申请日2015.12.25
公开(公告)日2016.12.07
IPC分类号C02F11/12; F27D17/00
摘要
本实用新型公开了一种使湿污泥干化的水泥窑系统。所述干燥器包括回转筒，所述回转筒与第一双滚轮支承座和第二双滚轮支承座滚动连接，所述回转筒通过齿轮传动装置驱动，所述干燥器设置有高温烟气进口、湿污泥进料口、污泥烟气出口、干污泥出料口。所述水泥窑系统连通干燥器，所述干燥器连通湿污泥卸料仓。本实用新型不需要燃烧就可将较稀的湿污泥干化，并将干化后的污泥和气体作为燃料和水泥原料加以利用，可充分地利用污泥的热值。
摘要附图
权利要求书
1.一种使湿污泥干化的水泥窑系统，包括水泥窑系统(1)，其特征在于：所述水泥窑系统(1)的高温烟气出口连通干燥器(2)的高温烟气进口(2-2-1)，所述水泥窑系统(1)的干污泥进料口连通所述干燥器(2)的干污泥出料口(2-3-2)，所述水泥窑系统(1)的污泥烟气进口连通所述干燥器(2)的污泥烟气出口(2-3-1)，所述干燥器(2)的湿污泥进料口(2-2-2)连通湿污泥卸料仓(4)的湿污泥出料口。
2.根据权利要求1所述的一种使湿污泥干化的水泥窑系统，其特征在于：所述干燥器(2)包括横置的两端敞口的回转筒(2-1)，所述回转筒(2-1)靠近其两端的外侧面分别设置有转动盘，两个所述转动盘分别与第一双滚轮支承座(2-4)和第二双滚轮支承座(2-5)滚动连接，所述回转筒(2-1)中部的外侧面设置有齿盘(2-6)，所述齿盘(2-6)与齿轮传动装置(2-7)中的齿轮啮合，所述齿轮传动装置(2-7)配置有电机(2-7-1)，所述回转筒(2-1)的一端配置有第一端盖(2-2)，所述第一端盖(2-2)与所述回转筒(2-1)的一端密封转动配合，所述第一端盖(2-2)的端面上部设置有高温烟气进口(2-2-1)，所述第一端盖(2-2)的端面下部设置有湿污泥进料口(2-2-2)，所述回转筒(2-1)的另一端配置有第二端盖(2-3)，所述第二端盖(2-3)与所述回转筒(2-1)的另一端密封转动配合，所述第二端盖(2-3)的上侧面设置有污泥烟气出口(2-3-1)，所述第二端盖(2-3)的下侧面设置有干污泥出料口(2-3-2)。
说明书
一种使湿污泥干化的水泥窑系统
技术领域
本实用新型涉及一种对湿污泥处置的方法和产品，尤其涉及一种使湿污泥干化的水泥窑系统。
背景技术
污泥是污水厂处理废水后生成的产物。污泥可分为干污泥(即含水量极少的污泥，呈硬块状)和湿污泥(即含水量较多的污泥，呈软块状或泥浆状)。通常每万立方米废水产生湿污泥可达5-10吨。每年产生湿污泥约近达4000万吨左右。已经严重影响城市发展。常规污泥处置主要有卫生填埋、堆肥、焚烧等手段。但是都存在占地大、规模化低、二次污染严重、运行投资高等问题。水泥行业具有处置废弃物的功能，已获得国际认可，由于污泥的主要化学成分包括SiO2、Fe203，和A12O3，和水泥原料中的硅质原料比较相似，理论上可以用来部分替代硅质原料进行配料，而其热值可作为燃料使用。在处置污泥的功能上具有明显的优势。因此，利用水泥窑协同处置城镇污水厂污泥，是一种经济、可行的资源化利用方式。为了对污泥进行有效的处置，本申请人投入了大量的人力、物力、财力，进行长期反复的科学实验，实用新型了多种处置污泥的方法和产品，并于2014年12月19日申请了三件专利，分别是专利申请号为2014107921661实用新型名称为“一种用水泥窑处置污泥的方法及污泥气化水泥窑系统”、专利申请号为2014107916907实用新型名称为“一种用水泥窑处置污泥的方法及处置污泥的水泥窑系统”、申请号为2014107916292实用新型名称为“用水泥窑处置污泥的方法及用篦冷机处置污泥的水泥”。这些实用新型创造在申请专利以后进行了开发和利用，对处置稠污泥效果十分明显，取得了可观的经济效益和社会效益。其中，“一种用水泥窑处置污泥的方法及污泥气化水泥窑系统”是先将湿污泥制成干污泥颗粒，再将干污泥颗粒气化，然后，将气化后得到的燃气送入分解炉，将气化后得到的灰渣送入生料系统。这样的湿污泥处置方式对较稠的湿污泥进行处置效果十分显著。但是，为了将湿污泥气化必须额外地耗费燃料燃烧先将湿污泥干化，再将干化后的污泥燃烧气化，气化后所得的燃气所产生的热量低于干化后的污泥完全燃烧的热量，也就是说，对污泥燃烧气化无法充分地利用污泥的热值，在处置较稀的湿污泥时遇到了麻烦。为了把较稀的湿污泥中的水分排出后再进行气化，仅仅靠燃烧污泥是远远不够的，还需要额外地耗费大量的燃料(不仅仅是耗费热能)进行气化，气化时间长，因此，较稀的湿污泥的处置效率相应地降低、运行费用却大大增高，未能发挥水泥窑处置废弃物的优势。为了解决较稀的湿污泥入窑问题，本申请人进行反复研究和实验，对影响污泥干化的温度、污泥与烟气接触形式、含水率与污泥颗粒关系等原因，对影响熟料产量和质量的各种因素进行了全面的分析和总结，通过长期探索和实践终于解决了现有技术中存在的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的第一个技术问题是提供一种使湿污泥干化的方法，该方法不需要燃烧就可将较稀的湿污泥干化，并将干化后的污泥和气体作为燃料和水泥原料加以利用，可充分地利用污泥的热值。
