本實用新型涉及污泥干燥領(lǐng)域，具體涉及一種污泥高溫與低溫組合式干燥裝置。
背景技術(shù)：
市政污水、工業(yè)廢水和水體疏浚等污水處理工程會產(chǎn)生大量的污泥，污泥具有來源廣、體量大、含水率高、附加值低等特點，經(jīng)濃縮和脫水后，含水率通常仍高達80%以上。污泥成分復雜，所含重金屬、微生物致病菌和有機物等容易造成污染，近年來，占比最大的填埋方式受諸多因素的制約，難以為繼。對污泥進行干燥是實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化、無害化目標的有效手段。污泥干燥工藝與設備眾多，其中，污泥對流式干燥是指干燥介質(zhì)（如過熱蒸汽、熱風等）與污泥直接接觸，熱量傳至污泥將水分蒸出帶走。
污泥過熱蒸汽干燥是指利用過熱水蒸氣直接與污泥接觸而去除水分的一種干燥方式，具有傳熱系數(shù)高、潛熱大等優(yōu)點，例如，將1噸含水率80%污泥用過熱蒸汽干燥至含水率50%，將產(chǎn)生0.6噸的高溫乏汽，乏汽相變轉(zhuǎn)為液體將放出大量的熱，如果將這部分熱量進一步回收利用，過熱蒸汽干燥將體現(xiàn)出極大的節(jié)能效果。此外，過熱蒸汽干燥是在無氧環(huán)境下進行，無氧化燃燒、爆炸失火等危險。
污泥從高含水率干燥至低含水率過程中，會從最初的流體態(tài)逐漸轉(zhuǎn)為粘稠狀態(tài)，接著變?yōu)橐姿榈拇嘈誀顟B(tài)，最后轉(zhuǎn)變成干粉狀態(tài)。眾多實驗研究表明，污泥干燥過程中存在一個粘滯區(qū)（含水率60%左右），該區(qū)間的污泥表現(xiàn)出很強的粘結(jié)特性，粘附的污泥容易造成設備堵塞、腐蝕，并且大塊污泥本身粘結(jié)會導致熱量傳遞受阻，污泥內(nèi)部水分不易蒸發(fā)出來，影響干燥效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種污泥高溫與低溫組合式干燥裝置，消除污泥干燥過程中的粘附問題帶來的負面影響，避免高溫環(huán)境下的氧化燃燒、爆炸失火危險，同時將高溫干燥產(chǎn)生的乏汽余熱回收利用，提高能量利用率。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種污泥高溫與低溫組合式干燥裝置，包括加熱器、雙軸攪拌干燥機、風機（A、B、C）、旋風分離器（A、B）、擠條成型機、逆流裝置、網(wǎng)帶式干燥機，換熱器、尾氣洗滌塔和氣閥（A、B）。其特征在于：所述逆流裝置頂部設有污泥進料口，底部設有出料口，左上角和左下角分別設有出氣口和進氣口，逆流裝置左右兩側(cè)分別設有干料進口。所述雙軸攪拌干燥機出料口通過管路與擠條成型機進料口連接，擠條成型機出料口通過管路與逆流裝置進料口連接，逆流裝置出料口通過管路與網(wǎng)帶式干燥機進料口連接，雙軸攪拌干燥機、擠條成型機、逆流裝置、網(wǎng)帶式干燥機依次相連形成污泥流動通路；所述加熱器出氣口通過管路與雙軸攪拌干燥機進氣口連接，雙軸攪拌干燥機出氣口通過管路與風機A進口連接，風機A出口通過管路與旋風分離器A進氣口連接，旋風分離器A出氣口通過管路分成兩支路，其中一支路與加熱器進氣口連接，加熱器、雙軸攪拌干燥機、風機A、旋風分離器A依次相連形成高溫干燥的氣流循環(huán)通路；所述旋風分離器A出氣口通過管路后的另一支路經(jīng)氣閥B與換熱器熱流介質(zhì)進口連接，換熱器冷流介質(zhì)出口通過管路與風機C進口連接、風機C出口通過管路與網(wǎng)帶式干燥機進風口連接，氣閥B、換熱器、風機C、網(wǎng)帶式干燥機依次相連構(gòu)成低溫干燥的氣流流動通路。
