專利名稱：一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種余熱利用裝置，尤其涉及一種對市政污水處理過程中產生的污泥、工業污泥和河道污泥等各種類型的污泥的干燥，從而實現對污泥熱能的回收再利用的環保設備。
背景技術：
目前，城市污水處理、工業提煉生產或河道疏通中會產生大量的污水，而污泥是該種污水處理過程中的產物，污泥會一般含有大量的有機成分、病原菌、寄生蟲以及重金屬等有害成分，處置不當會對生態環境造成嚴重的負面影響。而我們隨著這些年的城市化建設、 工業化進程以及對各項重大河道治理過程中，產生了大量的污泥，而我國的污泥處理技術手段比較落后，給我污泥處理帶來巨大的挑戰。僅2008年城鎮污水處理量為233億立方米， 產含水80%的污泥約為1600萬噸，預計到“十一五”末我國城鎮污水處理量會達到296億立方米，污泥產量也將大大增加。另外，據不完全統計，目前全國城鎮污水處理廠產生的污泥只有10%左右通過堆肥制肥等技術將污泥處置返田，大約有20%采取填埋方式處理，少量采取焚燒、建材利用的方式處理，其余大部分未經處理隨意外運，簡單填埋堆放，給生態環境帶來了極大的隱患。而上述中的污泥填埋雖然具有操作簡單、運行成本低等優點，但是這種簡單的“一埋了事”卻占有了大量的土地資源而且附帶產生的滲濾液以及甲烷氣體很容易給環境帶來二次污染。污泥堆肥存在周期過長、占地面積大、處理能力不大、有氣味、堆肥產品肥效不夠等問題，該種處理技術并不值得推廣。而另外一種污泥干化焚燒技術是污泥減量化和熱能再利用的有效方式，在歐美發達國家有著廣泛的應用。但目前國內污泥干化焚燒的設備和技術大多都是從國外引進，存在投資成本過高，運行成本高等問題。現有技術下的污泥干化技術按照污泥是否與介質直接接觸可分為三類1.直接干化技術，直接干化技術又稱為對流干化，是通過熱空氣直接與污泥接觸， 從而從污泥表面去除水分。2.間接干化技術，間接干化技術中，污泥并不與熱介質直接接觸，而是通過熱交換器與污泥進行接觸，從而使污泥中的水分蒸發。間接式干化所使用的介質不局限于熱蒸汽， 也包括熱油等多種液態介質。2.直接-間接混合式干化技術，直接-間接混合式干化技術是應用熱對流以及熱傳導兩種原理，從而達到對污泥水分蒸發從而干化的技術。而目前國內外的污泥處理情況，則有存在有下述問題1.流化床干燥器技術存在因污泥的成分決定其流化特性，故對污泥的成分變化非常敏感，常導致流化床內的熱交換不能順利進行，流化床及管道的磨損很嚴重，系統的能耗也較高。2.轉鼓式干燥器技術存在對進入干化的污泥要求比較高，由于干燥系統入口溫度在400度以上，因此能耗比較大，運行成本較高，產生粉塵較多，需要注入部分的惰性氣
3體以防止爆炸，因而安全性受到挑戰。3.帶式干燥器技術此技術下的每條生產線的水分蒸發量最大3噸/小時。利用飽和水蒸汽以間接方式干化污泥，雖然可達到95%的干燥程度，但是該設備處理投資成本高外，只能適合用在高蒸發量和工業污泥的干化過程中。4.低溫干燥機技術和太陽能干燥機技術其中低溫干燥機的缺點在于與外部氣候條件有較大的依賴性，對低溫、濕潤的氣候，該系統必須增加空氣加熱系統，且處置能力較小，而太陽能干燥機主要針對每天處置能力在50噸以下的項目，且存在占地面積較大。5.干化廂技術該系統的缺陷在于沒有采取足夠的措施克服干化廂內氣流場不平衡的問題，從而帶來污泥干化不均勻，以及熱利用效率低的缺陷。通過熱氣集中的部分的污泥干化效果好，而通過干化廂兩側的污泥干化效果差。另外，該系統沒有充分考慮中國污泥含雜高，含沙量大，有機成分低等特點，因此造成干化效率偏低，干化系統尤其是干化廂內導管容易破損，使用壽命短等問題。6.煙氣余熱干化城市污泥的技術該技術的優點在于使用了廢熱作為干化的能源，體現了能源再利用的理念，同時該技術運行成本相對較低，大約在100元/噸。但是缺點在于熱干化的效率較低，經過熱干化只能達到40%左右的含水，如果對干化后的污泥進行再利用，必須經過自然干化等過程，較為耗時。公開號CN201637110U，
