CN102875000A - 一种污泥干燥室 - Google Patents

Abstract

一种污泥干燥室，所述的污泥干燥室包括工质空气的引入口(10)、工质空气的风道(11)和污泥干燥器(6)，其特征在于所述的工质空气引入口(10)的数量为两个及两个以上，且至少有一个工质空气引入口(10)内的工质空气温度不同于其他工质空气引入口(10)的工质空气的温度。通过不同温度的工质空气可以区别加热不同湿度的污泥，从而可以综合的提高污泥干燥的效果。

Description

一种污泥干燥室

技术领域

本发明涉及一种污泥干燥室，特别是涉及提高热能综合利用率的污泥干燥室。

背景技术：

污泥干燥是一个能量净支出的过程，耗能费用在一个标准干燥系统中占运行成本的比例大于80％。因此污泥处理属于高耗能行业，而能源是国民经济的重要物质基础，它直接影响到国家安全、可持续发展及社会稳定。在污泥处理过程中降低能耗、强化换热、提高能量的利用率已经成为了主要问题。既减轻了国家对污泥处理的经济负担，又对污泥中能量的回收利用有积极的推动作用，发展前景广阔。

目前现有污泥干化设备中，不管是直接式还是间接式都是采用热源直接通入干燥设备中干燥污泥。忽视了污泥在干燥的各个间断所表现出来的不同特性和污泥中以不同形式存在的水分的特性。例如，在污泥的湿度较大时，如果采用高温的工质空气加热，虽然干燥的速度高，但是由于湿量大，需要很大的热能，而高温工质空气的获取需要消耗更多的、更优质的能源，所以这样做是一种低效的干燥方式；而采用较低温度的工质空气，如采用热泵加热的工质空气去加热干度已经较高的污泥时，几乎无法从中带走水份，消耗很多工质空气却无法达到干燥的目的，导致的结果是大量能量的浪费。如何根据污泥干燥的需求，综合的高效实现干燥效果就成为急待解决的问题。

发明内容：

本发明就是为了解决上述的问题，提供一种根据污泥的湿度不同，其干燥需求的不同，而采用不同温度的工质空气来提高综合的干燥效率的污泥干燥室；另一方面，利用干燥污泥产生的湿热气体，根据其实际的干燥能力，对更湿的污泥进行干燥，进一步提高污泥干燥的效率。

具体的，本发明提供一种污泥干燥室，所述的污泥干燥室包括工质空气的引入口10、工质空气的风道11和污泥干燥器6，其特征在于所述的工质空气引入口10的数量为两个及两个以上，且至少有一个工质空气引入口10内的工质空气温度不同于其他工质空气引入口10的工质空气的温度。

所述的工质空气引入口10经风道11输送到污泥干燥器6上不同的湿度的污泥4处。

所述的工质空气根据温度的不同对应干燥不同的污泥4，温度高的工质空气干燥含水量小的污泥4，温度低的工质空气干燥含水量大的污泥4。

所述的工质空气有不同的温度，工质空气通过设置换热器21进一步升温，获得温度高的工质空气。

所述的工质空气干燥不同湿度的污泥4，含水量大的污泥4采用温度低，风量大的工质空气干燥；含水量小的污泥4采用温度高，风量小的工质空气干燥。

所述的污泥干燥器6包括传送带5和向传送带5吹风的工质空气送风口12，所述的传送带5按照上下位置布置，每个传送带5和对应的风道11在不同的区域内，各个区域之间有间隔8，所述的间隔8上有通道9，所述的位于上面的传送带5通过间隔8上的通道9向下一层传送带5倾倒污泥。

所述的工质空气干燥污泥4后产生的湿热空气通过引风道15送至湿热空气排出口16，排出污泥干燥室1。

所述的通道9有湿热空气通过，处理含水量小的污泥产生的湿热空气流过所述的通道9，进入处理湿度高的污泥的区域，最终通过湿热空气排风口3排出污泥干燥室1。

所述的引风道15上还设有分支风道22，该分支风道22连通湿度大的污泥干燥器6对应的风道11，所述的分支风道22上设置有风阀23，在引风道15与分支风道22的结合处的送风侧设置有风阀20；且风阀20和风阀23为互锁关系，当风阀20开启时，风阀23关闭，当风阀20关闭时，风阀23开启。

