申请日2013.08.27
公开(公告)日2015.04.15
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明属于固废处理领域，具体涉及一种城市污泥干化装置。本发明包括轴线倾斜放置的滚筒以及用于驱动该滚筒沿其轴线旋转的驱动组件，滚筒内部具备有容纳污泥的容纳腔;容纳腔沿滚筒轴向方向顺延贯穿设置，且其进料端处于滚筒的高端部处，其出料端位于滚筒的低端部;城市污泥干化装置还包括用于供给容纳腔热量的供热通道以及收集和排除湿污泥烘干后飞灰废热的回风通道，所述供热通道连通容纳腔布置;回风通道进风端连通容纳腔，出风端连通于外部飞灰废热处理设备。本发明污泥干化效率高，可避免传统的“飞灰废热随干泥同时排出”所导致的环境污染乃至人身安全等状况的发生，其结构简洁，操作可靠，工作效率高而安全稳定。
权利要求书
1.一种城市污泥干化装置，其特征在于：包括轴线倾斜放置的滚 筒(10)以及用于驱动该滚筒(10)沿其轴线旋转的驱动组件，滚筒 (10)内部具备有容纳污泥的容纳腔(11);容纳腔(11)沿滚筒(10) 轴向方向顺延贯穿设置，且其进料端处于滚筒(10)的高端部处，其 出料端位于滚筒(10)的低端部;城市污泥干化装置还包括用于供给 容纳腔(11)热量的供热通道(12)以及收集和排除湿污泥烘干后飞 灰废热的回风通道(13)，所述供热通道(12)连通容纳腔(11)布置; 回风通道(13)进风端连通容纳腔(11)，出风端连通于外部飞灰废热 处理设备;
所述回风通道(13)紧邻容纳腔(11)，且回风通道(13)出风端 位于滚筒(10)的低端部处，其进风端连通容纳腔(11)的位于滚筒 (10)高端部的一端处。
2.根据权利要求1所述的城市污泥干化装置，其特征在于：所述 供热通道(12)与容纳腔(11)均呈圆管状，供热通道(12)套设于 容纳腔(11)内且两者同心布置，两者彼此间由径向布置的加强筋(14) 呈辐射状固接;供热通道(12)沿其轴向和/或周向方向依次布置有多 个贯穿管壁设置的通风孔(12a)，所述通风孔(12a)构成容纳腔(11) 内的热风进风端。
3.根据权利要求1所述的城市污泥干化装置，其特征在于：供热 通道(12)尾端密封且在其进风端管壁处设置有喇叭状热风导向口 (12b)，所述热风导向口(12b)连通供热通道(12)及容纳腔(11)， 热风导向口(12b)的吹风导向方向指向滚筒(10)的高端部处布置。
4.根据权利要求1所述的城市污泥干化装置，其特征在于：所述 容纳腔(11)于其进料口处还设置有用于打散湿污泥的破泥筋条(11a)， 破泥筋条(11a)外形呈直杆状且沿容纳腔(11)腔道布置方向顺延设 置;所述容纳腔(11)的内壁处还凸设有用于梳耙污泥的凸齿部(11b)。
5.根据权利要求1所述的城市污泥干化装置，其特征在于：所述 容纳腔(11)包括位于滚筒(10)轴心处的中心容纳腔(111)和环绕 中心容纳腔(111)轴线呈轴对称布置的旁支容纳腔(112)，所述中心 容纳腔(111)和旁支容纳腔(112)均具备相应的供热通道(12)以 形成彼此独立的污泥干化组件;所述滚筒(10)进料口亦分别包括对 应指向中心容纳腔(111)进料端的中心进料口和对应指向旁支容纳腔 (112)进料端的旁支进料口，所述中心进料口和旁支进料口均为一个 且旁支进料口的出口口径与中心进料口的出口口径之比等于旁支容纳 腔(112)数目与中心容纳腔(111)数目之比。