公開日2010. 11. 17的中國專利一種污泥余熱回收裝置，
包括兩個污水池，第一污水池內安裝第一集熱盤管，第二污水池內安裝第二集熱盤管，第一集熱盤管和第二集熱盤管的供液管分別與第一電磁換向閥連接，第一集熱盤管和第二集熱盤管的回液管分別與第二電磁換向閥連接，第一電磁換向閥通過第一換熱器供液管與第一換熱器連接相通，第二電磁換向閥通過第二換熱器供液管與第一換熱器連接相通，第一換熱器內安裝蒸發器，蒸發器通過管路與壓縮機連接，壓縮機通過管路與冷凝器連接，冷凝器通過管路與膨脹閥連接，膨脹閥通過管路與蒸發器連接；冷凝器安裝于第二換熱器內，第二換熱器通過進水管和出水管與集熱水箱連接相通；第一換熱器供液管上安裝循環泵。該專利的是對污泥余熱利用后，將其余熱利用于貯水加熱器，與本實用新型的污泥余熱利用的所應用的方面不同。公開號CN1733629，
公開日2006. 02. 15，的中國專利，一種利用垃圾發電廠煙氣余熱干化污泥與污泥發電一體化的方法。方法步驟為1)將垃圾焚燒發電排出的煙氣，經除塵，進行兩段式干化污泥；幻將城市污水處理廠污泥，或河、湖疏浚污泥，進行污泥干化前的預處理；幻將經過預處理的污泥，用擠條機制成條柱狀，進行第一階段污泥干化；4)上述污泥出窯后，通過冷風輸送帶，通過分離切割式粉碎機切割成污泥顆粒；5)粒徑小于6-10 毫米的污泥顆粒，進行第二階段污泥干化；6)經過上述兩段式干化過程，污泥出窯后，通過輸送帶，送往垃圾發電裝置，與垃圾、煤混合，進行焚燒發電。該技術將垃圾焚燒發電排出的余熱溫度為130°C -160°C的煙氣，經除塵，分別送到第一回轉烘干窯和第二回轉烘干窯中，進行兩段式干化污泥。這一專利雖然能較好地運用干化后的污泥進行焚燒的煙氣余熱，但是污泥前處理通過自然堆放的辦法去除部分水分，必定影響處理效率，占用大面積的土地資源，還如第一階段的干化采用的是條狀污泥干化，然而，這一形狀不利于條狀內部水分的充分揮發等，故與本實用新型的所提供的裝置具有完全的不同。
實用新型內容為了解決現有技術下的各種污泥處理裝置的諸多不足，本實用新型提供了一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，該實用新型實現了污泥干化工藝的節能降耗， 降低干化過程對周圍環境產生的第二次污染，提高干化系統的安全性，提高干化系統處置能力的靈活性，且針對目前存在的污泥干化技術的缺點，側重在提高污泥干化過程中的熱交換效率，降低能耗，降低粉塵的產生，降低對外界環境的依存度，以及提高系統處置能力的靈活性，本實用新型的具體結構如下所述一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，包括進料機構組件、污泥造粒機構組件、帶采樣裝置的污泥顆粒搜集組件、空氣凈化組件和帶發電裝置的焚燒鍋爐，其特征在于所述的進料機構組件與污泥造粒機構組件連接，該污泥造粒機構組件再與一立式三廂混合污泥干化器的上部連接，該立式三廂混合污泥干化器的中部一側與帶發電裝置的焚燒鍋爐的高溫余熱煙氣管道連接，其下部的另一側通過廢氣排出通道與空氣凈化組件相連接，且該立式三廂混合污泥干化器的下部正對帶采樣裝置的污泥顆粒搜集組件。