專利名稱：一種污泥干化焚燒系統(tǒng)、污泥干化機(jī)及污泥干化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥處理系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種可以處理污泥的污泥干化焚燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般的城市生活污水廠或廢水廠均產(chǎn)生大量生活污泥，通常的污泥處理方法是 將生活污泥經(jīng)壓濾后，其含水率通常在80%左右，高含水率的污泥大多用于填埋、高溫堆肥等，這就容易造成新的環(huán)境污染。而污泥的焚燒處理是最徹底的污泥解決方案，但含水率高的污泥不能直接焚燒，必須先進(jìn)行脫水、干化或添加燃燒輔料。后一種方法既浪費(fèi)燃料又會(huì)產(chǎn)生新的污染，所以一般污泥焚燒前均要先進(jìn)行干化。傳統(tǒng)的污泥干化均采用高溫蒸汽加熱到600-800°C，由干燥機(jī)或采用電廠余熱來(lái)完成，這就必然耗費(fèi)大量的能源。污水處理廠需要配套高溫蒸汽鍋爐，這樣會(huì)投入很大的基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)，污泥焚化才能就地解決。由于基礎(chǔ)建設(shè)投入大、運(yùn)行費(fèi)用高，因此國(guó)內(nèi)外污泥問(wèn)題始終得不到有效的解決，污泥的干化和焚燒問(wèn)題成為城市污水處理廠亟待解決的瓶頸問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種污泥干化焚燒系統(tǒng)、污泥干化機(jī)及污泥干化方法，是污泥節(jié)能干化和焚燒余熱再利用融為一體，既避免大量的基礎(chǔ)建設(shè)投資，又能做到節(jié)能環(huán)保運(yùn)行，使污泥問(wèn)題根本解決。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種污泥干化焚燒系統(tǒng)，包括污泥干化機(jī)、以及熱源；
所述污泥干化機(jī)包括至少一個(gè)第一污泥干化模塊；所述第一污泥干化模塊包括設(shè)有污泥進(jìn)口和污泥出口的封閉的第一外殼、設(shè)置在所述污泥進(jìn)口和污泥出口之間導(dǎo)熱的第一污泥支承板、設(shè)置在所述第一污泥支承板上方的第一刮泥機(jī)構(gòu)、在所述第一污泥支承板上方吹風(fēng)的第一風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)冷凝裝置以及與所述熱源連接的第一表冷器；
所述蒸發(fā)冷凝裝置包括連接成回路的壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器、在所述回路內(nèi)循環(huán)的冷媒、以及排水器；所述排水器與所述蒸發(fā)器配合并將所述蒸發(fā)器的冷凝水排出所述第一夕卜殼；
所述冷凝器位于所述第一污泥支承板下方并將熱量傳遞至所述第一污泥支承板；所述蒸發(fā)器和第一風(fēng)機(jī)位于所述第一污泥支承板的兩側(cè)，并且所述第一表冷器位于所述蒸發(fā)器和第一風(fēng)機(jī)之間；所述第一風(fēng)機(jī)送出的空氣依次經(jīng)過(guò)所述第一污泥支承板上方、蒸發(fā)器、第一表冷器形成循環(huán)風(fēng)。在本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)中，所述第一污泥支承板為中空的平板；
所述冷凝器為設(shè)置在所述第一污泥支承板內(nèi)的水冷式冷凝器；所述第一污泥支承板內(nèi)填充有吸收所述水冷式冷凝器的熱量的媒介。
在本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)中，所述污泥干化機(jī)還包括至少一個(gè)第二污泥干化模塊；所述第二污泥干化模塊包括設(shè)有污泥進(jìn)口和污泥出口的封閉的第二外殼、設(shè)置在所述污泥進(jìn)口和污泥出口之間導(dǎo)熱的第二污泥支承板、設(shè)置在所述第二污泥支承板上方的第二刮泥機(jī)構(gòu)、在所述第二污泥支承板上方吹風(fēng)的第二風(fēng)機(jī)、與所述熱源連接的第二表冷器、以及接入冷源的第三表冷器；與所述第三表冷器相對(duì)位置設(shè)有第二排水器；所述第二風(fēng)機(jī)送出的空氣依次經(jīng)過(guò)所述第二污泥支承板上方、第三表冷器和第二表冷器形成循環(huán)。在本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)中，所述第二污泥支承板為中空的平板；所述第二污泥支承板內(nèi)設(shè)有接入所述熱源的流道。在本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)中，所述熱源包括污泥焚燒爐、設(shè)置在所述污泥焚燒爐內(nèi)的熱回收器、與所述熱回收器連接的進(jìn)水管和出水管；所述出水管上設(shè)置熱水循環(huán)泵；
