CN108862977A - 一种可扩展式太阳能污泥低温干化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可扩展式太阳能污泥低温干化装置，包括：进泥模块，粉碎模块，网带输送模块，可扩展式除湿热泵模块以及出泥模块；还包括：可扩展式太阳能模块，当可扩展式太阳能模块提供的干燥热空气温度达到70℃～80℃时，其持续将经过太阳能加热后的干燥热空气，输送到该网带输送模块进行干化处理；当该可扩展式太阳能模块无法提供污泥干化所需温度时，转由该可扩展式除湿热泵模块提供污泥干化所需温度。在节能、安全、效率以及环境友好性方面均有改善。

Description

一种可扩展式太阳能污泥低温干化装置

技术领域

本发明涉及垃圾处理，尤其涉及到污泥干化处理。

背景技术

污泥干化是比较理想的污泥脱水方法，能进一步脱去污泥中的表面吸附水和内部结合水，显著降低污泥含水率。经过干化工艺处理后的污泥满足污泥处置“四化”的要求，不仅可以填埋、农用、焚烧，还可以向资源化开发利用。污泥干化工艺主要可分为传统热能干化、太阳能干化、生物干化等。现有的干化设备包括进泥模块、粉碎成型模块、网带输送模块、冷凝换热模块和出泥模块，这种的污泥干化技术主要有以下缺点：能耗高、传统热能干化工艺在快速干化污泥的同时，需要消耗大量的热能。以传统带式干化机为例，单个除湿热泵模块的去水量为166.7kg/h，功率为46kw，若一套设备含有8个冷凝换热模块，则功率达到368kw，即每小时耗电368度，传统热干化能耗过高、运营成本大。效率低、太阳能干化工艺的集热设备工作效率受纬度、天气、海拔、日照时长等因素影响较大，且集热效率较低，太阳能干化设备无法连续、稳定的工作，污泥干化效率低。生物干化处理污泥的周期通常需要7～16天，污泥干化处理周期长，且经生物干化处理后的污泥含水率较高，约为30%～40%。环境不友好、传统热能干化工艺容易对周围环境造成臭气污染和粉尘污染。太阳能干化通常使用太阳能大棚进行污泥干化，其占地面积大，密封性较差，臭气容易外溢，并且会对干化场地造成二次土壤污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种可扩展式太阳能污泥低温干化装置，在节能、安全、效率以及环境友好性方面均有改善。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可扩展式太阳能污泥低温干化装置，包括：进泥模块，粉碎模块，网带输送模块，可扩展式除湿热泵模块以及出泥模块；还包括：可扩展式太阳能模块，当可扩展式太阳能模块提供的干燥热空气温度达到70℃～80℃时，其持续将经过太阳能加热后的干燥热空气，输送到该网带输送模块进行干化处理；当该可扩展式太阳能模块无法提供污泥干化所需温度时，转由该可扩展式除湿热泵模块提供污泥干化所需温度。

在一些实施例中，该进泥模块主要由进泥电机及螺旋输送器组成。

在一些实施例中，该粉碎模块主要由污泥一级粉碎机、污泥二级粉碎机和污泥成型机组成。

在一些实施例中，该网带输送模块包含上、下两层网带输送器。

在一些实施例中，每层网带输送器主要由网状输送带、输送电机、滚筒和张紧装置组成。

在一些实施例中，该可扩展式太阳能模块主要由太阳能真空管集热器、进风鼓风机、送风鼓风机及表冷器组成。

在一些实施例中，该可扩展式除湿热泵模块主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、连接管道构成的封闭循环***组成。

在一些实施例中，该出泥模块主要由出泥电机、皮带、滚筒和张紧装置组成。

在一些实施例中，多个可扩展式太阳能模块是能够根据该装置的使用点周围的环境，进行分散式布置的。

在一些实施例中，该网带输送模块与该可扩展式除湿热泵模块是能够根据不同污泥处理量的需求，进行一对一密闭式拼接后串联组合使用的。

本发明的有益效果在于，通过巧妙地设置与可扩展式除湿热泵模块相配合的可扩展式太阳能模块，并优先采用可扩展式太阳能模块提供污泥干化所需温度，在节能、安全、效率以及环境友好性方面均有改善。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的可扩展式太阳能污泥低温干化装置的原理框图示意。

