一种热泵低温污泥干化处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种热泵低温污泥干化处理系统，用于污泥干化处理领域，包括干燥室、热泵单元和内部设有循环风机的送风管道。干燥室上设有进料口和出料口，热泵单元包括设有压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器的冷媒回路，送风管道的进气口和出气口均与干燥室接通，蒸发器和冷凝器沿气体的流动方向依次设在送风管道内。本热泵低温污泥干化处理系统中，采用热泵单元作为干化污泥的热源，干化过程中不需要消耗任何的燃料，从而可以节省运输和储存燃料费用的同时，避免燃料对环境的污染，此外，由于热泵单元高能效比的特性，则可降低30%以上的能耗，节约电能的同时，安全性能好。
【专利说明】一种热泵低温污泥干化处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型用于污泥干化处理领域，特别是涉及一种热泵低温污泥干化处理系统。
【背景技术】
[0002]随着工业发展及生活水平的提高，产生了越来越多的生活污水与工业废水，这些废、污水经水质净化处理后会产生大量的含水率约99%的污泥，经常规的污泥脱水设备脱水后成为含水率约为80?85%的污泥。随着污水处理量的增加，污泥年产量也极速增大。根据调研结果显示，废水处理站及污水处理厂所产生的污泥有近80%没有得到妥善的减量化与资源化处理。如何将产量巨大、成分复杂的污泥进行减量化与资源化，已成为急待解决的问题。污泥的进一步干化是一种非常可行的污泥减量化的方法，这类经预脱水后的污泥可通过常规的干燥设备进一步干燥，以达到减量及方便运输的目的。而当今污泥干化设备普遍存在能耗较高、能源利用率较低的问题，将这类预脱水后的污泥进一步干化又不产生二次废气污染，以及如何高效地降低能耗是环保领域中的一项技术难题。
[0003]目前对于进一步干化含水率在80?85%的污泥的方法，国内外应用较多的污泥干化工艺设备主要为热干化技术，包括流化床干化、带式干化、卧式转盘式干化、桨叶式干化、立式圆盘式干化、喷雾干化等工艺设备。干化工艺和设备在综合考虑技术成熟性和投资运行成本的同时，需结合不同污泥处理处置项目的要求进行选择，同时，在污泥干化过程中产生的粉尘、臭气排放等问题需另外增加处理设施进行防治。
[0004]目前市场上常用的污泥干化设备能耗较高，并且一般需在有废热源加热的条件下使用。若直接使用常用能源(如天然气、煤、蒸汽等)则处理费用极高，很难维持正常运行。而污水处理厂多无余热热源，缺乏可直接回收利用的热量，若采用常规热干化技术，必将投入大量的资金用于热源的建设与能源消耗，性价比太低。此外，现有的污泥干化技术多以单性能设备实施干化处理，在干化污泥的同时不可避免地存在粉尘、臭气排放的问题，如不另外增加处理防治设施，势必会对环境造成二次污染。
[0005]目前常规的污泥干化设备的主要缺点有:
[0006]流化床干化:主要利用天然气、燃油、蒸汽等作为能源，投资、能耗高、运行与维修成本高污泥含沙量高时注意防磨。
[0007]带式干化:可利用各种能源，使用风量大，能耗高，动力消耗中等，排出干化污泥中少量的不凝气体和部分废气，如不设置除尘、除臭系统会产生二次污染。
[0008]卧式转盘式干化:主要利用饱和蒸汽、导热油作为能源，能耗高，动力消耗中等，存在污泥粘结现象，国内暂无工程应用，全干化时需干泥返混，排出干化污泥中少量的不凝气体和部分废气，如不设置除尘、除臭系统会产生二次污染。
[0009]桨叶式干化:主要利用饱和蒸汽、导热油作为能源，能耗高，动力消耗中等，存在污泥粘结现象污泥需返混，排出干化污泥中少量的不凝气体和部分废气，如不设置除尘、除臭系统会产生二次污染。[0010]立式圆盘式:主要利用导热油(燃烧燃料加热)作为能源，能耗高，动力消耗中等，需干泥返混，另外，导热油要求高、国内暂无应用。