本实用新型要解决的第二个技术问题是提供一种使湿污泥干化的干燥器，该干燥器不需要燃烧就可将较稀的湿污泥干化，并将干化后的污泥和气体作为燃料和水泥原料加以利用，可充分地利用污泥的热值。
本实用新型要解决的第三个技术问题是提供一种使湿污泥干化的水泥窑系统，该水泥窑系统不需要燃烧就可将较稀的湿污泥干化，并将干化后的污泥和气体作为燃料和水泥原料加以利用，可充分地利用污泥的热值。
就方法而言，为了解决上述第一个技术问题，本实用新型提供了一种使湿污泥干化的方法，通过高温烟气将湿污泥加热，使湿污泥干化形成干污泥和污泥烟气，所述干污泥和污泥烟气分别送入水泥窑系统的分解炉中。
所述高温烟气是从水泥窑系统的篦冷机中取出的热风。
所述高温烟气是从水泥窑系统的篦冷机 窑头罩中取出的热风，或者，所述高温烟气是通过连通所述篦冷机和所述分解炉的管道侧壁上引出。
所述湿污泥干化形成干污泥和污泥烟气的过程中，对湿污泥和干污泥反复翻抄和/或打碎，使干污泥最终形成颗粒状和/或粉尘状。
本实用新型使湿污泥干化的方法与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本技术方案由于采用了通过高温烟气将湿污泥加热，使湿污泥干化形成干污泥和污泥烟气，所述干污泥和污泥烟气分别送入水泥窑系统的分解炉中的技术手段，所以，不需要燃烧就可将较稀的湿污泥干化，并将干化后的污泥和气体作为燃料和水泥原料加以利用，可充分地利用污泥的热值。
2、本技术方案由于采用了所述高温烟气是从水泥窑系统的篦冷机中取出的热风的技术手段，所以，不需要额外地耗费燃料就可将较稀的湿污泥干化。
3、本技术方案由于采用了所述高温烟气是从水泥窑系统的篦冷机 窑头罩中取出的热风，或者，所述高温烟气是通过连通所述篦冷机和所述分解炉的管道侧壁上引出的技术手段，所以，可大大节省制造成本。
4、本技术方案由于采用了所述湿污泥干化形成干污泥和污泥烟气的过程中，对湿污泥和干污泥反复翻抄和/或打碎，使干污泥最终形成颗粒状和/或粉尘状的技术手段，所以，可大大提高干污泥的燃烧效率。
就一种产品而言，为了解决上述第二个技术问题，本实用新型提供了一种使湿污泥干化的干燥器，所述干燥器包括横置的两端敞口的回转筒，所述回转筒靠近其两端的外侧面分别设置有转动盘，两个所述转动盘分别与第一双滚轮支承座和第二双滚轮支承座滚动连接，所述回转筒中部的外侧面设置有齿盘，所述齿盘与齿轮传动装置中的齿轮啮合，所述齿轮传动装置配置有电机，所述回转筒的一端配置有第一端盖，所述第一端盖与所述回转筒的一端密封转动配合，所述第一端盖与机架固定连接，所述第一端盖的端面上部设置有高温烟气进口，所述第一端盖的端面下部设置有湿污泥进料口，所述回转筒的另一端配置有第二端盖，所述第二端盖与所述回转筒的另一端密封转动配合，所述第二端盖与机架固定连接，所述第二端盖的上侧面设置有污泥烟气出口，所述第二端盖的下侧面设置有干污泥出料口。
所述回转筒的内侧壁分别沿周向和轴向分布有抄板。
所述抄板的形状呈弯折的矩形板，所述弯折的矩形板横截面的形状呈“L”字形或弧线形。
所述横截面呈“L”字形的矩形板的折痕线平行于所述回转筒的轴线，所述横截面呈弧线形的矩形板的母线平行于所述回转筒的轴线。
所述回转筒的转动方向顺着所述弯折的矩形板的析板头所指的方向。
所述回转筒内设置有两个分布有打散齿的转动轴，两个所述转动轴的一端分别与所述第一端盖的端面密封转动连接，两个所述转动轴中的一个转动轴的一端连接有变频电机驱动装置，两个所述转动轴的另一端分别与所述第二端盖的端面密封转动连接，两个所述转动轴的另一端通过皮带传动装置传动连接。
所述打散齿沿着所述转动轴的周向和轴向分布。
所述打散齿从湿污泥进料口到干污泥出料口之间沿着所述转动轴的轴向从疏到密地分布。
两个所述转动轴的转动方向相同，两个所述转动轴的转动方向与所述回转筒的转动方向相反。
