用于干燥潮湿污泥的循环物质干燥器和方法
【专利说明】用于干燥潮湿污泥的循环物质干燥器和方法发明领域
[0001]本发明涉及如权利要求1的前序部分所限定的用于干燥潮湿污泥的循环物质干燥器，以及如权利要求12的前序部分所限定的用于干燥潮湿污泥的方法。
[0002]发明背景
[0003]由现有技术已知用于不同种类方法的不同种类的干燥器。另外，已知基于流化床和循环物质技术的不同种类的干燥器。根据本发明，最接近的现有技术以流化床和循环物质干燥器为代表，其可恢复地使用热水或水蒸气作为热源。
[0004]在流化床干燥器的底部，流化材料的垂直速度为零，以及固体材料的体积分数通常在从0.2至0.5的范围内。在流化床以上的空间内，固体材料的体积分数通常〈0.001，在此情况下，从干燥器排出的流化材料流是小的。在循环物质干燥器中，流化床中固体材料的体积分数通常在从0.1至0.3的范围内，并且在流化床以上的区域内，诸如在提升管中，在从0.005至0.05的范围内。由于提升管中的高固体材料含量，为循环物质干燥器提供分离器和返回通道，以便从提升管排出的固体材料能够返回至流化床。
[0005]在基于可恢复的供热的流化床干燥器中，供热表面必须被安装至厚的流化床上，并因此经受由流化材料引起的严重磨损。为了避免堵塞，必须宽松地组装(pack)供热表面。为了能够将需要量的供热表面安装至流化床，其体积变大。由于这些原因，鼓泡流化床干燥器的内部消耗是高的。另外，安装至流化床的供热表面削弱流化床中固体材料的混合，并且特别是当污泥被干燥时，供热表面的污染和堵塞的风险是高的。鼓泡流化床干燥器的问题还包括着火和爆炸的风险，这是因为在流化床以上的固体材料的体积分数是小的，使得干燥粉尘在氧的存在下形成爆炸混合物。由于严重磨损，安装至流化床的热交换器需要大量的维护，其限制了干燥器的可用性。
[0006]为了弥补上面提到的鼓泡流化床干燥器的缺陷，已经开发了其中在流化床之上安装供热表面的循环物质干燥器。基于可恢复供热的第一循环物质干燥器在芬兰专利FI105853中被公开。发明的特征在于安装在流化床上面的循环物质干燥器的提升管，其在干燥器的底部具有圆柱体的形状，其由具有圆柱体形状的垂直管热交换器的管形成，并且放热水或蒸汽的热被输送至该热交换器的罩一侧。在专利FI105853的发明中，以位于热交换器的中间的管形成循环物质的返回通道的方式，循环物质干燥器的旋转对称的多开口的旋风分离器共轴地安装在热交换器上面。专利FI105853的干燥器和之后在其基础上形成的基于可恢复供热的循环物质干燥器弥补了上面提到的流化床干燥器的缺陷，但没有弥补不可避免地涉及水或蒸汽的可恢复使用的问题，最显著的问题是昂贵的加压热水或蒸汽系统，昂贵的加压的结构和高的内部消耗。如果为了生产热水或蒸汽，必须为干燥器建造单独的锅炉单元，那么进一步大大提高了干燥器的价格。
[0007]发明目的
[0008]本发明的目的是公开用于干燥潮湿污泥的新颖的干燥方案。另外，本发明的目的是公开新颖的循环物质干燥器。
[0009]发明概述
[0010]根据本发明的用于干燥潮湿污泥的循环物质干燥器和方法的特征在于权利要求书中公开的特征。
[0011]本发明基于用于干燥潮湿污泥的循环物质干燥器。根据本发明，循环物质干燥器包括彼此热交换连通的两个相邻的循环物质系统，优选地通过不可渗透材料的热交换表面，诸如可恢复地通过不可渗透材料的热交换表面，并且其中第一循环物质系统为污泥干燥侧以及第二循环物质系统为放热侧，并且第一和第二循环物质系统各自包括至少一根细长的提升管，并且第一循环物质系统的提升管和第二循环物质系统的提升管以在其间形成共用的不可渗透材料的热交换表面的方式相邻。
