專利名稱：氣體變壓加熱的污泥干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體變壓加熱的污泥干燥方法，用于簡(jiǎn)便、高效回收汽化 熱能，降低污泥干燥的熱能消耗和運(yùn)行成本。屬環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全國(guó)市政污水處理率不斷提高，各城市紛紛建污水處理廠，各污水處理廠 都面臨著如何處置每天產(chǎn)生的大量剩余污泥的問題。大量未經(jīng)穩(wěn)定化、無害化 處理的污泥已成為污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)。對(duì)城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥在機(jī) 械脫水的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效減容，盡量降低對(duì)外部能源的需求，增強(qiáng)綜合利用的 實(shí)用性，是污泥處理及其處置所面臨的重要問題之一。 一般機(jī)械脫水后的污泥 含水率在80%左右，為了便于運(yùn)輸、存放及利用，需作進(jìn)一步干燥脫水減容處 理。
目前國(guó)內(nèi)主要利用帶式壓濾機(jī)將污泥含水率降至70% 80%。進(jìn)一步熱力 干燥將污泥干燥到60%以下。根據(jù)熱媒是否與被干燥污泥直接接觸的熱傳遞形 式不同，目前污泥干燥法可以分為直接干燥法和間接干燥法。直接干燥法燃燒 設(shè)備向干燥設(shè)備提供熱風(fēng)和煙氣，污泥與熱風(fēng)和煙氣直接接觸，在高溫作用下 污泥中的被蒸發(fā)、被降溫的熱風(fēng)和煙氣與蒸汽共同離開干燥設(shè)備。與此相對(duì)應(yīng) 的是間接干燥法，由加熱設(shè)備提供的蒸汽或熱油首先干燥容器，再通過容器表 面將熱傳遞給污泥，污泥中的水分進(jìn)而被蒸發(fā)。
常用的污泥干燥設(shè)備和方法有轉(zhuǎn)鼓式、轉(zhuǎn)盤式、帶式、螺旋式、離心干燥 機(jī)、噴淋式多效蒸發(fā)器、流化床、多重盤管式、薄膜式、漿板式等多種形式的 干燥器。由于水的沸點(diǎn)高、汽化熱大。這些方法和設(shè)備存在熱能消耗大、運(yùn)行 成本高的缺點(diǎn)。
節(jié)能是污泥干燥方法應(yīng)用發(fā)展的主要方向。清華大學(xué)蔣建國(guó)的發(fā)明(公開號(hào) CN101012095)公開了一種低耗高效的污泥干燥方法，將污泥厭氧消化與過熱蒸 汽干燥相結(jié)合，將過熱蒸汽引入污泥干燥裝置，污泥中的水分受熱蒸發(fā)，脫水，
殺滅其中的病原菌及其它微生物；過熱蒸汽并回用至厭氧消化池。浙江大學(xué)翁 煥新的發(fā)明(公開號(hào)CN101012095)公開了一種煙氣余熱與雙外供熱源復(fù)合的污 泥干燥系統(tǒng)，利用煙道氣余熱資源干燥污泥，降低污泥干燥的處理成本。系統(tǒng) 包括兩段式污泥干燥過程，污泥含水率大幅度降低，體積減少至原來的三分之 一以下。浙江大學(xué)翁煥新的授權(quán)發(fā)明專利(專利號(hào)ZL 200610051700.9)公開了 一種循環(huán)式節(jié)能型污泥干燥方法。通過串聯(lián)和并聯(lián)兩種途徑循環(huán)利用干燥污泥 排放的尾氣余熱的方式，使提供干燥污泥的能量得到充分利用，將污泥干燥的 能耗降到低水平。但這些方法需要串聯(lián)和并聯(lián)多段式干燥過程，設(shè)備復(fù)雜，水 蒸汽消耗的汽化潛熱未直接被污泥干燥利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣體變壓加熱的污泥干 燥方法，能簡(jiǎn)便回收汽化熱能，降低污泥干燥的熱能消耗和運(yùn)行成本。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案中首先將熱氣體和污泥引入到帶加 熱夾套的干燥容器中，熱氣體首先和污泥直接接觸，對(duì)污泥干燥，帶走污泥中 的水分，干燥一定時(shí)間后的污泥含水率下降到一定程度從干燥容器中取出；然 后將直接干燥后的熱氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓，回送到干燥容器的夾套，對(duì)污泥間接加 熱。因在高壓下水的沸點(diǎn)高，水蒸汽凝結(jié)放出汽化熱量，通過容器夾套壁表面 間接將熱量傳遞給污泥。熱氣體在干燥容器的夾套中停留一定的時(shí)間后從干燥 容器中釋放出去，而污泥中的水分蒸發(fā)并被熱氣體帶走，污泥含水率下降。
