申请日2007.04.20
公开(公告)日2012.12.26
IPC分类号F26B3/347; F26B11/12; F26B7/00
摘要
本发明涉及一种干燥污泥的方法以及设备，其特征在于干燥方法包括：至少通过注入饱和水蒸气将密封机壳(1)内的压力提高到一设定压力，并将该压力保持特定的一段时间的阶段;通过保证压力维持的进料设施，将污泥装入远离机壳(1)壁的罐中的阶段;通过依靠靠近罐壁，也就是相对于微波源最远的运动着的包括注入装置(33)的搅拌器(3)将过热蒸汽注入污泥(5)内的阶段;通过朝罐的方向发射频率为400到2450MHz的微波来加热污泥(5)中央的阶段，这一阶段与搅拌污泥(5)一起执行;-将通过机壳壁上冷凝以及流出收集到的水依靠与外部相通的阀(41)移除到机壳(1)的底部的阶段。
权利要求书
1.一种利用微波的辐射干燥污泥(5)的方法，其特征在于干燥 污泥的方法包括：
-至少通过注入饱和水蒸气将密封机壳(1)内的压力提高到一设 定压力，并将该压力保持特定的一段时间的阶段;
-通过保证压力维持的进料设施，将污泥装入罐中的阶段，该罐 位于机壳(1)的内部，所述罐远离机壳(1)的壁;
-通过依靠靠近罐壁的运动着的包括注入装置(33)的搅拌器(3) 将过热蒸汽注入污泥(5)内的阶段，所述罐壁相对于微波源最远，所 述微波源位于机壳(1)的顶部;
-通过朝罐的方向发射频率为400MHz到2450MHz的微波来加热 污泥(5)中央的阶段，这一阶段与搅拌污泥(5)一起执行;
-将通过机壳壁上冷凝以及流出收集到的水依靠与外部相通的阀 (41)移除到机壳(1)的底部的阶段。
2.如权利要求1所述的干燥方法，其特征在于整个干燥期间，污 泥(5)通过搅拌器(3)搅拌，以使干燥过程更均匀，同时又显著利 于微波穿透进材料。
3.如权利要求1或2所述的干燥方法，其特征在于饱和水蒸气压 力在1巴到3巴之间。
4.如权利要求1或2所述的干燥方法，其特征在于饱和水蒸气压 力为1巴。
5.如权利要求1所述的干燥方法，其特征在于过热蒸汽压力在1 巴到5巴之间。
6.如权利要求5所述的干燥方法，其特征在于过热蒸汽压力为3 巴。
7.如权利要求1所述的干燥方法，其特征在于机壳的温度必须低 于污泥(5)的温度，从而使蒸发得以进行。
8.如权利要求1所述的干燥方法，其特征在于微波的辐射在污泥 (5)的温度处于110℃到140℃之间时实施。
9.如权利要求1所述的干燥方法，其特征在于微波的辐射在污泥 (5)的温度为130℃时实施。
10.一种用于实施如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8 或9所述的利用微波的辐射干燥污泥(5)的方法的设备，其特征在于 该设备是包括机壳(1)，所述机壳(1)包括密封罐，该密封罐位于所 述机壳(1)的内部，所述密封罐远离所述机壳(1)的壁，该密封罐 能承受压力并通过至少一个石英或其他能透过微波辐射的材料制成的 窗(2)与至少一个微波发生器(22)相连，该机壳(1)与过热蒸汽 产生器(32)以及需要干燥的污泥(5)的进料口(8)相连，所述机 壳(1)包括保证压力维持的进料设施，包括用于将过热蒸汽的注入到 污泥中的装置(33)的搅拌器(3)置于机壳内，包括将机壳壁上冷凝 以及流出收集到的水朝着机壳(1)的底部引导到外部的阀(41)，还 包括用于卸载干燥了的污泥的门(6)。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于其包括在其最低部分 朝向地面的孔(4)，该孔由排水阀(41)控制，被用于移除由于重力 流出的水，或被用于调节机壳内部压力。
12.如权利要求10所述的设备，其特征在于机壳(1)包括置于 所述机壳(1)的最低部分的冷却装置(203)，从而冷却所述机壳(1) 的与加压空气相接触的内壁，通过设置这些装置得以只冷却部分机壳。
13.如权利要求10所述的设备，其特征在于该冷却装置(203) 被用来冷却位于机壳从底部起一半到四分之三之间的区域。