所述高温烟气进口包括一端封口的旋流管和切向管，所述旋流管的直径大于所述切向管的直径，所述旋流管的开口端与述第一端盖的端面垂直连通，所述切向管的一端与所述旋流管的封口侧壁垂直连通，所述切向管的轴线偏离所述旋流管的轴线，所述旋流管的管口靠近最上的抄板的下方。
所述回转筒的一端高于该回转筒的另一端，所述回转筒的轴线与水平面之间的夹角A为3度-5度。
本实用新型使湿污泥干化的干燥器与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本技术方案由于采用了所述干燥器包括横置的两端敞口的回转筒，所述回转筒靠近其两端的外侧面分别设置有转动盘，两个所述转动盘分别与第一双滚轮支承座和第二双滚轮支承座滚动连接，所述回转筒中部的外侧面设置有齿盘，所述齿盘与齿轮传动装置中的齿轮啮合，所述齿轮传动装置配置有电机，所述回转筒的一端配置有第一端盖，所述第一端盖与所述回转筒的一端密封转动配合，所述第一端盖与机架固定连接，所述第一端盖的端面上部设置有高温烟气进口，所述第一端盖的端面下部设置有湿污泥进料口，所述回转筒的另一端配置有第二端盖，所述第二端盖与所述回转筒的另一端密封转动配合，所述第二端盖与机架固定连接，所述第二端盖的上侧面设置有污泥烟气出口，所述第二端盖的下侧面设置有干污泥出料口的技术手段，所以，不需要燃烧就可将较稀的湿污泥干化，并将干化后的污泥和气体作为燃料和水泥原料加以利用，可充分地利用污泥的热值。
2、本技术方案由于采用了所述回转筒的内侧壁分别沿周向和轴向分布有抄板的技术手段，所以，有利于将湿污泥翻抄。
3、本技术方案由于采用了所述抄板的形状呈弯折的矩形板，所述弯折的矩形板横截面的形状呈“L”字形或弧线形的技术手段，所以，有利于提高抄板的翻抄效率。
4、本技术方案由于采用了所述横截面呈“L”字形的矩形板的折痕线平行于所述回转筒的轴线，所述横截面呈弧线形的矩形板的母线平行于所述回转筒的轴线，所以，有利于制造安装。
5、本技术方案由于采用了所述回转筒的转动方向顺着所述弯折的矩形板的析板头所指的方向的技术手段，所以，可大大提高抄板的翻抄效率。
6、本技术方案由于采用了所述回转筒内设置有两个分布有打散齿的转动轴，两个所述转动轴的一端分别与所述第一端盖的端面密封转动连接，两个所述转动轴中的一个转动轴的一端连接有变频电机驱动装置，两个所述转动轴的另一端分别与所述第二端盖的端面密封转动连接，两个所述转动轴的另一端通过皮带传动装置传动连接的技术手段，所以，可在湿污泥的干化过程中，将污泥打碎形成污泥颗粒和粉尘，有利于提高污泥的燃烧效率。
7、本技术方案由于采用了所述打散齿沿着所述转动轴的周向和轴向分布的技术手段，所以，可对湿污泥在干化的整个过程进行打碎。
8、本技术方案由于采用了所述打散齿(2-1-2)从湿污泥进料口到干污泥出料口之间沿着所述转动轴(2-1-1)的轴向从疏到密地分布的技术手段，所以，可将污泥从粗到细逐渐打碎。
9、本技术方案由于采用了两个所述转动轴的转动方向相同，两个所述转动轴的转动方向与所述回转筒的转动方向相反的技术手段，所以，可大大提高污泥的打碎效率。
10、本技术方案由于采用了所述高温烟气进口包括一端封口的旋流管和切向管，所述旋流管的直径大于所述切向管的直径，所述旋流管的开口端与述第一端盖的端面垂直连通，所述切向管的一端与所述旋流管的封口侧壁垂直连通，所述切向管的轴线偏离所述旋流管的轴线，所述旋流管的管口靠近最上的抄板的下方的技术手段，所以，可使高温烟气以旋流的方式进入回转筒内，可大大提高污泥的干化效率。
11、本技术方案由于采用了所述回转筒的一端高于该回转筒的另一端，所述回转筒的轴线与水平面之间的夹角A为3度-5度。
就另一种产品而言，为了解决上述第三个技术问题，本实用新型提供了一种使湿污泥干化的水泥窑系统，包括水泥窑系统，所述水泥窑系统的高温烟气出口连通干燥器的高温烟气进口，所述水泥窑系统的干污泥进料口连通所述干燥器的干污泥出料口，所述水泥窑系统的污泥烟气进口连通所述干燥器的污泥烟气出口，所述干燥器的湿污泥进料口连通湿污泥卸料仓的湿污泥出料口。
所述水泥窑系统包括，水泥窑、与该水泥窑的窑尾连通的分解炉、与该水泥窑的窑头连通的篦冷机，所述篦冷机通过窑头罩与所述水泥窑的窑头连通，所述窑头罩通过管道与所述分解炉连通。
所述水泥窑系统1的高温烟气出口设置在所述窑头罩上，或者，所述水泥窑系统的高温烟气出口设置在所述管道的侧壁上，所述水泥窑系统的高温烟气出口与所述干燥器的高温烟气进口之间设置有挡板门。
所述水泥窑系统的污泥烟气进口设置在所述分解炉侧壁的上部，所述水泥窑系统的污泥烟气进口与所述干燥器的污泥烟气出口之间设置有挡板门。
所述水泥窑系统的干污泥进料口设置在所述分解炉侧壁位于所述高温烟气出口的下方，所述水泥窑系统的干污泥进料口与所述干燥器的干污泥出料口之间设置有干污泥输送机构。
