[發明專利]一種基于廢熱整合的污泥干燥裝置

在審

• 申請號: 201810273267.6
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108328901A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 宋春風;黃迪;李美狄;王雨;韋艷玲;孫晨露
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12;F26B21/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

本發明公開一種基于廢熱整合的污泥干燥裝置，通過設計污泥干燥流程使得干燥過程中的顯熱和潛熱更好的配對，使得干燥過程的熱循環更加科學有效，達到節約能源的目的。本發明主要由四個預熱式熱交換器組成預熱單元，一個蒸發式熱交換器和一個分離裝置組成的干燥單元，以及壓縮機，氣體膨脹裝置，閃蒸裝置，鼓風機和冷凝裝置組成。顯熱回收單元中的預熱式熱交換器通過回收污泥干燥過程的顯熱、利用熱空氣?水汽流的顯熱來預熱濕污泥。污泥在蒸發式熱交換器完成蒸發，污泥中的液態水轉換為蒸汽。本發明通過干燥流程設計，最終使得干燥過程所涉及到的熱能可以被回收利用。

技術領域

本發明屬于污泥干燥技術領域，主要涉及一種基于廢熱整合的污泥干燥裝置。

背景技術

市政污水的主要來源為生活污水，近年來我國生活污水排放量持續增加。與此相應的是，全國設市城市中，除西藏日喀則、海南三沙市外全部建成投運城鎮污水處理廠，共計2051座，形成污水處理能力1.26億立方米/日。全國已有1381個縣城建有污水處理廠，占縣城總數的85.0％；累計建成污水處理廠1571座，形成污水處理能力2758萬立方米/日。這些污水處理廠在很大程度上解決了城市的污水處理問題。

盡管隨著近年來我國城市化進程的不斷盡快，污水處理廠不斷增加，然而污水污泥處理量難以滿足實際的要求。污水處理廠產生的污泥經初步濃縮后，含水率仍在80％以上，且其中含有大量的污染物，污泥處理是我國急需解決的環境問題。目前污泥的處置方法主要是填埋和堆肥。填埋方式占用大量的土地資源，且容易造成二次污染。堆肥處置可以達到污泥減量化和資源化的目的，但是處理過程較長，且占用大量土地，處置費用較高。干燥可使得污泥極大地減量化、無害化。污泥處理無需占用大面積土地，具有投資的經濟性和運行的簡單性，易操作性特點。

經檢索國內外的研究發現，對于污泥干化過程本身廢熱再利用的方法很少，目前已有的研究中，廢熱利用普遍效率不高，且污泥處理工藝改造較為復雜，實際應用性較差。

在干燥過程中，干燥單元進出口溫差越大，干燥過程效率越高。因此可以通過對濕污泥進行預熱提高裝置進口處的溫度，并且可以通過氣體膨脹裝置降低出口氣體的溫度來提高干燥單元的熱效率。

熱交換裝置是一種從低溫熱源吸收熱量，使其在較高溫度下放出可以利用熱量的裝置。由于獲得可用的熱量遠大于本身消耗的能量，所以它是一種節能設備。通過合理設置熱交換裝置單元既可以對污泥進行預熱提高濕污泥進口溫度，同時又可以通過科學的熱配對充分回收再利用污泥干燥過程的熱能。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于廢熱整合的污泥干燥裝置，在進行污泥干燥過程中可以充分回收過程熱再利用于干燥過程，實現通過熱能再利用可以達到干燥過程效率的最大化。

本發明為解決背景技術中技術問題，提出的技術方案是：一種基于廢熱整合的污泥干燥裝置，主要由按照流向順序連接的濕污泥進口單元、干燥單元和干污泥介質出口單元構成，還包括預熱單元，以及連接于所述預熱單元和所述干燥單元之間的壓縮機、膨脹裝置和閃蒸裝置的組合；

所述預熱單元由預熱式熱交換器HX1、預熱式熱交換器HX2、預熱式熱交換器HX3和預熱式熱交換器HX4組成；

所述濕污泥進口分別連接至所述預熱式熱交換器HX1污泥介質入口和所述預熱式熱交換器HX2污泥介質入口，所述預熱式熱交換器HX1和所述預熱式熱交換器HX2的污泥介質出口均連接至所述濕污泥進口單元入口；

所述濕污泥進口單元出口連接至所述預熱式熱交換器HX4污泥介質入口，所述預熱式熱交換器HX4污泥介質出口連接至所述蒸發式熱交換器HX5污泥介質入口；

所述干燥單元包括蒸發式熱交換器HX5和分離裝置，所述蒸發式熱交換器HX5的污泥介質出口連接至所述分離裝置，所述分離裝置的頂部和底部分別連接至所述壓縮機入口和所述干污泥介質出口單元；所述干污泥介質出口單元上設置有預熱式熱交換器HX2。