CN109928444A - 一种垃圾渗滤液节能干化装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种垃圾渗滤液节能干化装置，包括渗滤液蒸发结构、加热结构以及接触式冷凝器，所述渗滤液蒸发结构包括蒸发主体、离心雾化器、除泥机构、螺旋输送器以及螺杆泵，所述加热结构包括冷凝器、管式换热器、螺杆式压缩机以及循环泵，本发明的垃圾渗滤液节能干化工艺利用调节空气干湿度原理实现蒸发，也就是说干空气与垃圾渗滤液接触使一部分水分进入空气中，通过降温的方法使水分冷凝达到干化渗滤液的目的，增加干化效果。
Description
技术领域
本发明是一种垃圾渗滤液节能干化装置及工艺，属于渗滤液干化技术领域。
背景技术
垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。若垃圾渗滤液不加处理而直接排入环境，会造成严重的环境污染。以保护环境为目的，对渗滤液进行处理是必不可少的。其中利用加热面传递热量进行干化处理是常用的方法，但是其处理方法会将垃圾渗滤液浓缩到一定程度以后，其成分里会含有大量的盐分和有机物，导致难以脱除里面的水分，干化效果差，需要设计一种垃圾渗滤液节能干化装置及工艺。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种垃圾渗滤液节能干化装置及工艺，以解决上述背景技术中提出的垃圾渗滤液浓缩到一定程度以后，其成分里会含有大量的盐分和有机物，导致难以脱除里面的水分，干化效果差的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种垃圾渗滤液节能干化装置，包括渗滤液蒸发结构、加热结构以及接触式冷凝器，所述渗滤液蒸发结构包括蒸发主体、离心雾化器、除泥机构、螺旋输送器以及螺杆泵，所述加热结构包括冷凝器、管式换热器、螺杆式压缩机以及循环泵，所述蒸发主体内部顶端安装离心雾化器，所述除泥机构安装在蒸发主体内部中间位置并朝下延伸出蒸发主体下端，所述除泥机构的出泥口与螺旋输送器进口连接，所述除泥机构的出水口与螺杆泵的进口连接，所述螺杆泵的出口与离心雾化器的供水管路连接，所述蒸发主体的高温进口管与冷凝器的高温出口连接，所述冷凝器的低温出口与管式换热器的进口连接，所述管式换热器的出口与螺杆式压缩机的进口连接，所述螺杆式压缩机的出口与冷凝器的高温进口连接，所述冷凝器的低温进口与接触式冷凝器的出气口连接，所述接触式冷凝器的出水口与循环泵的进口连接，所述循环泵的出口与管式换热器的进水口连接，所述管式换热器的出水口与接触式冷凝器内喷头的供水管路连接。
进一步地，所述蒸发主体内部顶端固定第一除沫器，所述第一除沫器设置在离心雾化器的喷头上方。
进一步地，所述蒸发主体下部右端焊接高温进口管，所述高温进口管通过气管与冷凝器的高温出口进行固定连接，所述蒸发主体上部右端焊接湿热出口管，所述接触式冷凝器右端中间位置焊接湿热进口管，所述湿热出口管通过气管与湿热进口管固定连接，所述第一除沫器设置在湿热出口管下方。
进一步地，所述蒸发主体顶部右端焊接进料管。
进一步地，所述接触式冷凝器内部顶端固定第二除沫器，所述接触式冷凝器上端焊接低温出口管，所述低温出口管通过气管与冷凝器的低温进口进行固定连接。
进一步地，所述除泥机构包括旋转刮刀、固定筒、驱动电机、旋转筒以及辅助刮板，所述固定筒固定在蒸发主体下端，所述固定筒与旋转筒进行活动连接，所述旋转筒上等距焊接三组辅助刮板，三组所述辅助刮板上端均焊接旋转刮刀，三组所述旋转刮刀均竖向贴合在蒸发主体内壁上，所述固定筒左端固定驱动电机，所述驱动电机与旋转筒进行驱动连接。
进一步地，三组旋转刮刀均等距焊接在两个加强环外侧，且两个加强环均设置在蒸发主体内部。
一种垃圾渗滤液节能干化工艺，包括以下步骤：