所述出水管與所述第一表冷器、第二表冷器、第二污泥支承板的流道連通，送入熱水。在本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)中，所述第一表冷器、第二表冷器、第二污泥支承板的流道的出水與所述熱回收器的進(jìn)水管連通。在本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)中，所述污泥干化機(jī)包括相連接的多個(gè)所述第一污泥干化模塊、以及一個(gè)所述第二污泥干化模塊；所述多個(gè)第一污泥干化模塊和第二污泥干化模塊的污泥出口和污泥進(jìn)口依次對(duì)接，或者，所述第一污泥干化模塊的第一外殼和第二污泥干化模塊的第二外殼為一整體外殼，并且在相鄰的所述第一污泥干化模塊之間、相鄰的所述第一污泥干化模塊和第二污泥干化模塊之間設(shè)置隔板，所述隔板上設(shè)置開口 ；
所述出水管的出水依次流經(jīng)所述第二污泥干化模塊的第二表冷器、多個(gè)串聯(lián)連接的所述第一污泥干化模塊的第一表冷器。本發(fā)明還提供一種污泥干化機(jī)，包括至少一個(gè)第一污泥干化模塊；所述第一污泥干化模塊包括設(shè)有污泥進(jìn)口和污泥出口封閉的第一外殼、設(shè)置在所述污泥進(jìn)口和污泥出口之間導(dǎo)熱的第一污泥支承板、設(shè)置在所述第一污泥支承板上方的第一刮泥機(jī)構(gòu)、在所述第一污泥支承板上方吹風(fēng)的第一風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)冷凝裝置以及與提供熱量的第一表冷器；
所述蒸發(fā)冷凝裝置包括連接成回路的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及排水器； 所述冷凝器位于所述第一污泥支承板下方并將熱量傳遞至所述第一污泥支承板；所述蒸發(fā)器和第一風(fēng)機(jī)位于所述第一污泥支承板的兩側(cè)，并且所述第一表冷器位于所述蒸發(fā)器和第一風(fēng)機(jī)之間；所述第一風(fēng)機(jī)送出的空氣依次經(jīng)過(guò)所述第一污泥支承板上方、蒸發(fā)器、第一表冷器形成循環(huán)；所述排水器與所述蒸發(fā)器配合并將所述蒸發(fā)器的冷凝水排出所述第一外殼。在本發(fā)明的污泥干化機(jī)中，還包括至少一個(gè)第二污泥干化模塊；所述第二污泥干化模塊包括設(shè)有污泥進(jìn)口和污泥出口封閉的第二外殼、設(shè)置在所述污泥進(jìn)口和污泥出口之間導(dǎo)熱的第二污泥支承板、設(shè)置在所述第二污泥支承板上方的第二刮泥機(jī)構(gòu)、在所述第二污泥支承板上方吹風(fēng)的第二風(fēng)機(jī)、提供熱量的第二表冷器、以及接入冷源的第三表冷器；與所述第三表冷器相對(duì)位置設(shè)有第二排水器；所述第二風(fēng)機(jī)送出的空氣依次經(jīng)過(guò)所述第二污泥支承板上方、第三表冷器和第二表冷器形成循環(huán)。本發(fā)明還提供一種使用上述污泥干化焚燒系統(tǒng)的污泥干化方法，包括以下步驟 Sl 污泥進(jìn)入第一個(gè)第一污泥干化模塊，并污泥由所述第一個(gè)第一污泥干化模塊的水冷式冷凝器加熱，并以第一溫度的循環(huán)風(fēng)在污泥表面吹送；并由所述第一個(gè)第一污泥干化模塊的蒸發(fā)器對(duì)循環(huán)風(fēng)除濕；
S2經(jīng)步驟Sl干化的污泥進(jìn)入下一第一污泥干化模塊，并由所述下一第一污泥干化模塊的水冷式冷凝器加熱，并以第二溫度的循環(huán)風(fēng)在污泥表面吹送；該第二溫度高于第一溫度；并由所述下一第一污泥干化模塊的蒸發(fā)器對(duì)循環(huán)風(fēng)除濕；污泥依次進(jìn)入下一級(jí)第一污泥干化模塊，并且每下一級(jí)的循環(huán)風(fēng)溫度高于上一級(jí)循環(huán)風(fēng)溫度；
S3經(jīng)步驟S2干化的污泥進(jìn)入第二污泥干化模塊，并經(jīng)所述第二污泥干化模塊的第二污泥支承板加熱，并以第三溫度的循環(huán)風(fēng)在污泥表面吹送；該第三溫度高于上一級(jí)的第一污泥干化模塊的循環(huán)風(fēng)的溫度；并通過(guò)第三表冷器對(duì)循環(huán)風(fēng)除濕。實(shí)施本發(fā)明具有以下有益效果通過(guò)冷凝器將熱量傳遞至第一污泥支承板，對(duì)污泥進(jìn)行加熱；然后通過(guò)第一風(fēng)機(jī)進(jìn)行送風(fēng)，在污泥表面形成加速蒸發(fā)的氣流，并由蒸發(fā)器對(duì)循環(huán)風(fēng)進(jìn)行冷凝脫水，整個(gè)過(guò)程采用逆卡諾循環(huán)原理來(lái)分離從污泥到循環(huán)風(fēng)的水分，并且污泥本身溫度的提高，使得污泥能夠快速的節(jié)能干化，達(dá)到污泥可焚燒(不添加輔料)的程度。另外，還可以對(duì)污泥焚燒所得部分余熱、污水處理廠自身的污水源來(lái)干化污泥，提高污泥干化效率和實(shí)現(xiàn)能源的充分利用，使系統(tǒng)效率更高。另外，通過(guò)第一刮泥機(jī)構(gòu)來(lái)推動(dòng)第一污泥支承板上的污泥前進(jìn)，此過(guò)程中是污泥不斷的被翻動(dòng)，從而使得循環(huán)風(fēng)能夠快速的帶走污泥的水分，大大提高了污泥的干化速率。