[0011]喷雾式:主要利用高温烟气或过热蒸汽作为能源，能耗、动力消耗高，需干泥返混，排出干化污泥中少量的不凝气体和烟气，如不设置除尘、除臭系统会产生二次污染。
实用新型内容
[0012]为解决上述问题，本实用新型提供一种高效节能、安全环保的热泵低温污泥干化处理系统。
[0013]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种热泵低温污泥干化处理系统，包括干燥室、热泵单元和内部设有循环风机的送风管道。干燥室上设有进料口和出料口，热泵单元包括设有压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器的冷媒回路，送风管道的进气口和出气口均与干燥室接通，蒸发器和冷凝器沿气体的流动方向依次设在送风管道内。
[0014]进一步作为本实用新型技术方案的改进，与进料口接通设有进料泵，干燥室内设有将进料口的污泥传送至出料口的传送装置。
[0015]进一步作为本实用新型技术方案的改进，进料口和出料口分别位于干燥室的顶部和底部，传送装置包括若干传送带，各传送带在干燥室内沿竖向分层设置。
[0016]进一步作为本实用新型技术方案的改进，送风管道的进气口和出气孔分别位于干燥室的底部和顶部。
[0017]进一步作为本实用新型技术方案的改进，蒸发器的下方设有冷凝水排放口。
[0018]本实用新型的有益效果:本热泵低温污泥干化处理系统中，采用热泵单元作为干化污泥的热源，干化过程中不需要消耗任何的燃料，从而可以节省运输和储存燃料费用的同时，避免燃料对环境的污染，此外，由于热泵单元高能效比的特性，则可降低30%以上的能耗，节约电能的同时，安全性能好。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0020]图1是本实用新型实施例原理示意图；
[0021]图2是本实用新型实施例干燥室内部结构示意图；
[0022]图3是本实用新型实施例整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]参照图1?图3，本实用新型提供了一种热泵低温污泥干化处理系统，包括干燥室
1、热泵单元2和内部设有循环风机3的送风管道4，干燥室I上设有进料口 11和出料口 12，热泵单元2包括设有压缩机21、冷凝器22、节流装置23和蒸发器24的冷媒回路，送风管道4的进气口和出气口均与干燥室I接通，蒸发器24和冷凝器22沿气体的流动方向依次设在送风管道4内。
[0024]本热泵低温污泥干化处理系统工作原理如下:待干化处理的污泥从进料口 11进入干燥室1，循环风机3运行，鼓动干燥室I内的气体在送风管道4内循环流动。热泵单元2的压缩机21工作，冷媒管线内的工质，在蒸发器24中吸取干燥室I排出湿热空气中的热量，从低压液态工质蒸发成低压蒸汽，经压缩机21增压成为高温高压的蒸汽；在冷凝器22中，高温高压的工质蒸汽放出热量加热进入干燥室I的空气，而工质本身则从气体冷凝成高压液体；通过节流装置23，液体工质产生阻塞效应，降低了压力和温度，成为低压低温液体，再度进入蒸发器24中吸收湿热气体的热量，如此反复循环将低温热量输送到高温介质中去，形成热泵单元2的热力循环。干燥室I排出放的气体，是含水分较高的湿热气体，其相对湿度在70?80%，通过热泵单元2的蒸发器24时，由于蒸发器24表面温度低于空气露点温度，气体中的水分在蒸发器表面将水汽冷凝下来，并以液体水的状态排出系统外。脱湿后的气体在热泵单元2的冷凝器22中得到等湿加热，提高了气体温度，同时也降低了相对湿度。在干燥室I中，干热气体与被干燥物料直接接触，提供物料干化的热量，同时也带走了污泥内的水分，如此循环往复。