所述的分支风道22上的风阀23开启的条件是：当下面的污泥干燥器6内的污泥湿度小于55％时，同时上面污泥干燥器6内的污泥湿度大于60％；所述的分支风道22上的风阀23关闭的条件是：当下面的污泥干燥器6内的污泥湿度大于等于55％时，或者上面污泥干燥器6内的污泥湿度小于等于60％。

所述的分支风道22上的风阀23开启的条件是：当下面污泥干燥器6排出的湿热空气的相对湿度在80％以下，且该湿度低于上面污泥干燥器6内的污泥的湿度；所述的分支风道22上的风阀23关闭的条件是：当下面污泥干燥器6排出的湿热空气的相对湿度在80％及以上，或者湿热空气的湿度等于或高于上面污泥干燥器6内的污泥的湿度。

按照本发明提供的污泥干燥器，可以通过较低干燥温度大风量的工质空气去干燥含湿量大的污泥，通过较高干燥温度的工质空气去干燥含湿量小的污泥，通过提高干燥的效率，使得整个生产线可以以一定的速度运行，提高了整个干燥器的干燥效率。

另外，由于污泥在各个阶段含水量的不同，通过间隔8设置不同的分区，在不同的分区采用不同温度的工质空气干燥污泥，同时高温区内干燥的是含水量较小的污泥，出来之后的湿热空气的相对湿度不会太大，且有一定的温度，在通入低温干燥区继续干燥污泥。

附图说明

图1为本发明实施例一的污泥干燥室示意图；

图2为本发明实施例二的污泥干燥室示意图；

图3为本发明实施例三的污泥干燥室示意图；

图4为本发明实施例四的污泥干燥室示意图；

图5为本发明实施例五的污泥干燥室示意图；

图6为污泥干燥过程中不同湿度需要热量的示意图。

其中：1为污泥干燥室，2为湿污泥入口；3为湿热空气总排风口；4为传送带上的污泥；5为传送带；6为污泥干燥器；7为污泥排出口；8为间隔；9为通道；10为工质空气引入口；11为风道；12为工质空气送风口；13为湿热空气流动方向；14为工质空气流动方向；15为引风道；16为排风口；17为引风风机；18为污泥储物板；19为总排风机；20为引风道上的风阀；21为换热器；22为分支风道，23为分支风道上的风阀。

具体实施方式

下面通过具体实施例来对本发明的技术方案进一步说明。

实施例一

如图1所示，污泥干燥室1包括多个工质空气引入口10，多个工质空气引入风道11，污泥干燥器6，湿热空气排风口3，其中，工质空气沿工质空气流动方向14流动，经工质空气引入口10进入污泥干燥室1，经过在污泥干燥器6中加热干燥污泥，形成的湿热空气按照湿热空气流动方向13离开污泥干燥器6，并从湿热空气排风口3排出污泥干燥室1；其中三个工质空气引入风道11内的工质空气温度不同，加热其中的一个污泥干燥器内的污泥。也即，污泥干燥室1包括至少两个及两个以上的工质空气引入口，且至少有一个工质空气引入口的工质空气温度不同于其他工质空气引入口的工质空气的温度。在本发明中污泥干燥器6是通过工质空气直接或者间接加热污泥的，可以是流化床污泥干燥装置，工质空气通过该装置下部的风口，对流化床内的污泥粒进行干燥，从而达到干燥的目的；也可以是圆盘式污泥干燥装置，有较长的污泥干燥通道，工质空气在该通道内，与污泥反向流动换热；还可以是空心桨叶式污泥干燥装置，通过桨叶搅拌污泥，通过在桨叶内的风道中通入工质空气，在搅拌的同时进行加热和干燥。以上这些干燥装置都可以在本发明中作为污泥干燥器6，也可以作为多个污泥干燥器6的组合，且但是并不限于这些装置，凡是通过工质空气直接或者间接加热污泥的干燥装置都可以。在实施例一中，污泥干燥装置6可以是多个污泥干燥装置之一，在多个污泥干燥装置6采用不同温度的工质空气；污泥干燥器6也可以是一套污泥干燥装置的一部分，即该套污泥干燥装置包括多个污泥干燥器6，且在多个污泥干燥器6采用不同温度的工质空气。

