专利名称：一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机及处理方法
技术领域：
本发明涉及一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机及处理方法，属于固体废弃物处理领域。
背景技术：
“十二五”期间，我国将完成新增污水集中处理能力1500万立方米/年，以新增污水处理量运行负荷率为75%以及污泥(含水率80%)占污水质量比例为0.6%。计算， “十二五”期间污泥产量将以246万立方米/年的速度递增。污水处理的末端产物污泥的产生量随着污水处理量增加的增长，使得如何合理有效的处理这些污泥成为亟待解决的问题。2011年1至6月份，全国化学需氧量排放总量1255. 0万吨，氨氮排放总量131. 2万吨， 二氧化硫排放总量1114. 1万吨，氮氧化物排放总量1206. 7万吨，比2010年大程度降低，进一步加大污泥治理力度，有助于降低污染物的排放。以前国内处理污泥主要采用填埋、堆肥和焚烧等方法，这些处理方法虽然应用普遍，但都存在着各自不易克服的问题。而造成前述各种处理方法存在问题的根本原因是污泥含水率太高。由于，污泥的干化和成型对后续处理起到决定性作用，而国内对污泥进行干化的设备大多处于研究阶段，投入运行的干燥机其干化效果偏差，干化后的污泥还需要进行返混，因此，干燥机的研发改进问题迫在眉睫。目前市场普遍采用的一般干燥机安装角度较大，滞留时间较短，需要返混，并且无法在进行中进行自清洁，这样污泥易粘着在桨叶叶片上，降低传热效率，制约了污泥的处理量和操作环境，对于高粘度污泥尤其不适用。
发明内容
为了克服上述技术空白，本发明提供了一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机及处理方法。一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，带有加热套的固定箱体和以及配置在箱体内部带有倾斜角度的中空叶片的搅拌轴组成；并设有进料口、卸料口、卸料闸板阀、搅拌轴夹套蒸汽进口、搅拌轴主轴内蒸汽进口、搅拌轴夹套冷凝水出口、搅拌轴主轴冷凝水出口、排气口、紧急安全保护喷水进口、检修口和温度压力监测点。所述的倾斜盘式桨叶干燥机是一种以热传导为主的搅拌轴卧式搅拌型干燥机。所述的带有加热套的固定箱体上端设有1个进料口，下端设有两个出料口，通过卸料闸板阀调整出料量。所述的箱体内的搅拌轴是由带有夹套的ω形壳体和空心桨叶轴及传动装置组成。每个搅拌轴上排列着中空叶片，并且叶片是具有一定的倾斜角度；且交错布置。所述的干化采用的间接加热的方式，干化污泥水分所需的热量由带有夹套的ω 形槽的内壁、旋转轴体和中空叶片壁传导给物料，增大传热面积。其中，每个搅拌轴的夹套设有4个蒸汽进口，4个冷凝水出口 ；每个搅拌轴的主轴设有1个蒸汽进口，1个冷凝水出
所述的两个搅拌轴上的中空叶片相互交错，左右摇摆运动，从而可自动除去粘附在箱体及转轴上的污泥，实现自清功能。所述的在箱体上设有紧急安全保护喷水进口，当温度检测超过预设温度时，紧急安全保护喷水系统启动，保护设备安全。热载体可根据具体实施需求采用导热油、蒸汽、水等。一种污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥处理方法，轴端装有热介质导入的旋转接头； 干化污泥水分所需的热量由带有夹套的ω形槽的内壁、旋转轴体和中空叶片壁传导给物料，采用间接加热的方式；物料连续定量的由进料口加入干燥机内，在中空桨叶搅拌、混合与分散的同时受到来自中空桨叶、旋转轴体和夹套三重加热作用，实现对物料的干燥、蒸发，干燥合格的物料由中空桨叶输送至出料口并排出机外，同时，桨叶的交错布置实现了干燥机的自清洁；热载体直接进入外壳夹套内和旋转的中空旋转轴和桨叶内。含有以下步骤；湿污泥连续定量的由进料口加入干燥机内。