[發明專利]一種污泥過熱蒸汽三效聯合干燥裝置

無效

• 申請號: 201210405136.1
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102936088A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 張緒坤;朱保利;余蓉;馬怡光;魏偉;王學成;蘇志偉
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種污泥干燥裝置，尤其是一種污泥過熱蒸汽三效聯合干裝置。

背景技術

城市污泥顯著的特征是含水率高，初步沉淀的活性污泥含水率高達97%～99%，經過濃縮與消化后的含水率仍然高達90～92%，經過機械脫水后的污泥濾餅含水率為70%～85%。由于城市污泥含水率高，體積龐大，這為污泥的長距離輸送和后續處理帶來經濟上和技術上的困難。污泥的填埋則因脫水泥餅含水率較高(一般為70%～85%)，土力學性質差，需混入大量泥土，從而導致土地的容積利用系數明顯降低。2007年建設部出臺的《城鎮污水處理廠污泥處置—混合填埋泥質》標準和2008年環境保護部出臺的《生活垃圾填埋污染控制標準（GB16889—2008）》中都明確規定，污泥混合填埋含水率應小于60%。脫水泥餅直接焚燒，也因其含固率低不能達到維持過程自行運作所需的能值，需加入輔助燃料，使處理成本明顯增加，難以承受。污泥的低溫熱裂解制油是近年來處理城市污水處理過程中產生的有機污泥的一種可望達到能量平衡的新技術，但低溫熱裂解前必須對污泥進行干燥處理。綜合分析上述污泥處理與處置所遇到的困難，不難看出污泥的含水率是關鍵的影響因素。因此，降低污泥含水率是解決目前在污泥處理所遇到的許多問題的關鍵，污泥的干化處理是污泥進行資源化的前提。傳統的干燥方法有自然干燥法和加熱干燥法，這兩種干燥方法都會產生大量有害氣體，污染環境。特別是加熱干燥法，在干燥過程中有大量廢氣排出，同時較高的干燥溫度有可能產生有害的苯系污染物，導致干燥尾氣處理難度大、成本高。

過熱蒸汽干燥（Superheated?Steam?Drying）是一項最近發展起來的新技術，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。采用過熱蒸汽三效聯合干燥污泥具有以下優點：（1）節能效果顯著。利用過熱蒸汽作干燥介質的節能效果已被很多學者所證實。英國的Thomas用盤式過熱蒸汽干燥機干燥陶瓷粉、染料，每噸染料汽耗花費從20英磅降到2英磅，節能達90%。德國BMA.AG研制的高壓過熱蒸汽干燥機干燥甜菜渣，固形物含量由30%干燥至90%，單位熱耗與普通的熱風干燥相比由50000kJ/kg降到僅有2900kJ/kg。Niro公司1985年開發的商業用壓力流化床干燥機用于顆?；驖{狀物料干燥試驗證明與普通的滾筒干燥相比節能達90%，且無污染，產品質量也得到改善。愛爾蘭和前蘇聯應用一種稱為“Peco”的過熱蒸汽干燥機干燥泥炭土，單位能耗與普通的熱風干燥相比由3000-40000kJ/kg降到1700-1800kJ/kg。瑞典研制的一種過熱蒸汽干燥機干燥泥炭土單位蒸發量的能耗僅為普通熱風干燥的1/6-1/7。英國學者Stubbing認為，在一般的水蒸氣中總熱能大約84%為潛熱，16%為顯熱。傳統的干燥機利用大量的熱風帶走從被干物蒸發的水，排出的廢氣中包含的大量蒸汽潛熱很難在有用的溫度下回收，而采用過熱蒸汽干燥，排出廢汽仍然是水蒸氣，溫度保持在100℃以上，可經過冷凝、壓縮和多級多效干燥回收其潛熱；（2）傳熱傳質效率高。過熱蒸汽有較高的傳熱系數。Potter和Keogh用流化床干燥機干燥煤炭得出過熱蒸汽干燥時熱系數為200-500W/（m²·K），而熱風攪拌式干燥機其傳熱系數僅為20-50W/（m²·K）。過熱蒸汽干燥，由于整個環境僅有一種氣體成分存在，水分從物料表面蒸發移動不是通過質的擴散而是以液流的壓力差產生的體積流（bulk?flow）作動力，Chu等人研究證明對于直徑為1mm的水滴在150℃的過熱蒸汽中只需10-6N/m²的壓力差即可為蒸汽的擴散提供充分的驅動力。因此，在實際過程中從顆粒的表面移去蒸汽的阻力可以忽略，過熱蒸汽干燥無氣膜傳質阻力；（3）過熱蒸汽干燥有利于減少有害氣體的二次污染和產生爆炸的危險。過熱蒸汽多效干燥后幾效是在密封條件下進行，只有最前一效有少量廢氣排出，干燥過程對環境的二次污染輕。另外，過熱蒸汽干燥工作時物料的溫度超過100℃，在這樣的溫度下對污泥不僅能干燥，且能消滅細菌和其他有毒微生物。過熱蒸汽干燥的介質為過熱蒸汽，沒有空氣存在，沒有氧化和燃燒反應，無爆炸起火的危險。

發明內容