对污泥干燥器需要在难干燥的阶段或者干燥需要热量较多的阶段，采用温度更高的工质空气来提高效率。结合图1和图2来看，图2中虚线框中的部分为污泥干燥器6，包括污泥传送带5，处于传送带5上的污泥4和连接到风道11上，且向污泥4送风的风口12。污泥4在传送带5上，通过设置在传送带上的风口12向污泥吹工质空气，加热干燥污泥。进一步的，图2中有上中下三个风道11，经工质空气引入口11进入污泥干燥室1，分别去干燥在上中下的三个传送带5上的污泥4，也可以认为是污泥干燥器6中的污泥。图2中可以看出湿污泥处理过程，最湿的污泥从干燥室1顶端的湿污泥入口2进入干燥室1，落在最上面的传送带5上，经过最上面的风道11送风干燥，从传送带5的左侧慢慢移到右侧，落入中间的传送带5上，经过中间的风道11送风干燥，从传送带5的右侧慢慢移到左侧，落到下面的传送带5上，经过下面的风道11送风干燥，从传送带5的左侧慢慢移到右侧，落入污泥储存隔板内18，最后干燥的污泥从污泥排出口7排出污泥干燥室1。

即在最上面的传送带5的污泥为最湿的污泥，当污泥湿度较大时，有较多水份在固体物质之间，用温度较低的工质空气就可以加热，并较快的把水份带走；在最下面的传送带上的污泥为较干的污泥，当污泥的湿度降低后，主要是固体颗粒内部的水份，如果采用温度低的工质空气，几乎无法从中排除水份，这个传送带的移动速度就会变得很低，从而影响整个污泥干燥室的运行速度，而通过增加工质空气的温度，可以较快的排除污泥颗粒中的水份，有利于整个污泥干燥室加热的效率和均衡，使污泥干燥室内的所有传送带有较高的运行速度。

在图2所示的污泥干燥室1中，下面的风道11内的工质空气的温度要高于中间和上面风道11内的工质空气的温度，这样下面风道11内的较高温度的工质空气加热较干的污泥，比低温工质空气的加热效率高，从而提高了整个污泥干燥室的效率；上面的风道11内的工质空气的温度要低于中间和下面风道11内的工质空气的温度，由于较低温度的工质空气就可以有效的加热和干燥湿度大的污泥，同时，由于较低温度的工质空气比较易于获得，特别是可以通过热泵获得，由于热泵的制热效率较高，只需要少量的高品位能源就可以获得几倍的热能，所以从投入的能源和取得的干燥效果看，湿度较大的污泥用较低温度的工质空气干燥会有更高的效率，即可以通过较少的能量投入，获得较大的污泥的脱水量。

综上所述，不同温度的工质空气经风道输送到不同湿度的污泥处，特别是，工质空气根据温度的不同对应干燥不同的污泥，温度高的工质空气干燥含水量小的污泥，温度低的工质空气干燥含水量大的污泥。在说明书中，含水量较大的意思是，单位重量的污泥中所含有的水份的量；污泥的湿度是指污泥的相对湿度，污泥进口处的污泥含水量为100％，当前污泥的含水量与100％含水量的污泥含水量的比值，即为当前污泥的含水量。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一不同之处在于，具体的，本实施例采用的污泥干燥器6包括传送带5和向传送带吹风的风口12，工质空气通过风口12吹到污泥4上，工质空气加热和干燥污泥4后，形成湿热空气，最终湿热空气按照湿热空气流动方向13指示的方向流到总排风口3，经总排风机19排出污泥干燥室1。湿污泥进入污泥干燥室1，并在污泥干燥室内运输、加热和干燥的过程在实施例一中已经描述，本处不再重复。

