申请日2017.06.12
公开(公告)日2017.08.22
IPC分类号C02F11/12; F27D17/00
摘要
本发明涉及一种利用高温炉余热的a href="http://www.dowater.com/" style="text-decoration:none">污泥 热干化装置及方法，包括：进料系统、干化箱和出料口，干化箱包括：吹扫系统、传送系统、排烟系统和干化箱底座，吹扫系统包括：进气口、烟气室、吹扫装置和控制装置;吹扫装置包括：多个吹扫针和多个吹扫挡板;进料系统包括：进料料斗和进料通道，进料通道包括：竖直通道和弯曲通道，竖直通道沿竖直方向从干化箱内部延伸至外部，其一端与进料料斗相连，另一端位于干化箱内部且与弯曲通道相连，弯曲通道位于干化箱的内部、传送系统的传送带前端的上方。该装置循环利用现有技术中的高温炉在工作过程中产生的高温烟气，回用至污泥的热干化阶段，采用接触式加热的方式深度加热污泥，实现热量的高效利用。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用高温炉余热的污泥热干化装置，包括：进料系统、干化箱和出料口，其特征在于，其中，所述干化箱包括：吹扫系统、传送系统、排烟系统和干化箱底座，其中，
所述吹扫系统包括：进气口、烟气室、吹扫装置和控制装置，其中，所述烟气室位于所述干化箱的内部，所述进气口一端与所述烟气室相连通，另一端沿竖直方向延伸至所述干化箱的外部，用于高温烟气经所述进气口进入所述烟气室中;所述吹扫装置包括：多个吹扫针和多个吹扫挡板，呈阵列设置的所述多个吹扫针位于所述烟气室的下方且与所述烟气室相连通，所述多个吹扫挡板位于所述烟气室的内部且分别位于每行所述吹扫针的上方，用于挡住所述吹扫针的针孔进而控制高温烟气的进气量，所述控制装置与所述多个吹扫挡板相连，用于控制所述多个吹扫挡板的升降，进而控制进行吹扫的吹扫针的数量;
所述传送系统位于所述干化箱腔内的下部，用于传送污泥进行热干化;
所述排烟系统位于所述干化箱的上部,与所述干化箱的内腔连通;
所述进料系统包括：进料料斗和进料通道，其中，所述进料料斗位于所述干化箱的上方，所述进料通道包括：竖直通道和弯曲通道，所述竖直通道沿竖直方向从所述干化箱内部延伸至外部，其一端与所述进料料斗相连，另一端位于所述干化箱内部且与所述弯曲通道相连，所述弯曲通道位于所述干化箱的内部、所述传送系统的传送带前端的上方，用于使污泥能够平稳地落到所述传送带上。
2.根据权利要求1所述的污泥热干化装置，其特征在于，所述吹扫针均匀设置形成阵列，每行所述吹扫针的数量相等，所述控制装置根据所述进行吹扫的吹扫针的数量分为四个档位，一档位为：所述控制装置控制所述吹扫挡板全部升起，所述吹扫针全部开启;二档位为：所述控制装置控制隔行的所述吹扫挡板升起，一半所述数量的吹扫针开启;三档位为：所述控制装置进行控制，每隔两行升起一行吹扫挡板，三分之一所述数量的吹扫针开启;四档位为：所述控制装置控制所述吹扫挡板全部落下挡住所述吹扫针的针孔，所述吹扫针全部关闭。
3.根据权利要求1所述的污泥热干化装置，其特征在于，所述吹扫系统还包括：可拉伸杆，所述可拉伸杆固定于所述烟气室的上部且与所述干化箱相连，用于控制所述烟气室的升降高度。
4.根据权利要求1所述的污泥热干化装置，其特征在于，所述吹扫挡板的下表面设有与所述多个吹扫针相配合的实心柱塞，用于插入所述吹扫针孔内，控制所述吹扫针的开启和关闭。
5.根据权利要求1所述的污泥热干化装置，其特征在于，所述传送系统位于所述干化箱底座上，其包括：具有过滤孔的传送带、位于所述传送带两端的电机、传送带支撑装置和基座，所述传送带绕所述电机设置且位于所述烟气室下方，所述传送带支撑装置位于上部传送带和下部传送带的之间，用于支撑所述传送带，所述基座与所述干化箱底座相连，所述电机设置在所述基座上。
6.根据权利要求1所述的污泥热干化装置，其特征在于，所述排烟系统包括：烟气处理装置和排烟口，其中，所述排烟口位于所述传送带的末端、所述干化箱的上方且其一端与所述干化箱内腔相连通，另一端与所述烟气处理装置相连，用于将经所述排烟口排出的废旧烟气经所述烟气处理装置净化排出。
7.根据权利要求1所述的污泥热干化装置，其特征在于，所述出料口位于所述传送带的末端，用于将干化后的经所述传送带传送的污泥排出。
8.根据权利要求5所述的污泥热干化装置，其特征在于，所述传送带支撑装置包括多个支撑体，所述多个支撑体呈人字形结构设置，用于增强支撑稳定性进而使污泥在传送过程中稳定。