图2为本发明的进泥模块的结构示意。

图3和图3a为本发明的粉碎模块的结构示意。

图4和图4a为本发明的网带输送模块的结构示意。

图5和图5a为本发明的可扩展式太阳能模块的结构示意。

图6和图6a为本发明的可扩展式除湿热泵模块的结构示意。

图7和图7a为本发明的出泥模块的结构示意。

图8和图8a为本发明的可扩展式太阳能模块与可扩展式除湿热泵模块的单个组合的结构示意。

图9和图9a为本发明的可扩展式太阳能污泥低温干化装置的结构示意。

其中，附图标记说明如下：10 装置，1 进泥模块，2 粉碎模块，3 网带输送模块，4可扩展式太阳能模块，5 可扩展式除湿热泵模块，6 出泥模块，8 单个组合。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

参见图1，图1为本发明的可扩展式太阳能污泥低温干化装置的原理框图示意。本发明提出一种可扩展式太阳能污泥低温干化装置10，采用污泥低温干化***与太阳能干化***相结合的工艺。该装置10包括：进泥模块1，粉碎模块2，网带输送模块3，可扩展式太阳能模块4，可扩展式除湿热泵模块5以及出泥模块6。该装置10采用可拼接模块化设计，其网带输送模块3与可扩展式除湿热泵模块5可根据不同污泥处理量的需求，进行一对一密闭式拼接后串联组合使用。其进泥模块1、粉碎模块2、出泥模块6与网带输送模块3进行密闭式拼接，能够确保整套装置的密封性能。该装置10的可扩展式太阳能模块4可根据装置10的使用点周围的环境，进行分散式布置，从而提高可扩展式太阳能模块4的干化风量大小。该装置10只需外接湿料仓、干料仓和冷却设备（如冷却塔等），即可将最高含水率83%的污泥干化至最低含水率10%的污泥，整个过程全自动化控制，没有任何废热废弃排放。

该装置10的工作原理大致包括：进泥模块1通过入口IN从湿料仓（图未示）将含水率最高达83%的污泥输送至粉碎模块2中。粉碎模块2将污泥粉碎处理，并根据污泥的不同性质将污泥制成颗粒状或条状。经粉碎并成型后的污泥在重力的作用下，均匀的平铺在网带输送模块3的输送带上；输送带分上下两层，网带输送电机为独立变频控制，通过调节输送电机转速来控制输送带的速度，从而控制污泥在网带输送模块3中的停留时间。

当可扩展式太阳能模块4提供的干燥热空气温度达到70℃～80℃时，可扩展式太阳能模块4持续将经过太阳能加热后的干燥热空气，输送到网带输送模块3中，干燥热空气流经污泥时带走污泥中的部分水份后变为湿热空气，湿热空气回到可扩展式太阳能模块4中进行处理后，空气中的水分以冷凝水的形式从出口OUT2排出，湿热空气再次变为干燥热空气送入到网带输送模块3中循环工作。

当可扩展式太阳能模块4由于天气原因无法提供污泥干化所需温度时，该装置将自动切换为可扩展式除湿热泵模块5工作。由可扩展式除湿热泵模块5将干燥热空气输送到网带输送模块3中，干燥热空气带走污泥中的水份后变为湿热空气，湿热空气回到可扩展式除湿热泵模块5中经处理后，空气中的水分以冷凝水的形式从出口OUT2排出，湿热空气再次变为干燥热空气送入到网带输送模块3中循环工作。

出泥模块6将干化后含水率10%～50%的污泥从出口OUT1输送至污泥干料仓（图未示）内存放或外运。

参见图2，图2为本发明的进泥模块的结构示意。进泥模块1主要由进泥电机及螺旋输送器组成。进泥模块1用于将含水率较高的污泥由料仓（图未示）均匀输送至粉碎模块2。

参见图3和图3a，图3和图3a为本发明的粉碎模块的结构示意。粉碎模块2主要由污泥一级粉碎机、污泥二级粉碎机和污泥成型机组成。污泥一级粉碎机由粉碎电机和粗粉碎轴组成，泥饼通过一级粉碎后，由大块泥饼变为松散小颗粒泥粒。污泥二级粉碎机由粉碎电机和细粉碎轴组成，小颗粒泥粒经由二级粉碎后，变为松散粉末状污泥。污泥成型机由两个污泥成型电机及一对成型轴组成，粉末状的污泥根据污泥后续处置需求通过成型加工变为粗细均匀的条状污泥或小颗粒状污泥。

参见图4和图4a，图4和图4a为本发明的网带输送模块的结构示意。网带输送模块3包含上、下两层网带输送器，网带输送器由网状输送带、输送电机、滚筒、张紧装置等组成。经过粉碎成型的污泥均匀平铺在网状输送带上，通过控制网状输送带的转速，可以控制污泥在网带输送模块3的停留时间，最终实现出泥含水率的控制。