S1，采用空调热泵的原理，对空气加热和冷凝；
S2，将垃圾渗滤液在蒸发主体空间内喷淋换热，对垃圾渗滤液进行蒸发；
S3,随着蒸发的不断进行，筒壁上粘附的污泥厚度会不断增加，每隔一段时间停止循环泵运行，高温干空气沿着筒壁螺旋上升的过程中会进一步干化筒壁的污泥，然后再利用驱动电机驱动旋转筒旋转，从而带动三组辅助刮板旋转，进而带动三组旋转刮刀沿着蒸发主体的筒壁进行旋转，然后将沾附在蒸发主体的筒壁的污泥刮落下来，然后污泥被收集到螺旋输送器内，然后再通过螺旋输送器将污泥排出。
所述S1包括以下步骤：
a：低温低压的液态制冷剂在管式热交换器里与高温热源进行热交换，低温低压的液态制冷剂被气化成低压低温气体；
b：将低压低温气体输送到螺杆式压缩机内，并被螺杆式压缩机压缩成高温高压气体；
c：将高温高压气体输送到冷凝器内，高温高压气体与低温热源进行热交换，高温高压气体冷却凝结成高压液体，后使高压液体经过节流元件节流成低温低压液态制冷剂；
d：低温低压液态制冷剂输送到管式换热器内，如此就能进行下一次的热泵循环，完成了吸收热量和放出热量的过程；
所述S2包括以下步骤：
a：将垃圾渗滤液通过进料管进入蒸发主体内，再进入蒸发主体底部的螺杆泵内；
b：螺杆泵将垃圾渗滤液输送到离心雾化器内，而离心雾化器将垃圾渗滤液雾化成小水滴，并使小水滴沿雾化盘切向方向呈抛物线轨迹向蒸发主体的筒壁运动，另外蒸发主体的高温进口管向蒸发主体内并沿筒体切向方向输送高温空气；
c：高温空气在螺旋上升的过程中与小水滴直接接触，高温空气与小水滴进行热交换，继而使高温空气把热量传给了小水滴，小水滴的一部分水分子进入到空气中，使空气中的水分饱和度提高，相当于为高温空气增加湿度，从而形成湿热空气,同时在小水滴脱掉一部分水分后，会粘附到蒸发主体的筒壁上；
d：湿热空气向上移动，并透过蒸发主体顶部第一除沫器，再通过湿热出口管以及湿热进口管输送到接触式冷凝器内；
e：湿热空气与接触式冷凝器内的喷淋液进行热交换，使湿热空气的温度降低，并透过接触式冷凝器顶部第二除沫器形成低温干燥空气，此时湿热空气部分水分被冷凝；
f：低温干燥空气输送到冷凝器内，低温干燥空气与冷凝器内的高温高压气体进行热交换，使低温干燥空气加热形成高温空气；
g：高温空气在通过高温进口管输送到蒸发主体内，再次与蒸发主体内小水滴进行热交换。
进一步地，所述接触式冷凝器内收集的冷凝水会通过循环泵输送到管式换热器内形成高温热源，且冷凝水与低温低压的液态制冷剂进行热交换形成低温水，然后再输送到接触式冷凝器并喷洒出。
进一步地，所述冷凝器与管式换热器之间的管道上安装热力膨胀阀。
本发明的有益效果：本发明利用调节空气干湿度原理实现蒸发，也就是说干空气与垃圾渗滤液接触使一部分水分进入空气中，通过降温的方法使水分冷凝达到干化渗滤液的目的。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种垃圾渗滤液节能干化装置及工艺的示意图；
图2为本发明一种垃圾渗滤液节能干化装置的除泥机构的示意图；
图中：1-蒸发主体、2-离心雾化器、3-除泥机构、4-螺旋输送器、5-螺杆泵、6-冷凝器、7-管式换热器、8-螺杆式压缩机、9-循环泵、10-接触式冷凝器、11-第一除沫器、12-高温进口管、13-湿热出口管、14-进料管、101-湿热进口管、102-第二除沫器、103-低温出口管、31-旋转刮刀、32-固定筒、33-驱动电机、34-旋转筒、35-辅助刮板、311-加强环。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种垃圾渗滤液节能干化装置，包括渗滤液蒸发结构、加热结构以及接触式冷凝器10，渗滤液蒸发结构包括蒸发主体1、离心雾化器2、除泥机构3、螺旋输送器4以及螺杆泵5，加热结构包括冷凝器6、管式换热器7、螺杆式压缩机8以及循环泵9。