進一步的，所述逆流裝置的出氣口通過管路與旋風分離器B進氣口連接，旋風分離器B出氣口通過管路與風機B進口連接，風機B出口通過管路與逆流裝置進氣口連接，逆流裝置、旋風分離器B、風機B依次相連構(gòu)成內(nèi)循環(huán)氣流通路。
進一步的，所述網(wǎng)帶式干燥機出料口通過管路分成兩支路，其中一支路與逆流裝置右側(cè)干料進口連接，旋風分離器A出料口通過管路與逆流裝置右側(cè)干料進口連接，旋風分離器B出料口通過管路與逆流裝置左側(cè)干料進口連接。
進一步的，連接換熱器熱流介質(zhì)出口的管路與連接網(wǎng)帶式干燥機出風口的管路匯合并與尾氣洗滌塔進氣口連接。
進一步的，所述雙軸攪拌干燥機的攪拌軸組件包括攪拌軸、攪拌臂、槳片，其特征在于：（1）所述兩攪拌軸平行布置，攪拌臂的一端沿攪拌軸軸向等距且相互交錯垂直地固定設置于兩攪拌軸上，槳片可調(diào)角度地設置于所述攪拌臂另一端；（2）槳片的周圍開有槽口，中部開有三角折彎口，三角折彎口是在槳片上劃線將兩條邊剪切后沿底邊折彎一定角度而成；（3）所述槳片與垂直于所述攪拌軸軸線的平面之間相互傾斜設置，且槳片傾斜角度為正或為反，數(shù)值大小為30度到60度；（4）所述正傾斜角度指槳片三角折彎朝向出料口端的方向，所述反傾斜角度指槳片三角折彎朝向進料口端的方向；（5）所述槳片按四正二反的傾斜角度為一組的方式沿攪拌軸軸向布置。
本實用新型的有益效果是：
1.在槳片周圍開有槽口，中部開有折彎口。運轉(zhuǎn)的槳片將污泥攪拌、揚起的同時，所開槽口和折彎口能促進結(jié)塊成團的污泥及時被破碎、分散，使污泥與干燥熱介質(zhì)的接觸面增大，同時不斷地更新，熱量能更好進入污泥內(nèi)部，傳熱傳質(zhì)效率提高，干燥效果得到改善。攪拌軸上槳片按四正二反的傾斜角度為一組的方式沿軸向布置，污泥同時做徑向運動和軸向運動，正傾斜角度的槳片使得污泥被攪起干燥同時向出料口方向輸送，反傾斜角度的槳片使得污泥被攪起干燥同時向進料口方向輸送，污泥在被槳片攪起干燥同時在攪拌機內(nèi)來回循環(huán)返料，但兩種操作總的效果是使污泥被攪起干燥同時向出料口輸送，這種使污泥循環(huán)來回返料的槳片布置方式能夠根據(jù)不同來源污泥的干燥需要進行調(diào)整，將污泥干燥至預期含水率。
2.污泥攪拌干燥蒸發(fā)的水分通過氣流循環(huán)通路加熱成過熱蒸汽用作污泥高溫干燥的干燥介質(zhì)，具有比熱容大、傳熱效率高、潛熱大等特點，干燥時所需質(zhì)量流量小，同時能避免雙軸攪拌干燥機內(nèi)干污泥粉塵在熱風環(huán)境出現(xiàn)的氧化燃燒、爆炸失火危險。
3.經(jīng)攪拌干燥的污泥進入擠條成型機成型為小顆粒狀，在逆流裝置中與干污泥粉末接觸吸附，得到的污泥顆粒內(nèi)濕外干，顆粒之間以及顆粒與設備之間均為干接觸，能夠有效避免后期干燥中污泥粘附導致的設備堵塞、腐蝕、粘壁問題。
