化焚烧***污泥干化机及污泥干化方法。该专利主要也是通过热干化的方法实现污泥干化。以上方法均存在污泥干燥效率低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种干化效率高、充分循环利用热能的污泥低温热干化设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种污泥低温热干化设备，包括立式隔热圆柱型干燥器，所述的立式隔热圆柱型干燥器包括第一圆柱型壳体，第一圆柱型壳体的顶部设置有进料器和电动机，第一圆柱型壳体的内部设置有与第一圆柱型壳体同轴设置的转轴，转轴的上端与电动机的电机轴连接，第一圆柱型壳体的底部设置有出料口，第一圆柱型壳体的侧壁的上部设置有出气口，第一圆柱型壳体内设置有至少一个混料器，所述的混料器包括沿从上到下方向依次设置的第一转盘、第一托泥盘、第二转盘和第二托泥盘，所述的第一转盘包括固定安装于转轴上的固定圆盘，固定圆盘的***设置有多个沿径向延伸、沿周向均匀分布的第一叶片，所述的第一托泥盘的外边缘通过多个沿周向均匀分布的连接件固定连接于第一圆柱型壳体的内壁上，第一托泥盘的中心处设置有供转轴穿过的让位孔，第一叶片对第一托泥盘上的物料进行搅拌并使物料从第一托泥盘与第一圆柱型壳体内壁之间向下掉落，所述的第二转盘包括多个固定安装于转轴上且沿径向延伸、沿周向均匀分布的第二叶片，所述的多个第二叶片的***固定安装有环形搅拌圈，环形搅拌圈的外圆周面上布设有用于搅拌物料的搅拌齿，所述的第二托泥盘的外边缘固定安装于第一圆柱型壳体的内壁上，第二托泥盘的中部设置有供转轴穿过及供物料下落的落料孔，第二叶片及搅拌齿对第二托泥盘上的物料进行搅拌，所述的第一圆柱型壳体内的底部设置有布气盘，布气盘的中部设置有供转轴穿过及供物料下落的让位孔，布气盘的内部设置有进风腔，布气盘的上表面均匀布设有多个连通进风腔的出气孔，布气盘一侧设置有连通进风腔的进风管，进风管穿出第一圆柱型壳体的侧壁并连接干燥鼓风机。

从进料器进入的污泥物料落到第一托泥盘上并由第一转盘搅拌，固定圆盘不仅起到固定安装于转轴上以为第一叶片提供安装基础，同时，其还具有封盖第一托泥盘中心处让位孔的作用，从而避免污泥直接从所述让位孔掉落，提高了干燥效率。第一托泥盘上的物料在第一转盘搅拌下从第一托泥盘与第一圆柱型壳体内壁之间向下掉落至第二托泥盘上，并由第二叶片及搅拌齿对第二托泥盘上的物料进行搅拌，然后从第二托泥盘的落料孔下落，物料在被搅拌和下落的过程中，与通过干燥鼓风机鼓入、由布气盘布气后的干燥热风进行热交换，达到干燥的目的，充分搅拌、干燥后的物料从出料口排出。

优选的，所述的进料器底部为扁平状构件，用以将污泥均匀布置于转盘上部。

当第一圆柱型壳体内设置有两个或多个混料器时，所述的两个或多个混料器沿垂直方向依次设置。

优选的，所述的第二托泥盘的上表面为中部向下凹陷的倒锥形面。进一步优选的，所述的第二叶片沿从中心向外部的方向向上倾斜，以使得第二叶片能够平行于第二托泥盘的上表面。

所述的污泥低温热干化设备还包括热量循环利用装置，所述的热量循环利用装置包括同轴套装于第一圆柱型壳体外部的第二圆柱型壳体，由于第一圆柱型壳体与第二圆柱型壳体均为两端密闭的圆柱型容器，第一圆柱型壳体与第二圆柱型壳体之间形成密闭腔体，所述的密闭腔体内设置五个沿垂直方向设置的隔热板，所述的五个隔热板将所述密闭腔体沿周向依次分隔为鼓风机室、第一回热室、蒸发室、第二回热室和冷凝室，位于鼓风机室和第一回热室之间的隔热板上不设置通孔，其余四个隔热板上均设置有通孔，所述的干燥鼓风机设置于鼓风机室内，第一回热室内设置第一回热器，蒸发室内设置蒸发器，第二回热室内设置第二回热器，冷凝室内设置冷凝器，出气口位于第一回热室内。从而气流在第一圆柱型壳体内和第一圆柱型壳体与第二圆柱型壳体之间循环流动，充分利用了热能，避免了热能的损耗。具体来说，湿热空气从排气口排到第一回热室，然后进入蒸发室，之后进入第二回热室，最后进入冷凝室。进一步的，所述的第二圆柱型壳体设置有供冷凝水排出的冷凝水排出口，用以排出多余水分。热干风从冷凝室进入鼓风机室，从而由干燥鼓风机将热干风排入干燥器，整个热风循环动力依靠干燥鼓风机。

