污泥干燥系统的制作方法

本专利涉及污泥处理领域，具体涉及污泥干燥系统。

背景技术：

常规污泥的处理处置途径主要有填埋厌氧消化，焚烧，干燥堆肥或建材利用等方式。填埋厌氧消化占地面积大，运输距离远，加之国家环保标准的日益严格，其处置运输费用越来越高。污泥焚烧容易带来严重的尾气问题。污泥干燥堆肥或者建材利用则作为一种积极的、生产性的污泥处置方法，有着广阔的发展前景。传统的干燥技术及设备主要是通过燃烧燃料制造过热高温蒸汽，用蒸汽来加热干燥物料，存在热干燥耗能大，干燥经济性差，灵活性差，可靠度低，同时带来大量污染性气体。随着行业干燥技术的推动，目前污泥低温干燥技术因其稳定性好，污染性气体排放少，经济性相对较好等受到市场关注。

申请号为201120315729X的专利披露了一种污泥处理系统，它包括污泥干燥装置、污泥焚烧装置、用于将干燥后的污泥传送到所述污泥焚烧装置的第一传送机构、用于将所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气的高温传送到所述污泥干燥装置的第二传送机构，所述污泥干燥装置分别通过第一传送机构和第二传送机构与所述污泥焚烧装置相连接。该专利在污泥焚烧装置中进行干燥后的污泥焚烧，在烟气处理装置中对污泥燃烧后的烟气进行处理，处理后烟气的余热通过热交换器以及水环流供给干燥和焚烧用空气，该专利实现的热回收与再利用也仅仅在此。烟气处理装置的作用是对烟气进行净化或者固化，在净化或固化的过程中出现余热被浪费的情况。如果能实现余热的多级利用，就可以弥补了单一采用污泥低温干化设备带来的高电耗问题，尤其适用于电力增容较难的污泥处置改扩建项目。

技术实现要素：

为解决上述问题，本专利提供污泥干燥装置，它能将污泥焚烧后的烟气余热进行多级利用。

本专利的技术方案如下：

污泥干燥系统，包括：污泥传送装置、压气机、燃料供应器、燃烧器、燃气透平与发电机；燃烧器的入口并联所述污泥传送装置的出泥口、燃料供应器的出料口与压气机的空气出口，燃烧器的出口与燃气透平连接，所述燃料透平与发电机连接；还包括烟气型溴化锂热泵机组、冷凝热回收器、，冷凝供水管道、冷凝回水管道与热水供应环路，所述燃料透平与烟气型溴化锂热泵机组的进气口连接，烟气型溴化锂热泵机组的出气口连接冷凝热回收器的入气口，冷凝热回收器的出气口连接排气管；冷源供水管道连接冷凝热回收器的入水口，冷凝热回收器的出水口通过冷源回水管道连接烟气型溴化锂热泵机组的冷源回水口，烟气型溴化锂热泵机组的冷源出水口连接所述冷源供水管道； 烟气型溴化锂热泵机组的供热出水口和供热入水口分别连接热水供应环路，热水供应环路利用烟气型溴化锂热泵机组中的热量对污泥传送装置中的污泥进行干燥。