本發(fā)明的方法具體為
1、 首先，將熱氣體和污泥引入到帶加熱夾套的干燥容器中，控制熱氣體絕 對(duì)壓力值為20—101KPa，熱氣體溫度為35-400°C，使熱氣體與含水的污泥直接 接觸加熱，熱氣體的直接加熱停留時(shí)間為10 — 60min。
2、 然后，直接干燥后的熱氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓到絕對(duì)壓力值為102—310KPa， 回送到干燥容器的夾套，在干燥容器夾套中的停留時(shí)間為3 — 30min，熱氣體凝 結(jié)放出汽化熱量，通過容器夾套壁表面將熱量傳遞給污泥間接加熱。污泥在干
燥容器中經(jīng)過0.5—4小時(shí)干燥，水分蒸發(fā)并被熱氣體帶走，污泥的含水率由70 % 80%降低到50%以下。
在本發(fā)明中，所述的熱氣體可以是熱的空氣、煙氣、氧氣、氮?dú)?、有機(jī)溶劑 蒸汽等。
在本發(fā)明中，熱氣體的干燥壓力、溫度、時(shí)間可根據(jù)熱氣體的種類在上述 操作范圍內(nèi)適當(dāng)變動(dòng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用當(dāng)水蒸汽凝結(jié)成水的時(shí)候又會(huì)放出相等的汽化熱
量的特性，采用熱氣體變壓加熱方法回收水蒸氣的汽化熱能。利用水在低氣壓
下沸點(diǎn)降低的特性，在低壓下熱氣體直接對(duì)污泥干燥，帶走污泥中的水分；再 將熱氣體加壓并回送間接加熱污泥，在高壓下水的沸點(diǎn)高，水蒸汽易于凝結(jié)放 出相等的汽化熱量。水蒸汽凝結(jié)成水所放出的熱量由水吸收，又有一部分水變 成水蒸汽，于是，構(gòu)成水和水蒸汽的變壓熱交換回收系統(tǒng)，水的汽化所需要的 系統(tǒng)外部提供的能量消耗很少，可以大大降低污泥干燥的消耗和運(yùn)行成本。
本發(fā)明的這種氣體變壓熱交換方法操作簡(jiǎn)便易行，適用于任何需要干燥水 分的場(chǎng)合。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例不構(gòu) 成對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1
(1) 將熱空氣和污泥引入到帶加熱夾套的滾筒式干燥容器中，在熱空氣絕 對(duì)壓力值為90KPa條件下，熱空氣溫度控制在60土5'C，使熱空氣與含水的污泥 直接接觸加熱，熱空氣的直接加熱停留時(shí)間為60min。
(2) 直接干燥后的熱空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓到絕對(duì)壓力值為180KPa，回送到干燥 容器的夾套，熱空氣在干燥容器夾套中的停留時(shí)間為30min。熱空氣凝結(jié)放出汽 化熱量，通過容器夾套壁表面將熱量傳遞給污泥間接加熱。污泥在干燥容器中 經(jīng)過4小時(shí)干燥，水分蒸發(fā)并被熱空氣帶走，污泥的含水率由70%降低到11%。 實(shí)施例2
(1) 將熱空氣和污泥引入到帶加熱夾套的轉(zhuǎn)鼓式干燥容器中，在熱空氣絕 對(duì)壓力值為101KPa條件下，熱空氣溫度控制在100士5'C，使熱空氣與含水的污 泥直接接觸加熱，熱空氣的直接加熱停留時(shí)間為30min。
(2) 直接干燥后的熱空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓到絕對(duì)壓力值為310KPa，回送到干燥 容器的夾套，熱空氣在干燥容器夾套中的停留時(shí)間為10min。熱空氣凝結(jié)放出汽 化熱量，通過容器夾套壁表面將熱量傳遞給污泥間接加熱。污泥在干燥容器中 經(jīng)過1小時(shí)干燥，水分蒸發(fā)并被熱空氣帶走，污泥的含水率由80%降低到16%。 實(shí)施例3