一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，其特征在于，所述的立式三廂混合污泥干化器，包括倒U型支架、污泥顆粒進入端，干化廂體、余熱煙氣進入廂、廢氣收集排出廂、顆粒收集裝置和倒V型出口，其具體為，整個立式三廂混合污泥干化器設置于一倒 U型支架上，干化器的頂部為污泥顆粒進入端，該進入端正對污泥造粒機構組件的污泥顆粒送出端，立式三廂混合污泥干化器的中部為干化廂體，干化廂體的一側為與其連通的余熱煙氣進入廂，而該余熱煙氣進入廂則與高溫余熱煙氣管道連接，干化廂體的的另一側的下部為廢氣收集排出廂，該廢氣收集排出廂通過廢氣排出通道與空氣凈化組件相連接，干化廂體的下部為顆粒收集裝置，該顆粒收集裝置的下部與一倒V型出口相連接，而該出口的下方正對了帶采樣裝置污泥顆粒搜集組件。此處設計的目的在于，立式三廂混合污泥干化器的核心部分是干化廂體。干化廂體設置于干化器的中部，是余熱煙氣通過以及污泥顆粒烘干的主要通道，兩側小廂分別是與干化廂體連接的余熱煙氣進入廂和污泥干化后尾氣排出的廢氣收集排出廂。整個立式三廂混合污泥干化器承接在倒U型支架上。需要干化的污泥顆粒通過污泥造粒機構組件的污泥顆粒送出端從干化器的頂部的送入，在重力的作用下，下落后，與通入干化廂體的余熱煙氣的直接接觸，實現熱交換，從而達到蒸發污泥顆粒中水分的目的，而經過干化后的污泥粉塵經過下部的顆粒收集裝置和倒V型出口的出料系統得以收集，粉塵下落后經過采樣裝置的熱值分析，如不符合含水量的要求，則通過污泥顆粒搜集組件的雙向傳送帶返回進料機構組件，再次進入立式三廂混合污泥干化器循環，如符合含水量5% 10%的要求，則存放入污泥顆粒搜集組件，生成所需要的替代性燃料，收集到一定程度后送入帶發電裝置的焚燒鍋爐，焚燒后發電的同時將高溫煙氣通過高溫余熱煙氣管道再次反送入干化廂體一側的余熱煙氣進入廂，再進入干化廂體對新進入的污泥顆粒進行烘干，使其成為循環利用裝置， 另外，通過設置于干化廂體的另一側的下部廢氣收集排出廂的吸風機的作用下，進入廢氣排出通道得以收集，再通過空氣凈化組件的除塵，凈化，達到排放標準后排放。根據本實用新型的一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，其特征在于，所述的設置于立式三廂混合污泥干化器中部的干化廂體，該廂體內設置有3 6個抽屜式分廂體，每個抽屜式分廂體內設置有20 30根余熱煙氣通過管道，該余熱煙氣通過管道連接了余熱煙氣進入廂與廢氣收集排出廂。此處設計的目的在于，中部的干化廂體該干化器的核心技術與部件。中間大廂體有3 6抽屜式分廂體構成，抽屜式分廂體結構能夠通過增減分廂體的數量，使得該干化系統靈活的調整干化能力。分廂體內的由20 30根耐磨、不粘的金屬材料做成的余熱煙氣通過管道錯落分布，煙氣通過錯落分布的金屬管道能夠使得下落的污泥顆粒在下落過程中受到阻力，產生碰撞，從而延長了其下落過程，即延長了與熱煙氣的接觸時間，從而提高了水分蒸發效率。另外，與煙氣通過的金屬管道的碰撞，從而產生的上下左右運動，提高了污泥顆粒受熱的均勻度，也提高了熱利用效率，從而實現了更高效率的熱干化。與現有技術相比本實用新型的直接干化技術較容易的實現了熱介質和污泥顆粒的分離。根據本實用新型的一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，其特征在于，所述的干化廂體與余熱煙氣進入廂的連接處為煙氣進氣處，干化廂體與廢氣收集排出廂的連接處為廢氣出氣處，煙氣進氣處與廢氣出氣處為上下錯落式分布，且該出氣處的中部及底端均設置有吸風機。此處設計的目的在于，為盡量實現干化廂體內的氣流場的均衡，廢氣出氣處端口為密封連接，且與煙氣進氣出口上下錯落式分布，另外，在出氣處的中部及底端設置的吸風機使得廂體內上下端氣體壓強差異減少，有利于污泥顆粒受熱的均勻度，間接提高了效率。