另外，在本实施例中，不同的工质空气温度是由在需要高温空气工质的下面的风道11上设置有换热器21，通过换热器21对工质空气进一步加热，使得从该风道11内的工质空气在原有的温度基础上进一步升温，获得温度高的工质空气。

另外，在本实施例中，根据需要干燥的不同湿度污泥，含水量大的污泥采用温度低的工质空气，通过风量大的工质空气干燥污泥；含水量小的污泥采用温度高的工质空气，通过风量小的工质空气干燥污泥。对于含水量大的污泥，主要通过提高工质空气的风量来使干燥进度达到污泥干燥室的生产进度，对于含水量小的污泥，主要通过提高工质空气的温度来使干燥进度达到污泥干燥室的生产进度。

另外，由于传送带5按照上下位置布置，每个传送带5和对应的风道11在不同的区域内，相邻的区域之间设置有间隔8，间隔8上有通道9，位于上面的传送带5通过间隔8上的通道9向下一层传送带5倾倒经过本区域处理后的污泥。如图2所示，由于污泥排出口7在正常运行时处于关闭状态，所以当下面区域内的风道11持续送入工质空气的情况下，最下面区域的湿热空气会经过通道9沿湿热空气流动方向13进入中间的区域，并且，汇集中间区域产生的湿热空气沿湿热空气流动方向13进入上面的区域，进而汇集上面区域产生的湿热空气通过湿热空气排风口3，经总排风机19排出污泥干燥室1。即，处理含水量低的污泥产生的湿热空气流过通道9，进入处理含水量大的污泥的区域，最终通过湿热空气排风口3排出污泥干燥室。

由于下部区域的污泥含水量小，而工质空气的温度高，所以其湿热空气的温度较高，且含湿量比较小，并不会污染和影响中间及上面区域的污泥干燥情况，而且，这样的设置不会使湿度较大的湿热空气向下面流动，保证了湿热空气不会污染或增湿含水量小的污泥。

另外，本实施例中工质空气的加热形式为中间风道和下部风道采用共同的换热器提高到一定的温度，下部风道又经过换热器进一步提高工质空气的温度，这样就形成了上中下三个风道内的工质空气的温度不同，且阶梯升高的情况。有利于使中间和下面风道的工质空气温度有一定的温差，确保两个区域内的污泥干燥有较高的效率。

其余未述部分详见实施例一，不再重复。

实施例三

如图3所示，本实施例与实施例二的不同之处在于，工质空气的加热形式为中间风道和下部风道分别采用各自的换热器21，也即中间风道和下面风道内的工质空气的温度由其工艺的要求来确定。如图6所示为污泥干燥过程中不同湿度需要热量的示意图，横坐标为污泥湿度W，坐标值为实际含水量和总含水量(100％)的比值；纵坐标为干燥污泥需要的能量Q，单位是千瓦每小时，该种污泥在中间湿度情况下，具体的是在含湿量35-60％时，由于污泥颗粒与水形成了类似胶体，所以干燥需要的热量会高于含湿量小于35％和含湿量高与60％的情况，本实施例在干燥这种污泥时，中间风道的温度会高于下面风道的温度，以便加快干燥这种类似胶体的污泥，从而提高污泥干燥室1综合的干燥效率。

其余未述部分详见实施例二，不再重复。

实施例四

如图4所示，本实施例与实施例三的不同之处在于，在传送带5旁边设置有引风道15，工质空气干燥污泥后产生的湿热空气通过引风道15经引风风机17抽吸后，湿热空气从排风口16排出污泥干燥室1。这样可以有效利用污泥干燥室1内的空间，完全杜绝湿热空气的相互污染。