进一步的，所述的冷凝器的入口连接压缩机的出口，所述冷凝器的出口通过热交换器与膨胀阀的入口连接，膨胀阀的出口与蒸发器的入口连接，所述蒸发器的出口通过热交换器与所述压缩机连接，形成制冷剂循环。第一回热器与第二回热器之间通过循环管连接，从而通过第一回热器、第二回热器和循环管内的导热介质，将第一回热器在第一回热室内吸收的湿热气体的热量通过第二回热器传递给第二回热室内的干燥低温气体，对干燥低温气体进行预热，从而回收排放的湿热气体的热量，提高热能利用率。

进一步优选的，所述的第一回热器设置于第一回热室与蒸发室之间的隔热板的通孔内，所述的蒸发器设置于蒸发室与第二回热室之间的隔热板的通孔内，所述的第二回热器设置于第二回热室与冷凝室之间的隔热板的通孔内。

优选的，所述的第一圆柱型壳体和第二圆柱型壳体均采用隔热材质或外表面均设置有隔热结构。

优选的，所述的压缩机设置于鼓风机室内，从而将压缩机运行产生的热量通过气流鼓入立式隔热圆柱型干燥器，进一步提高热能利用率。

本发明具有以下优点：

本发明的立式干燥器结构、混合器的结构设计及可多级设置的混合器结构，均能够有效提高污泥干燥效率。

本发明的布气器的设置提高了热风利用效率。

本发明的热量循环利用装置提高了能源利用率，整个污泥干燥器同比处理量相当的设备，具有占地面积小的优势。

综上，本发明不仅提高了污泥干化的效率，同时也充分循环利用热能，进一步达到节能降耗的目的，还具有占地面积小的优点。

附图说明

图1为本发明的立体剖视结构示意图。

图2为本发明的剖视结构示意图。

图3为本发明的第一转盘的结构示意图。

图4为本发明的第二转盘的结构示意图。

图5为本发明的布气盘的结构示意图。

图6为本发明的密闭腔体被隔热板分隔的立体透视结构示意图。

图7为本发明的密闭腔体被隔热板分隔的俯视透视结构示意图。

图中，1-电动机，2-进料器，3-转轴，4-第一转盘，5-第一托泥盘，6-第二转盘，7-第二托泥盘，8-布气盘，9-干燥鼓风机，10-出料口，11-第一圆柱型壳体，12-第二圆柱型壳体，13-出气口，14-固定圆盘，15-第一叶片，16-连接件，17-第二叶片，18-环形搅拌圈，19-出气孔，20-进风管，21-隔热板，22-鼓风机室，23-第一回热室，24-蒸发室，25-第二回热室，26-冷凝室，27-冷凝水排出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

如图1、图2所示，一种污泥低温热干化设备，包括立式隔热圆柱型干燥器，所述的立式隔热圆柱型干燥器包括第一圆柱型壳体11，第一圆柱型壳体11的顶部设置有进料器2和电动机1，第一圆柱型壳体11的内部设置有与第一圆柱型壳体11同轴设置的转轴3，转轴3的上端与电动机1的电机轴连接，第一圆柱型壳体11的底部设置有出料口10，第一圆柱型壳体11的侧壁的上部设置有出气口13，第一圆柱型壳体11内设置有至少一个混料器，所述的混料器包括沿从上到下方向依次设置的第一转盘4、第一托泥盘5、第二转盘6和第二托泥盘7，如图3所示，所述的第一转盘4包括固定安装于转轴3上的固定圆盘14，固定圆盘14的***设置有多个沿径向延伸、沿周向均匀分布的第一叶片15，所述的第一托泥盘5的外边缘通过多个沿周向均匀分布的连接件16固定连接于第一圆柱型壳体11的内壁上，第一托泥盘5的中心处设置有供转轴3穿过的让位孔，第一叶片15对第一托泥盘5上的物料进行搅拌并使物料从第一托泥盘5与第一圆柱型壳体11内壁之间向下掉落，如图4所示，所述的第二转盘6包括多个固定安装于转轴3上且沿径向延伸、沿周向均匀分布的第二叶片17，所述的多个第二叶片17的***固定安装有环形搅拌圈18，环形搅拌圈18的外圆周面上布设有用于搅拌物料的搅拌齿，所述的第二托泥盘7的外边缘固定安装于第一圆柱型壳体11的内壁上，第二托泥盘7的中部设置有供转轴3穿过及供物料下落的落料孔，第二叶片17及搅拌齿对第二托泥盘7上的物料进行搅拌，所述的第一圆柱型壳体11内的底部设置有布气盘8，如图5所示，布气盘8的中部设置有供转轴3穿过及供物料下落的让位孔，布气盘8的内部设置有进风腔，布气盘8的上表面均匀布设有多个连通进风腔的出气孔19，布气盘8一侧设置有连通进风腔的进风管20，进风管20穿出第一圆柱型壳体11的侧壁并连接干燥鼓风机9。