根據本實用新型的一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，其特征在于，所述的余熱煙氣通過管道，其管壁上設置透氣孔，該透氣孔從煙氣進氣處到廢氣出氣處的分布為疏到密。此處設計的目的在于，出氣口壓力小，故透氣孔的數量較密，實現了余熱煙氣流場的均勻分布。使用本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置獲得如下有益效果1.本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置可以廣泛的使用各種100°C 150°c之間的余熱，加大了可利用余熱的使用范圍，相對于現存的低溫干化技術而言，大大的降低了對周圍環境的依賴程度。2.本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，干化前對污泥進行造粒，增加了污泥和熱介質的接觸面積，通過干化系統的熱流場的均衡，均勻的對污泥顆粒進行干化，進一步提高了干化效率。污泥經過立式三廂混合干化系統后的含水一般低于 5%，增加了污泥內水分的蒸發效率，大大提高了污泥的干化效率。3.本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，利用余熱干化后的低含水污泥顆粒經過焚燒，進行發電，發電后的余熱氣體與初始余熱進行混合，再次使用到污泥干化工藝中，從而實現能源的循環利用，且經過干化工藝后的余熱氣體，經過水洗以及生物過濾系統，達到無污染，而后排放。4.本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，減少了粉塵的產生，干化廂體內溫度相對較低，降低了粉塵爆炸的安全隱患，吸風系統形成的系統內負壓也進一步有效的降低了粉塵爆炸的安全隱患，有利于安全生產的順利進行。[0035]5.本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，可通過增減大廂體的容積，以及內部的箱式結構的干化通道組合，可以實現干化能力的變化彈性。且非常適合中國污泥含沙量大，有機物含量低等特點，系統耐用，使用壽命長。

圖1為本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置的具體結構主視圖；圖2為本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置的具體結構剖視圖；圖3為本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置的具體結構側視圖；圖4為本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置的金屬管道的底截面示意圖；圖5為本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置具體安裝后的工作示意圖。圖中1-進料機構組件，2-污泥造粒機構組件，3-采樣裝置，4-污泥顆粒搜集組件，5-空氣凈化組件，6-帶發電裝置，7-焚燒鍋爐，8-高溫余熱煙氣管道，9-廢氣排出通道， A-立式三廂混合污泥干化器，Al-倒U型支架，A2-污泥顆粒進入端，A3-干化廂體，A4-余熱煙氣進入廂，A5-廢氣收集排出廂，A6-顆粒收集裝置，A7-倒V型出口，A8-吸風機，A31 -抽屜式分廂體，A32-余熱煙氣通過管道，A33-透氣孔，A34-煙氣進氣處，A35-廢氣出氣處。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置做進一步的描述。