所述干污泥输送机构包括第一级干污泥螺旋机、给料器、第二级干污泥螺旋机、提升机第三级干污泥螺旋机，所述干燥器的干污泥出料口与所述第一级干污泥螺旋机的干污泥进料口上下相对，所述第一级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述第二级干污泥螺旋机的干污泥进料口上下相对，所述第二级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述提升机的干污泥进料口上下相对，所述提升机的干污泥出料口与所述第三级干污泥螺旋机的干污泥进料口上下相对，所述第三级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述分解炉的干污泥进料口连通。
所述第一级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述第二级干污泥螺旋机的干污泥进料口之间设置有给料器，所述第一级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述给料器的干污泥进料口上下相对，所述给料器的干污泥出料口与所述第二级干污泥螺旋机的干污泥进料口上下相对。
所述第一级干污泥螺旋机和所述第二级干污泥螺旋机分别是有轴螺旋机，所述第三级干污泥螺旋机是无轴螺旋机。
所述湿污泥卸料仓的湿污泥出料口位于该湿污泥卸料仓的底部，所述湿污泥卸料仓的湿污泥出料口与所述干燥器的湿污泥进料口之间设置有湿污泥输送机构。
所述湿污泥输送机构包括第一级湿污泥螺旋机、第二级湿污泥螺旋机、第三级湿污泥螺旋机，所述湿污泥卸料仓的形状呈漏斗形，所述湿污泥卸料仓的湿污泥出料口的形状呈长条形，相应地，所述第一级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口的形状呈长条形，所述湿污泥卸料仓的湿污泥出料口与所述第一级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口上下相对，所述第一级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口与所述第二级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口上下相对，所述第二级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口与第三级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口上下相对，所述第三级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口与所述干燥器的湿污泥进料口连通。
所述第一级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口与所述第二级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口通过管道连通，所述管道上设置有插板阀。
所述第二级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口高于该第二级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口。
本实用新型使湿污泥干化的水泥窑系统与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本技术方案由于采用了所述水泥窑系统的高温烟气出口连通干燥器的高温烟气进口，所述水泥窑系统的干污泥进料口连通所述干燥器的干污泥出料口，所述水泥窑系统的污泥烟气进口连通所述干燥器的污泥烟气出口，所述干燥器的湿污泥进料口连通湿污泥卸料仓的湿污泥出料口的技术手段，所以，不需要燃烧就可将较稀的湿污泥干化，并将干化后的污泥和气体作为燃料和水泥原料加以利用，可充分地利用污泥的热值。
2、本技术方案由于采用了所述水泥窑系统包括，水泥窑、与该水泥窑的窑尾连通的分解炉、与该水泥窑的窑头连通的篦冷机，所述篦冷机通过窑头罩与所述水泥窑的窑头连通，所述窑头罩通过管道与所述分解炉连通的技术手段，所以，可充分地利于水泥窑的热能。
3、本技术方案由于采用了所述水泥窑系统1的高温烟气出口设置在所述窑头罩上，或者，所述水泥窑系统的高温烟气出口设置在所述管道的侧壁上，所述水泥窑系统的高温烟气出口与所述干燥器的高温烟气进口之间设置有挡板门的技术手段，所以，有利于设备的检修。