[0012]另外，本发明基于用于干燥潮湿污泥的方法。根据本发明，利用循环物质干燥器干燥潮湿污泥，该循环物质干燥器包括彼此热交换连通的两个相邻的循环物质系统，并且其中第一循环物质系统为污泥干燥侧以及第二循环物质系统为放热侧，并且其中第一和第二循环物质系统各自包括至少一根细长的提升管，并且第一循环物质系统的提升管和第二循环物质系统的提升管以在其间形成共用的热交换表面的方式相邻，并且潮湿污泥被供给至第一循环物质系统和放热材料被供给至第二循环物质系统。
[0013]在这一点上，干燥器侧的循环物质系统被称为第一循环物质系统，并且放热侧的循环物质系统被称为第二循环物质系统。
[0014]在这一点上，提升管可以为任何种类和形状的管状通道、管等，在其中干燥器中的材料组合物可以在封闭空间中被向上输送。
[0015]在这一点上，污泥表示由液体和固体材料形成的任何泥状原料。
[0016]根据本发明的循环物质干燥器由优选通过热交换表面热交换连通的两个循环物质系统形成，其中第一循环物质系统进行干燥过程，并且放热材料的热能，例如气体的热能，从第二循环物质系统通过热交换表面被转移至进行干燥过程的第一循环物质系统。
[0017]在一个实施方式中，第一循环物质系统包括第一流化材料供给装置，例如流化材料供给连接件，其用于将流化材料供给至第一循环物质系统的流化室；潮湿污泥供给装置，例如污泥供给连接件，其用于将污泥供给至流化室；气体供给装置，例如供给管；气体分配炉栅(grate)和/或分配喷嘴，其用于将气体供给至流化室；至少一根细长的第一提升管，其优选地以垂直方向提供，在该提升管中，潮湿污泥被流化，即在被干燥同时连同流化材料和气体一起被向上输送到流化空间中；第一组返回通道，其用于将由固体流化材料和干燥污泥形成的混合物返回至流化室；和干燥污泥排出装置，至少一个管连接件，利用该装置，将可能也包括流化材料的干燥污泥从干燥器中排出。
[0018]在根据本发明的一种方法中，通过第一流化材料供给装置将流化材料供给至第一循环物质系统的流化室，通过潮湿污泥供给装置供给潮湿污泥，并且通过气体供给装置供给气体，在至少一根细长的第一提升管中被干燥的同时，将潮湿污泥连同流化材料和气体一起向上流化，通过第一组返回通道将由固体流化材料和干燥污泥形成的混合物返回至流化室，并且通过干燥污泥排出装置将可能也包括流化材料的干燥污泥从干燥器中排出。
[0019]在一个实施方式中，第二循环物质系统包括第二流化材料供给装置，至少一个供给连接件，其用于将流化材料供给至第二循环物质系统的流化室；放热材料供给装置，例如一组供给管，气体分配炉栅和/或分配喷嘴，其用于将放热材料供给至第二循环物质系统的流化室；至少一根细长的第二提升管，优选地以垂直方向提供，在该提升管中，将放热材料连同流化材料一起向上流化；第二组返回通道，其用于将流化材料返回至流化室；和流化材料出口装置，至少一个管连接件，其用于从干燥器中排出流化材料。
[0020]在根据本发明的一种方法中，通过第二流化材料供给装置将流化材料供给至第二循环物质系统的流化室，并且通过放热材料供给装置供给放热材料，在至少一根细长的第二提升管中将放热材料连同流化材料一起向上流化，通过第二组返回通道将流化材料返回至流化室，并根据需要通过流化材料出口装置从干燥器中排出流化材料。
[0021]在一个实施方式中，热气体被用作放热材料。在一个实施方式中，气体的温度在从500至900°C的范围内，在优选的实施方式中从500至700