9.一种利用权利要求1-7中任一项所述的污泥热干化装置进行污泥热干化的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将污泥通过所述进料料斗进料，经所述竖直管道和弯曲通道下落至所述传送带上;
b.电机带动所述传送带转动，同时，从所述进气口通入高温烟气至烟气室，根据污泥进料量通过所述控制装置选择档位，同时通过所述可拉伸杆调整所述烟气室在所述干化箱内部的高度，使高温烟气通过所述吹扫针阵列在污泥上方和污泥内部进行交替吹扫，充分与污泥接触形成热交换进而进行干化;
c.在干化过程中，所述高温烟气与污泥进行热交换后产生的废旧烟气经所述排烟口进入所述烟气处理装置净化排出;
d.所述传送带运输干化后的污泥通过所述出料口排出。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述高温烟气的温度至少为200℃，所述交替吹扫时间为5-30min。
说明书
一种利用高温炉余热的污泥热干化装置及方法
技术领域
本发明属于固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种利用高温炉余热的污泥热干化装置及方法。
背景技术
随着国家经济实力的增强，国民环保意识的提高，市政污水处理行业得到迅速的发展，产量与日俱增，污泥的处理和开发利用日益为人们所关注。据中国住建部统计，截至2015年6月底，全国设市城市、县累计建成污水处理厂3802座，污水处理能力约1.61×109 m3d-1。根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》规定，至2015年直辖市、省会城市和计划单列市的污泥无害化处理处置率达到80%，其他设市城市达到70%，县城及重点镇达到30%，污泥处理处置规模5.18×106 t y-1，但截至2014年年底，全国污泥处理处置设施建设仅完成“十二五”规划目标的43.4%，即2.25×106 t y-1，因此污泥的处理处置问题亟待解决。由于污泥含水率高，造成污泥的处理处置十分困难。一般污水处理厂的二沉池污泥含水率为97%~99%，其中间隙水约占70%，毛细水占20%左右，吸附水约为7%，胞内水约为3%。通过机械脱水后，其含水率能够将至80%左右，此时污泥中的水分主要形态为吸附水和胞内水，此时机械脱水不能进一步深度脱水，因此不能满足后续处理的要求，如填埋需要达到含水率在60%以下，而焚烧热解处理等则要求其含水率达到小于30%。因此如何有效地处理高含水率的污泥成为污泥处理的关键所在。
现有污泥的脱水方法主要包括污泥固化、提高压滤机压榨压力以实现机械深度脱水等，但这些技术中，由于污泥填埋库容、填埋存在的恶臭和填埋气爆炸等问题，使得填埋已经逐渐成为不得已的托底技术。但是污泥干化资源化已成为目前污泥处理的重要环节，因此，如何提高太阳能干化的效率，加速污泥中细胞内的吸附水、胞内水和毛细水的快速排除，成为污泥等泥质生物质节能快速干化的根本所在。现有的污泥干化脱水过程，直接依靠太阳能干化等技术，其过程较为繁琐，效率偏低，虽然能够获得一定的干化效果，但其速率较慢，且受太阳能利用时间的限制等因素影响。因此如何设计一种高效的干化污泥的装置成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种利用高温炉余热的污泥热干化装置及方法，该装置循环利用现有技术中的高温炉在工作过程中产生的高温烟气，回用至污泥的热干化阶段，吹扫针在污泥上方和污泥内部进行交替吹扫，采用交替接触式加热的方式深度加热污泥，实现最大效率的污泥脱水过程，且该装置结构简单、自动化控制程度高、具有可连续生产的优势，将高温炉产生的高温烟气应用于污泥的热干化过程，实现热量的高效利用。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明提出了一种利用高温炉余热的污泥热干化装置，包括：进料系统、干化箱和出料口，其特征在于，其中，所述干化箱包括：吹扫系统、传送系统、排烟系统和干化箱底座，其中，所述吹扫系统包括：进气口、烟气室、吹扫装置和控制装置，其中，所述烟气室位于所述干化箱的内部，所述进气口一端与所述烟气室相连通，另一端沿竖直方向延伸至所述干化箱的外部，用于高温烟气经所述进气口进入所述烟气室中;所述吹扫装置包括：多个吹扫针和多个吹扫挡板，呈阵列设置的所述多个吹扫针位于所述烟气室的下方且与所述烟气室相连通，所述多个吹扫挡板位于所述烟气室的内部且分别位于每