[0025]本热泵低温污泥干化处理系统中，采用热泵单元2作为干化污泥的热源，干化过程中不需要消耗任何的燃料，从而可以节省运输和储存燃料费用的同时，避免燃料对环境的污染，此外，由于热泵单元2高能效比的特性，则可降低30%以上的能耗，节约电能的同时，安全性能好。同时，由于干化污泥在封闭的环境中进行，在干化过程中产生的一切有臭有害气体通过蒸发器的冷凝作用以液体的形式排出，废气可以做到不外泄，对周围环境可以减少到最低的污染，有利于在居民点附近进行干化操作。
[0026]进一步作为本实用新型技术方案的改进，与进料口 11接通设有进料泵13，干燥室I内设有将进料口 11的污泥传送至出料口 12的传送装置。进料泵13和传送装置的运用，提高整个系统的自动化程度。
[0027]进一步作为本实用新型技术方案的改进，进料口 11和出料口 12分别位于干燥室I的顶部和底部，传送装置包括若干传送带14，各传送带14在干燥室I内沿竖向分层设置。污泥在传送带14上传送过程中，从传动带14的首端运动到末端，再落入下层的传送带14，分层设置的传送带14提高污泥干化效果。
[0028]进一步作为本实用新型技术方案的改进，送风管道4的进气口和出气孔分别位于干燥室I的底部和顶部。
[0029]城市污水厂或企业废水站的经脱水至含水率为80?85%的污泥经进料泵13连续输入干燥室I内的连续运行的传送带14上，热泵单元2将湿度小于10%，温度约50°C的干燥空气从干燥室I的低部输入，对进入的均匀布置于传送带14上的湿污泥进行干燥，污泥经至下而上的连续的干燥热风作用使污泥的含水率降至10?30% (按要求)后经螺旋输送机输送至干燥室I外污泥贮存系统贮存或运输至需要目的地。
[0030]进入干燥室I的湿度小于10%，温度约50°C的由热泵单元2产生的干燥空气从下至上对污泥进行作用，经湿污泥层后吸湿成为湿度近99%的近饱和湿空气，从送风管道4的进气口流经热泵单元2的蒸发器24和冷凝器22，经热泵单元2的冷凝器22将此饱和湿空气中的水分冷却成冷凝水排出，除掉水分的循环空气再经节流装置23、蒸发器24及压缩机21等的作用，将循环空气再重新升至约50°C左右，同时湿度达到小于10%的水平，再进入干燥室I内对污泥进行干燥，周而复始。
[0031]进一步作为本实用新型技术方案的改进，蒸发器24的下方设有冷凝水排放口 25。蒸发器24上的冷凝水从滴入冷凝水排放口 25并排出系统。
[0032]本实用新型的正常干燥工况是在约50°C的低温状态下运行，最大程度地将污泥中的原有的有机成份保留下来，有利于干燥后的污泥的综合利用。
[0033]当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种热泵低温污泥干化处理系统，其特征在于:包括干燥室、热泵单元和内部设有循环风机的送风管道，所述干燥室上设有进料口和出料口，所述热泵单元包括设有压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器的冷媒回路，所述送风管道的进气口和出气口均与所述干燥室接通，所述蒸发器和冷凝器沿气体的流动方向依次设在所述送风管道内。
2.根据权利要求1所述的热泵低温污泥干化处理系统，其特征在于:与所述进料口接通设有进料泵，所述干燥室内设有将进料口的污泥传送至出料口的传送装置。
3.根据权利要求2所述的热泵低温污泥干化处理系统，其特征在于:所述进料口和出料口分别位于所述干燥室的顶部和底部，所述传送装置包括若干传送带，各所述传送带在所述干燥室内沿竖向分层设置。
4.根据权利要求3所述的热泵低温污泥干化处理系统，其特征在于:所述送风管道的进气口和出气孔分别位于所述干燥室的底部和顶部。
5.根据权利要求1?4任一项所述的热泵低温污泥干化处理系统，其特征在于:所述蒸发器的下方设有冷凝水排放口。
【文档编号】C02F11/12GK203487024SQ201320577012
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】曹姝文, 肖立全, 刘伟, 李政, 黄德智, 邝俊先 申请人:广州市环境保护工程设计院有限公司