申请日2011.03.17
公开(公告)日2011.11.30
IPC分类号C02F11/12
摘要
一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，具体为，干化装置的干化器由3～6个抽屉式分厢体组成，且每个分厢体内设置有20～30根带有透气孔的余热烟气通过管道，干化器设置于一倒U型支架上，干化器的顶部为污泥颗粒进入端，该进入端正对污泥造粒机构组件的污泥颗粒送出端，干化器的中部为干化厢体，干化厢体的一侧为与高温余热烟气管道连通的余热烟气进入厢，另一侧的下部为与废气排出通道连接的废气收集排出厢，干化厢体的下部为颗粒收集装置，该装置与一倒V型出口相连接，而该出口的下方正对了带采样装置污泥颗粒搜集组件。本实用新型可以应用于各种市政污水处理产生的污泥、工业污泥和河道污泥等各种类型的污泥处理领域。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，包括进料机构组件(1)、污 泥造粒机构组件(2)、带采样装置(3)的污泥颗粒搜集组件(4)、空气净化组件(5) 和带发电装置(6)的焚烧锅炉(7)，其特征在于：
所述的进料机构组件(1)与污泥造粒机构组件(2)连接，该污泥造粒机构组件 再与一立式三厢混合污泥干化器(A)的上部连接，该立式三厢混合污泥干化器的中部 一侧与带发电装置(6)的焚烧锅炉(7)的高温余热烟气管道(8)连接，其下部的另 一侧通过废气排出通道(9)与空气净化组件(5)相连接，且该立式三厢混合污泥干 化器的下部正对带采样装置(3)的污泥颗粒搜集组件(4)。
2.如权利要求1所述的一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，其特征 在于，所述的立式三厢混合污泥干化器(A)，包括倒U型支架(A1)、污泥颗粒进入端 (A2)，干化厢体(A3)、余热烟气进入厢(A4)、废气收集排出厢(A5)、颗粒收集装 置(A6)和倒V型出口(A7)，其具体为，整个立式三厢混合污泥干化器设置于一倒U 型支架上，干化器的顶部为污泥颗粒进入端，该进入端正对污泥造粒机构组件(2)的 污泥颗粒送出端，立式三厢混合污泥干化器的中部为干化厢体，干化厢体的一侧为与 其连通的余热烟气进入厢，而该余热烟气进入厢则与高温余热烟气管道(8)连接，干 化厢体的的另一侧的下部为废气收集排出厢，该废气收集排出厢通过废气排出通道(9) 与空气净化组件(4)相连接，干化厢体的下部为颗粒收集装置，该颗粒收集装置的下 部与一倒V型出口相连接，而该出口的下方正对了带采样装置(3)污泥颗粒搜集组件 (4)。
3.如权利要求2所述的一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，其特征 在于，所述的设置于立式三厢混合污泥干化器(A)中部的干化厢体(A3)，该厢体内 设置有3～6个抽屉式分厢体(A31)，每个抽屉式分厢体内设置有20～30根余热烟气通 过管道(A32)，该余热烟气通过管道连接了余热烟气进入厢(A4)与废气收集排出厢 (A5)。
4.如权利要求2所述的一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，其特征 在于，所述的干化厢体(A3)与余热烟气进入厢(A4)的连接处为烟气进气处(A34)， 干化厢体与废气收集排出厢(A5)的连接处为废气出气处(A35)，烟气进气处与废气 出气处为上下错落式分布，且该出气处的中部及底端均设置有吸风机(A8)。
5.如权利要求3所述的一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，其特征 在于，所述的余热烟气通过管道(A32)，其管壁上设置透气孔(A33)，该透气孔从烟 气进气处(A34)到废气出气处(A35)的分布为疏到密。
说明书 [支持框选翻译]
一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置
技术领域
本实用新型涉及一种余热利用装置，尤其涉及一种对市政污水处理过程中产生的 污泥、工业污泥和河道污泥等各种类型的污泥的干燥，从而实现对污泥热能的回收再 利用的环保设备。
背景技术