4.將污泥攪拌干燥產(chǎn)生的一部分累積富余的高溫乏汽通過一支路引出至換熱器，過熱蒸汽相變?yōu)橐后w放出大量的熱，換熱回收的熱量將冷空氣加熱成熱風并通入網(wǎng)帶式干燥機對污泥進一步低溫干燥，降低污泥含水率同時實現(xiàn)了能量再利用，此外，低溫環(huán)境避免了污泥燃燒產(chǎn)生二噁英的問題。
5.換熱器換熱后的不凝性氣體，以及網(wǎng)帶式干燥機的尾氣分別通入尾氣洗滌塔處理后再排放，不污染環(huán)境。
附圖說明
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的雙攪拌軸組件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的槳片結(jié)構(gòu)示意圖和結(jié)構(gòu)三視圖。
圖1中，1-加熱器，2-雙軸攪拌干燥機，3A、3B、3C-風機，4A、4B-旋風分離器，5-擠條成型機，6-逆流裝置，7-網(wǎng)帶式干燥機，8-換熱器，9-尾氣洗滌塔，10A、10B-氣閥。其中，2-1、2-2、2-3、2-4分別為雙軸攪拌干燥機的進料口、進氣口、出氣口、出料口。5-1為擠條成型機的進料口。6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6分別為逆流裝置的進料口，出氣口，左干料進口、進氣口、出料口、右干料進口。7-1、7-2、7-3、7-4分別為網(wǎng)帶式干燥機的進風口、出風口、進料口、出料口。
圖2中，11a、11b為攪拌軸，12a、12b、12c、12d、13a、13b為槳片，14a為攪拌臂。
圖3中，(a)為槳片的結(jié)構(gòu)示意圖，(b)、(c)、(d)分別為槳片結(jié)構(gòu)三視圖的主視圖、俯視圖、左視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
如圖1所示，一種污泥高溫與低溫組合式干燥裝置，包括加熱器1、雙軸攪拌干燥機2、風機（3A、3B、3C）、旋風分離器（4A、4B）、擠條成型機5、逆流裝置6、網(wǎng)帶式干燥機7，換熱器8、尾氣洗滌塔9和氣閥（10A、10B）。逆流裝置6頂部設有污泥進料口6-1，底部設有出料口6-5，左上角和左下角分別設有出氣口6-2和進氣口6-4，逆流裝置6左右兩側(cè)分別設有干料進口6-3和6-6。雙軸攪拌干燥機2出料口2-4通過管路與擠條成型機5進料口5-1連接，擠條成型機5出料口通過管路與逆流裝置6進料口6-1連接，逆流裝置6出料口6-5通過管路與網(wǎng)帶式干燥機7進料口7-3連接，雙軸攪拌干燥機2、擠條成型機5、逆流裝置6、網(wǎng)帶式干燥機7依次相連形成污泥流動通路；加熱器1出氣口通過管路與雙軸攪拌干燥機2進氣口2-2連接，雙軸攪拌干燥機2出氣口2-3通過管路與風機3A進口連接，風機3A出口通過管路與旋風分離器4A進氣口連接，旋風分離器4A出氣口通過管路分成兩支路，其中一支路與加熱器1進氣口連接，加熱器1、雙軸攪拌干燥機2、風機3A、旋風分離器4A依次相連形成高溫干燥的氣流循環(huán)通路；旋風分離器4A出氣口通過管路后的另一支路經(jīng)氣閥10B與換熱器8熱流介質(zhì)進口連接，換熱器8冷流介質(zhì)出口通過管路與風機3C進口連接、風機3C出口通過管路與網(wǎng)帶式干燥機7進風口7-1連接，氣閥10B、換熱器8、風機3C、網(wǎng)帶式干燥機7依次相連構(gòu)成低溫干燥的氣流流動通路。