[發(fā)明專利]一種兩相換熱器及利用水泥窯余熱干化污泥的系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102435082A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧軍;殷杰;李春萍;蘆澍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;C02F11/12;F27D17/00
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;杜國慶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污泥處理和處置領(lǐng)域，尤其涉及一種兩相換熱器及利用水泥窯余熱干化污泥的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

城市污水污泥的處理處置問題是伴隨著污水處理廠的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。污泥是城市污水處理過程中產(chǎn)生的體積最大的副產(chǎn)品，含水率高、不易脫水。污泥中既含有易腐敗的有機物質(zhì)和無機營養(yǎng)元素，也含有大量的病原菌、寄生蟲（卵），還有Cu、Zn、Cr和Hg等重金屬，以及部分有害的難降解有機物，如多環(huán)芳香族碳氫化合物等。這些化學(xué)物質(zhì)不僅會污染地表水和地下水源，污泥散發(fā)的臭氣也會污染空氣，病原體對人類健康也是潛在的威脅。過去我國一直“重水輕泥”，污泥在我國目前尚無妥善的最終處置方法，許多污水廠污泥隨意堆放造成二次污染，污泥發(fā)臭引起居民不滿，帶來了嚴重的環(huán)境和社會問題。

目前我國污泥的處理處置所依據(jù)的原則是“減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化”。脫水污泥的處理處置方法有多種，國內(nèi)常見的脫水污泥的處理工藝有熱干化、堆肥和焚燒，最終處置工藝有衛(wèi)生填埋、農(nóng)業(yè)利用和建材利用等。脫水污泥的含水率高，一般在75～85%，如果將脫水污泥直接用于上述處理處置工藝，存在很多問題：1）濕污泥水份高導(dǎo)致污泥熱值低，利用價值降低；2）污泥本身的特性使其難于干化，耗能高，增加了利用成本；3）污泥黏性大，易粘結(jié)器壁，堵塞和腐蝕設(shè)備；4）濕污泥狀態(tài)不穩(wěn)定在儲存中容易產(chǎn)生沼氣，以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生粉塵和揮發(fā)性可燃物，帶來自燃和爆炸等安全隱患。

可以說脫水污泥的含水率高是其進一步處理處置的障礙，這就要求污泥必須進行干化降低含水率，以滿足減量化和資源化的要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題提出的一種兩相換熱器及利用水泥窯余熱干化污泥的系統(tǒng)技術(shù)方案，該方案。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種封閉兩相換熱器，包括蒸發(fā)段和凝結(jié)段，蒸發(fā)段和凝結(jié)段通過管路相互串聯(lián)連通形成一個封閉的環(huán)路空間，從所述環(huán)路空間抽取空氣形成真空環(huán)路，在環(huán)路中放置純凈水，所述蒸發(fā)段和凝結(jié)段分別是由多個垂直排列的金屬管組成，金屬管之間相互并聯(lián)連通。

一種用水泥窯余熱干化污泥的系統(tǒng)，包括垃圾處理水泥窯排煙管道和污泥干燥機，所述污泥干燥機有一個通過污泥的干燥箱段，一個熱風(fēng)輸送管道與干燥箱段接通，所述排煙管道和熱風(fēng)輸送管道之間設(shè)置有一個封閉兩相換熱器；所述換熱器包括蒸發(fā)段和凝結(jié)段，蒸發(fā)段和凝結(jié)段通過管路相互串聯(lián)連通形成一個封閉的環(huán)路空間，從所述環(huán)路空間抽取空氣形成真空環(huán)路，在環(huán)路中放置純凈水，所述蒸發(fā)段和凝結(jié)段分別是由多個垂直排列的金屬管組成，金屬管之間相互并聯(lián)連通；所述凝結(jié)段設(shè)置在熱風(fēng)輸送管中，熱風(fēng)輸送管中流動的氣流從凝結(jié)段的金屬管之間穿過，所述蒸發(fā)段設(shè)置在排煙管道中，排煙管道中的煙氣從蒸發(fā)段的金屬管之間穿過。

所述排煙管道包括排煙主管道和排煙分管道，所述高處換熱箱設(shè)置在排煙分管道中，在排煙管道中設(shè)置有分管道煙流量調(diào)節(jié)閥門。

所述干燥箱段包括相互串聯(lián)的干燥段和冷卻段，所述熱風(fēng)輸送管道是一個與干燥箱段和冷卻段順序連通的循環(huán)管道，在所述冷卻段設(shè)有循環(huán)風(fēng)管路，在循環(huán)風(fēng)管路上設(shè)置有冷凝除水器。

所述熱風(fēng)輸送管中流動的氣流進入干燥箱段后的流速是1m/s。

本發(fā)明與已有技術(shù)相比產(chǎn)生的有益效果是：

1、封閉兩相傳熱技術(shù)，即在一個抽成真空的封閉的體系內(nèi)，依賴裝入內(nèi)部的流體的相態(tài)變化來傳遞熱量的裝置，其熱效率為95%以上；

2、安全：本發(fā)明系統(tǒng)可實現(xiàn)的工藝從控制粉塵含量入手確保系統(tǒng)安全：污泥與烘干帶相對靜止，環(huán)流熱空氣以較低速度（1m/s）輕柔的穿過污泥層，因此裝置中粉塵含量<<lOmg／m3；帶式干燥裝置在運行中保持微負壓，確保了粉塵不會逸出到環(huán)境中，并且顆粒污泥在帶式干燥機末端被冷卻到30℃以下，通過皮帶輸送機至污泥貯倉，避免了污泥過干過熱帶來自燃風(fēng)險；

3、節(jié)能：本發(fā)明系統(tǒng)可實現(xiàn)的工藝所采用熱能均為溫度低于200度的水泥窯尾氣余熱，為廢棄熱源，可謂“零耗能”。干燥工藝利用第一階段產(chǎn)生熱量加熱第二階段的環(huán)流空氣，還可回收30％的熱能．因此綜合熱效率較高；

4、無臭氣：該系統(tǒng)工藝從兩個方面避免臭氣產(chǎn)生：一、污泥干化溫度較低（最高90℃），使得揮發(fā)性物質(zhì)溢出很少；二、干化污泥的所用空氣為封閉自循環(huán)氣體，只是解壓調(diào)整時釋放少量氣體，可經(jīng)簡易除臭裝置或直接通入水泥窯爐燒掉，對外部環(huán)境無影響。

下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作一詳細描述。

附圖說明