14.如权利要求10所述的设备，其特征在于该搅拌器(3)是由 管(31)组成的，所述管(31)包括至少一个连接到所述管(31)外 部的叶片式搅拌器元件(35)，注入装置(33)被置于该元件上。
15.如权利要求10所述的设备，其特征在于该管(31)与过热蒸 汽产生器(32)相连，该蒸汽产生器(32)产生的蒸汽流入管(31) 中直到所述蒸汽到达搅拌器元件(35)，并接着被注入装置(33)注入。
16.如权利要求10所述的设备，其特征在于该注入装置(33)是 由形成于搅拌器元件(35)上的开口组成的。
17.如权利要求10所述的设备，其特征在于机壳(1)上的所有 开口都能用封堵装置堵塞住从而对压力和微波产生密封状态。
18.如权利要求10所述的设备，其特征在于该机壳(1)包括用 于为了利于被干燥处理后蒸发水汽的冷凝而冷却其部分内表面的冷却 装置(203)。
19.如权利要求10所述的设备，其特征在于该设备包括至少一个 能被自动门(10)封闭从而对压力和微波产生密封状态的端部。
20.如权利要求10所述的设备，其特征在于该微波产生器(22) 与该干燥机壳(1)通过微波耦合器适配器(21)相连。
21.如权利要求10所述的设备，其特征在于该机壳(1)包括安 全阀(12)。
22.如权利要求10所述的设备，其特征在于该罐通过穿孔的支撑 件远离机壳壁，以允许冷凝水的流出。
说明书
污泥干燥方法以及实施该方法的设备
技术领域
本发明涉及一种干燥污泥的方法，以及用以实施该方法的设备， 更特别地涉及一种干燥工业、混合或城镇污泥的方法和其设备。
背景技术
处理污水污泥产生的问题是十分困扰当地和国家当局的问题。事 实上，它们的数量在稳定增加，而它们引起的对土壤、地下水和环境 造成有毒的、细菌学上的和嗅觉上的污染的风险也随之上升。因此有 必要拥有一种理想的技术来可靠地、可持续地、生态地、经济地、并 能应用到所有情况地处理和重复利用这些污泥。
为了处理这些问题，目前存在着几种处理污泥的方案。
有一种可以特别提出的处理方式是对流(convection)，其原理是 基于热的转换。这种技术的缺点是它非常昂贵。
另一种方案包括在第一步中干燥污泥，再将其制成能进行贮藏的 颗粒状。
通常，干燥阶段是通过将仍然湿的污泥放置到干燥床上，之后污 泥被加热过的气流扫过来完成的。在这个阶段的最后，污泥被转换成 颗粒状。
这种处理的缺点是用加热的气流干燥污泥的时间太长了。
专利FR2115951提出一种设备，其能解决干燥时间过长的问题， 那是用于干燥动物食物类产品或肥料的，而且在首先将它们制成污泥 碎块后它还被用来消毒这些产品。这个设备包括管状的螺旋式喂送器， 其可以进行污泥碎块的输送。该输送装置包括相对于管轴向设置的轴， 并且包括设置成螺旋状的叶片。作为其单一的目的，这个输送设备向 前将污泥碎块移动到它们将被微波进行处理的区域。微波的作用是为 了实现对碎块的消毒以及通过让剩余水分从碎块化的污泥中释放而完 成干燥。从而大量(的污泥)被干燥后离开该设备并被收集起来进行 包装。
该设备的缺点是它必须要几个步骤才能完成产品的干燥，且特别 是对需干燥的污泥的破碎化步骤。这些各个步骤需要更复杂且更大的 设备。
这些干燥设备的另一缺点是，在某些情况下，可发生起火或爆炸 的风险会上升。如果三个因素出现，就会存在爆炸的危险，即高灰尘 含量，高氧气含量和燃烧源。因此避免这三个因素中的任何一个因素 出现都是重要的。
另外，使用这些技术的设备都是昂贵的，并且他们的使用能耗很 大。
当正确地实施干燥后，干燥后的污泥会自热成为燃烧源。因此这 个燃烧因素在对污泥干燥过程中经常出现。所以有必要采取措施以避 免其他两个因素的出现，即灰尘和氧气的量。
发明内容
本发明的目的是提出一种方法和设备能用来优化污泥的干燥，且 没有爆炸的风险，而且还非常快速地完成污泥的干燥，从而减少消耗 的能源。
这个目的由该可用于污水污泥、粪水或化粪池中排出物的污泥干 燥方法得以实现，包括：
-至少通过注入饱和水蒸气将密封机壳内的压力提高到一设定压 力，并将该压力保持特定的一段时间的阶段;
-通过保证压力维持的进料装置，将污泥装入远离机壳壁的罐中 的阶段;
