申请日2017.09.01
公开(公告)日2017.11.14
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明涉及一种空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，包括干燥箱和循环系统，所述干燥箱设有进料口(8)和出料口(20)，所述干燥箱上通过空气出口(7)和热风进口(24)分别与所述的循环系统相连通;所述干燥箱包括干燥箱体、物料输送网带、网带驱动装置、挡板和热水管线，所述的输送网带自上而下分布有多层，所述挡板相应地设置于每层输送网带的下方，由所述挡板将所述干燥箱体自上而下分隔为第1、第2、第3.....第N干燥区，所述输送网带与所述热水管线接触，使得热水的热量可直接传导到输送网带上。本发明的干化温度低，在一个闭环系统内运行，干燥过程中不会产生异味，干化后污泥含水率低、且能耗低。
权利要求书
1.一种空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，包括干燥箱和循环系统，其特征在于：所述干燥箱设有进料口(8)和出料口(20)，所述干燥箱上通过空气出口(7)和热风进口(24)分别与所述的循环系统相连通;所述干燥箱包括干燥箱体(10)、输送网带(9)、网带驱动装置(18)、挡板(13)和热水管线(19)，所述的输送网带(9)自上而下分布有多层，所述挡板(13)相应地设置于每层输送网带(9)的下方，由所述挡板(13)将所述干燥箱体(10)自上而下分隔为第1、第2、第3.....第N干燥区，所述输送网带(9)与所述热水管线(19)接触，使得热水的热量可直接传导到输送网带(9)上。
2.根据权利要求1所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：所述的循环系统包括第一换热器(6)、第二换热器(4)、第三换热器(31)、第四换热器(28)和风机(33)，所述第一换热器(6)的一端通过空气出口(7)与干燥箱连通，其另一端通过风管与第二换热器(4)相连通，所述的第二换热器(4)通过风管与第三换热器(31)连通，所述第三换热器(31)的另一端通过风管与所述的第四换热器(28)连通，所述第四换热器(28)的另一端通过热风进口(24)与所述干燥箱相连通，所述的风机(33)设置于风管内;
所述第二换热器(4)的盘管与压缩机(1)连接，所述第一换热器(6)盘管的两端分别与第三换热器(31)的两端相连通。
3.根据权利要求2所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：干燥空气由热风进口(24)进入干燥箱，热空气利用空气对流，带走污泥的水分，并在干燥箱中变为中温湿空气，从空气出口(7)排出，进入到第一换热器(6)，吸收第一换热器(6)的冷量，将热量传递给第一换热器(6)，中温湿空气温度降低至其露点温度，析出部分水分，饱和空气继续进入到第二换热器(4)，其温度进一步降低，析出更多的水分变成低温饱和空气，再通过第三换热器(31)加热至中温温度，然后经过第四换热器(28)使得温度升高至高温，变为高温低湿空气从热风进口(24)进入干燥箱，并依此循环。
4.根据权利要求3所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：所述的循环系统还包括第五换热器(36)，所述第二换热器(4)的盘管还与所述第五换热器(36)的盘管相连通，并在二者的连接管路上设有节流元件(2)，所述第五换热器(36)通过热水通道与所述第四换热器(28)的盘管相连通。
5.根据权利要求3所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：所述第五换热器(36)包括盘管和壳体，在壳体内充有水体，所述的盘管位于壳体内的水中，所述第五换热器(36)的壳体通过热水管道与干燥箱内的热水管线相连通。
6.根据权利要求3所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：每一层所述挡板(13)在宽度方向上分成两块，每块挡板(13)上均可实现翻转，在挡板(13)的一侧开设有下料口(11)和排气口(12)，上下相邻层的挡板之下料口(11)和排气口(12)分布在不同侧。
7.根据权利要求6所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：所述的干燥箱还包括驱动挡板翻转的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括驱动电机(40)、第一直齿轮(14)、第二直齿轮(38)、皮带(39)、转轴(17)、第一锥齿轮(15)和第二锥齿轮(16)，所述的驱动电机(40)与第一直齿轮(14)相连接，第一直齿轮(14)与第二直齿轮(38)啮合，第一直齿轮(14)带动转轴(17)旋转，转轴(17)上固定有多个第二锥齿轮(16)，第二直齿轮(38)通过皮带(39)带动另一个转轴(17)转动，另一个转轴(17)上也设置有多个第二锥齿轮(16)，所述的第二锥齿轮(16)与第一锥齿轮(15)一一啮合，所述的第一锥齿轮(15)与挡板(13)相连以带动挡板转动。
8.根据权利要求7所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：所述的热风进口(24)安装在干燥箱体(10)的下部，所述的空气出口(7)安装在干燥箱体(10)的上部，所述的第一换热器(6)和第二换热器(4)下端设置有积水盘，所述的所述第五换热器(36)内设置有多块折流板(35)，所述第五换热器(36)的高温端、第四换热器(28)及热水管线(23)经管道相连通，所述的热风进口(24)进口处设置有挡风板(22)。
9.根据权利要求3所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：所述的进干燥箱为高温低湿度空气，温度为75-85℃，热水温度为80-90℃，出口空气为低温饱和空气，温度为40-50℃，蒸发器温度为10-15℃，空气经过第一换热器(6)后温度降至30-40℃，经过第二换热器(4)温度降低至20-30℃，经过第三换热器(31)后温度升高至35-40℃，经过第四换热器(28)后温度升高至75-85℃。