从进料器2进入的污泥物料落到第一托泥盘5上并由第一转盘4搅拌，固定圆盘14不仅起到固定安装于转轴3上以为第一叶片15提供安装基础，同时，其还具有封盖第一托泥盘5中心处让位孔的作用，从而避免污泥直接从所述让位孔掉落，提高了干燥效率。第一托泥盘5上的物料在第一转盘4搅拌下从第一托泥盘5与第一圆柱型壳体11内壁之间向下掉落至第二托泥盘7上，并由第二叶片17及搅拌齿对第二托泥盘7上的物料进行搅拌，然后从第二托泥盘7的落料孔下落，物料在被搅拌和下落的过程中，与通过干燥鼓风机9鼓入、由布气盘8布气后的干燥热风进行热交换，达到干燥的目的，充分搅拌、干燥后的物料从出料口10排出。

优选的，所述的进料器2底部为扁平状构件，用以将污泥均匀布置于转盘上部。

当第一圆柱型壳体11内设置有两个或多个混料器时，所述的两个或多个混料器沿垂直方向依次设置。

优选的，所述的第二托泥盘7的上表面为中部向下凹陷的倒锥形面。进一步优选的，所述的第二叶片17沿从中心向外部的方向向上倾斜，以使得第二叶片17能够平行于第二托泥盘7的上表面。

所述的污泥低温热干化设备还包括热量循环利用装置，所述的热量循环利用装置包括同轴套装于第一圆柱型壳体11外部的第二圆柱型壳体12，由于第一圆柱型壳体11与第二圆柱型壳体12均为两端密闭的圆柱型容器，第一圆柱型壳体11与第二圆柱型壳体12之间形成密闭腔体，所述的密闭腔体内设置五个沿垂直方向设置的隔热板21，如图6、图7所示，所述的五个隔热板21将所述密闭腔体沿周向依次分隔为鼓风机室22、第一回热室23、蒸发室24、第二回热室25和冷凝室26，位于鼓风机室22和第一回热室23之间的隔热板21上不设置通孔，其余四个隔热板21上均设置有通孔，所述的干燥鼓风机9设置于鼓风机室22内，第一回热室23内设置第一回热器，蒸发室24内设置蒸发器，第二回热室25内设置第二回热器，冷凝室26内设置冷凝器，出气口13位于第一回热室23内。从而气流在第一圆柱型壳体11内和第一圆柱型壳体11与第二圆柱型壳体12之间循环流动，充分利用了热能，避免了热能的损耗。具体来说，湿热空气从排气口排到第一回热室23，然后进入蒸发室24，之后进入第二回热室25，最后进入冷凝室26。进一步的，所述的第二圆柱型壳体设置有供冷凝水排出的冷凝水排出口27，用以排出多余水分。热干风从冷凝室26进入鼓风机室22，从而由干燥鼓风机9将热干风排入干燥器，整个热风循环动力依靠干燥鼓风机9。

进一步的，所述的冷凝器的入口连接压缩机的出口，所述冷凝器的出口通过热交换器与膨胀阀的入口连接，膨胀阀的出口与蒸发器的入口连接，所述蒸发器的出口通过热交换器与所述压缩机连接，形成制冷剂循环。第一回热器与第二回热器之间通过循环管连接，从而通过第一回热器、第二回热器和循环管内的导热介质，将第一回热器在第一回热室内吸收的湿热气体的热量通过第二回热器传递给第二回热室内的干燥低温气体，对干燥低温气体进行预热，从而回收排放的湿热气体的热量，提高热能利用率。

进一步优选的，所述的第一回热器设置于第一回热室23与蒸发室24之间的隔热板21的通孔内，所述的蒸发器设置于蒸发室24与第二回热室25之间的隔热板21的通孔内，所述的第二回热器设置于第二回热室25与冷凝室26之间的隔热板21的通孔内。

由于冷凝水形成于蒸发器所在的位置，故冷凝水排出口27设置于蒸发室24和/或第二回热室25的侧壁上。

优选的，所述的压缩机设置于鼓风机室22内，从而将压缩机运行产生的热量通过气流鼓入立式隔热圆柱型干燥器，进一步提高热能利用率。

优选的所述的第一圆柱型壳体11和第二圆柱型壳体12均采用隔热材质或外表面均设置有隔热结构。

Claims (5)