本专利通过污泥传送装置、压气机、燃料供应器、燃烧器产生高温烟气。其中，污泥传送装置用来传送干燥后的污泥，污泥是30%含水率干泥。压气机用来压缩空气，燃料供应器用来供应其他燃料。30%含水率干泥、其他燃料、压缩空气一起送入燃烧器中，产生高温烟气。高温烟气的作用之一是发电，高温烟气推动燃料透平做功，带动燃气发电机进行发电。 燃料透平除了连接发电机外，还连接了烟气型溴化锂热泵机组。燃气透平排放的高温烟气作为高温热源送入烟气型溴化锂热泵机组中，高温烟气经烟气型溴化锂热泵机组热回收利用后排放的中温烟气进入冷凝热回收器进行二次热回收利用，最终换热后的低温烟气经过处理后经过排气管排放到环境空气或者大气中。冷凝热回收器利用中温烟气对冷源供水进行加热，得到的冷源回水进入烟气型溴化锂热泵机组作为低温热源进行利用，最后形成的冷源供水再次回到冷凝热回收器进行换热，然后继续被烟气型溴化锂热泵机组作为低温热源循环利用。本专利使用的烟气型溴化锂热泵机组属于第一类增热型吸收式热泵。本专利采用吸收式热泵原理，高温烟气是作为驱动热源进入吸收式热泵的发生器，热量被吸收式热泵利用后排放的烟气温度降至150℃左右，150℃左右的中温烟气进入冷凝热回收器中与低品位冷源进行换热，低品位冷源品位低、浓度小、能量少，是不被人们重视的废热能源。中温烟气将低品位冷源温度由20℃升至25℃左右，然后进入吸收式热泵的蒸发器，被吸热后再次冷却循环利用，这个过程中由于冷源温度提高，使蒸发温度提高，吸收式热泵的性能会提高。同步运行整个循环过程中吸收式热泵的冷凝器放热制取75℃的热水供应于污泥干燥利用。该吸收式热泵供热性能系数可以达到2.5左右，能效更高。烟气型溴化锂热泵机组的供热出水口和供热入水口分别连接热水供应环路，热水供应环路利用烟气型溴化锂热泵机组制取的热水对污泥传送装置中的污泥进行干燥。干燥的方式可以是环流的热水也可以是热水产生的热风。最终干燥的污泥作为燃料再次被循环利用来发电和多级热回收进行湿泥干化。余热的多级利用包括：利用高温烟气在发电机中发电；高温烟气作为驱动热源在烟气型溴化锂热泵机组中参与制低温热水；高温烟气被利用后形成的中温烟气被冷凝换热器用来提高冷源供水的温度，提高了温度的冷源供水回到烟气型溴化锂热泵机组参与制低温热水。本专利提出一种对于区域性污泥进行干燥处置的系统，从能源端出发，通过多级利用，弥补了单一采用污泥低温干化设备带来的高电耗问题，尤其适用于电力增容较难的污泥处置改扩建项目。

进一步地，所述热水供应环路包括热水盘管、热水供水管道、热水回水管道，烟气型溴化锂热泵机组的供热出水口通过热水供水管道连接热水盘管的入水口，热水盘管的出水口通过热水回水管道连接烟气型溴化锂热泵机组的供热入水口。烟气型溴化锂热泵机组通过利用高温烟气和低品位冷源同步制取低温热水，低温热水为75℃。低温热水在热水盘管中循环流动，将环境空气加热得到干燥热风，换热后温度降低的热水回水被再次送入烟气型溴化锂热泵机组进行换热再次循环利用。干燥热风吹向污泥传送装置，用于干燥污泥传送装置中的污泥。

进一步地，包括冷源补水管路，第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门与第五阀门；冷源补水管路接入所述冷源供水管道中，冷源补水管路上设有第一阀门，冷源供水管道上设置第二阀门与第三阀门，第二阀门、第三阀门分别设置在冷源补水管路与冷源供水管道接口的前后；冷源回水管道上设置第四阀门；还包括一冷源旁通管道连通冷源回水管道与冷源供水管道，所述冷源旁通管道上设有第五阀门。低品位冷源补水通过低品位冷源补水管路进行补水。并且设置多个阀门，阀门用来控制流体的方向、压力、流量的装置，是使管道内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止并能控制其流量的装置。再增加一根冷源补水管路，用来给冷源供水管道补水。这是因为冷源供水一直在冷源热回收器与烟气型溴化锂热泵机组间循环，冷源供水进入冷源热回收器，再到从烟气型溴化锂热泵机组出来的过程，水量和温度都会发生变化。所以需要有一根冷源补水管道调控水量，主要是补充冷源供水。另外，一冷源旁通管道连通冷源回水管道与冷源供水管道，经冷凝热回收器换热的冷源供水和冷源回水通过冷源旁通管路上的第五阀门进行混水控制温度。

进一步地，包括第六阀门、第七阀门、第八阀门；所述热水供水管道上设置第六阀门，热水回水管道上设置第七阀门；还包括一热水旁路管道连通热水供水管道与热水回水管道，所述热水旁路管道上设置第八阀门。热水供应环路上设置多个阀门，阀门用来控制流体的方向、压力、流量的装置，是使管道内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止并能控制其流量的装置。其中，热水旁路管道上的第八阀门用来进行热水供水管道与热水回水管道的混水从而控制温度。