蒸发主体1内部顶端安装离心雾化器2，除泥机构3安装在蒸发主体1内部中间位置并朝下延伸出蒸发主体1下端，除泥机构3的出泥口与螺旋输送器4进口连接，除泥机构3的出水口与螺杆泵5的进口连接，螺杆泵5的出口与离心雾化器2的供水管路连接。
蒸发主体1的高温进口管12与冷凝器6的高温出口连接，冷凝器6的低温出口与管式换热器7的进口连接，管式换热器7的出口与螺杆式压缩机8的进口连接，螺杆式压缩机8的出口与冷凝器6的高温进口连接，冷凝器6的低温进口与接触式冷凝器10的出气口连接，接触式冷凝器10的出水口与循环泵9的进口连接，循环泵9的出口与管式换热器7的进水口连接，管式换热器7的出水口与接触式冷凝器10内喷头的供水管路连接。
作为本发明的一个实施例：蒸发主体1内部顶端固定第一除沫器11，第一除沫器11设置在离心雾化器2的喷头上方，具体地，第一除沫器11会对湿热空气进行过滤。
作为本发明的一个实施例：蒸发主体1下部右端焊接高温进口管12，高温进口管12通过气管与冷凝器6的高温出口进行固定连接，蒸发主体1上部右端焊接湿热出口管13，接触式冷凝器10右端中间位置焊接湿热进口管101，湿热出口管13通过气管与湿热进口管101固定连接，第一除沫器11设置在湿热出口管13下方，具体地，利用高温进口管12向蒸发主体1内输送高温空气，也利用湿热出口管13实现将湿热空气输送到接触式冷凝器10内。
作为本发明的一个实施例：蒸发主体1顶部右端焊接进料管14，具体地，实现将垃圾渗滤液输送到蒸发主体1内。
作为本发明的一个实施例：接触式冷凝器10内部顶端固定第二除沫器102，接触式冷凝器10上端焊接低温出口管103，低温出口管103通过气管与冷凝器6的低温进口进行固定连接，具体地，第二除沫器102会对低温空间进行干燥。
作为本发明的一个实施例：除泥机构3包括旋转刮刀31、固定筒32、驱动电机33、旋转筒34以及辅助刮板35，固定筒32固定在蒸发主体1下端，固定筒32与旋转筒34进行活动连接，旋转筒34上等距焊接三组辅助刮板35，三组辅助刮板35上端均焊接旋转刮刀31，三组旋转刮刀31均竖向贴合在蒸发主体1内壁上，固定筒32左端固定驱动电机33，驱动电机33与旋转筒34进行驱动连接，具体地，利用驱动电机33驱动旋转筒34旋转，从而带动三组旋转刮刀31沿着蒸发主体1的筒壁进行旋转，实现刮除沾附在蒸发主体1的筒壁的污泥。
作为本发明的一个实施例：三组旋转刮刀31均等距焊接在两个加强环311外侧，且两个加强环311均设置在蒸发主体1内部，具体地，增加三组旋转刮刀31的安装强度。
一种垃圾渗滤液节能干化工艺，包括以下步骤：
S1，采用空调热泵的原理，对空气加热和冷凝；
S2，将垃圾渗滤液在蒸发主体1空间内喷淋换热，对垃圾渗滤液进行蒸发；
S3,随着蒸发的不断进行，筒壁上粘附的污泥厚度会不断增加，每隔一段时间停止循环泵9运行，高温干空气沿着筒壁螺旋上升的过程中会进一步干化筒壁的污泥，然后再利用驱动电机33驱动旋转筒34旋转，从而带动三组辅助刮板35旋转，进而带动三组旋转刮刀31沿着蒸发主体1的筒壁进行旋转，然后将沾附在蒸发主体1的筒壁的污泥刮落下来，然后污泥被收集到螺旋输送器4内，然后再通过螺旋输送器4将污泥排出。
S1包括以下步骤：
a：低温低压的液态制冷剂在管式热交换器里与高温热源进行热交换，低温低压的液态制冷剂被气化成低压低温气体；
b：将低压低温气体输送到螺杆式压缩机8内，并被螺杆式压缩机8压缩成高温高压气体；
c：将高温高压气体输送到冷凝器6内，高温高压气体与低温热源进行热交换，高温高压气体冷却凝结成高压液体，后使高压液体经过节流元件节流成低温低压液态制冷剂；
d：低温低压液态制冷剂输送到管式换热器7内，如此就能进行下一次的热泵循环，完成了吸收热量和放出热量的过程；
S2包括以下步骤：