参见图5和图5a，图5和图5a为本发明的可扩展式太阳能模块的结构示意。可扩展式太阳能模块4主要由太阳能真空管集热器、进风鼓风机、送风鼓风机及表冷器组成。进风鼓风机将装置10内的潮湿空气或是外界新鲜空气送入可扩展式太阳能模块4中，首先经过表冷器处理，空气中的水份冷凝后变为干燥空气。干燥空气进入太阳能真空集热器内，通过太阳能加热的方式加热空气。当经过太阳能加热后的空气达到70℃～80℃时，送风鼓风机启动，将干燥热空气送入到该装置10内。可扩展式太阳能模块4扩展的越多，能够提供的热风风量越大。

参见图6和图6a，图6和图6a为本发明的可扩展式除湿热泵模块的结构示意。可扩展式除湿热泵模块5主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、连接管道构成的封闭循环***组成。工质通过***中蒸发器、冷凝器与由风机引导的外界气流进行热交换从网带输送模块中排出的湿热空气，流过蒸发器表面时空气变冷，当温度降到露点以下时，空气中所含的水蒸气在蒸发器表面冷凝成水排出。冷却后的干燥空气流经换热器，重新被加热至70℃～80℃后再送回到网带输送模块3中，通过干燥热空气不断地循环，污泥受热蒸发水分，实现污泥干化处理。

参见图7和图7a，图7和图7a为本发明的出泥模块的结构示意。出泥模块6由出泥电机、皮带、滚筒、张紧装置等组成。经过该装置10处理后的污泥由该出泥模块6输送至污泥干料仓。

图8和图8a示意出了可扩展式太阳能模块与可扩展式除湿热泵模块的单个组合8的结构。图9和图9a示意出了可扩展式太阳能污泥低温干化装置10的结构。

本发明的有益效果在于，1、节能，采用太阳能与冷凝换热相结合的技术，密闭式干化模式无废热排放；每1度电可除水3-4公斤(除湿性能比1:4kg.H2o/kw.h)；每吨80%湿泥干化至10%，综合电耗约200kw.h；每吨80%湿泥干化至50%，综合电耗约128kw.h；无任何药剂费用，运行成本低至80-120元/吨；2、安全，采用80℃以下低温干化，静态摊放，与接触面无机械静电摩擦；不存在城市污泥干化过程“胶粘相”阶段(60%左右)；干料为颗粒状，无粉尘危险；出料温度低(＜50℃)，无需冷却，直接储存；3、高效，可直接将83%含水率污泥干化至10%,无需分段处置；干化过程有机份无损失，干料热值高，适合后期资源化利用；模块式设计，充分利用空间，占地面积少，安装简单，处理量可随机拓展；减容量达67%，减重量达80%，可节约大量后期运输成本；4、环境友好，采用密闭式干化模式，无臭气外溢，无需安装复杂的除臭装置；采用低温干化技术，H2S、NH3析出量大大减少；冷凝水(污泥水份)处置简单（可直排），节约干化过程冷凝水处理成本。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可扩展式太阳能污泥低温干化装置，包括：进泥模块，粉碎模块，网带输送模块，可扩展式除湿热泵模块以及出泥模块；其特征在于，还包括：可扩展式太阳能模块，当可扩展式太阳能模块提供的干燥热空气温度达到70℃～80℃时，其持续将经过太阳能加热后的干燥热空气，输送到该网带输送模块进行干化处理；当该可扩展式太阳能模块无法提供污泥干化所需温度时，转由该可扩展式除湿热泵模块提供污泥干化所需温度。

2.根据权利要求1所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：该进泥模块主要由进泥电机及螺旋输送器组成。

3.根据权利要求1所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：该粉碎模块主要由污泥一级粉碎机、污泥二级粉碎机和污泥成型机组成。

4.根据权利要求1所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：该网带输送模块包含上、下两层网带输送器。

5.根据权利要求4所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：每层网带输送器主要由网状输送带、输送电机、滚筒和张紧装置组成。

6.根据权利要求1所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：该可扩展式太阳能模块主要由太阳能真空管集热器、进风鼓风机、送风鼓风机及表冷器组成。

7.根据权利要求1所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：该可扩展式除湿热泵模块主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、连接管道构成的封闭循环***组成。

8.根据权利要求1所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：该出泥模块主要由出泥电机、皮带、滚筒和张紧装置组成。

9.根据权利要求1至9任一项所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：多个可扩展式太阳能模块是能够根据该装置的使用点周围的环境，进行分散式布置的。

10.根据权利要求1至9任一项所述的可扩展式太阳能污泥低温干化装置，其特征在于：该网带输送模块与该可扩展式除湿热泵模块是能够根据不同污泥处理量的需求，进行一对一密闭式拼接后串联组合使用的。