6.根据权利要求5所述的城市污泥干化装置，其特征在于：所述 供热通道(12)呈由其进风端至其密封端口径减小的阶梯管状或锥形 管状，旁支容纳腔(112)为沿中心容纳腔(111)轴线对称布置的六 个。
7.根据权利要求5所述的城市污泥干化装置，其特征在于：滚筒 (10)由螺旋输送机(20)供给进料，螺旋输送机(20)的各出料端 构成滚筒(10)的相应进料口;容纳腔(11)进料端处设置有便于进 料的“八”字形环板(15)，所述“八”字形环板(15)的小口径端构 成螺旋输送机(20)的各出料端的插接端，“八”字形环板(15)的大 口径端连通并罩设容纳腔(11)进料端布置;两两临近布置的旁支容 纳腔(112)的进料口间还布置有用于引导湿污泥流向指定旁支容纳腔 (112)处的挡泥引导板(16)。
8.根据权利要求5所述的城市污泥干化装置，其特征在于：所述 城市污泥干化装置还包括套设于滚筒(10)外的外壳体(30)，所述外 壳体(30)外形呈圆筒状，所述滚筒(10)外形呈圆柱状且与外壳体 (30)间构成同心套插式配合;所述外壳体(30)为保温壳体，外壳 体(30)上沿其周向均布有多个用于固定其与滚筒(10)位置关系的 固定单元(31);固定单元(31)为固定栓，其径向贯穿外壳体(30) 且端部紧密抵靠支撑滚筒(10)外壁处设置。
9.根据权利要求8所述的城市污泥干化装置，其特征在于：所述 固定单元(31)用于抵靠滚筒(10)的一端和/或栓身处包覆有隔热层; 以周向环绕滚筒(10)布置的固定单元(31)数目为一组，所述固定 单元(31)为多组且沿滚筒(10)长度方向顺延布置;固定单元(31) 上套设螺栓防雨罩。
10.根据权利要求8所述的城市污泥干化装置，其特征在于：所 述城市污泥干化装置还包括两个以上的沿外壳体(30)轴向顺次布置 的支撑架(40)，所述外壳体(30)外壁与支撑架(40)间构成转动配 合;所述支撑架(40)包括位于外壳体(30)下方处的用于托撑外壳 体(30)的托撑辊(41)以及用于扶持外壳体(30)的扶持辊(42)， 所述扶持辊(42)为两组且沿外壳体(30)轴线轴对称布置;所述支 撑架(40)上还设置有用于定向滚筒(10)及外壳体(30)旋转方向 的定向轮(43)。
11.根据权利要求8所述的城市污泥干化装置，其特征在于：滚 筒(10)高端部处罩设有回风罩(50)，回风罩(50)外形呈圆桶状且 其桶口端固接密封外壳体(30)高端部设置，所述回风罩(50)构成 的回风腔连通容纳腔(11)和回风通道(13)以形成两者的连接腔道; 回风罩(50)在其端头部贯穿设置有用于穿设螺旋输送机(20)的孔 道，螺旋输送机(20)与回风罩(50)间密封布置。
12.根据权利要求8所述的城市污泥干化装置，其特征在于：外 壳体(30)低端部处设置主供热管(60)，主供热管(60)一端连通外 部引风机，另一端分别连通各供热通道;主供热管(60)外壁处套接 有主回风管(70)，主回风管(70)内壁与主供热管(60)外壁间所形 成的腔道构成连通回风通道(13)与外部飞灰废热处理设备的回风腔 道;外壳体(30)低端部与主回风管(70)外壁间设置密封段且两者 间构成回转配合关系;主回风管(70)外壁处同心布置齿轮部(81)， 所述城市污泥干化装置还包括动力源，所述动力源与齿轮部(81)啮 合传动构成驱动滚动旋转的驱动组件。