逆流裝置6的出氣口6-2通過管路與旋風分離器4B進氣口連接，旋風分離器4B出氣口通過管路與風機3B進口連接，風機3B出口通過管路與逆流裝置6進氣口6-4連接，逆流裝置6、旋風分離器4B、風機3B依次相連構(gòu)成內(nèi)循環(huán)氣流通路。網(wǎng)帶式干燥機7出料口7-4通過管路分成兩支路，其中一支路與逆流裝置6右側(cè)干料進口6-6連接，旋風分離器4A出料口通過管路與逆流裝置6右側(cè)干料進口6-4連接，旋風分離器4B出料口通過管路與逆流裝置6左側(cè)干料進口6-3連接。連接換熱器8熱流介質(zhì)出口的管路與連接網(wǎng)帶式干燥機7出風口7-2的管路匯合并與尾氣洗滌塔9進氣口連接。
如圖2、圖3，雙軸攪拌干燥機2內(nèi)部的攪拌軸組件包括攪拌軸（11a、11b），攪拌臂14a，槳片（12a、12b、12c、12d、13a、13b）。攪拌軸11a與攪拌軸11b平行布置，攪拌臂14a的一端垂直地固定設置于攪拌軸11a上，同理，攪拌軸11a和攪拌軸11b上按該方式布置若干攪拌臂，攪拌臂沿兩攪拌軸軸向等距且相互交錯垂直排列。槳片（12a、12b、12c、12d、13a、13b）的周圍開有槽口，槳片中部開有三角折彎口，三角折彎口是在槳片上劃線將兩條邊剪切后沿底邊折彎一定角度而成。槳片12d可調(diào)角度地設置于攪拌臂14a的另一端，同理，兩攪拌軸11a、11b上其余攪拌臂另一端按該方式設置槳片。攪拌軸11b上的槳片與垂直于攪拌軸11b軸線的平面之間相互傾斜設置，且槳片傾斜角度為正或為反，數(shù)值大小為30度到60度，其中，正的傾斜角度指槳片三角折彎朝向出料口端的方向，反的傾斜角度指槳片三角折彎朝向進料口端的方向。在攪拌軸11b上，槳片12a和槳片12b的三角折彎朝向出料口端的方向，傾斜角度為正，槳片13a和槳片13b的三角折彎朝向進料口端的方向，傾斜角度為反。同理，攪拌軸11a上的槳片按同樣的方式設置。攪拌軸11a和攪拌軸11b之間的槳片按四正二反的傾斜角度為一組的方式沿兩攪拌軸軸向布置，攪拌軸11a和11b上的四個槳片12a、12b、12c、12d傾斜角度為正，攪拌軸11b的兩個槳片13a、13b傾斜角度為反，這六個相鄰槳片的傾斜角度為四正二反，從進料口端到出料口端，兩攪拌軸之間的槳片按該方式布置。
污泥高溫與低溫組合式干燥裝置的污泥干燥方法，在高溫干燥的氣流循環(huán)通路中，將蒸發(fā)的水分加熱成過熱蒸汽用作干燥介質(zhì)，避免了燃燒爆炸危險；污泥經(jīng)擠條成型機成型為顆粒狀，在逆流裝置內(nèi)與干污泥粉末接觸吸附，消除污泥粘附的影響；乏汽經(jīng)換熱回收用于網(wǎng)帶式干燥機內(nèi)低溫干燥，節(jié)能環(huán)保；將換熱后的不凝性氣體以及網(wǎng)帶式干燥機低溫干燥尾氣通入尾氣洗滌塔處理后排放，不污染環(huán)境。