另外，可以將多個(gè)第一污泥干化模塊與第二污泥干化模塊連接起來(lái)，根據(jù)污泥的不同工況，進(jìn)行分段式的干化，有效提高污泥的干化率，降低污泥的含水量。另外，由于循環(huán)風(fēng)中的水分是在蒸發(fā)器的表面冷凝排出，避免了產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中 圖1是本發(fā)明污泥干化焚燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明污泥干化焚燒系統(tǒng)的第一污泥干化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明污泥干化焚燒系統(tǒng)的第二污泥干化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明污泥干化焚燒系統(tǒng)的刮泥機(jī)構(gòu)的配合結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明污泥干化焚燒系統(tǒng)采用一個(gè)第一污泥干化模塊和一個(gè)第二污泥干化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明的污泥干化系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明的污泥干化系統(tǒng)的刮泥機(jī)構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)形式的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1至圖4所示，是本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，可用于城市污水處理廠污泥處理；當(dāng)然，也可以應(yīng)用于其它場(chǎng)合的污泥干化處理。該系統(tǒng)包括污泥干化機(jī) 100、熱源；當(dāng)然，還設(shè)有污泥均勻進(jìn)料機(jī)、電氣控制系統(tǒng)等。該污泥均勻進(jìn)料機(jī)可以根據(jù)需要選擇合適的設(shè)備；而電氣控制系統(tǒng)則用于控制整個(gè)系統(tǒng)的電器部件的運(yùn)行?？梢岳斫獾?，該污泥干化機(jī)100可以分開使用，只要選擇合適的熱源提供熱量即可。在本實(shí)施例中，該熱源采用污泥焚燒爐200，特別的可以為余熱回收式污泥焚燒爐 200。該污泥焚燒爐200內(nèi)設(shè)置熱回收器201，該熱回收器201設(shè)有進(jìn)水管202和出水管 203。出水管203上設(shè)置熱水循環(huán)泵204，以便于供水循環(huán)。該出水管203分別為污泥干化機(jī)100的第一污泥干化模塊110、第二污泥干化模塊130提供熱水；并且經(jīng)過(guò)第一污泥干化模塊110和第二污泥干化模塊130進(jìn)行熱交換后的出水，經(jīng)進(jìn)水管202重新進(jìn)入熱回收器 201，進(jìn)行余熱回收。采用污泥焚燒能夠產(chǎn)生的熱量，用于焚燒的污泥含水量在35-45%，部分熱量用于污泥中水分的汽化，部分熱量通過(guò)焚燒爐200體和煙囪205向外排放。在保證焚燒爐200 正常燃燒的前提下，進(jìn)行熱量回收利用。在焚燒爐200內(nèi)安裝的熱回收器201，能夠加熱水至90°C左右，通過(guò)熱水循環(huán)泵204將90°C左右的熱水熱量用于污泥干化機(jī)100，并且污泥干化機(jī)100使用后的熱水回水溫度在45°C左右，從而實(shí)現(xiàn)余熱的回收利用?？梢岳斫獾模撐勰喾贌隣t200還設(shè)有煙囪205、干化污泥進(jìn)料口 206、廢渣出料口 207、燃燒器、引風(fēng)機(jī)(圖未示)等，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的。該污泥干化機(jī)100可以包括多個(gè)第一污泥干化模塊110、以及第二污泥干化模塊 130;熱源采用污泥焚燒爐200提供。如圖所示，本實(shí)施例中采用三個(gè)第一污泥干化模塊 110、一個(gè)第二污泥干化模塊130，共同組成了 I、II、III、IV段污泥干化段?？梢岳斫獾模部梢愿鶕?jù)污泥的實(shí)際情況，來(lái)選擇使用多個(gè)串聯(lián)連接的第二污泥干化模塊130。每個(gè)第一污泥干化模塊110包括封閉的第一外殼111、第一污泥支承板112、第一刮泥機(jī)構(gòu)113、第一風(fēng)機(jī)114、蒸發(fā)冷凝裝置、第一表冷器116等。該第一外殼111設(shè)有污泥進(jìn)口 117和污泥出口 118。在使用多個(gè)第一污泥干化模塊110時(shí)，第一個(gè)第一污泥干化模塊110的污泥進(jìn)口 117與污泥均勻進(jìn)料機(jī)相對(duì)，接入污泥；而第一個(gè)第一污泥干化模塊110的污泥出口 118與第二污泥干化模塊130的污泥進(jìn)口 117對(duì)接，依次將多個(gè)第一污泥干化模塊110連接，最后一個(gè)第一污泥干化模塊110的污泥出口 118與第二污泥干化模塊130的污泥進(jìn)口 117對(duì)接，從而使得污泥能夠依次經(jīng)過(guò)多個(gè)第一污泥干化模塊110和第二污泥干化模塊130，形成份段干化。