说明书
一种城市污泥干化装置
技术领域
本发明属于固废处理领域，具体涉及一种城市污泥干化装置。
背景技术
随着城市化进程的不断加快以及现代化工业的发展。每年全球 均会产生数量巨大的各类城市生活污泥和工业污泥。为此，人们开始 寻求某种合适的工艺方式以有效处理上述污泥。污泥干化技术是一种 常见的可有效降低污泥含水率以便于其继续进行后续处理的技术，具 体即为在专门设计的设备中对污泥进行加热，蒸发其中水分的过程， 其不但可有效地实现对于污泥中的“自由水”的去除效果，同时也对 其中的“间隙水”、“表面结合水”乃至“内部结合水”都可起到快速 蒸发目的;由于该技术可根据后续处理工序的要求，将污泥干化至指 定的含水率，因此其被广泛的应用于现有污泥干化处理中。
污泥干化通常使用专用的污泥干化机，以蒸汽、高温烟气或就 受热的导热油乃至太阳能作为热源，采用直接或间接的加热方式，辅 以混合和搅拌，进而达到其干化目的。其中，直接传热式污泥干化机， 这在申请人为苏州市自力化工设备有限公司于2010年6月22日申请 的发明专利《污泥干化工艺及设备》等文本中均有所描述，其大都是 以锅炉高温烟气等作为热源，使其进入干化机后与湿污泥直接接触， 通过热对流方式以直接带出湿污泥内的水分;该种方式除湿效率高， 但由于大量烟气与湿污泥的直接接触和析出，导致飞灰废热中粉尘含 量巨大，又因无妥善的后续粉尘分离措施，往往易于产生粉尘爆炸等 安全隐患。间接传热式污泥干化机中，污泥和热源不直接接触，而是 通过热传导的方式进行热量传递，如申请人为浙江大学于2012年4 月19日申请的发明专利《污泥干化焚烧集成处理系统及其工艺》就给 出了一种间接传热式污泥干化方式，由于污泥和热源被人为的分隔开 来，其加热烟气清洁度好，无相关粉尘隐患，因此使用较多;然而， 由于目前的间接传热式干化机或采用类似锅灶的静态培烘的方式，导 致其内部在重力作用下产生污泥沉降而出现单面加热现象，加热不够 均匀，从而导致待处理污泥无法均匀干透，除湿效率较差，即使如前 述专利文本中的定、动齿交错且动齿呈空心烟道设计的方式，其方式 也不但导致其结构复杂繁冗，维护极其不便，同时还会致使其内污泥 在定齿下部腔室内大量淤积而出现无法烘透和直接烧结的现象，此外， 由于其动齿齿面为垂直其转轴方向设置，如何保证污泥在烘干后的出 料目的，就其机构而言显然是无法确凿实现的;此外，目前的污泥干 化机，由于其污泥容纳腔始终需要频繁接触或干或湿的污泥，其剧烈 摩擦后的容纳腔磨损率极高，使用寿命也往往影响到整机的实际使用 效率。如何研发出一种结构合理的城市污泥干化装置，从而使其确实 的起到便捷而高效率的污泥干化目的，为国内外近十年来所迫待解决 的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理 而实用的城市污泥干化装置，其工作效率高而安全稳定。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种城市污泥干化装置，其特征在于：包括轴线倾斜放置的滚筒 以及用于驱动该滚筒沿其轴线旋转的驱动组件，滚筒内部具备有容纳 污泥的容纳腔;容纳腔沿滚筒轴向方向顺延贯穿设置，且其进料端处 于滚筒的高端部处，其出料端位于滚筒的低端部;城市污泥干化装置 还包括用于供给容纳腔热量的供热通道以及收集和排除湿污泥烘干后 飞灰废热的回风通道，所述供热通道连通容纳腔布置;回风通道进风 端连通容纳腔，出风端连通于外部飞灰废热处理设备。