實施例如圖1至圖5所示，本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置的進料機構組件1部分附帶有以下3種裝置1.在污泥進行造粒前加切割破碎裝置，以針對中國污泥含雜高的特性2.對污水處理廠的濾帶壓縮裝置加濃縮設施，從而使污水處理廠的出泥干質含量從一般的20%提高到25%，這部分增加的成本僅為4%左右，但是干化系統節能至少25%。3.研磨混合裝置，使含25%干質的濕污泥與干燥后的含干質95%的污泥顆粒經過研磨出來的的粉塵進行混合，形成含干質約為45%的污泥。此外進料機構組件配有自動感應系統，控制進出料速度。通過進料機構組件1將處理過的污泥送入污泥造粒機構組件2造粒，該污泥造粒機構組件再從設置于一倒U型支架Al的立式三廂混合污泥干化器A的頂部的污泥顆粒進入端A2送入，在重力的作用下，下落后，污泥顆粒與通入干化廂體A3的余熱煙氣的直接接觸，實現熱交換，干化，進氣溫度在100°C以上，污泥顆粒在廂體內停留時間大約為2. 5小時，水蒸汽蒸發，高溫度氣體帶走干燥中顆粒污泥所含水分，使得含水從而55%降低到5% 以內，從而達到蒸發污泥顆粒中水分的目的，而經過干化后的污泥粉塵經過下部的顆粒收集裝置A6和倒V型出口 A7的出料系統得以收集，粉塵下落后經過采樣裝置3的熱值分析， 如不符合含水量的要求，則通過污泥顆粒搜集組件4的雙向傳送帶返回進料機構組件，再次進入立式三廂混合污泥干化器循環，如符合含水量5% 10%的要求，即符合熱值達到設計需要的污泥顆粒可收集并且生產成替代性的燃料，則存放入污泥顆粒搜集組件，生成所需要的替代性燃料，收集到一定程度后送入帶發電裝置6的焚燒鍋爐7，本實施例中配置的焚燒鍋爐，能將干化后污泥含水約為5 %以內，熱值為2000-3000大卡/公斤污泥顆粒，進行焚燒，同時配置的效率約為35%的渦輪發電機，焚燒后發電，生成能源，此外同時將高溫煙氣通過高溫余熱煙氣管道8再次反送入干化廂體一側的余熱煙氣進入廂A4，再進入干化廂體對新進入的污泥顆粒進行烘干，使其成為循環利用裝置，另外，通過設置于干化廂體的另一側的下部廢氣收集排出廂A5的吸風機A8的作用下，進入廢氣排出通道9得以收集，再通過空氣凈化組件5的除塵、凈化、生物過濾，達到排放標準后排放。本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置可以廣泛的使用各種 100°C 150°c之間的余熱，加大了可利用余熱的使用范圍，相對于現存的低溫干化技術而言，大大的降低了對周圍環境的依賴程度。另外，由于干化前對污泥進行造粒，增加了污泥和熱介質的接觸面積，通過干化系統的熱流場的均衡，均勻的對污泥顆粒進行干化，進一步提高了干化效率。污泥經過立式三廂混合干化系統后的含水一般低于5%，增加了污泥內水分的蒸發效率，大大提高了污泥的干化效率。而且利用余熱干化后的低含水污泥顆粒經過焚燒，進行發電，發電后的余熱氣體與初始余熱進行混合，再次使用到污泥干化工藝中，從而實現能源的循環利用，且經過干化工藝后的余熱氣體，經過水洗以及生物過濾系統，達到無污染，而后排放，符合國家環保標準。本實用新型的立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置可以應用于各種市政污水處理產生的污泥、工業污泥和河道污泥等各種類型的污泥處理領域，從而實現對污泥熱能的回收再利用環保理念。