搅拌轴的夹套和搅拌轴主轴通入蒸汽，在中空桨叶搅拌、混合与分散的同时受到来自中空桨叶和夹套双重加热作用，从而实现对污泥的干燥，使得污泥中的水分蒸发。干化合格的物料由中空桨叶输送至出料口并排出机外。通过卸料闸板阀调整卸料量。干化后产生的载气排入载气处理装置，经处理后回至干燥机内进行再利用。干化过程中的搅拌轴夹套的冷凝水和搅拌轴主轴的冷凝水收集后排放。本发明的具有的特点(1)设备结构紧凑，装置占地面积小。由设备结构可知，干燥所需热量主要是由密集地排列于空心轴上的许多空心桨叶壁面提供，而夹套壁面的传热量只占少部分。所以单位体积设备的传热面大，可节省设备占地面积，减少基建投资。(2)热量利用率高。干燥所需热量不是靠热气体提供，减少了热气体带走的热损失。由于设备结构紧凑，且辅助装置少，散热损失也减少。热量利用率可达90%以上。(3)由于桨叶结构特殊，物料在干燥过程中交替受到挤压和松弛，强化了干燥。另外，桨叶间相互啮合设计使其具有自清洁作用，能有效阻止粘性很大的污泥的胶粘、粘壁、 抱轴等现象，因此对粘性和膏状物料能很好地适应。(4)气体用量少，可相应的减少或省去部分辅助设备。由于不需用气体来加热，因此极大地减少了干燥过程中气体用量。由于气体用量少，干燥器内气体流速低，被气体挟带出的粉尘少，省去干燥后系统的气体粉尘回收装置，节省设备投资。(5)物料适应性广，干燥均勻。停留时间可随意调节，以适应难干燥物料和高水分物料的干燥要求。此外，根据不同物料还可调节加料速度、轴的转速和热载体温度等，在几分钟与几小时之间任意选定物料停留时间。因此对于易干燥和不易干燥物料均适用。另外， 干燥器内虽有许多搅拌桨叶，物料混合均勻，但是，物料在干燥器内从加料口向出料口流动基本呈活塞流流动，停留时间分布窄，产品干燥均勻。(6)设备耐磨、材质防腐，因此检修量极小，每年仅需要7天的检修时间，同时大大提高了干燥机的使用寿命。
图1为本发明一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机结构示意图。图2为图1的仰视剖面示意图。图3为图1的左视剖面示意图。图中带有加热套的固定箱体1、搅拌轴2、进料口 3、紧急安全保护喷水进口 4、排气口 5、搅拌轴夹套蒸汽进口 6、卸料间板阀7、检修口 8、搅拌轴主轴蒸汽进口 9、搅拌轴主轴冷凝水出口 10、卸料口 11、搅拌轴夹套冷凝水出口 12、载气进口 13、载气出口 14、中空桨叶 15、温度检测点16、压力检测点17。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明的技术方案做进一步说明显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。如图1、2、3所示，通过本方法进行的一种用于污泥干化的倾盘式桨叶干燥机，利用间接加热的方式，将污泥中的水分蒸发以达到干化污泥的目的。随着污泥处理量的不同， 系统选用的热介质可根据实际项目需求选用饱和蒸汽、过热蒸汽等，各参数可根据实际运行情况核算结果进行调节，因此在不违背本发明所附权利要求范围的前提下，再具体实施过程中，可以对本发明中关键参数的选择做出一些适当的改变。本发明适用于大中型污泥处理项目中的干化处理。实施例1一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，带有加热套的固定箱体1和以及配置在箱体内部带有倾斜角度的中空叶片的搅拌轴2组成；并设有进料口 3、卸料口 11、卸料闸板阀7、搅拌轴夹套蒸汽进口 6、搅拌轴主轴内蒸汽进口 9、搅拌轴夹套冷凝水出口 12、载气进口 13、载气出口 14、搅拌轴主轴冷凝水出口 10、排气口 5、紧急安全保护喷水进口 4、温度检测点16、检修口 8和温度压力监测点17。所述的带有加热套的固定箱体1上端设有1个进料口 3，下端设有两个卸料口 11， 卸料闸板阀7连接卸料口 11，通过卸料闸板阀7调整出料量。