且回风通道出风端位于滚筒的低端部处，其进风端连通容纳腔的 位于滚筒高端部的一端处。
所述供热通道与容纳腔均呈圆管状，供热通道套设于容纳腔内且 两者同心布置，两者彼此间由径向布置的加强筋呈辐射状固接;供热 通道沿其轴向和/或周向方向依次布置有多个贯穿管壁设置的通风孔， 所述通风孔构成容纳腔内的热风进风端。
供热通道尾端密封且在其进风端管壁处设置有喇叭状热风导向 口，所述热风导向口连通供热通道及容纳腔，热风导向口的吹风导向 方向指向滚筒的高端部处布置。
所述容纳腔于其进料口处还设置有用于打散湿污泥的破泥筋条， 破泥筋条外形呈直杆状且沿容纳腔腔道布置方向顺延设置;容纳腔的 内壁处还凸设有用于梳耙污泥的凸齿部。
所述容纳腔包括位于滚筒轴心处的中心容纳腔和环绕中心容纳腔 轴线呈轴对称布置的旁支容纳腔，所述中心容纳腔和旁支容纳腔均具 备相应的供热通道以形成彼此独立的污泥干化组件;所述滚筒进料口 亦分别包括对应指向中心容纳腔进料端的中心进料口和对应指向旁支 容纳腔进料端的旁支进料口，所述中心进料口和旁支进料口均为一个 且旁支进料口的出口口径与中心进料口的出口口径之比等于旁支容纳 腔数目与中心容纳腔数目之比。
所述供热通道呈由其进风端至其密封端口径减小的阶梯管状或锥 形管状，旁支容纳腔为沿中心容纳腔轴线对称布置的六个。
滚筒由螺旋输送机供给进料，螺旋输送机的各出料端构成滚筒的 相应进料口;容纳腔进料端处设置有便于进料的“八”字形环板，所 述“八”字形环板的小口径端构成螺旋输送机的各出料端的插接端， “八”字形环板的大口径端连通并罩设容纳腔进料端布置;两两临近 布置的旁支容纳腔的进料口间还布置有用于引导湿污泥流向指定旁支 容纳腔处的挡泥引导板。
所述城市污泥干化装置还包括套设于滚筒外的外壳体，所述外壳 体外形呈圆筒状，所述滚筒外形呈圆柱状且与外壳体间构成同心套插 式配合;所述外壳体为保温壳体，外壳体上沿其周向均布有多个用于 固定其与滚筒位置关系的固定单元;固定单元为固定栓，其径向贯穿 外壳体且端部紧密抵靠支撑滚筒外壁处设置。
所述固定单元用于抵靠滚筒的一端和/或栓身处包覆有隔热层;以 周向环绕滚筒布置的固定单元数目为一组，所述固定单元为多组且沿 滚筒长度方向顺延布置;固定单元上套设螺栓防雨罩。
所述城市污泥干化装置还包括两个以上的沿外壳体轴向顺次布置 的支撑架，所述外壳体外壁与支撑架间构成转动配合;所述支撑架包 括位于外壳体下方处的用于托撑外壳体的托撑辊以及用于扶持外壳体 的扶持辊，所述扶持辊为两组且沿外壳体轴线轴对称布置;所述支撑 架上还设置有用于定向滚筒及外壳体旋转方向的定向轮。
滚筒高端部处罩设有回风罩，回风罩外形呈圆桶状且其桶口端固 接密封外壳体高端部设置，所述回风罩构成的回风腔连通容纳腔和回 风通道以形成两者的连接腔道;回风罩在其端头部贯穿设置有用于穿 设螺旋输送机的孔道，螺旋输送机与回风罩间密封布置。