該第一污泥支承板112設(shè)置在污泥進(jìn)口 117和污泥出口 118之間，并且第一刮泥機(jī)構(gòu)113設(shè)置在第一污泥支承板112上方，污泥能夠從污泥進(jìn)口 117均勻進(jìn)入到第一污泥支承板112上，再由第一刮泥機(jī)構(gòu)113推動(dòng)，經(jīng)過(guò)第一污泥支承板112后從污泥出口 118排出?？梢岳斫獾?，在第一污泥支承板112的兩側(cè)還可以設(shè)置污泥擋板，防止污泥的跌落。在本實(shí)施例中，該第一污泥支承板112為導(dǎo)熱的中空平板，在中空平板內(nèi)填充有媒介(如水、沙等導(dǎo)熱保溫的媒介)；同時(shí)，蒸發(fā)冷凝裝置的冷凝器122設(shè)置在該第一污泥支承板112內(nèi)，從而通過(guò)中空平板內(nèi)的媒介吸取冷凝器122的熱量，提高第一污泥支承板112 的溫度。當(dāng)污泥被污泥均勻進(jìn)料機(jī)投加到第一污泥支承板112上時(shí)，由于第一污泥支承板 112的溫度較高，進(jìn)而加熱污泥，使污泥的溫度升高。此時(shí)，污泥的蒸發(fā)量比常溫污泥成倍增加，同時(shí)消耗熱能，污泥失去水分，自身干化；污泥蒸發(fā)出的水分被第一風(fēng)機(jī)114送出的中溫風(fēng)帶走，到蒸發(fā)冷凝裝置的蒸發(fā)器處，分離出來(lái)；而污泥則被第一刮泥機(jī)構(gòu)113推動(dòng)向污泥出口 118移動(dòng)，不斷被干化，直到含水量降至35-45%。該蒸發(fā)冷凝裝置包括連接成回路的壓縮機(jī)121、冷凝器122和蒸發(fā)器123 ；當(dāng)然，回路上還設(shè)有儲(chǔ)液罐124、干燥器126、膨脹閥127等，以保證回路的可靠運(yùn)行。在回路中填充有工作冷媒。在本實(shí)施例中，該冷凝器122采用水冷式冷凝器122，并設(shè)置在第一污泥支承板112內(nèi)，與第一污泥支承板112內(nèi)的媒介進(jìn)行換熱，使得媒介成為高溫媒介。在與蒸發(fā)器123配合的位置處設(shè)有排水器，用于將蒸發(fā)器123的冷凝水排出第一外殼111。在本實(shí)施例中，該排水器為設(shè)置在蒸發(fā)器123下方的接水盤，可以理解，該排水器也可以是在外殼底部設(shè)置的排水溝、槽等結(jié)構(gòu)，只要便于冷凝水的排出即可。該蒸發(fā)冷凝裝置工作時(shí)，壓縮機(jī)121對(duì)冷媒進(jìn)行壓縮，形成高溫高壓的冷媒，然后送入到水冷式冷凝器122中；高溫高壓的冷媒在水冷式冷凝器122中與第一污泥支承板 112內(nèi)的媒介(如水、沙等)進(jìn)行熱交換，加熱媒介到60-70°C ；媒介的熱量經(jīng)過(guò)該第一污泥支承板112傳導(dǎo)給污泥，從而加熱污泥。經(jīng)換熱的冷媒成為中壓液體，經(jīng)儲(chǔ)液罐124、干燥器 126、膨脹閥127后，冷媒變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w，然后到達(dá)蒸發(fā)器123 ；然后，在蒸發(fā)器123內(nèi)的低溫低壓冷媒吸收空氣中的顯熱和潛熱，冷媒成為中壓氣體，回到壓縮機(jī)121，完成冷媒的循環(huán)。由于蒸發(fā)器123吸收空氣中的顯熱和潛熱，使空氣的溫度和含濕量同時(shí)降低，成為低濕低溫的空氣，溫度的降低使得空氣中的大量水分被分離出來(lái)，在蒸發(fā)器123表面形成冷凝水，冷凝水經(jīng)排水器排出該第一外殼111，完成除濕。低濕低溫空氣接著經(jīng)過(guò)第一表冷器116，加熱至中溫，中溫含濕低的空氣被第一風(fēng)機(jī)114吸入，吹送至第一污泥支承板112的上方，接著吸收污泥蒸發(fā)的水分和散發(fā)的熱量， 完成冷熱除濕循環(huán)。第一風(fēng)機(jī)114和蒸發(fā)器123分別位于第一污泥支承板112的兩側(cè)，并且第一表冷器116位于蒸發(fā)器123和第一風(fēng)機(jī)114之間。第一風(fēng)機(jī)114送出的空氣依次經(jīng)過(guò)第一污泥支承板112上方、蒸發(fā)器123、第一表冷器116形成循環(huán)風(fēng)。在本實(shí)施例中，該第一表冷器 116采用水熱表冷器，接入來(lái)自污泥焚燒爐200的進(jìn)水管202的熱水來(lái)提供熱量。工作時(shí)，經(jīng)蒸發(fā)器123除濕后的干燥冷風(fēng)(絕對(duì)含濕量小的風(fēng))，經(jīng)第一表冷器116 加熱成中溫?zé)犸L(fēng)，并有第一風(fēng)機(jī)114吸走；經(jīng)第一風(fēng)機(jī)114加壓后，中溫?zé)犸L(fēng)被送到第一污泥支承板112的上方，由于第一污泥支承板112底部有水冷式冷凝器122不斷加熱，熱量經(jīng)第一污泥支承板112傳遞給污泥和空氣，污泥得熱后水分蒸發(fā)，部分顯熱也傳給空氣，使得空氣溫度升高，絕對(duì)含濕量升高，污泥表面再有第一風(fēng)機(jī)114吹送得中溫空氣以2-5m/s的風(fēng)速吹過(guò)，進(jìn)一步的加速污泥的水分蒸發(fā)。