10.根据权利要求3所述的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，其特征在于：在所述第一换热器(6)与所述第三换热器(31)之间的连接管路上设有水泵(32)，在所述第五换热器(36)与所述第四换热器(28)及干燥箱的热水管线(23)之间的连接管路上也设有水泵(32)。
说明书
空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，具体地说是一种空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统。
背景技术
随着污水处理规模的扩大及标准的提高，污泥产生量不断增加，加之过往积累下来的污泥，污泥的处理处置已经成为污水处理领域一个重大问题，而污泥的干化处理就是其中关键的一步。
为减少污染并免除温室气体的产生，可将污泥变废为宝，将其进行干化处理并使之成为可以利用的燃料，其主要方法为将城市生活污泥干化到30%时送到电厂锅炉里与煤粉掺杂燃烧，其热值可达2500大卡-3400大卡/千克，即两吨30%的污泥可当作一吨煤的热值。一般处理污泥的过程为对其进行干化、脱水。当前污泥干化有通过高温烟气对污泥进行干化，干化后的尾气还需要进行再处理，而且干化过程温度较高，一般在150-200℃之间，干化时产生的味道较重，容易产生有毒有害气体，整个系统结构复杂。当前也有采用电渗透对污泥进行干化脱水，但是电渗透也存在能耗较大，当污泥含水率较低时污泥电阻过大产生脱水效果差，电极板容易损耗等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在的干化要求温度较高，易发生有毒有害尾气和干化效果差的技术问题，提出一种干化温度低，干化后污泥含水率低、能耗低的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统。
本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的空气、热水和制冷剂协同循环污泥干化系统，包括干燥箱和循环系统，所述干燥箱设有进料口和出料口，所述干燥箱上通过空气出口和热风进口分别与所述的循环系统相连通;
所述干燥箱包括干燥箱体、物料输送网带、网带驱动装置、挡板和热水管线，所述的输送网带自上而下分布有多层，所述挡板相应地设置于每层输送网带的下方，由所述挡板将所述干燥箱体自上而下分隔为第1、第2、第3.....第N干燥区，所述输送网带与所述热水管线接触，使得热水的热量可直接传导到输送网带上。
可选的，所述的循环系统包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器和风机，所述第一换热器的一端通过空气出口与干燥箱连通，其另一端通过风管与第二换热器相连通，所述的第二换热器通过风管与第三换热器连通，所述第三换热器的另一端通过风管与所述的第四换热器连通，所述第四换热器的另一端通过热风进口与所述干燥箱相连通，所述的风机设置于风管内;
所述第二换热器的盘管与压缩机连接，所述第一换热器盘管的两端分别与第三换热器的两端相连通。
可选的，干燥空气由热风进口进入干燥箱，热空气利用空气对流，带走污泥的水分，并在干燥箱中变为中温湿空气，从空气出口排出，进入到第一换热器，吸收第一换热器的冷量，将热量传递给第一换热器，中温湿空气温度降低至其露点温度，析出部分水分，饱和空气继续进入到第二换热器，其温度进一步降低，析出更多的水分变成低温饱和空气，再通过第三换热器加热至中温温度，然后经过第四换热器使得温度升高至高温，变为高温低湿空气从热风进口进入干燥箱，并依此循环。
可选的，所述的循环系统还包括第五换热器，所述第二换热器的盘管还与所述第五换热器的盘管相连通，并在二者的连接管路上设有节流元件，所述第五换热器通过热水通道与所述第四换热器的盘管相连通。
可选的，所述第五换热器包括盘管和壳体，在壳体内充有水体，所述的盘管位于壳体内的水中，所述第五换热器的壳体通过热水管道与干燥箱内的热水管线相连通。
可选的，每一层所述挡板在宽度方向上分成两块，每块挡板上均可实现翻转，在挡板的一侧开设有下料口和排气口，上下相邻层的挡板之下料口和排气口分布在不同侧。
可选的，所述的干燥箱还包括驱动挡板翻转的齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括驱动电机、第一直齿轮、第二直齿轮、皮带、转轴、第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述的驱动电机与第一直齿轮相连接，第一直齿轮与第二直齿轮啮合，第一直齿轮带动转轴旋转，转轴上固定有多个第二锥齿轮，第二直齿轮通过皮带带动另一个转轴转动，另一个转轴上也设置有多个第二锥齿轮，所述的第二锥齿轮与第一锥齿轮一一啮合，所述的第一锥齿轮与挡板相连以带动挡板转动。
可选的，所述的热风进口安装在干燥箱体的下部，所述的空气出口安装在干燥箱体的上部，所述的第一换热器和第二换热器下端设置有积水盘，所述的所述第五换热器内设置有多块折流板，所述第五换热器的高温端、第四换热器及热水管线经管道相连通，所述的热风进口进口处设置有挡风板。
可选的，所述的进干燥箱为高温低湿度空气，温度为75-85℃，热水温度为80-90℃，出口空气为低温饱和空气，温度为40-50℃，蒸发器温度为10-15℃，空气经过第一换热器后温度降至30-40℃，经过第二换热器温度降低至20-30℃，经过第三换热器后温度升高至35-40℃，经过第四换热器后温度升高至75-85℃。
可选的，在所述第一换热器与所述第三换热器之间的连接管路上设有水泵，在所述第五换热器与所述第四换热器及干燥箱的热水管线之间的连接管路上也设有水泵。
采用以上结构，本发明具有以下优点：整个系统分为三个子循环系统，空气循环系统、热水循环系统和制冷剂循环系统。第一换热器与第三换热器进行冷热量交换，第二换热器与第五换热器进行冷热量交换，第四换热器与第五换热器进行冷热量交换，各个冷量及热量达到最大限度的利用，同时干燥介质在系统内进行除湿与加热一体，没有尾气排出，形成闭环干化系统。本发明利用了热泵原理，由于热泵具有一个COP值，即消耗一度的电能，可产生数倍的热能，本干化系统能耗少。本发明的干化温度低，由于整个空气在一个闭环系统内运行，干燥过程中不会产生异味，干化后污泥含水率低、且能耗低。