外壳体低端部处设置主供热管，主供热管一端连通外部引风机， 另一端分别连通各供热通道;主供热管外壁处套接有主回风管，主回 风管内壁与主供热管外壁间所形成的腔道构成连通回风通道与外部飞 灰废热处理设备的回风腔道;外壳体低端部与主回风管外壁间设置密 封段且两者间构成回转配合关系;主回风管外壁处同心布置齿轮部， 所述城市污泥干化装置还包括动力源，所述动力源与齿轮部啮合传动 构成驱动滚动旋转的驱动组件。
本发明的主要优点如下：
1)、摒弃了传统的单纯使用直接供热组件或间接供热组件所导致 的各种缺陷，一方面依靠旋转滚筒的布置，从而有效的解决了湿污泥 于容纳腔内的快速培烘问题，利用滚筒的自身旋转，湿污泥在进入容 纳腔后，也即产生随动并不断翻转，以同时与供热通道内传输来的热 气混合达到有效烘干目的;更为主要的是，在热气烘干湿污泥后，其 所产生的飞灰废热中含有的大量粉尘等危险因素可自然的随专门设置 的回风通道引导至外部相应的飞灰废热处理设备，从而避免了传统的 “飞灰废热随干泥同时排出”所导致的环境污染乃至人身安全等状况 的发生。此外，倾斜布置的滚筒，也有效的确保了湿污泥在进入容纳 腔并不断翻转干化后，其最终干泥能够适时的在重力及滚筒旋转力的 作用下被自然输送至滚筒低端部处的出料口，以达到自动进料和排泥 目的，其结构简洁，操作可靠，工作效率高而安全稳定。
2)、回风通道的布置，亦为本发明的其中一个重点，也即：回风 通道不单单是连通容纳腔并输送飞灰废热的通道，同时，利用回风通 道内的飞灰废热本身仍具备一定温度的特点，而将其紧邻容纳腔布置， 换句话说，此时回风通道内的飞灰废热包覆容纳腔外壁或贴附在容纳 腔外壁进行流动;其整个气体流向，经热风供气到飞灰废热排出形成 类似“U”状流向，“U”状流向所围合的区域内即为容纳腔所在区域， 此时隔热通道形成对于湿污泥的“直接”的第一道烘干，而含有部分 温度的回风通道内的飞灰废热再排出过程中再次经过容纳腔外壁，而 “间接”的实现对于其内湿污泥的第二次烘干流程;多达两道的烘干 程序，从而在确保湿污泥烘干质量的前提下也大大的降低了其实际的 培烘干化成本，一举多得。
3)、喇叭状热风导向口，其用意在于实现容纳腔内飞灰废热的引 导指向;这是由于滚筒本身的倾斜布置，而其自身的排料结构由必须 保证其高端进料而低端出料，同时热风为低端进风而高端出风，因此， 为避免培烘后的飞灰废热可能在容纳腔内直接随干泥沿其出料口排 除，一方面通过热风导向口实现“气闸”效果，确保飞灰废热不至于 由滚筒出料口直接排出而引起事故，另一方面，热风导向口处吹出的 热风所产生的气流，引导并驱使飞灰废热向滚筒高端部处升腾，并最 终沿连通容纳腔的位于滚筒高端部的一端处的回风通道进风端得以顺 利排出。整个流程整洁高效，从而为前述的回风通道的正常工作提供 保证。
4)、破泥筋条的设置，确保了湿污泥在进入滚筒后的打散效果， 避免湿污泥在进入容纳腔后成团淤积而导致的无法有效翻转烘干现 象;容纳腔的内壁处设置的凸齿部，更是确保湿污泥在沿容纳腔内壁 翻滚时，能够适时的不断被凸齿部翻动耙松，以为滚筒的实际干化效 率作出有利影响。