得熱得濕的空氣經(jīng)傾斜安裝的蒸發(fā)器123降溫除濕，變?yōu)榈蜏氐蜐竦目諝?，?shí)現(xiàn)水分從空氣中分離，實(shí)現(xiàn)風(fēng)循環(huán)。該第一表冷器116采用水熱表冷器，如圖所示，多個(gè)第一污泥干化模塊110的第一表冷器116通過(guò)管道串聯(lián)連接，并與污泥焚燒爐200的出水管203和進(jìn)水管202相接，形成水回路。由于該等第一表冷器116是串聯(lián)連接，使得在靠近污泥進(jìn)料的位置的第一表冷器 116的水溫較低、靠近污泥焚燒爐200的第一表冷器116的水溫較高，因而，在初始的位置的循環(huán)風(fēng)的溫度較低，隨著污泥被加熱推進(jìn)，循環(huán)風(fēng)的溫度逐漸升高，避免了污泥表面的快速干化而影響到后續(xù)的干化，使得污泥能夠從內(nèi)部向表面逐漸干化，提高干化效率。在經(jīng)過(guò)采用逆卡諾循環(huán)原理進(jìn)行干化的多個(gè)第一污泥干化模塊110的干化后，在最后一個(gè)第一污泥干化模塊110的污泥出口 118處，對(duì)接一個(gè)第二污泥干化模塊130，進(jìn)行快速高溫加熱干化。
該第二污泥干化模塊130包括封閉的第二外殼131，該第二外殼131同樣設(shè)有污泥進(jìn)口 137和污泥出口 138。第二外殼131的污泥進(jìn)口 137與最后一個(gè)第一污泥干化模塊 110的污泥出口 118相接，從而接入污泥。在第二外殼131內(nèi)，位于污泥進(jìn)口 137和污泥出口 138之間設(shè)有導(dǎo)熱的第二污泥支承板132，污泥在該第二污泥支承板132上進(jìn)行干化。該第二污泥支承板132同樣可以為中空的導(dǎo)熱平板，進(jìn)一步的，在第二污泥支承板132內(nèi)設(shè)有接入熱源的流道142。該流道 142可以為蛇形、迷宮形等，與污泥焚燒爐200的出水管203連接，接入出水管203的熱水， 進(jìn)而將熱量傳遞到第二污泥支承板132上的污泥，從而加熱污泥。同樣的，在第二污泥支承板132的上方可以設(shè)置第二刮泥機(jī)構(gòu)133，從而推動(dòng)污泥在第二污泥支承板132上移動(dòng)，直至從污泥出口 138排出。該第二外殼131內(nèi)還設(shè)有第二風(fēng)機(jī)134、第二表冷器136以及第三表冷器143。該第二表冷器136采用熱水表冷器，與污泥焚燒爐200的出水管203連接，接入出水管203的熱水作為熱源。該第三表冷器143可以采用水冷式表冷器，接入冷源，例如接入城市污水處理廠的出水作為冷源，當(dāng)然，也可以采用其他形式的低溫冷源，如河水、海水等等，起到冷凝空氣中水分，實(shí)現(xiàn)除濕。當(dāng)然，在接入城市污水處理廠的污水的管道上設(shè)有污水泵141，以提供循環(huán)動(dòng)力。該第二風(fēng)機(jī)134與第二表冷器136和第三表冷器143分別設(shè)置在第二污泥支承板 132的兩側(cè)，第二風(fēng)機(jī)134送出的空氣依次經(jīng)過(guò)第二污泥支承板132上方、第三表冷器143、 第二表冷器136形成循環(huán)風(fēng)，對(duì)污泥進(jìn)行干化。具體的，第二風(fēng)機(jī)134吸入經(jīng)第二表冷器136加熱成中溫?zé)犸L(fēng)的空氣，加壓后，送入到第二污泥支承板132的上方，由于第二污泥支承板132內(nèi)有熱水不斷加熱，熱量經(jīng)第二污泥支承板132傳遞給污泥和空氣，污泥得熱后水分蒸發(fā)，部分顯熱也傳給空氣，使得空氣溫度升高，絕對(duì)含濕量升高，污泥表面再有第二風(fēng)機(jī)Π4吹送得中溫空氣以2-5m/s的風(fēng)速吹過(guò)，進(jìn)一步的加速污泥的水分蒸發(fā)。得熱得濕的空氣經(jīng)傾斜安裝的第三表冷器143降溫除濕，變?yōu)榈蜏氐蜐竦目諝?，?shí)現(xiàn)水分從空氣中分離，實(shí)現(xiàn)風(fēng)循環(huán)。并第三表冷器143表面形成的冷凝水等，通過(guò)第二排水器139排出。該第二排水器139與第三表冷器143相對(duì)，用于收集第三表冷器143冷凝水，并排出第二外殼131?？梢岳斫獾模摰诙潘?39可以采用與第一排水器119相似的結(jié)構(gòu)。可以理解的，該第一刮泥機(jī)構(gòu)113和第二刮泥機(jī)構(gòu)133可以采用基本相同的結(jié)構(gòu)， 分別設(shè)置在第一污泥支承板112和第二污泥支承板132的上方，主要起到推動(dòng)污泥向前移動(dòng)。在本實(shí)施例中，該等刮泥機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、安裝在電機(jī)輸出軸上的減速機(jī)構(gòu)、由減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)移動(dòng)的刮泥板?？梢岳斫獾?，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用鏈輪、皮帶輪等，刮泥板固定在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刮泥板隨之運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)污泥前移。