a：将垃圾渗滤液通过进料管14进入蒸发主体1内，再进入蒸发主体1底部的螺杆泵5内；
b：螺杆泵5将垃圾渗滤液输送到离心雾化器2内，而离心雾化器2将垃圾渗滤液雾化成小水滴，并使小水滴沿雾化盘切向方向呈抛物线轨迹向蒸发主体1的筒壁运动，另外蒸发主体1的高温进口管12向蒸发主体1内并沿筒体切向方向输送高温空气；
c：高温空气在螺旋上升的过程中与小水滴直接接触，高温空气与小水滴进行热交换，继而使高温空气把热量传给了小水滴，小水滴的一部分水分子进入到空气中，使空气中的水分饱和度提高，相当于为高温空气增加湿度，从而形成湿热空气,同时在小水滴脱掉一部分水分后，会粘附到蒸发主体1的筒壁上；
d：湿热空气向上移动，并透过蒸发主体1顶部第一除沫器11，再通过湿热出口管13以及湿热进口管101输送到接触式冷凝器10内；
e：湿热空气与接触式冷凝器10内的喷淋液进行热交换，使湿热空气的温度降低，并透过接触式冷凝器10顶部第二除沫器102形成低温干燥空气，此时湿热空气部分水分被冷凝；
f：低温干燥空气输送到冷凝器6内，低温干燥空气与冷凝器6内的高温高压气体进行热交换，使低温干燥空气加热形成高温空气；
g：高温空气在通过高温进口管12输送到蒸发主体1内，再次与蒸发主体1内小水滴进行热交换。
作为本发明的一个实施例：接触式冷凝器10内收集的冷凝水会通过循环泵9输送到管式换热器7内形成高温热源，且冷凝水与低温低压的液态制冷剂进行热交换形成低温水，然后再输送到接触式冷凝器10并喷洒出。
作为本发明的一个实施例：冷凝器6与管式换热器7之间的管道上安装热力膨胀阀，具体地，热力膨胀阀会将高压液体进行节流。
涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (12)
1.一种垃圾渗滤液节能干化装置，其特征在于：包括渗滤液蒸发结构、加热结构以及接触式冷凝器，所述渗滤液蒸发结构包括蒸发主体、离心雾化器、除泥机构、螺旋输送器以及螺杆泵，所述加热结构包括冷凝器、管式换热器、螺杆式压缩机以及循环泵；
所述蒸发主体内部顶端安装离心雾化器，所述除泥机构安装在蒸发主体内部中间位置并朝下延伸出蒸发主体下端，所述除泥机构的出泥口与螺旋输送器进口连接，所述除泥机构的出水口与螺杆泵的进口连接，所述螺杆泵的出口与离心雾化器的供水管路连接；
所述蒸发主体的高温进口管与冷凝器的高温出口连接，所述冷凝器的低温出口与管式换热器的进口连接，所述管式换热器的出口与螺杆式压缩机的进口连接，所述螺杆式压缩机的出口与冷凝器的高温进口连接，所述冷凝器的低温进口与接触式冷凝器的出气口连接，所述接触式冷凝器的出水口与循环泵的进口连接，所述循环泵的出口与管式换热器的进水口连接，所述管式换热器的出水口与接触式冷凝器内喷头的供水管路连接。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液节能干化装置，其特征在于：所述蒸发主体内部顶端固定第一除沫器，所述第一除沫器设置在离心雾化器的喷头上方。
3.根据权利要求1或2所述的垃圾渗滤液节能干化装置，其特征在于：所述蒸发主体下部右端焊接高温进口管，所述高温进口管通过气管与冷凝器的高温出口进行固定连接，所述蒸发主体上部右端焊接湿热出口管，所述接触式冷凝器右端中间位置焊接湿热进口管，所述湿热出口管通过气管与湿热进口管固定连接，所述第一除沫器设置在湿热出口管下方。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液节能干化装置，其特征在于：所述蒸发主体顶部右端焊接进料管。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液节能干化装置，其特征在于：所述接触式冷凝器内部顶端固定第二除沫器，所述接触式冷凝器上端焊接低温出口管，所述低温出口管通过气管与冷凝器的低温进口进行固定连接。