行所述吹扫针的上方，用于挡住所述吹扫针的针孔进而控制高温烟气的进气量，所述控制装置与所述多个吹扫挡板相连，用于控制所述多个吹扫挡板的升降，进而控制进行吹扫的吹扫针的数量;所述传送系统位于所述干化箱腔内的下部，用于传送污泥进行热干化;所述排烟系统位于所述干化箱的上部,与所述干化箱的内腔连通;所述进料系统包括：进料料斗和进料通道，其中，所述进料料斗位于所述干化箱的上方，所述进料通道包括：竖直通道和弯曲通道，所述竖直通道沿竖直方向从所述干化箱内部延伸至外部，其一端与所述进料料斗相连，另一端位于所述干化箱内部且与所述弯曲通道相连，所述弯曲通道位于所述干化箱的内部、所述传送系统的传送带前端的上方，用于使污泥能够平稳地落到所述传送带上。
进一步的，所述吹扫针均匀设置形成阵列，每行所述吹扫针的数量相等，所述控制装置根据所述进行吹扫的吹扫针的数量分为四个档位，一档位为：所述控制装置控制所述吹扫挡板全部升起，所述吹扫针全部开启;二档位为：所述控制装置控制隔行的所述吹扫挡板升起，一半所述数量的吹扫针开启;三档位为：所述控制装置进行控制，每隔两行升起一行吹扫挡板，三分之一所述数量的吹扫针开启;四档位为：所述控制装置控制所述吹扫挡板全部落下挡住所述吹扫针的针孔，所述吹扫针全部关闭。
进一步的，所述吹扫系统还包括：可拉伸杆，所述可拉伸杆固定于所述烟气室的上部且与所述干化箱相连，用于控制所述烟气室的升降高度。
进一步的，所述吹扫挡板的下表面设有与所述多个吹扫针相配合的实心柱塞，用于插入所述吹扫针孔内，控制所述吹扫针的开启和关闭。
进一步的，所述传送系统位于所述干化箱底座上，其包括：具有过滤孔的传送带、位于所述传送带两端的电机、传送带支撑装置和基座，所述传送带绕所述电机设置且位于所述烟气室下方，所述传送带支撑装置位于上部传送带和下部传送带的之间，用于支撑所述传送带，所述基座与所述干化箱底座相连，所述电机设置在所述基座上。
进一步的，所述排烟系统包括：烟气处理装置和排烟口，其中，所述排烟口位于所述传送带的末端、所述干化箱的上方且其一端与所述干化箱内腔相连通，另一端与所述烟气处理装置相连，用于将经所述排烟口排出的废旧烟气经所述烟气处理装置净化排出。
进一步的，所述出料口位于所述传送带的末端，用于将干化后的经所述传送带传送的污泥排出。
进一步的，所述传送带支撑装置包括多个支撑体，所述多个支撑体呈人字形结构设置，用于增强支撑稳定性进而使污泥在传送过程中稳定。
在本发明的另一方面，提出了一种利用前面所述的污泥热干化装置进行污泥热干化的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.将污泥通过所述进料料斗进料，经所述竖直管道和弯曲通道下落至所述传送带上;b.电机带动所述传送带转动，同时，从所述进气口通入高温烟气至烟气室，根据污泥进料量通过所述控制装置选择档位，同时通过所述可拉伸杆调整所述烟气室在所述干化箱内部的高度，使高温烟气通过所述吹扫针阵列在污泥上方和污泥内部进行交替吹扫，充分与污泥接触形成热交换进而进行干化;c.在干化过程中，所述高温烟气与污泥进行热交换后产生的废旧烟气经所述排烟口进入所述烟气处理装置净化排出;d.所述传送带运输干化后的污泥通过所述出料口排出。
进一步的，所述步骤b中，所述高温烟气的温度至少为200℃，所述交替吹扫时间为5-30min。
本发明至少包括以下有益效果：
1)本发明通过对进料管道进行独特的设计，将其进料部分管道进行弯曲，并且利用污泥自身的重力平稳落至传送带上，取消了传统的依靠电力带动的物料进料装置和出料装置，节约了成本;
2)该装置利用现有技术中的高温炉在工作过程中产生的高温烟气，回用至污泥的热干化阶段，通过调节卡拉伸杆控制烟气室的升降高度，使吹扫针在污泥上方和污泥内部进行交替吹扫，采用交替接触式加热的方式深度加热污泥，实现最大效率的污泥脱水过程，且该装置结构简单、自动化控制程度高、具有可连续生产的优势，将高温炉产生的高温烟气应用于污泥的热干化过程，实现热量的高效利用;
3)工业化效果好，单台设备处理量可大可小;
4)干化箱内热源来自于燃烧废气，取代传统电加热和外供能源，实现能源循环利用目的，热利用率高;
5)污泥在干化过程中，受热均匀，干燥效率高，且物料相对于传送带稳定，高温烟气与污泥接触充分，干燥效果好，并且，整个处理过程产生粉尘量极少，无需大型的除尘设备，没有发生爆炸的风险;
6)该装置将污泥干化过程产生的废气和高温烟气综合处理，减少了废气处理费用，该装置设计简单，无需复杂操作，而且操作过程中消耗低，维护成本低。