申请日2016.04.20
公开(公告)日2016.07.20
IPC分类号C02F11/12; C02F11/18
摘要
本发明涉及一种污泥干化塔，包括塔体，塔体内自上而下设置有间接干化装置和直接干化装置，污泥依次经间接干化装置和直接干化装置进行干化处理，间接干化装置的热介质经与污泥间接换热后进入直接干化装置与污泥进行进一步直接换热;两级干化装置之间设有成型装置，以增加直接干化装置内污泥与热介质的接触换热面积。另外还涉及一种污泥干化方法，包括间接干化步骤和直接干化步骤，间接干化步骤与直接干化步骤在一污泥干化塔内的上下两级干化装置中顺次进行。本发明采用两段干化技术，并将两级干化装置耦合布置在同一塔体内，从而可有效降低设备占地面积;两级干化装置采用同一热介质，可充分利用热介质的热量，降低能耗。
权利要求书
1.一种污泥干化塔，其特征在于，包括：
塔体，所述塔体上设有污泥入口和污泥出口;
间接干化装置，其设于所述塔体内并与所述污泥入口连通，通过热介质与污泥进行间接换热，并排出半干化污泥及初冷却热介质;
直接干化装置，其设于所述塔体内并位于所述间接干化装置下方，所述半干化污泥与所述初冷却热介质导入所述直接干化装置内进行接触换热，并由所述污泥出口排出干化污泥;
成型装置，其设于所述间接干化装置与所述直接干化装置之间，用于使所述半干化污泥成型以增加所述半干化污泥与所述初冷却热介质的接触换热面积。
2.根据权利要求1所述的污泥干化塔，其特征在于：所述间接干化装置包括管壳式换热器，所述管壳式换热器具有壳程介质入口、壳程介质出口、管程介质入口及水蒸气出口;其中，所述壳程介质入口与所述污泥入口连通，所述壳程介质出口与所述直接干化装置的半干化污泥入口连通，所述管程介质入口与设于所述塔体上的热介质入口连通，所述水蒸气出口伸出至所述塔体外。
3.根据权利要求2所述的污泥干化塔，其特征在于：所述间接干化装置还包括用于刮落所述管壳式换热器的换热管上的污泥的刮刀机构及驱动所述刮刀机构工作的驱动机构。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的污泥干化塔，其特征在于：所述直接干化装置包括壳体，所述壳体围设形成一直接换热腔，所述壳体上设有半干化污泥入口、干化污泥出口、初冷却热介质入口及气体出口，所述半干化污泥入口及所述初冷却介质入口均与所述间接干化装置连通，所述干化污泥出口与所述污泥出口连通，所述气体出口伸出至所述塔体外。
5.根据权利要求4所述的污泥干化塔，其特征在于：所述壳体内设有将半干化污泥由所述半干化污泥入口运输至所述干化污泥出口以实现污泥移动换热的移动换热机构。
6.根据权利要求5所述的污泥干化塔，其特征在于：所述移动换热机构包括多条传送带，多条所述传送带在所述壳体内自上而下呈折返式结构布置。
7.根据权利要求4所述的污泥干化塔，其特征在于：所述干化污泥出口处连接有用于将干化污泥破碎并制粒的破碎机，并于所述破碎机下方设有传输装置连接至所述污泥出口。
8.根据权利要求1所述的污泥干化塔，其特征在于：所述成型装置包括用于将半干化污泥碾压形成面条状结构的条形碾压机。
9.根据权利要求1所述的污泥干化塔，其特征在于：所述热介质为烟气，所述烟气为加热炉或水泥窑排出的烟气。
10.一种污泥干化方法，其特征在于：包括间接干化步骤和直接干化步骤，所述间接干化步骤与所述直接干化步骤在一污泥干化塔内的上下两级干化装置中顺次进行;其中，间接干化步骤通过烟气与污泥进行间接换热，使污泥脱水并防止产生挥发性有机物，形成半干化污泥，烟气经换热后形成为初冷却烟气;直接干化步骤通过所述初冷却烟气与所述半干化污泥进行接触换热，使所述半干化污泥脱水形成干化污泥。
说明书
污泥干化塔及污泥干化方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种污泥干化塔及一种污泥干化方法，用于市政污泥的干化，特别是污水厂所产生的污泥的干化。
背景技术
截至2015年，我国所有城市以及绝大部分县城都已建有城镇污水处理厂，每年污水处理厂的污水处理总量已超过480亿立方米，每年产生含水率为80%的污泥超过3300万吨。尽管城市污水处理率已达90%，然而城镇污水厂的污泥处理处置却没有跟上脚步，污泥的无害化处置率仅为56%左右，有约15%的污泥不明去向。这个数据与“十二五”规划中的目标“城镇的污泥无害化处理率要求达到70%，大中城市的污泥无害化处置率需达到80%”还有不小的距离。由此可见，传统的“重水轻泥”的思想观念仍未获得根本改变。近半污泥未经过无害化处理，且污泥中的大量有机质和能源未经资源化利用，不仅存在二次污染的环境风险，也浪费了资源。因此，我国污泥处理处置任务艰巨繁重，形势十分严峻。