5)、本发明的容纳腔，实际布置为多个，可以理解为首先布置中 心容纳腔环绕中心容纳腔布置的供热通道，再以中心容纳腔轴心为圆 心，周向环绕均布有多个的旁支容纳腔，同时旁支容纳腔也相应的布 置供热通道，最终形成本发明的滚筒培烘结构。实际使用时，对应不 同的滚筒进料口，通过外部机械的输送，中心容纳腔不间断的供料， 因此其进料口径较小，从而满足其不间断小流量供料效果;而旁支容 纳腔存在旋转和间断供料现象，因此必须通过大的进料口径以满足其 短时间大流量的供料目的。本发明通过上述设计结构，避免了采用单 个的大型容纳腔所导致的或湿污泥进料过多而产生无法快速烘干，或 湿污泥进料少却本身生产效率不足的缺陷，一方面分散化后的小型容 纳腔保证了湿污泥的快速烘干需求，而依靠多个的容纳腔，则确保了 单位时间内的湿污泥处理量，最终确保其实际生产效率。
6)、供风通路的实际结构，此处以其阶梯管状或锥形管状为主， 从而确保其内热风在不断沿通风孔逸散的过程中，仍能在供风通路内 形成较高的风压，以保证供风通路末端处的热风供应能力。旁支容纳 腔的布局数目，可根据实际生产情况而定，此处就不再一一赘述。
7)、“八”字形环板的设置，也就是在螺旋输送机的进料口处形成 兜底结构，以避免湿污泥在沿螺旋输送机进入容纳腔时，出现污泥飞 溅或散漏现象，最终起到聚拢湿污泥和部分的导向湿污泥的效果;而 挡泥引导板，更是考虑到了由于旁支进料口仅为一个而且是不断出料 的，在其沿滚筒周向旋转并不断向各旁支容纳腔输料的过程中，两两 相邻的旁支容纳腔之间能够依靠其引导板特性，从而在旁支进料口位 于两旁支容纳腔之间时，仍能够确保湿污泥沿其引导板进入其中一个 旁支容纳腔处，以确保其湿污泥供应效果。
8)、滚筒外部设置外壳体，也即滚筒与外壳体间构成可拆卸式配 合，解决了传统的因污泥被搅拌乃至干化后的与容纳腔壁的剧烈摩擦 磨损，而出现的滚筒使用寿命下降问题;实际操作时，一旦产生上述 情况，即可直接通过人为或机械方式进行滚筒拆卸并重新加设新的滚 筒，从而继续起到可靠工作的目的;其装拆效率高，不但有效的确保 了整机的实际使用寿命，更可极大的缩减其维护成本，从而也就间接 的提升了其实际工作效率。
9)、通过固定单元的沿外壳体轴向及长度方向的均布作用，从而 起到对于其内滚筒的全方位的约束效果，在驱动组件的带动下，自始 自终滚筒都能确切的产生旋转动作，其工作可靠稳定。隔热层的使用， 则是考虑到固定单元本身的直径需求;使用时为保证固定单元工作刚 度，必然使用尺寸较粗的螺栓，而过大尺寸的螺栓其热传导面积也就 更大;通过隔热层的存在，会极大的避免加热腔道内的热量直接通过 螺栓部而传输发散到外部，从而确保了加热腔道内热量的集中性和不 逸散性，以为确保整机的工作效率打下基础。
10)、本发明依靠支撑架上的轮组与驱动组件的配合，以起到驱动 斜向布置的滚筒乃至整个外壳体的旋转目的;定向轮的设置，更是保 证了滚筒旋转时的适时导向校正，最终确保滚筒工作时的可靠稳定性。
11)、实际上，滚筒的高端部，也即为滚筒倾斜后的相对较高的一 端，其低端部反之亦然。而通过布置于滚筒部高端部处也即与外壳体 相应端间呈固接布置的回风罩，从而形成上述“U”形流道的底部转折 部，依靠回风罩所形成的连接腔道，实现了热风由主供热管、供热通 道、通气孔、容纳腔，并在与湿污泥反应转变为飞灰废热后，再由连 接腔道、回风通道最终至外部尾气处理设备的一条龙流程。主供热管 与主回风管所形成的同心套接结构，更是确保了其上密封结构的最简 化，主回风管外壁处布置的齿轮部和相应动力源的联动，最终构成驱 动组件，从而完成对于滚筒的驱动功能，其结构功能清楚，工作可靠 稳定而效率高。