带有加热套的固定箱体1上有多个排气口 5和搅拌轴夹套蒸汽进口 6 ；所述的箱体内的搅拌轴是由带有夹套的ω形壳体和空心桨叶轴及传动装置组成。每个搅拌轴上排列着中空叶片15，并且中空叶片15是具有一定的倾斜角度；且交错布置。所述的干化采用的间接加热的方式，干化污泥水分所需的热量由带有夹套的ω 形槽的内壁、旋转轴体和中空叶片壁传导给物料，增大传热面积。其中，每个搅拌轴的夹套设有4个蒸汽进口，4个冷凝水出口 ；每个搅拌轴的主轴设有1个蒸汽进口，1个冷凝水出所述的两个搅拌轴2上的中空叶片15相互交错，左右摇摆运动，从而可自动除去粘附在箱体及转轴上的污泥，实现自清功能。所述的在带有加热套的固定箱体1上设有紧急安全保护喷水进口 4，当温度检测超过预设温度时，紧急安全保护喷水系统启动，保护设备安全。热载体可根据具体实施需求采用导热油、蒸汽、水等。一种用于污泥干化的倾盘式桨叶干燥机，应用于一个规模为100m3/d的污泥干化处理项目。通过本成套系统的处理，选用1台倾盘式桨叶干燥机，选用0. 8MPa, 200°C的过热蒸汽作为热源，将污泥由含水率80 %干化至30 %以下。如图1、2、3所示，一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥处理方法，是一种以热传导为主的双轴(四轴)卧式搅拌型干燥机。由带有夹套的ω形壳体和两根空心桨叶轴及传动装置组成，轴上排列着中空叶片，轴端装有热介质导入的旋转接头。干化污泥水分所需的热量由带有夹套的ω形槽的内壁、旋转轴体和中空叶片壁传导给物料，采用间接加热的方式。物料连续定量的由进料口加入干燥机内，在中空桨叶搅拌、混合与分散的同时受到来自中空桨叶、旋转轴体和夹套三重加热作用，从而实现对物料的干燥、蒸发，干燥合格的物料由中空桨叶输送至出料口并排出机外，同时，桨叶的交错布置实现了干燥机的自清洁。 热载体可采用导热油、蒸汽、水等，热载体直接进入外壳夹套内和旋转的中空旋转轴和桨叶内，单位体积的传热面积较大，热效率高并且无需返混。一种污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥处理方法，含有以下步骤；湿污泥连续定量的由进料口 3加入干燥机1内。在搅拌轴夹套蒸汽进口 06和搅拌轴主轴蒸汽进口 09中通入0. 8MPa，200°C的过热蒸汽，在中空桨叶15搅拌、混合与分散的同时受到来自中空桨叶和夹套双重加热作用，从而实现对污泥的干燥，使得污泥中的水分蒸发。干化后污泥的含水率将之30%以下，由中空桨叶输送至卸料口 11并排出机外。通过卸料闸板阀07调整卸料量。干化后产生的载气进载气出口 15排入载气处理装置，经处理后回至载气进口 14 进入干燥机内进行再利用。干化过程中的搅拌轴夹套冷凝水出口 06和搅拌轴主轴冷凝水出口 10的冷凝水收集后排放。通过温度检测点16和压力监测点17检测干燥机温度，当干燥机温度高于预设温度，紧急安全保护喷水进口 4开始启动进水，降低干燥机温度，保障设备安全。如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，主要由带有加热套的固定箱体和以及配置在箱体内部带有倾斜角度的中空叶片的搅拌轴组成；并设有进料口、卸料口、卸料闸板阀、搅拌轴夹套蒸汽进口、搅拌轴主轴内蒸汽进口、搅拌轴夹套冷凝水出口、搅拌轴主轴冷凝水出口、排气口、紧急安全保护喷水进口、检修口和温度压力监测点。
2.根据权利要求1所述的一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，其特征在于，干燥机是搅拌轴卧式搅拌型干燥机；带有加热套的固定箱体上有多个排气口和搅拌轴夹套蒸汽进口。
3.根据权利要求1所述的一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，其特征在于，所述的带有加热套的固定箱体上端设有1个进料口，下端设有两个出料口，卸料间板阀连接卸料口，通过卸料闸板阀调整出料量。