进一步地，还包括第九阀门，燃气透平通过第九阀门连接烟气型溴化锂热泵机组。第九阀门是使管道内的高温气体流动或停止并能控制其流量的装置。

进一步地，所述热水管盘设置与污泥传送装置均设置在污泥干化厂房中，所述污泥干化厂房包括污泥干燥区与换热区，所述污泥干燥区与换热区之间设有隔板，所述隔板上设有送风口与回风口，所述热水管盘设置在换热区，污泥传送装置设置在污泥干燥区。热水管盘设置与污泥传送装置设置在同一个空间，这个空间则可以选择在污泥干化厂房。在污泥干化厂房中，低温热水在热水盘管中循环流动，将换热区的环境空气加热得到干燥热风，该干燥热风从隔板上的送风口吹入污泥干燥区，干燥热风在污泥干燥区内干燥污泥传送装置中的污泥，干燥污泥后的干燥热风从隔板上的回风口又回到换热区，继续被热水盘管加热，如此形成风的循环。

进一步地，所述污泥干化厂房包括上层与下层，污泥干燥区与换热区位于下层，上层设置通风口，污泥干燥区通过通风口与上层连通，上层通过回风口与换热区连通，换热区通过送风口与污泥干燥区连通。污泥干化厂另开设一上层作为回风的路径。

进一步地，所述隔板中送风口开设在回风口下面。以下送上回的循环方式与污泥传送装置上的切条污泥进行换热，对切条污泥进行干燥。

进一步地，所述污泥传送装置为网链传输污泥装置，它包括上、下水平对应布置在机架上的网链传输带。

本专利的有益效果在于，本专利提出一种对于区域性污泥进行干燥处置的系统，从能源端出发，通过多级利用，弥补了单一采用污泥低温干化设备带来的高电耗问题，尤其适用于电力增容较难的污泥处置改扩建项目。实现污泥的可持续利用与能源的多级利用，节能性好。

附图说明

图1为本专利污泥干燥系统的结构示意图

图中包括污泥传送装置1、压气机2、燃料供应器3、燃烧器4、燃气透平5与发电机6、烟气型溴化锂热泵机组7、冷凝热回收器8、冷源供水管道9、冷源回水管道10、热水盘管11、热水供水管道12、热水回水管道13、冷源补水管路14，第一阀门15、第二阀门16、第三阀门17、第四阀门18与第五阀门19、冷源旁通管路20、第六阀门21、第七阀门22、第八阀门23、热水旁路管道24、第九阀门25、污泥干化厂房26、污泥干燥区27、换热区28、隔板29、送风口30、回风口31、上层32、通风孔33。

具体实施方式

以下结合附图对本专利进行进一步说明。

污泥干燥系统，如图1所示，包括：污泥传送装置1、压气机2、燃料供应器3、燃烧器4、燃气透平5与发电机6；燃烧器4的入口并联所述污泥传送装置1的出泥口、燃料供应器2的出料口与压气机3的空气出口，燃烧器4的出口与燃气透平5连接，所述燃料透平5与发电机6连接。

图1中包括烟气型溴化锂热泵机组7与冷凝热回收器8，所述燃料透平5也与烟气型溴化锂热泵机组7连接，烟气型溴化锂热泵机组7的出气口连接冷凝热回收器8的入气口，冷凝热回收器8的出气口连接排气管，排气管将气体排入环境空气。

图1包括所述烟气型溴化锂热泵机组7、冷凝热回收器8、冷源供水管道9与冷源回水管道10，所述烟气型溴化锂热泵机组7的出气口连接冷凝热回收器8的入气口，冷源供水管道9连接冷凝热回收器8的入水口，冷凝热回收器8的出水口通过冷源回水管道10连接烟气型溴化锂热泵机组7的冷源回水口，烟气型溴化锂热泵机组7的冷源出水口连接所述冷源供水管道9。

图1包括还热水供应环路，烟气型溴化锂热泵机组7的供热出水口和供热入水口分别连接热水供应环路，热水供应环路利用烟气型溴化锂热泵机组7中的热量对污泥传送装置中的污泥进行干燥。图1所示的实施例中，热水供应环路包括热水盘管11、热水盘管11、热水供水管道12，烟气型溴化锂热泵机组7的供热热水出水口通过热水供水管道12连接热水盘管11的入水口，热水盘管11的出水口通过热水回水管道13连接烟气型溴化锂热泵机组7的供热热水入水口；所述热水管盘11设置在污泥传送装置1所处的空间中，用于将污泥传送装置1的环境空气加热成干燥热风，所述干燥热风用于干燥污泥传送装置1中的污泥。