目前，城市污水处理、工业提炼生产或河道疏通中会产生大量的污水，而污泥是 该种污水处理过程中的产物，污泥会一般含有大量的有机成分、病原菌、寄生虫以及 重金属等有害成分，处置不当会对生态环境造成严重的负面影响。而我们随着这些年 的城市化建设、工业化进程以及对各项重大河道治理过程中，产生了大量的污泥，而 我国的污泥处理技术手段比较落后，给我污泥处理带来巨大的挑战。仅2008年城镇污 水处理量为233亿立方米，产含水80%的污泥约为1600万吨，预计到“十一五”末我 国城镇污水处理量会达到296亿立方米，污泥产量也将大大增加。另外，据不完全统 计，目前全国城镇污水处理厂产生的污泥只有10%左右通过堆肥制肥等技术将污泥处 置返田，大约有20%采取填埋方式处理，少量采取焚烧、建材利用的方式处理，其余 大部分未经处理随意外运，简单填埋堆放，给生态环境带来了极大的隐患。
而上述中的污泥填埋虽然具有操作简单、运行成本低等优点，但是这种简单的“一 埋了事”却占有了大量的土地资源而且附带产生的渗滤液以及甲烷气体很容易给环境 带来二次污染。污泥堆肥存在周期过长、占地面积大、处理能力不大、有气味、堆肥 产品肥效不够等问题，该种处理技术并不值得推广。而另外一种污泥干化焚烧技术是 污泥减量化和热能再利用的有效方式，在欧美发达国家有着广泛的应用。但目前国内 污泥干化焚烧的设备和技术大多都是从国外引进，存在投资成本过高，运行成本高等 问题。
现有技术下的污泥干化技术按照污泥是否与介质直接接触可分为三类：
1.直接干化技术，直接干化技术又称为对流干化，是通过热空气直接与污泥接触， 从而从污泥表面去除水分。
2.间接干化技术，间接干化技术中，污泥并不与热介质直接接触，而是通过热交 换器与污泥进行接触，从而使污泥中的水分蒸发。间接式干化所使用的介质不局限于 热蒸汽，也包括热油等多种液态介质。
2.直接-间接混合式干化技术，直接-间接混合式干化技术是应用热对流以及热传 导两种原理，从而达到对污泥水分蒸发从而干化的技术。
而目前国内外的污泥处理情况，则有存在有下述问题：
1.流化床干燥器技术：存在因污泥的成分决定其流化特性，故对污泥的成分变化非 常敏感，常导致流化床内的热交换不能顺利进行，流化床及管道的磨损很严重，系统的 能耗也较高。
2.转鼓式干燥器技术：存在对进入干化的污泥要求比较高，由于干燥系统入口温 度在400度以上，因此能耗比较大，运行成本较高，产生粉尘较多，需要注入部分的 惰性气体以防止爆炸，因而安全性受到挑战。
3.带式干燥器技术：此技术下的每条生产线的水分蒸发量最大3吨/小时。利用饱 和水蒸汽以间接方式干化污泥，虽然可达到95%的干燥程度，但是该设备处理投资成 本高外，只能适合用在高蒸发量和工业污泥的干化过程中。
4.低温干燥机技术和太阳能干燥机技术：其中低温干燥机的缺点在于与外部气候 条件有较大的依赖性，对低温、湿润的气候，该系统必须增加空气加热系统，且处置 能力较小，而太阳能干燥机主要针对每天处置能力在50吨以下的项目，且存在占地 面积较大。
5.干化厢技术：该系统的缺陷在于没有采取足够的措施克服干化厢内气流场不平 衡的问题，从而带来污泥干化不均匀，以及热利用效率低的缺陷。通过热气集中的部 分的污泥干化效果好，而通过干化厢两侧的污泥干化效果差。另外，该系统没有充分 考虑中国污泥含杂高，含沙量大，有机成分低等特点，因此造成干化效率偏低，干化 系统尤其是干化厢内导管容易破损，使用寿命短等问题。
6.烟气余热干化城市污泥的技术：该技术的优点在于使用了废热作为干化的能源， 体现了能源再利用的理念，同时该技术运行成本相对较低，大约在100元/吨。但 是缺点在于热干化的效率较低，经过热干化只能达到40%左右的含水，如果对干化 后的污泥进行再利用，必须经过自然干化等过程，较为耗时。
公开号CN201637110U，公开日2010.11.17的中国专利：一种污泥余热回收装置， 包括两个污水池，第一污水池内安装第一集热盘管，第二污水池内安装第二集热盘管， 第一集热盘管和第二集热盘管的供液管分别与第一电磁换向阀连接，第一集热盘管和 第二集热盘管的回液管分别与第二电磁换向阀连接，第一电磁换向阀通过第一换热器 供液管与第一换热器连接相通，第二电磁换向阀通过第二换热器供液管与第一换热器 连接相通，第一换热器内安装蒸发器，蒸发器通过管路与压缩机连接，压缩机通过管 路与冷凝器连接，冷凝器通过管路与膨胀阀连接，膨胀阀通过管路与蒸发器连接;冷 凝器安装于第二换热器内，第二换热器通过进水管和出水管与集热水箱连接相通;第 一换热器供液管上安装循环泵。