4、本技术方案由于采用了所述水泥窑系统的污泥烟气进口设置在所述分解炉侧壁的上部，所述水泥窑系统的污泥烟气进口与所述干燥器的污泥烟气出口之间设置有挡板门的技术手段，所以，有利于设备的检修。
5、本技术方案由于采用了所述水泥窑系统的干污泥进料口设置在所述分解炉侧壁位于所述高温烟气出口的下方，所述水泥窑系统的干污泥进料口与所述干燥器的干污泥出料口之间设置有干污泥输送机构的技术手段，所以，可通过干污泥输送机构将干污泥从干燥器输送到分解炉。
6、本技术方案由于采用了所述干污泥输送机构包括第一级干污泥螺旋机、给料器、第二级干污泥螺旋机、提升机第三级干污泥螺旋机，所述干燥器的干污泥出料口与所述第一级干污泥螺旋机的干污泥进料口上下相对，所述第一级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述第二级干污泥螺旋机的干污泥进料口上下相对，所述第二级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述提升机的干污泥进料口上下相对，所述提升机的干污泥出料口与所述第三级干污泥螺旋机的干污泥进料口上下相对，所述第三级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述分解炉的干污泥进料口连通的技术手段，所以，有利于减小设备的占用空间。
7、本技术方案由于采用了所述第一级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述第二级干污泥螺旋机的干污泥进料口之间设置有给料器，所述第一级干污泥螺旋机的干污泥出料口与所述给料器的干污泥进料口上下相对，所述给料器的干污泥出料口与所述第二级干污泥螺旋机的干污泥进料口上下相对的技术手段，所以，有利于干污泥均匀地输送。
8、本技术方案由于采用了所述第一级干污泥螺旋机和所述第二级干污泥螺旋机分别是有轴螺旋机的技术手段，所以，可大大增加第一级干污泥螺旋机和第二级干污泥螺旋机中的绞刀强度。又由于采用了所述第三级干污泥螺旋机是无轴螺旋机的技术手段，所以，可大大减小对干污泥输送的阻力。从总体上看，可大大提高干污泥输送机构的工作效率和稳定性。
9、本技术方案由于采用了所述湿污泥卸料仓的湿污泥出料口位于该湿污泥卸料仓的底部，所述湿污泥卸料仓的湿污泥出料口与所述干燥器的湿污泥进料口之间设置有湿污泥输送机构的技术手段，所以，可通过湿污泥输送机构将湿污泥从湿污泥卸料仓输送到干燥器中。
10、本技术方案由于采用了所述湿污泥输送机构包括第一级湿污泥螺旋机、第二级湿污泥螺旋机、第三级湿污泥螺旋机，所述湿污泥卸料仓的形状呈漏斗形，所述湿污泥卸料仓的湿污泥出料口的形状呈长条形，相应地，所述第一级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口的形状呈长条形，所述湿污泥卸料仓的湿污泥出料口与所述第一级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口上下相对，所述第一级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口与所述第二级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口上下相对，所述第二级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口与第三级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口上下相对，所述第三级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口与所述干燥器的湿污泥进料口连通的技术手段，所以，有利于设备的整体布局。
11、本技术方案由于采用了所述第一级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口与所述第二级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口通过管道连通，所述管道上设置有插板阀的技术手段，所以，有利于设备的检修。
12、本技术方案由于采用了所述第二级湿污泥螺旋机的湿污泥出料口高于该第二级湿污泥螺旋机的湿污泥进料口的技术手段，所以，有利于减小设备的占用空间。