權利要求1.一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，包括進料機構組件(1)、污泥造粒機構組件O)、帶采樣裝置(3)的污泥顆粒搜集組件G)、空氣凈化組件( 和帶發電裝置(6)的焚燒鍋爐(7)，其特征在于所述的進料機構組件(1)與污泥造粒機構組件( 連接，該污泥造粒機構組件再與一立式三廂混合污泥干化器(A)的上部連接，該立式三廂混合污泥干化器的中部一側與帶發電裝置(6)的焚燒鍋爐(7)的高溫余熱煙氣管道(8)連接，其下部的另一側通過廢氣排出通道(9)與空氣凈化組件( 相連接，且該立式三廂混合污泥干化器的下部正對帶采樣裝置(3)的污泥顆粒搜集組件(4)。
2.如權利要求1所述的一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，其特征在于，所述的立式三廂混合污泥干化器(A)，包括倒U型支架(Al)、污泥顆粒進入端(A2)，干化廂體(Α； )、余熱煙氣進入廂(A4)、廢氣收集排出廂(AO、顆粒收集裝置(A6)和倒V型出口(A7)，其具體為，整個立式三廂混合污泥干化器設置于一倒U型支架上，干化器的頂部為污泥顆粒進入端，該進入端正對污泥造粒機構組件O)的污泥顆粒送出端，立式三廂混合污泥干化器的中部為干化廂體，干化廂體的一側為與其連通的余熱煙氣進入廂，而該余熱煙氣進入廂則與高溫余熱煙氣管道(8)連接，干化廂體的的另一側的下部為廢氣收集排出廂，該廢氣收集排出廂通過廢氣排出通道(9)與空氣凈化組件(4)相連接，干化廂體的下部為顆粒收集裝置，該顆粒收集裝置的下部與一倒V型出口相連接，而該出口的下方正對了帶采樣裝置( 污泥顆粒搜集組件(4)。
3.如權利要求2所述的一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，其特征在于，所述的設置于立式三廂混合污泥干化器(A)中部的干化廂體(Α； )，該廂體內設置有3 6個抽屜式分廂體(A31)，每個抽屜式分廂體內設置有20 30根余熱煙氣通過管道(A32)， 該余熱煙氣通過管道連接了余熱煙氣進入廂(A4)與廢氣收集排出廂(A5)。
4.如權利要求2所述的一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，其特征在于，所述的干化廂體(Α； )與余熱煙氣進入廂(A4)的連接處為煙氣進氣處(A34)，干化廂體與廢氣收集排出廂(AO的連接處為廢氣出氣處(A35)，煙氣進氣處與廢氣出氣處為上下錯落式分布，且該出氣處的中部及底端均設置有吸風機(A8)。
5.如權利要求3所述的一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，其特征在于，所述的余熱煙氣通過管道(A32)，其管壁上設置透氣孔(A33)，該透氣孔從煙氣進氣處 (A34)到廢氣出氣處(A35)的分布為疏到密。
專利摘要一種立式三廂型的利用余熱的污泥混合干化裝置，具體為，干化裝置的干化器由3～6個抽屜式分廂體組成，且每個分廂體內設置有20～30根帶有透氣孔的余熱煙氣通過管道，干化器設置于一倒U型支架上，干化器的頂部為污泥顆粒進入端，該進入端正對污泥造粒機構組件的污泥顆粒送出端，干化器的中部為干化廂體，干化廂體的一側為與高溫余熱煙氣管道連通的余熱煙氣進入廂，另一側的下部為與廢氣排出通道連接的廢氣收集排出廂，干化廂體的下部為顆粒收集裝置，該裝置與一倒V型出口相連接，而該出口的下方正對了帶采樣裝置污泥顆粒搜集組件。本實用新型可以應用于各種市政污水處理產生的污泥、工業污泥和河道污泥等各種類型的污泥處理領域。
文檔編號C02F11/12GK202054720SQ201120071449
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月17日 優先權日2011年3月17日
發明者趙學民 申請人:趙學民