另外，可以將刮泥板的間距設(shè)置在合適的范圍，使得污泥在向前運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)不斷的翻動(dòng)，使得污泥干化可以更加均勻的進(jìn)行。當(dāng)然，刮泥機(jī)構(gòu)還可以采用現(xiàn)有的其他結(jié)構(gòu)形式，而不受限制?？梢岳斫獾模谏鲜鲞B接管道中可以設(shè)置對(duì)應(yīng)的控制閥門，來(lái)控制熱水的循環(huán)。而控制系統(tǒng)則控制上述的污泥焚燒爐200、熱水循環(huán)泵204、閥門、壓縮機(jī)121、風(fēng)機(jī)等的工作， 這是可以根據(jù)實(shí)際的工況進(jìn)行控制的，在此不作贅述。進(jìn)一步的，可以通過(guò)設(shè)置旁通管道和
9旁通閥門208，來(lái)控制熱水進(jìn)入不同的干化模塊，實(shí)現(xiàn)適應(yīng)不同工況的調(diào)整。采用上述系統(tǒng)的污泥干化方法含水量80%左右的生活污泥由污泥均勻進(jìn)料機(jī)推入到由第一個(gè)第一污泥干化模塊110構(gòu)成的I段干化區(qū)；污泥在第一污泥支承板112上利用蒸發(fā)冷凝裝置、第一表冷器116、循環(huán)風(fēng)等進(jìn)行加熱除濕干化；并且污泥在第一刮泥機(jī)構(gòu) 113的推動(dòng)下，不斷地向由第二個(gè)第一污泥干化模塊110構(gòu)成的II段干化區(qū)移動(dòng)。具體的， 蒸發(fā)冷凝裝置的水冷式冷凝器122的熱量經(jīng)過(guò)該第一污泥支承板112傳導(dǎo)給污泥，從而加熱污泥；空氣經(jīng)第一表冷器116加熱成第一溫度的中溫?zé)犸L(fēng)，并有第一風(fēng)機(jī)114吸走，經(jīng)第一風(fēng)機(jī)114加壓后，中溫?zé)犸L(fēng)被送到第一污泥支承板112的上方，帶走污泥蒸發(fā)的水分；然后由蒸發(fā)器123吸收空氣中的顯熱和潛熱，使空氣的溫度和含濕量同時(shí)降低，成為低濕低溫的空氣，溫度的降低使得空氣中的大量水分被分離出來(lái)，在蒸發(fā)器123表面形成冷凝水， 冷凝水經(jīng)排水器排出該第一外殼111，完成除濕。污泥邊干化邊被推進(jìn)到下一級(jí)的第一污泥干化模塊，到達(dá)II段的污泥工況發(fā)生變化(變得更容易干化)，以第二溫度的循環(huán)風(fēng)在污泥表面吹送；污泥繼續(xù)被推進(jìn)，繼續(xù)被干化，進(jìn)入III段，以第二溫度的循環(huán)風(fēng)在污泥表面吹送；II段、III段與I段同理干化(可以理解的，中間可以根據(jù)需要設(shè)置更多的第一污泥干化模塊110)。由于該等第一表冷器116 是串聯(lián)連接，使得在靠近污泥進(jìn)料的位置的第一表冷器116的水溫較低、靠近污泥焚燒爐 200的第一表冷器116的水溫較高，從而每下一級(jí)的循環(huán)風(fēng)的溫度也是逐漸的升高；
最后，污泥進(jìn)入由第二污泥干化模塊130組成的IV段干化區(qū)，利用第二表冷器136、第三表冷器143和循環(huán)風(fēng)等進(jìn)行升溫除濕干化，此段污泥得熱最多，被加熱的污泥溫度最高， 第三溫度的循環(huán)風(fēng)的溫度適中、污泥最易被干化；該第三溫度高于上一級(jí)的第一污泥干化模塊的循環(huán)風(fēng)的溫度。經(jīng)過(guò)I、II、III、IV段的干化，污泥最終的含水率降低到35-45%，已經(jīng)可以直接焚燒；當(dāng)然，也可以作為農(nóng)用肥原料等。干化后的污泥可以轉(zhuǎn)移到污泥焚燒爐200進(jìn)行燃燒，燃燒的熱量部分用于污泥中水分的汽化，汽化蒸汽隨煙囪205外排大氣，部分用于污泥焚燒爐200和煙囪205本身的對(duì)外散熱，部分用于熱回收器201的熱回收。燃燒剩余少量灰燼已無(wú)害，作一般處理即可。熱回收的熱量用于加熱循環(huán)熱水到90°C左右，通過(guò)熱水循環(huán)泵204轉(zhuǎn)移到污泥干化機(jī)100，先后用于干化IV區(qū)污泥加熱、IV段循環(huán)風(fēng)加熱和III、II、I段第一表冷器116對(duì)循環(huán)風(fēng)進(jìn)行加熱，最后水溫在45 °C左右時(shí)，回到熱回收器201，回收污泥焚燒余熱，提高熱效率。如圖5所示，是采用一個(gè)第一污泥干化模塊110和一個(gè)第二污泥干化模塊130對(duì)接組成的污泥干化機(jī)100的示意圖，其結(jié)構(gòu)與前面描述基本相同，故不贅述?？梢岳斫獾模?第一污泥干化模塊Iio和第二污泥干化模塊130的數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。如圖6所示，是本發(fā)明的污泥干化系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。當(dāng)多個(gè)第一污泥干化模塊和第二污泥干化模塊連接組成本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)時(shí)，所有干化模塊的外殼310 (包括前面所說(shuō)的第一外殼和第二外殼)可以做成一個(gè)外殼，這樣只需要在外殼的進(jìn)料位置處設(shè)置污泥進(jìn)口 311，在最后的干化模塊的出口處設(shè)置污泥出口 312即可。進(jìn)一步的，在相鄰的干化模塊之間設(shè)有分隔板313，避免循環(huán)風(fēng)的躥風(fēng)，在分隔板 313上設(shè)置有供污泥通過(guò)的開孔314，使得污泥連續(xù)的通過(guò)各個(gè)模塊的污泥支承板。如圖7所示，本實(shí)施例的刮泥機(jī)構(gòu)可以采用一個(gè)連續(xù)的刮泥機(jī)構(gòu)315，來(lái)代替上述的第一刮泥機(jī)構(gòu)和第二刮泥機(jī)構(gòu)，更加方便污泥的向前推進(jìn)。