目前，污泥的处理技术分为前处理、中间处理和终端处理三个步骤。其中，前处理主要是进行浓缩和脱水操作，浓缩过程使含水率大于99%的二沉污泥和含水率大于97%的初沉污泥转变为含水率在95～97%的污泥，再经过机械脱水，使污泥的含水率降至75～80%。终端处理主要是焚烧、卫生填埋、资源化利用等几种方式;对我国而言，资源化利用和卫生填埋的处理方式所占比例较高，分别达到了45%和35%。然而，含水率80%的污泥仍具有很强的流动性和较大的体积，不符合填埋、焚烧、资源化利用等终端处理技术的要求，需将污泥的含水率降至60%以下。因此，在污泥终端处理之前还需经过中间处理，也就是污泥干化，将脱水污泥的含水率由80%降至60%以下。
污泥干化技术主要有低温板框脱水干化、流化床干化、两段干化等工艺。板框干化技术则需加入调理剂(如生石灰、FeCl3等)，而后再进行板框脱水操作，可将污泥的含水率降至35～60%。流化床干化技术则是一项热干化技术，将污泥切成小颗粒，与流化气体一同进入保持不停运动的干燥颗粒床中，在85℃左右的温度下，可将污泥干化至含水率低于10%。两段干化技术也是一种热干化技术，把污泥干化分为两个步骤，可以是两步的直接干化，也可以使一步间接干化和一步直接干化相结合，利用热介质对污泥加热，可将污泥含水率降至10%以下。
目前的污泥干化技术主要存在以下问题：(1)污泥干化过程中易导致挥发性有机物(VOCs)的产生，造成二次污染，增加后续处理成本;(2)工艺复杂，设备占地面积较大，能耗较高。
发明内容
本发明实施例提供一种污泥干化塔及一种污泥干化方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及一种污泥干化塔，包括;
塔体，所述塔体上设有污泥入口和污泥出口;
间接干化装置，其设于所述塔体内并与所述污泥入口连通，通过热介质与污泥进行间接换热，并排出半干化污泥及初冷却热介质;
直接干化装置，其设于所述塔体内并位于所述间接干化装置下方，所述半干化污泥与所述初冷却热介质导入所述直接干化装置内进行接触换热，并由所述污泥出口排出干化污泥;
成型装置，其设于所述间接干化装置与所述直接干化装置之间，用于使所述半干化污泥成型以增加所述半干化污泥与所述初冷却热介质的接触换热面积。
作为实施例之一，所述间接干化装置包括管壳式换热器，所述管壳式换热器具有壳程介质入口、壳程介质出口、管程介质入口及水蒸气出口;其中，所述壳程介质入口与所述污泥入口连通，所述壳程介质出口与所述直接干化装置的半干化污泥入口连通，所述管程介质入口与设于所述塔体上的热介质入口连通，所述水蒸气出口伸出至所述塔体外。
作为实施例之一，所述间接干化装置还包括用于刮落所述管壳式换热器的换热管上的污泥的刮刀机构及驱动所述刮刀机构工作的驱动机构。
作为实施例之一，所述直接干化装置包括壳体，所述壳体围设形成一直接换热腔，所述壳体上设有半干化污泥入口、干化污泥出口、初冷却热介质入口及气体出口，所述半干化污泥入口及所述初冷却介质入口均与所述间接干化装置连通，所述干化污泥出口与所述污泥出口连通，所述气体出口伸出至所述塔体外。
作为实施例之一，所述壳体内设有将半干化污泥由所述半干化污泥入口运输至所述干化污泥出口以实现污泥移动换热的移动换热机构。
作为实施例之一，所述移动换热机构包括多条传送带，多条所述传送带在所述壳体内自上而下呈折返式结构布置。
作为实施例之一，所述干化污泥出口处连接有用于将干化污泥破碎并制粒的破碎机，并于所述破碎机下方设有传输装置连接至所述污泥出口。
作为实施例之一，所述成型装置包括用于将半干化污泥碾压形成面条状结构的条形碾压机。
作为实施例之一，所述热介质为烟气，所述烟气为加热炉或水泥窑排出的烟气。
本发明实施例涉及一种污泥干化方法，包括间接干化步骤和直接干化步骤，所述间接干化步骤与所述直接干化步骤在一污泥干化塔内的上下两级干化装置中顺次进行;其中，间接干化步骤通过烟气与污泥进行间接换热，使污泥脱水并防止产生挥发性有机物，形成半干化污泥，烟气经换热后形成为初冷却烟气;直接干化步骤通过所述初冷却烟气与所述半干化污泥进行接触换热，使所述半干化污泥脱水形成干化污泥。
本发明实施例至少实现了如下有益效果：
(1)本发明采用两段干化技术，并将两级干化装置耦合布置在同一塔体内，从而可有效降低设备占地面积;污泥在塔体内自上而下运行，借助污泥自身的重力，可有效降低污泥在两级干化装置之间运行的动力能耗。
(2)第一级干化装置为间接干化装置，避免导致挥发性有机物(VOCs)的产生而造成二次污染。
(3)两级干化装置采用同一热介质，一则可充分利用热介质的热量，降低能耗;二则采用同一热介质实现间接干化装置和直接干化装置的两级干化处理，热量性质稳定，保证两级干化处理的换热效果;三则可减少设备数量，使得间接干化装置与直接干化装置可完美耦合在同一塔体内，简化工艺过程，从而减小设备占地面积及工艺过程能耗。