-通过依靠靠近罐壁，也就是相对于微波源最远的运动着的包括 注入装置的搅拌器将过热蒸汽注入污泥内的阶段;
-通过朝罐的方向发射频率为400到2450MHz的微波来加热污泥 中央的阶段，这一阶段与搅拌污泥一起执行;
-将通过机壳壁上冷凝以及流出收集到的水依靠与外部相通的阀 移除到机壳底部的阶段。
换言之，本发明提供一种利用微波的辐射干燥污泥的方法，其特 征在于干燥污泥的方法包括：
-至少通过注入饱和水蒸气将密封机壳内的压力提高到一设定压 力，并将该压力保持特定的一段时间的阶段;
-通过保证压力维持的进料设施，将污泥装入罐中的阶段，该罐 位于机壳的内部，所述罐远离机壳的壁;
-通过依靠靠近罐壁的运动着的包括注入装置的搅拌器将过热蒸 汽注入污泥内的阶段，所述罐壁相对于微波源最远，所述微波源位于 机壳的顶部;
-通过朝罐的方向发射频率为400MHz到2450MHz的微波来加热 污泥中央的阶段，这一阶段与搅拌污泥一起执行;
-将通过机壳壁上冷凝以及流出收集到的水依靠与外部相通的阀 移除到机壳的底部的阶段。
根据另一个独特特点，整个干燥期间，污泥通过搅拌器搅拌，以 使干燥过程更均匀，同时又显著利于微波穿透进材料。
根据另一个独特特点，该水蒸气饱和压力在1巴到3巴的范围内。
根据另一个独特特点，该水蒸气饱和压力是1巴。
根据另一个独特特点，该过热蒸汽的压力在1巴到5巴之间。
根据另一个独特特点，该过热蒸气的压力是3巴。
根据另一个独特特点，机壳的温度必须低于污泥的温度从而使蒸 发得以进行。
根据另一个独特特点，微波的辐射在污泥的温度处于110℃到140 ℃之间时实施。
根据另一个独特特点，微波的辐射在污泥温度为130℃时实施。
本发明的另一个目的是提出一种用来实施该方法的设备。
这个目的可以通过用于实施该方法的设备来实现，该设备包括机 壳，其包括能承受压力的并通过至少一个石英或其他适于微波使用的 材料制成的窗与至少一个微波发生器相连的密封罐，该机壳与饱和蒸 汽到达通道以及需干燥的污泥的进料口相连，包括过热蒸汽的注入装 置的搅拌器置于机壳内，还包括用于卸载干燥了的污泥的开口。
换言之，本发明提供一种用于实施上述的利用微波的辐射干燥污 泥的方法的设备，其特征在于该设备是包括机壳，所述机壳包括密封 罐，该密封罐位于所述机壳的内部，所述密封罐远离所述机壳的壁， 该密封罐能承受压力并通过至少一个石英或其他能透过微波辐射的材 料制成的窗与至少一个微波发生器相连，该机壳与过热蒸汽产生器以 及需要干燥的污泥的进料口相连，所述机壳包括保证压力维持的进料 设施，包括用于将过热蒸汽的注入到污泥中的装置的搅拌器置于机壳 内，包括将机壳壁上冷凝以及流出收集到的水朝着机壳的底部引导到 外部的阀，还包括用于卸载干燥了的污泥的门。
根据另一个独特特点，在该设备的最低部分包括朝向地面的孔， 该孔由阀控制，被用于移除由于重力流出的水，或被用于调节机壳内 部压力。
根据另一个独特特点，该机壳包括置于其最低部位的冷却装置， 从而冷却其与增压空气接触的内壁，通过该装置的设置只冷却部分机 壳。
根据另一个独特特点，该冷却设施被用于冷却一半到四分之三的 机壳之间的部分。
根据另一个独特特点，该搅拌器是由包括至少一个连接到其外部 的叶片式搅拌器元件的管组成的，注入装置被置于该元件上。
根据另一个独特特点，该管与过热蒸汽产生器相连，该产生器产 生的蒸汽流入管中直到其到达搅拌器元件，并接着被注入装置注入。
根据另一个独特特点，该注入装置是由形成于搅拌器元件上的开 口组成的。
根据另一个独特特点，机壳上的所有开口都能用封堵装置堵塞住 从而对压力和微波产生密封状态。
根据另一个独特特点，该机壳包括用于为了利于被干燥处理后蒸 发水汽的冷凝而冷却其内表面的冷却装置。
根据另一个独特特点，该设备包括至少一个能被自动门封闭从而 对压力和微波产生密封状态的端部。
根据另一个独特特点，该微波产生器与该干燥机壳通过微波耦合 器/适配器相连。
根据另一个独特特点，该机壳包括安全阀。
根据另一个独特特点，该罐通过穿孔的支撑件远离机壳壁，以允 许冷凝水的流出。