其余未述部分详见实施例三，不再重复。

实施例五

如图5所示，本实施例与实施例四的不同之处在于，在湿度小的下面的传送带5旁边设置有引风道15，引风道15除设有排风口16把湿热空气排出污泥干燥室1，还有分支风道22，该分支风道22使湿热空气排到湿度大的上面传送带对应的风道11，与该处的工质空气混合，提高其加热干燥污泥的能力。如图5所示，在分支风道22上设置有风阀23，在引风道15与分支风道22的结合处的送风侧设置有风阀20，用于下面传送带上产生的控制湿热空气的流向。当分支风道22上的风阀23关闭，引风道15上的风阀20开启时，下面污泥干燥器6产生的湿热空气经过排风口16排出污泥干燥室1外；当分支风道22上的风阀23开启，引风道15上的风阀20关闭时，下面污泥干燥器6产生的湿热空气通过分支风道22，进入到湿度大的上面传送带对应的风道11。即，且引风道15上的风阀20和分支风道22上的风阀23为互锁关系，当风阀20开启时，风阀23关闭，当风阀20关闭时，风阀23开启。

由于加热下面较干燥污泥的湿热空气排出温度较高，而且，由于较干燥污泥中能够排出的水份较少，而形成的湿热空气会有较高的温度和较高的吸收水份的能力，特别是，对于上面污泥干燥器中的湿污泥温度低，湿度大，其加热和干燥需要较高的温度和大的风量。而下面的污泥干燥器排出的湿热空气一方面可以提高上面风道内工质空气的温度，同时可以提高风道内的风量，进一步提高污泥干燥的效率。

在本实施例中，在下面的污泥湿度为45％以下，高温的工质空气干燥污泥后产生的湿热空气的湿度小于40％，该湿热空气按照湿热空气方向13，通过分支风道22送至上面的风道11中，与其工质空气混合后，用来干燥上面污泥干燥器6中的最湿的污泥，该处的污泥湿度为70％以上。从下面引来的湿热空气一方面提高了进入污泥干燥器6的空气温度，另一方面提高了进入污泥干燥器6的风量，可以显著的提高污泥干燥器6的加热干燥效率。

但是，当下面污泥干燥器6干燥的污泥湿度较大时，产生的湿热空气的温度会较低，而产生的湿热空气的湿度会较大，就没有对上面污泥干燥器中的污泥进行干燥的价值。所以，需要通过判断下面污泥干燥室内污泥的湿度来间接的得出，其产生的湿热空气是否合适对上面的污泥进行干燥。如本实施例所示，高温的湿热空气在满足一定条件下是可以用于加热较湿的污泥，从而提高污泥干燥的整体效率。经过试验和研究分析，当下面的污泥干燥器6内的污泥湿度小于55％时，同时上面污泥干燥器6内的污泥湿度大于60％时，开启分支风道22上的风阀23，关闭引风道15与分支风道22的结合处的送风侧设置有风阀20，使下面污泥干燥器6中产生的湿热空气进入到上面污泥干燥器6对应的风道11中；当下面的污泥干燥器6内的污泥湿度大于等于55％时，或者上面污泥干燥器6内的污泥湿度小于等于60％时，关闭分支风道22上的风阀23，开启引风道15上的风阀20，使下面污泥干燥器6中产生的湿热空气通过排风口16排出污泥干燥室1。这样可以更好的提高控制性，避免产生湿度的污染。

其余未述部分详见实施例四，不再重复。

实施例六

本实施例与实施例五的不同之处在于，其控制下面污泥干燥器6排出的湿热空气流向是通过判断湿热空气的相对湿度来实现。当下面污泥干燥器6排出的湿热空气的相对湿度在80％以上，关闭分支风道22上的风阀23，开启引风道15上的风阀20，使下面污泥干燥器6中产生的湿热空气通过排风口16排出污泥干燥室1；当下面污泥干燥器6排出的湿热空气的相对湿度在80％以下，且该湿度低于上面污泥干燥器6内的污泥的湿度时，开启分支风道22上的风阀23，关闭引风道15与分支风道22的结合处的送风侧设置有风阀20，使下面污泥干燥器6中产生的湿热空气进入到上面污泥干燥器6对应的风道11中。这样可以直接评估参与干燥上面的污泥干燥器6内的污泥的能力，有效的充分利用湿热空气的热量和吸湿能力，提高污泥干燥室1的干燥效率。通过空气的相对湿度判断易于检测，而污泥的当前湿度比较难得到直接的检测值，或者得到的推算值误差较大，所以通过空气的相对湿度判断，可以直接通过温湿度计得出，或者通过温湿度的传感器读出，便于控制器判断和控制。