本實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)與上一實(shí)施例記載的基本相同，故不贅述。可以理解的，以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，例如第一風(fēng)機(jī) 114、第二風(fēng)機(jī)134的數(shù)量、位置，管道上的閥門的數(shù)量、位置，冷凝器122、蒸發(fā)器、表冷器等的形式、數(shù)量等等可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍；因此，凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于，包括污泥干化機(jī)、以及熱源；所述污泥干化機(jī)包括至少一個(gè)第一污泥干化模塊；所述第一污泥干化模塊包括設(shè)有污泥進(jìn)口和污泥出口的封閉的第一外殼、設(shè)置在所述污泥進(jìn)口和污泥出口之間導(dǎo)熱的第一污泥支承板、設(shè)置在所述第一污泥支承板上方的第一刮泥機(jī)構(gòu)、在所述第一污泥支承板上方吹風(fēng)的第一風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)冷凝裝置以及與所述熱源連接的第一表冷器；所述蒸發(fā)冷凝裝置包括連接成回路的壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器、在所述回路內(nèi)循環(huán)的冷媒、以及排水器；所述排水器與所述蒸發(fā)器配合并將所述蒸發(fā)器的冷凝水排出所述第一夕卜殼；所述冷凝器位于所述第一污泥支承板下方并將熱量傳遞至所述第一污泥支承板；所述蒸發(fā)器和第一風(fēng)機(jī)位于所述第一污泥支承板的兩側(cè)，并且所述第一表冷器位于所述蒸發(fā)器和第一風(fēng)機(jī)之間；所述第一風(fēng)機(jī)送出的空氣依次經(jīng)過(guò)所述第一污泥支承板上方、蒸發(fā)器、第一表冷器形成循環(huán)風(fēng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第一污泥支承板為中空的平板；所述冷凝器為設(shè)置在所述第一污泥支承板內(nèi)的水冷式冷凝器；所述第一污泥支承板內(nèi)填充有吸收所述水冷式冷凝器的熱量的媒介。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥干化機(jī)還包括至少一個(gè)第二污泥干化模塊；所述第二污泥干化模塊包括設(shè)有污泥進(jìn)口和污泥出口的封閉的第二外殼、設(shè)置在所述污泥進(jìn)口和污泥出口之間導(dǎo)熱的第二污泥支承板、設(shè)置在所述第二污泥支承板上方的第二刮泥機(jī)構(gòu)、在所述第二污泥支承板上方吹風(fēng)的第二風(fēng)機(jī)、與所述熱源連接的第二表冷器、以及接入冷源的第三表冷器；與所述第三表冷器相對(duì)位置設(shè)有第二排水器；所述第二風(fēng)機(jī)送出的空氣依次經(jīng)過(guò)所述第二污泥支承板上方、第三表冷器和第二表冷器形成循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第二污泥支承板為中空的平板；所述第二污泥支承板內(nèi)設(shè)有接入所述熱源的流道。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源包括污泥焚燒爐、設(shè)置在所述污泥焚燒爐內(nèi)的熱回收器、與所述熱回收器連接的進(jìn)水管和出水管；所述出水管上設(shè)置熱水循環(huán)泵；所述出水管與所述第一表冷器、第二表冷器、第二污泥支承板的流道連通，送入熱水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第一表冷器、第二表冷器、第二污泥支承板的流道的出水與所述熱回收器的進(jìn)水管連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥干化機(jī)包括相連接的多個(gè)所述第一污泥干化模塊、以及一個(gè)所述第二污泥干化模塊；所述多個(gè)第一污泥干化模塊和第二污泥干化模塊的污泥出口和污泥進(jìn)口依次對(duì)接，或者，所述第一污泥干化模塊的第一外殼和第二污泥干化模塊的第二外殼為一整體外殼，并且在相鄰的所述第一污泥干化模塊之間、相鄰的所述第一污泥干化模塊和第二污泥干化模塊之間設(shè)置隔板，所述隔板上設(shè)置開口；所述出水管的出水依次流經(jīng)所述第二污泥干化模塊的第二表冷器、多個(gè)串聯(lián)連接的所述第一污泥干化模塊的第一表冷器。