该专利的是对污泥余热利用后，将其余热利用于贮水加热器，与本实用新型的污 泥余热利用的所应用的方面不同。
公开号CN1733629，公开日2006.02.15，的中国专利，一种利用垃圾发电厂烟气 余热干化污泥与污泥发电一体化的方法。方法步骤为：1)将垃圾焚烧发电排出的烟气， 经除尘，进行两段式干化污泥;2)将城市污水处理厂污泥，或河、湖疏浚污泥，进行 污泥干化前的预处理;3)将经过预处理的污泥，用挤条机制成条柱状，进行第一阶段 污泥干化;4)上述污泥出窑后，通过冷风输送带，通过分离切割式粉碎机切割成污泥 颗粒;5)粒径小于6-10毫米的污泥颗粒，进行第二阶段污泥干化;6)经过上述两段 式干化过程，污泥出窑后，通过输送带，送往垃圾发电装置，与垃圾、煤混合，进行 焚烧发电。
该技术将垃圾焚烧发电排出的余热温度为130℃-160℃的烟气，经除尘， 分别送到第一回转烘干窑和第二回转烘干窑中，进行两段式干化污泥。这一专利虽然 能较好地运用干化后的污泥进行焚烧的烟气余热，但是污泥前处理通过自然堆放的办 法去除部分水分，必定影响处理效率，占用大面积的土地资源，还如第一阶段的干化 采用的是条状污泥干化，然而，这一形状不利于条状内部水分的充分挥发等，故与本 实用新型的所提供的装置具有完全的不同。
实用新型内容
为了解决现有技术下的各种污泥处理装置的诸多不足，本实用新型提供了一种立 式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，该实用新型实现了污泥干化工艺的节能降 耗，降低干化过程对周围环境产生的第二次污染，提高干化系统的安全性，提高干化 系统处置能力的灵活性，且针对目前存在的污泥干化技术的缺点，侧重在提高污泥干 化过程中的热交换效率，降低能耗，降低粉尘的产生，降低对外界环境的依存度，以 及提高系统处置能力的灵活性，本实用新型的具体结构如下所述：
一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，包括进料机构组件、污泥造粒 机构组件、带采样装置的污泥颗粒搜集组件、空气净化组件和带发电装置的焚烧锅炉， 其特征在于：
所述的进料机构组件与污泥造粒机构组件连接，该污泥造粒机构组件再与一立式 三厢混合污泥干化器的上部连接，该立式三厢混合污泥干化器的中部一侧与带发电装 置的焚烧锅炉的高温余热烟气管道连接，其下部的另一侧通过废气排出通道与空气净 化组件相连接，且该立式三厢混合污泥干化器的下部正对带采样装置的污泥颗粒搜集 组件。
一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，其特征在于，所述的立式三厢 混合污泥干化器，包括倒U型支架、污泥颗粒进入端，干化厢体、余热烟气进入厢、 废气收集排出厢、颗粒收集装置和倒V型出口，其具体为，整个立式三厢混合污泥干 化器设置于一倒U型支架上，干化器的顶部为污泥颗粒进入端，该进入端正对污泥造 粒机构组件的污泥颗粒送出端，立式三厢混合污泥干化器的中部为干化厢体，干化厢 体的一侧为与其连通的余热烟气进入厢，而该余热烟气进入厢则与高温余热烟气管道 连接，干化厢体的的另一侧的下部为废气收集排出厢，该废气收集排出厢通过废气排 出通道与空气净化组件相连接，干化厢体的下部为颗粒收集装置，该颗粒收集装置的 下部与一倒V型出口相连接，而该出口的下方正对了带采样装置污泥颗粒搜集组件。
此处设计的目的在于，立式三厢混合污泥干化器的核心部分是干化厢体。干化厢 体设置于干化器的中部，是余热烟气通过以及污泥颗粒烘干的主要通道，两侧小厢分 别是与干化厢体连接的余热烟气进入厢和污泥干化后尾气排出的废气收集排出厢。整 个立式三厢混合污泥干化器承接在倒U型支架上。需要干化的污泥颗粒通过污泥造粒 机构组件的污泥颗粒送出端从干化器的顶部的送入，在重力的作用下，下落后，与通 入干化厢体的余热烟气的直接接触，实现热交换，从而达到蒸发污泥颗粒中水分的目 的，而经过干化后的污泥粉尘经过下部的颗粒收集装置和倒V型出口的出料系统得以 收集，粉尘下落后经过采样装置的热值分析，如不符合含水量的要求，则通过污泥颗 粒搜集组件的双向传送带返回进料机构组件，再次进入立式三厢混合污泥干化器循环， 如符合含水量5%～10%的要求，则存放入污泥颗粒搜集组件，生成所需要的替代性燃料， 收集到一定程度后送入带发电装置的焚烧锅炉，焚烧后发电的同时将高温烟气通过高 温余热烟气管道再次反送入干化厢体一侧的余热烟气进入厢，再进入干化厢体对新进 入的污泥颗粒进行烘干，使其成为循环利用装置，另外，通过设置于干化厢体的另一 侧的下部废气收集排出厢的吸风机的作用下，进入废气排出通道得以收集，再通过空 气净化组件的除尘，净化，达到排放标准后排放。