其余未述部分详见实施例五，不再重复。

Claims (11)

1.一种污泥干燥室，所述的污泥干燥室包括工质空气的引入口(10)、工质空气的风道(11)和污泥干燥器(6)，其特征在于所述的工质空气引入口(10)的数量为两个及两个以上，且至少有一个工质空气引入口(10)内的工质空气温度不同于其他工质空气引入口(10)的工质空气的温度。

2.根据权利要求1所述的污泥干燥室，其特征在于所述的工质空气引入口(10)经风道(11)输送到污泥干燥器(6)上不同的湿度的污泥(4)处。

3.根据权利要求1所述的污泥干燥室，其特征在于所述的工质空气根据温度的不同对应干燥不同的污泥(4)，温度高的工质空气干燥含水量小的污泥(4)，温度低的工质空气干燥含水量大的污泥(4)。

4.根据权利要求1所述的污泥干燥室，其特征在于所述的工质空气有不同的温度，工质空气通过设置换热器(21)进一步升温，获得温度高的工质空气。

5.根据权利要求1所述的污泥干燥室，其特征在于所述的工质空气干燥不同湿度的污泥(4)，含水量大的污泥(4)采用温度低，风量大的工质空气干燥；含水量小的污泥(4)采用温度高，风量小的工质空气干燥。

6.根据权利要求1-6中任一项所述的污泥干燥室，其特征在于所述的污泥干燥器(6)包括传送带(5)和向传送带(5)吹风的工质空气送风口(12)，所述的传送带(5)按照上下位置布置，每个传送带(5)和对应的风道(11)在不同的区域内，各个区域之间有间隔(8)，所述的间隔(8)上有通道(9)，所述的位于上面的传送带(5)通过间隔(8)上的通道(9)向下一层传送带(5)倾倒污泥。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的污泥干燥室，其特征在于所 述的工质空气干燥污泥(4)后产生的湿热空气通过引风道(15)送至湿热空气排出口(16)，排出污泥干燥室(1)。

8.根据权利要求7所述的污泥干燥室，其特征在于所述的通道(9)有湿热空气通过，处理含水量小的污泥产生的湿热空气流过所述的通道(9)进入处理湿度高的污泥的区域，最终通过湿热空气排风口(3)排出污泥干燥室(1)。

9.根据权利要求8所述的污泥干燥室，其特征在于所述的引风道(15)上还设有分支风道(22)，该分支风道(22)连通湿度大的污泥干燥器(6)对应的风道(11)，所述的分支风道(22)上设置有风阀(23)，在引风道(15)与分支风道(22)的结合处的送风侧设置有风阀(20)；且风阀(20)和风阀(23)为互锁关系，当风阀(20)开启时，风阀(23)关闭，当风阀(20)关闭时，风阀(23)开启。

10.根据权利要求10所述的污泥干燥室，其特征在于所述的分支风道(22)上的风阀(20)开启的条件是：当下面的污泥干燥器(6)内的污泥湿度小于55％时，同时上面污泥干燥器(6)内的污泥湿度大于60％；所述的分支风道(22)上的风阀(20)关闭的条件是：当下面的污泥干燥器(6)内的污泥湿度大于等于55％时，或者上面污泥干燥器(6)内的污泥湿度小于等于60％。

11.根据权利要求10所述的污泥干燥室，其特征在于所述的分支风道(22)上的风阀(23)开启的条件是：当下面污泥干燥器(6)排出的湿热空气的相对湿度在80％以下，且该湿度低于上面污泥干燥器(6)内的污泥的湿度；所述的分支风道(22)上的风阀(23)关闭的条件是：当下面污泥干燥器(6)排出的湿热空气的相对湿度在80％及以上，或者湿热空气的湿度等于或高于上面污泥干燥器(6)内的污泥的湿度。 

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