(1) 首先將乙醚蒸汽和污泥引入到帶加熱夾套的轉(zhuǎn)鼓式干燥容器中，在熱 乙醚蒸汽絕對(duì)壓力值為20KPa條件下，熱乙醚蒸汽溫度控制在35士2。C，使乙醚 蒸汽與含水的污泥直接接觸加熱，熱乙醚蒸汽的直接加熱停留時(shí)間為10min。
(2) 直接干燥后的熱乙醚蒸汽經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓到絕對(duì)壓力值為101Kpa，回送到 干燥容器的夾套，熱乙醚蒸汽在干燥容器夾套中的停留時(shí)間為3min。熱乙醚蒸 汽凝結(jié)放出汽化熱量，通過容器夾套壁表面將熱量傳遞給污泥間接加熱。污泥 在干燥容器中經(jīng)過1.5小時(shí)干燥，水分蒸發(fā)并被熱空氣帶走，污泥的含水率由 80%降低到50%。
實(shí)施例4
(1) 首先將熱煙氣和污泥引入到帶加熱夾套的轉(zhuǎn)鼓式干燥容器中，在熱煙 氣絕對(duì)壓力值為101KPa條件下，熱煙氣溫度控制在350-400°C,使熱煙氣與含 水的污泥直接接觸加熱，熱煙氣的直接加熱停留時(shí)間為30min。
(2) 直接干燥后的熱煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓到絕對(duì)壓力值為310KPa，回送到干燥 容器的夾套，熱煙氣在干燥容器夾套中的停留時(shí)間為10min。熱煙氣凝結(jié)放出汽 化熱量，通過容器夾套壁表面將熱量傳遞給污泥間接加熱。污泥在干燥容器中 經(jīng)過1小時(shí)干燥，水分蒸發(fā)并被熱空氣帶走，污泥的含水率由70%降低到17%。
權(quán)利要求
1、一種氣體變壓加熱的污泥干燥方法，其特征在于包括如下步驟1)將熱氣體和污泥引入到帶加熱夾套的干燥容器中，控制熱氣體絕對(duì)壓力值為20—101KPa，熱氣體溫度為35-400℃，使熱氣體與含水的污泥直接接觸加熱，熱氣體的直接加熱停留時(shí)間為10—60min；2)直接干燥后的熱氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓到絕對(duì)壓力值為102—310KPa，回送到干燥容器的夾套，在干燥容器夾套中的停留時(shí)間為3—30min，熱氣體凝結(jié)放出汽化熱量，通過容器夾套壁表面將熱量傳遞給污泥間接加熱；污泥在干燥容器中經(jīng)過0.5—4小時(shí)干燥，水分蒸發(fā)并被熱氣體帶走，污泥的含水率由70％～80％降低到50％以下。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的氣體變壓加熱的污泥干燥方法，其特征在于所述熱氣體 為熱的空氣、煙氣、氧氣、氮?dú)饣蛴袡C(jī)溶劑蒸汽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體變壓加熱的污泥干燥方法，可簡(jiǎn)便回收汽化熱能，降低污泥干燥的熱能消耗和運(yùn)行成本，屬環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。首先將熱氣體和污泥引入到帶加熱夾套的干燥容器中，控制熱氣體的壓力和溫度，使之與含水的污泥直接接觸加熱一段時(shí)間；直接干燥后的熱氣體再經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓，并被回送到干燥容器的夾套中，控制熱氣體的壓力值及熱氣體在加熱夾套中的停留時(shí)間，使之對(duì)污泥間接加熱。熱氣體凝結(jié)放出汽化熱量，通過容器夾套壁表面間接將熱量傳遞給污泥。污泥在干燥容器中干燥水分蒸發(fā)并被熱氣體帶走，含水率由70％～80％降低到50％以下。
文檔編號(hào)C02F11/12GK101381193SQ200810201628
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者巖 仝, 申哲民 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)