8.一種污泥干化機(jī)，其特征在于，包括至少一個(gè)第一污泥干化模塊；所述第一污泥干化模塊包括設(shè)有污泥進(jìn)口和污泥出口封閉的第一外殼、設(shè)置在所述污泥進(jìn)口和污泥出口之間導(dǎo)熱的第一污泥支承板、設(shè)置在所述第一污泥支承板上方的第一刮泥機(jī)構(gòu)、在所述第一污泥支承板上方吹風(fēng)的第一風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)冷凝裝置以及與提供熱量的第一表冷器；所述蒸發(fā)冷凝裝置包括連接成回路的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及排水器；所述冷凝器位于所述第一污泥支承板下方并將熱量傳遞至所述第一污泥支承板；所述蒸發(fā)器和第一風(fēng)機(jī)位于所述第一污泥支承板的兩側(cè)，并且所述第一表冷器位于所述蒸發(fā)器和第一風(fēng)機(jī)之間；所述第一風(fēng)機(jī)送出的空氣依次經(jīng)過(guò)所述第一污泥支承板上方、蒸發(fā)器、第一表冷器形成循環(huán)；所述排水器與所述蒸發(fā)器配合并將所述蒸發(fā)器的冷凝水排出所述第一外殼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污泥干化機(jī)，其特征在于，還包括至少一個(gè)第二污泥干化模塊；所述第二污泥干化模塊包括設(shè)有污泥進(jìn)口和污泥出口封閉的第二外殼、設(shè)置在所述污泥進(jìn)口和污泥出口之間導(dǎo)熱的第二污泥支承板、設(shè)置在所述第二污泥支承板上方的第二刮泥機(jī)構(gòu)、在所述第二污泥支承板上方吹風(fēng)的第二風(fēng)機(jī)、提供熱量的第二表冷器、以及接入冷源的第三表冷器；與所述第三表冷器相對(duì)位置設(shè)有第二排水器；所述第二風(fēng)機(jī)送出的空氣依次經(jīng)過(guò)所述第二污泥支承板上方、第三表冷器和第二表冷器形成循環(huán)。
10.一種使用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的污泥干化焚燒系統(tǒng)的污泥干化方法，其特征在于， 包括以下步驟S1 污泥進(jìn)入第一個(gè)第一污泥干化模塊，并污泥由所述第一個(gè)第一污泥干化模塊的水冷式冷凝器加熱，并以第一溫度的循環(huán)風(fēng)在污泥表面吹送；并由所述第一個(gè)第一污泥干化模塊的蒸發(fā)器對(duì)循環(huán)風(fēng)除濕；52經(jīng)步驟Sl干化的污泥進(jìn)入下一第一污泥干化模塊，并由所述下一第一污泥干化模塊的水冷式冷凝器加熱，并以第二溫度的循環(huán)風(fēng)在污泥表面吹送；該第二溫度高于第一溫度；并由所述下一第一污泥干化模塊的蒸發(fā)器對(duì)循環(huán)風(fēng)除濕；污泥依次進(jìn)入下一級(jí)第一污泥干化模塊，并且每下一級(jí)的循環(huán)風(fēng)溫度高于上一級(jí)循環(huán)風(fēng)溫度；53經(jīng)步驟S2干化的污泥進(jìn)入第二污泥干化模塊，并經(jīng)所述第二污泥干化模塊的第二污泥支承板加熱，并以第三溫度的循環(huán)風(fēng)在污泥表面吹送；該第三溫度高于上一級(jí)的第一污泥干化模塊的循環(huán)風(fēng)的溫度；并通過(guò)第三表冷器對(duì)循環(huán)風(fēng)除濕。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污泥干化焚燒系統(tǒng)，包括污泥干化機(jī)、以及熱源；污泥干化機(jī)包括至少一個(gè)第一污泥干化模塊；第一污泥干化模塊包括封閉的第一外殼、導(dǎo)熱的第一污泥支承板、刮泥機(jī)構(gòu)、第一風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)冷凝裝置以及與熱源連接的第一表冷器。蒸發(fā)冷凝裝置包括連接成回路的壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器、在回路內(nèi)循環(huán)的冷媒、以及排水器。通過(guò)冷凝器將熱量傳遞至第一污泥支承板，對(duì)污泥進(jìn)行加熱；通過(guò)第一風(fēng)機(jī)進(jìn)行送風(fēng)，在污泥表面形成加速蒸發(fā)的氣流，并由蒸發(fā)器對(duì)循環(huán)風(fēng)進(jìn)行冷凝脫水，含濕量低的熱風(fēng)使得污泥能夠快速的節(jié)能干化。還可以將多個(gè)第一污泥干化模塊與第二污泥干化模塊連接起來(lái)，進(jìn)行分段式的干化組合，有效提高污泥的干化率，降低污泥的含水量。
文檔編號(hào)C02F11/12GK102180578SQ201110067528
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者陸本度 申請(qǐng)人:深圳市極水實(shí)業(yè)有限公司