實際操作中，先關(guān)閉氣閥10B，打開氣閥10A，向系統(tǒng)通入蒸汽，開啟加熱器1、風機3A、旋風分離器4A，系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，蒸汽被加熱成高溫過熱蒸汽后，將濕污泥從雙軸攪拌干燥機2的進料口2-1送入，污泥在攪拌軸及槳片作用下與過熱蒸汽進行對流干燥。槳片12a、12b、12c、12d、13a、13b周圍與中部開的槽口和三角折彎口能將結(jié)塊成團的污泥及時破碎、分散，使污泥與過熱蒸汽的接觸面增大，同時不斷地更新，熱量能更好進入污泥內(nèi)部，傳熱傳質(zhì)效率提高。攪拌軸11a、11b上的四個正傾斜角度槳片12a、12b、12c、12d將污泥攪起干燥同時向出料口方向輸送，攪拌軸11b上的兩個反傾斜角度槳片13a、13b將污泥攪起干燥同時向進料口方向輸送，槳片按四正二反的傾斜角度為一組的方式沿攪拌軸軸向布置，這種使污泥循環(huán)來回返料的槳片布置方式能夠根據(jù)不同來源污泥的干燥需要進行調(diào)整，將污泥干燥至預期含水率。
污泥在雙軸攪拌干燥機2中與高溫過熱蒸汽對流干燥，蒸發(fā)出的水分在高溫干燥的氣流循環(huán)通路中經(jīng)過加熱器1后，被加熱成高溫過熱蒸汽作為污泥高溫干燥的介質(zhì)，避免了雙軸攪拌干燥機內(nèi)干污泥粉塵在熱風環(huán)境出現(xiàn)的氧化燃燒、爆炸失火危險。旋風分離器4A出料口污泥通過管路送至逆流裝置6右側(cè)干料進口6-6。
污泥在雙軸攪拌干燥機2內(nèi)經(jīng)過熱蒸汽對流干燥至一定含水率后從出料口2-4輸出，進入擠條成型機5成型為獨立的小顆粒狀后，從逆流裝置6的頂部進料口6-1落入，逆流裝置左右兩側(cè)干料進口6-3、6-4內(nèi)預先放入的干污泥粉末在在旋風分離器4B、風機3B及管路構(gòu)成的內(nèi)循環(huán)氣流通路引導下向上揚起，與下落的小顆粒狀污泥接觸吸附，粉末狀干污泥包裹在濕污泥顆粒外表面形成包覆層，得到的污泥顆粒內(nèi)濕外干，顆粒之間以及顆粒與設備之間均為干接觸，能夠有效避免后期干燥中污泥粘附導致的設備堵塞、腐蝕、粘壁問題，接觸吸附過程結(jié)束后，污泥從出料口6-5出料后通過管路進入網(wǎng)帶式干燥機7。旋風分離器4B出料口污泥通過管路送至逆流裝置6左側(cè)干料進口6-3。
過熱蒸汽干燥具有比熱容大、傳熱效率高、潛熱大等特點，污泥在攪拌干燥機內(nèi)高溫干燥所需蒸汽質(zhì)量流量小，一段時間后，高溫干燥氣流循環(huán)通路中過熱蒸汽逐步積累，出現(xiàn)富余，此時，關(guān)閉氣閥10A，后期不需要通入新的過熱蒸汽，同時打開氣閥10B，部分富余的過熱蒸汽進入換熱器8換熱，將冷空氣加熱成熱風后由風機3C引至網(wǎng)帶式干燥機7，對污泥顆粒進一步低溫干燥，降低污泥含水率同時實現(xiàn)了能量再利用，此外，低溫環(huán)境避免了污泥燃燒產(chǎn)生二噁英的問題。
網(wǎng)帶式干燥機7出料口通過管路分成兩只路，其中一支路將經(jīng)過低溫干燥的污泥送至逆流裝置6右側(cè)干料進口6-6。
經(jīng)過換熱器8換熱后產(chǎn)生的不凝性氣體以及網(wǎng)帶式干燥機7低溫干燥產(chǎn)生的尾氣通入尾氣洗滌塔9處理后再排放，實現(xiàn)排放物無污染。