1.一种污泥低温热干化设备，其特征在于：包括立式隔热圆柱型干燥器，所述的立式隔热圆柱型干燥器包括第一圆柱型壳体（11），第一圆柱型壳体（11）的顶部设置有进料器（2）和电动机（1），第一圆柱型壳体（11）的内部设置有与第一圆柱型壳体（11）同轴设置的转轴（3），转轴（3）的上端与电动机（1）的电机轴连接，第一圆柱型壳体（11）的底部设置有出料口（10），第一圆柱型壳体（11）的侧壁的上部设置有出气口（13），第一圆柱型壳体（11）内设置有至少一个混料器，所述的混料器包括沿从上到下方向依次设置的第一转盘（4）、第一托泥盘（5）、第二转盘（6）和第二托泥盘（7），所述的第一转盘（4）包括固定安装于转轴（3）上的固定圆盘（14），固定圆盘（14）的***设置有多个沿径向延伸、沿周向均匀分布的第一叶片（15），所述的第一托泥盘（5）的外边缘通过多个沿周向均匀分布的连接件（16）固定连接于第一圆柱型壳体（11）的内壁上，第一托泥盘（5）的中心处设置有供转轴（3）穿过的让位孔，第一叶片（15）对第一托泥盘（5）上的物料进行搅拌并使物料从第一托泥盘（5）与第一圆柱型壳体（11）内壁之间向下掉落，所述的第二转盘（6）包括多个固定安装于转轴（3）上且沿径向延伸、沿周向均匀分布的第二叶片（17），所述的多个第二叶片（17）的***固定安装有环形搅拌圈（18），环形搅拌圈（18）的外圆周面上布设有用于搅拌物料的搅拌齿，所述的第二托泥盘（7）的外边缘固定安装于第一圆柱型壳体（11）的内壁上，第二托泥盘（7）的中部设置有供转轴（3）穿过及供物料下落的落料孔，第二叶片（17）及搅拌齿对第二托泥盘（7）上的物料进行搅拌，所述的第一圆柱型壳体（11）内的底部设置有布气盘（8），布气盘（8）的中部设置有供转轴（3）穿过及供物料下落的让位孔，布气盘（8）的内部设置有进风腔，布气盘（8）的上表面均匀布设有多个连通进风腔的出气孔（19），布气盘（8）一侧设置有连通进风腔的进风管（20），进风管（20）穿出第一圆柱型壳体（11）的侧壁并连接干燥鼓风机（9）；

所述的第二托泥盘（7）的上表面为中部向下凹陷的倒锥形面，所述的第二叶片（17）沿从中心向外部的方向向上倾斜；所述的第二叶片（17）沿从中心向外部的方向向上倾斜；

还包括热量循环利用装置，所述的热量循环利用装置包括同轴套装于第一圆柱型壳体（11）外部的第二圆柱型壳体（12），第一圆柱型壳体（11）与第二圆柱型壳体（12）之间形成密闭腔体，所述的密闭腔体内设置五个沿垂直方向设置的隔热板（21），所述的五个隔热板（21）将所述密闭腔体沿周向依次分隔为鼓风机室（22）、第一回热室（23）、蒸发室（24）、第二回热室（25）和冷凝室（26），位于鼓风机室（22）和第一回热室（23）之间的隔热板（21）上不设置通孔，其余四个隔热板（21）上均设置有通孔，所述的干燥鼓风机（9）设置于鼓风机室（22）内，第一回热室（23）内设置第一回热器，蒸发室（24）内设置蒸发器，第二回热室（25）内设置第二回热器，冷凝室（26）内设置冷凝器，出气口（13）位于第一回热室（23）内；

所述的冷凝器的入口连接压缩机的出口，所述冷凝器的出口通过热交换器与膨胀阀的入口连接，膨胀阀的出口与蒸发器的入口连接，所述蒸发器的出口通过热交换器与所述压缩机连接，第一回热器与第二回热器之间通过循环管连接。

2.根据权利要求1所述的一种污泥低温热干化设备，其特征在于：第一圆柱型壳体（11）内设置有两个或多个混料器，所述的两个或多个混料器沿垂直方向依次设置。

3.根据权利要求1所述的一种污泥低温热干化设备，其特征在于：第一圆柱型壳体（11）和第二圆柱型壳体（12）均采用隔热材质或外表面均设置有隔热结构。

4.根据权利要求1所述的一种污泥低温热干化设备，其特征在于：所述的第一回热器设置于第一回热室（23）与蒸发室（24）之间的隔热板（21）的通孔内，所述的蒸发器设置于蒸发室（24）与第二回热室（25）之间的隔热板（21）的通孔内，所述的第二回热器设置于第二回热室（25）与冷凝室（26）之间的隔热板（21）的通孔内。

5.根据权利要求1所述的一种污泥低温热干化设备，其特征在于：所述的压缩机设置于鼓风机室（22）内。