根据本实用新型的一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，其特征在于， 所述的设置于立式三厢混合污泥干化器中部的干化厢体，该厢体内设置有3～6个抽屉 式分厢体，每个抽屉式分厢体内设置有20～30根余热烟气通过管道，该余热烟气通过 管道连接了余热烟气进入厢与废气收集排出厢。
此处设计的目的在于，中部的干化厢体该干化器的核心技术与部件。中间大厢体 有3～6抽屉式分厢体构成，抽屉式分厢体结构能够通过增减分厢体的数量，使得该干 化系统灵活的调整干化能力。分厢体内的由20～30根耐磨、不粘的金属材料做成的余 热烟气通过管道错落分布，烟气通过错落分布的金属管道能够使得下落的污泥颗粒在 下落过程中受到阻力，产生碰撞，从而延长了其下落过程，即延长了与热烟气的接触 时间，从而提高了水分蒸发效率。另外，与烟气通过的金属管道的碰撞，从而产生的 上下左右运动，提高了污泥颗粒受热的均匀度，也提高了热利用效率，从而实现了更 高效率的热干化。与现有技术相比本实用新型的直接干化技术较容易的实现了热介质 和污泥颗粒的分离。
根据本实用新型的一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，其特征在于， 所述的干化厢体与余热烟气进入厢的连接处为烟气进气处，干化厢体与废气收集排出 厢的连接处为废气出气处，烟气进气处与废气出气处为上下错落式分布，且该出气处 的中部及底端均设置有吸风机。
此处设计的目的在于，为尽量实现干化厢体内的气流场的均衡，废气出气处端口 为密封连接，且与烟气进气出口上下错落式分布，另外，在出气处的中部及底端设置 的吸风机使得厢体内上下端气体压强差异减少，有利于污泥颗粒受热的均匀度，间接 提高了效率。
根据本实用新型的一种立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，其特征在于， 所述的余热烟气通过管道，其管壁上设置透气孔，该透气孔从烟气进气处到废气出气 处的分布为疏到密。
此处设计的目的在于，出气口压力小，故透气孔的数量较密，实现了余热烟气流 场的均匀分布。
使用本实用新型的立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置获得如下有益效 果：
1.本实用新型的立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置可以广泛的使用各种 100℃～150℃之间的余热，加大了可利用余热的使用范围，相对于现存的低温干化技术 而言，大大的降低了对周围环境的依赖程度。
2.本实用新型的立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，干化前对污泥进行 造粒，增加了污泥和热介质的接触面积，通过干化系统的热流场的均衡，均匀的对污 泥颗粒进行干化，进一步提高了干化效率。污泥经过立式三厢混合干化系统后的含水 一般低于5%，增加了污泥内水分的蒸发效率，大大提高了污泥的干化效率。
3.本实用新型的立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，利用余热干化后的 低含水污泥颗粒经过焚烧，进行发电，发电后的余热气体与初始余热进行混合，再次 使用到污泥干化工艺中，从而实现能源的循环利用，且经过干化工艺后的余热气体， 经过水洗以及生物过滤系统，达到无污染，而后排放。
4.本实用新型的立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，减少了粉尘的产生， 干化厢体内温度相对较低，降低了粉尘爆炸的安全隐患，吸风系统形成的系统内负压 也进一步有效的降低了粉尘爆炸的安全隐患，有利于安全生产的顺利进行。
5.本实用新型的立式三厢型的利用余热的污泥混合干化装置，可通过增减大厢体 的容积，以及内部的箱式结构的干化通道组合，可以实现干化能力的变化弹性。且非 常适合中国污泥含沙量大，有机物含量低等特点，系统耐用，使用寿命长。