4.根据权利要求1所述的一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，其特征在于，所述的箱体内的搅拌轴是由带有夹套的ω形壳体和空心桨叶轴及传动装置组成；每个搅拌轴上排列着中空叶片，并且叶片是具有倾斜角度；且交错布置。
5.根据权利要求1所述的一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，其特征在于，每个搅拌轴的夹套设有4个蒸汽进口，4个冷凝水出口 ；每个搅拌轴的主轴设有1个蒸汽进口，1个冷凝水出口。
6.根据权利要求1所述的一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，其特征在于，两个搅拌轴上的中空叶片相互交错，左右摇摆运动；倾斜盘式桨叶干燥机的搅拌轴为2轴或者4轴。
7.根据权利要求1所述的一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机，其特征在于，在箱体上设有紧急安全保护喷水进口。
8.一种污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥处理方法，其特征在于轴端装有热介质导入的旋转接头；干化污泥水分所需的热量由带有夹套的ω形槽的内壁、旋转轴体和中空叶片壁传导给物料，采用间接加热的方式；物料连续定量的由进料口加入干燥机内，在中空桨叶搅拌、混合与分散的同时受到来自中空桨叶、旋转轴体和夹套三重加热作用，实现对物料的干燥、蒸发，干燥合格的物料由中空桨叶输送至出料口并排出机外，同时，桨叶的交错布置实现了干燥机的自清洁；热载体直接进入外壳夹套内和旋转的中空旋转轴和桨叶内。
9.根据权利要求8所述的一种污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥处理方法，其特征在于含有以下步骤；(1)湿污泥连续定量的由进料口加入干燥机内；(2)搅拌轴的夹套和搅拌轴主轴通入蒸汽，在中空桨叶搅拌、混合与分散的同时受到来自中空桨叶和夹套双重加热作用，从而实现对污泥的干燥，使得污泥中的水分蒸发；(3)干化合格的物料由中空桨叶输送至出料口并排出机外；通过卸料闸板阀调整卸料量；(4)干化后产生的载气排入载气处理装置，经处理后回至干燥机内进行再利用；(5)干化过程中的搅拌轴夹套的冷凝水和搅拌轴主轴的冷凝水收集后排放。
10.根据权利要求8所述的一种污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥处理方法，其特征在于热载体采用导热油、蒸汽或水。
全文摘要
一种用于污泥干化的倾斜盘式桨叶干燥机及处理方法，属于固体废弃物处理领域。由带有夹套的ω形壳体和两根空心桨叶轴及传动装置组成，轴上排列着中空叶片，轴端装有热介质导入的旋转接头。干化污泥水分所需的热量由带有夹套的ω形槽的内壁、旋转轴体和中空叶片壁传导给物料，采用间接加热的方式。物料连续定量的由进料口加入干燥机内，在中空桨叶搅拌、混合与分散的同时受到来自中空桨叶、旋转轴体和夹套三重加热作用，实现对物料的干燥、蒸发，干燥合格的物料由中空桨叶输送至出料口并排出机外，同时，桨叶的交错布置实现了干燥机的自清洁。热载体直接进入外壳夹套内和旋转的中空旋转轴和桨叶内，单位体积的传热面积较大，热效率高并且无需返混。
文档编号C02F11/12GK102557383SQ201110422400
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者傅娆, 刘旭, 刘玲, 刘霄, 吴世文, 孟大为, 张学阳, 徐兴华, 杜会东, 沙雪华, 申维真, 穆红岩, 蒋自力, 郭向蓓, 高光宇 申请人:北京机电院高技术股份有限公司