6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液节能干化装置，其特征在于：所述除泥机构包括旋转刮刀、固定筒、驱动电机、旋转筒以及辅助刮板，所述固定筒固定在蒸发主体下端，所述固定筒与旋转筒进行活动连接，所述旋转筒上等距焊接三组辅助刮板，三组所述辅助刮板上端均焊接旋转刮刀，三组所述旋转刮刀均竖向贴合在蒸发主体内壁上，所述固定筒左端固定驱动电机，所述驱动电机与旋转筒进行驱动连接。
7.根据权利要求6所述的垃圾渗滤液节能干化装置，其特征在于：三组旋转刮刀均等距焊接在两个加强环外侧，且两个加强环均设置在蒸发主体内部。
8.一种垃圾渗滤液节能干化工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1，采用空调热泵的原理，对空气加热和冷凝；
S2，将垃圾渗滤液在蒸发主体空间内喷淋换热，对垃圾渗滤液进行蒸发；
S3,随着蒸发的不断进行，筒壁上粘附的污泥厚度会不断增加，每隔一段时间停止循环泵运行，高温干空气沿着筒壁螺旋上升的过程中会进一步干化筒壁的污泥，然后再利用驱动电机驱动旋转筒旋转，从而带动三组辅助刮板旋转，进而带动三组旋转刮刀沿着蒸发主体的筒壁进行旋转，然后将沾附在蒸发主体的筒壁的污泥刮落下来，然后污泥被收集到螺旋输送器内，然后再通过螺旋输送器将污泥排出。
9.根据权利要求8所述的垃圾渗滤液节能干化工艺，其特征在于：所述S1包括以下步骤：
a：低温低压的液态制冷剂在管式热交换器里与高温热源进行热交换，低温低压的液态制冷剂被气化成低压低温气体；
b：将低压低温气体输送到螺杆式压缩机内，并被螺杆式压缩机压缩成高温高压气体；
c：将高温高压气体输送到冷凝器内，高温高压气体与低温热源进行热交换，高温高压气体冷却凝结成高压液体，后使高压液体经过节流元件节流成低温低压液态制冷剂；
d：低温低压液态制冷剂输送到管式换热器内，如此就能进行下一次的热泵循环，完成了吸收热量和放出热量的过程。
10.根据权利要求8所述的垃圾渗滤液节能干化工艺，其特征在于：所述S2包括以下步骤：
a：将垃圾渗滤液通过进料管进入蒸发主体内，再进入蒸发主体底部的螺杆泵内；
b：螺杆泵将垃圾渗滤液输送到离心雾化器内，而离心雾化器将垃圾渗滤液雾化成小水滴，并使小水滴沿雾化盘切向方向呈抛物线轨迹向蒸发主体的筒壁运动，另外蒸发主体的高温进口管向蒸发主体内并沿筒体切向方向输送高温空气；
c：高温空气在螺旋上升的过程中与小水滴直接接触，高温空气与小水滴进行热交换，继而使高温空气把热量传给了小水滴，小水滴的一部分水分子进入到空气中，使空气中的水分饱和度提高，相当于为高温空气增加湿度，从而形成湿热空气,同时在小水滴脱掉一部分水分后，会粘附到蒸发主体的筒壁上；
d：湿热空气向上移动，并透过蒸发主体顶部第一除沫器，再通过湿热出口管以及湿热进口管输送到接触式冷凝器内；
e：湿热空气与接触式冷凝器内的喷淋液进行热交换，使湿热空气的温度降低，并透过接触式冷凝器顶部第二除沫器形成低温干燥空气，此时湿热空气部分水分被冷凝；
f：低温干燥空气输送到冷凝器内，低温干燥空气与冷凝器内的高温高压气体进行热交换，使低温干燥空气加热形成高温空气；
g：高温空气在通过高温进口管输送到蒸发主体内，再次与蒸发主体内小水滴进行热交换。
11.根据权利要求8所述的垃圾渗滤液节能干化工艺，其特征在于：所述接触式冷凝器内收集的冷凝水会通过循环泵输送到管式换热器内形成高温热源，且冷凝水与低温低压的液态制冷剂进行热交换形成低温水，然后再输送到接触式冷凝器并喷洒出。
12.根据权利要求8所述的垃圾渗滤液节能干化工艺，其特征在于：所述冷凝器与管式换热器之间的管道上安装热力膨胀阀。
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