[實(shí)用新型]城市污泥過熱蒸汽高效無污染聯(lián)合干燥裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120142145.7
• 申請日: 2011-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN202022838U
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張緒坤;王云;朱保利;祝樹森
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/12
• 分類號(hào): C02F11/12
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型涉及一種城市污泥干燥裝置，尤其涉及一種城市污泥過熱蒸汽高效無污染聯(lián)合干燥裝置。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和城市化過城的加快，城市污水處理的規(guī)模不斷擴(kuò)大，污水處理程度逐年升高，污泥產(chǎn)量也急劇增加。據(jù)環(huán)境保護(hù)部最新統(tǒng)計(jì)，截至2007年我國已經(jīng)投入運(yùn)行的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施達(dá)到1178個(gè)，總設(shè)計(jì)處理能力7243萬噸/日，平均每天處理污水5320萬噸。據(jù)此估算，2007年全國產(chǎn)生污泥約1460萬噸（80%含水率泥餅）。污泥產(chǎn)生量的與日俱增與污泥處理能力的嚴(yán)重不足、處理手段嚴(yán)重落后形成尖銳的矛盾，大量的濕污泥隨意外運(yùn)、簡單填埋或堆放，致使許多城市出現(xiàn)了“污泥圍城”的現(xiàn)象，污泥處理問題已經(jīng)成為我國無法回避的城市環(huán)境問題。近幾年三峽庫區(qū)的“污泥填埋危機(jī)”就是這一問題的突出反映。

污泥中含有大量病原菌、寄生蟲（卵），銅、鋅、鎘、汞等重金屬，鹽類以及多氯聯(lián)苯、二噁英、放射性核素等難降解有毒有害物。同時(shí)，由于污泥中含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等高濃度有機(jī)物，導(dǎo)致污泥的粘度較大、含水率較高、固液分離性能差，通常脫水泥餅含水率高達(dá)80%左右。目前的一般污泥處理技術(shù)無論是脫水還是進(jìn)行消化抑或直接處理都面臨效率低、能耗高的難題。目前，污泥處置的手段主要包括堆肥、填埋和焚燒。填埋、堆肥和焚燒都不宜直接處理含水率80%的脫水泥餅，為滿足處置標(biāo)準(zhǔn)和工藝需要，含水率至少要降低到60%以下。如何高效低耗地將污泥含水率由80%降低到60%，成為保障污泥有效處置的技術(shù)關(guān)鍵。

熱蒸汽干燥（Superheated?Steam?Drying）是一項(xiàng)最近發(fā)展起來的新技術(shù)，它是指利用過熱蒸汽直接與被干物料接觸而去除水分的一種干燥方式。與傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥相比，過熱蒸汽干燥以水蒸氣作為干燥介質(zhì)，干燥機(jī)排出的廢氣全部是蒸汽，利用冷凝的方法可以回收蒸汽的潛熱再加以利用，因而熱效率較高。并且由于水蒸氣的熱容量要比空氣大1倍，干燥介質(zhì)的消耗量明顯減少，故單位熱耗低。根據(jù)國際干燥協(xié)會(huì)主席Mujumdar介紹，過熱蒸汽干燥的單位熱耗僅為1000-1500KJ/kg水，為普通熱風(fēng)干燥熱耗的1/3，是一種很有發(fā)展前景的干燥新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供了一種城市污泥過熱蒸汽高效無污染聯(lián)合干燥裝置，解決傳統(tǒng)干燥方式應(yīng)用于污水污泥干燥中存在的能耗高、尾氣排放產(chǎn)生而次污染與干燥時(shí)間長、效率低等技術(shù)難題。過熱蒸汽干燥，由于整個(gè)環(huán)境僅有一種氣體成分存在，水分從物料表面蒸發(fā)移動(dòng)不是通過質(zhì)的擴(kuò)散而是以液流的壓力差產(chǎn)生的體積流（bulk?flow）作動(dòng)力，過熱蒸汽干燥無氣膜傳質(zhì)阻力。因此，采用過熱蒸汽干燥污水污泥的單位熱耗僅為普通熱風(fēng)干燥熱耗的1/3。

本實(shí)用新型的目的之二是由于干燥介質(zhì)為高溫的過熱蒸汽，干燥介質(zhì)中不含有氧氣，能實(shí)現(xiàn)無氧的干燥環(huán)境。污泥中含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等高濃度有機(jī)物，以及病原菌、寄生蟲（卵），銅、鋅、鎘、汞等重金屬，鹽類以及多氯聯(lián)苯、等有毒有害物。過熱蒸汽干燥由于無空氣存在，沒有氧化和燃燒反應(yīng)。對(duì)于污水污泥的干燥過程無爆炸起火的危險(xiǎn)，解決了污水污泥高溫干燥過程中存在的爆炸起火的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)由于過熱蒸汽干燥過程沒有氧氣，避免了干燥過程污泥的氧化反應(yīng)產(chǎn)生CO、NOx和SO₂等有毒氣體。

本實(shí)用新型的目的之三是采用對(duì)流與傳導(dǎo)聯(lián)合干燥技術(shù)充分利用干燥過程產(chǎn)生的二次蒸汽。在過熱蒸汽干燥過程中，若蒸發(fā)的水分沒有損失，就會(huì)變成熱焓較低的多余蒸汽。經(jīng)濟(jì)地利用這些多余的蒸汽，是進(jìn)一步提高過熱蒸汽干燥節(jié)能效率的關(guān)鍵。特別是對(duì)像污水污泥的干燥，因其含有大量的水分，多余蒸汽量大，如何利用這些低熱焓的蒸汽就顯得更加重要。本實(shí)用新型采用二級(jí)聯(lián)合干燥技術(shù)，第二級(jí)采用高溫過熱蒸汽對(duì)流干燥，干燥過程產(chǎn)生的多余蒸汽作為第一級(jí)傳導(dǎo)干燥的熱源，應(yīng)用了能量梯級(jí)利用原理，過熱蒸汽的潛熱得到充分的利用，提高了干燥系統(tǒng)的能效。

本實(shí)用新型的目的之四是干燥介質(zhì)是過熱蒸汽，二級(jí)采用高溫過熱蒸汽對(duì)流干燥，干燥過程產(chǎn)生的多余蒸汽作為第一級(jí)傳導(dǎo)干燥的熱源，二級(jí)干燥產(chǎn)生的多余蒸汽在一級(jí)干燥器內(nèi)冷卻為冷凝水，排回到污水處理廠，僅有少量的廢氣排放。第一級(jí)干燥采用傳導(dǎo)干燥方式，干燥過程沒有對(duì)流干燥所需的干燥介質(zhì)，僅有干燥過程產(chǎn)生的水蒸氣，水蒸氣經(jīng)過冷凝后變成冷水后，同樣排回污水處理廠。整個(gè)干燥過程能在密閉狀態(tài)下進(jìn)行，基本實(shí)現(xiàn)了廢氣零排放。