本专利通过污泥传送装置1、压气机2、燃料供应器3、燃烧器4产生高温烟气。其中，污泥传送装置1用来传送干燥后的污泥，污泥是30%含水率干泥。压气机2用来压缩空气，燃料供应器3用来供应其他燃料。30%含水率干泥、其他燃料、压缩空气一起送入燃烧器4中，产生高温烟气。高温烟气的作用之一是发电，高温烟气推动燃料透平5做功，带动燃气发电机6进行发电。 燃料透平5除了连接发电机6外，还连接了烟气型溴化锂热泵机组7。燃气透平5排放的高温烟气作为高温热源送入烟气型溴化锂热泵机组7中，高温烟气经烟气型溴化锂热泵机组7热回收利用后排放的中温烟气进入冷凝热回收器8进行二次热回收利用，最终换热后的低温烟气经过处理后排放到环境空气或者大气中。冷凝热回收器8利用中温烟气对冷源供水进行加热，得到的冷源回水进入烟气型溴化锂热泵机组7作为低温热源进行利用，最后形成的冷源供水再次回到冷凝热回收器8进行换热，然后继续被烟气型溴化锂热泵机组7作为低温热源循环利用。

本专利使用的烟气型溴化锂热泵机组7属于第一类增热型吸收式热泵。本专利采用吸收式热泵原理，高温烟气是作为驱动热源进入吸收式热泵的发生器，热量被吸收式热泵利用后排放的烟气温度降至150℃左右，150℃左右的中温烟气进入冷凝热回收器中与低品位冷源进行换热，低品位冷源品位低、浓度小、能量少，是不被人们重视的废热能源。中温烟气将低品位冷源温度由20℃升至25℃左右，然后进入吸收式热泵的蒸发器，被吸热后再次冷却循环利用，这个过程中由于冷源温度提高，使蒸发温度提高，吸收式热泵的性能会提高。同步运行整个循环过程中吸收式热泵的冷凝器放热制取75℃的热水供应于污泥干燥利用。该吸收式热泵供热性能系数可以达到2.5左右，能效更高。

本专利余热的多级利用包括：利用高温烟气在发电机中发电；高温烟气作为驱动热源在烟气型溴化锂热泵机组中参与制低温热水；高温烟气被利用后形成的中温烟气被冷凝换热器用来提高冷源供水的温度，提高了温度的冷源供水回到烟气型溴化锂热泵机组参与制低温热水。

在热水供应环路中，烟气型溴化锂热泵机组7通过利用高温烟气和低品位冷源同步制取低温热水，低温热水为75℃。低温热水在热水盘管11中循环流动，将环境空气加热得到干燥热风，换热后温度降低的热水回水被再次送入烟气型溴化锂热泵机组7进行换热再次循环利用。而热水盘管11和污泥传送装置1在同一空间中，干燥热风也会吹向污泥传送装置1，用于干燥污泥传送装置1中的污泥。最终干燥的污泥作为燃料再次被循环利用来发电和多级热回收进行湿泥干化。

优选地，还设置冷源补水管路14，第一阀门15、第二阀门16、第三阀门17、第四阀门18与第五阀门19；冷源补水管路14接入所述冷源供水管道9中，冷源补水管路14上设有第一阀门15，冷源供水管道9上设置第二阀门16与第三阀门17，第二阀门16、第三阀门17分别设置在冷源补水管路14与冷源供水管道9接口的前后；冷源回水管道10上设置第四阀门18；还包括一冷源旁通管道20连通冷源回水管道9与冷源供水管道10，所述冷源旁通管道20上设有第五阀门19。低品位冷源补水通过低品位冷源补水管路14进行补水。并且设置多个阀门，阀门用来控制流体的方向、压力、流量的装置，是使管道内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止并能控制其流量的装置。再增加一根冷源补水管路14，用来给冷源供水管道补水。这是因为冷源供水一直在冷源热回收器8与烟气型溴化锂热泵机组7间循环，冷源供水进入冷源热回收器8，再到从烟气型溴化锂热泵机组7出来的过程，水量和温度都会发生变化。所以需要有一根冷源补水管道14调控水量，主要是补充冷源供水。另外，一冷源旁通管道20连通冷源回水管道9与冷源供水管道10，经冷凝热回收器8换热的冷源供水和冷源回水通过冷源旁通管路20上的第五阀门19进行混水控制温度。

同样，热水供应环路上也设置多个阀门，阀门用来控制流体的方向、压力、流量的装置，是使管道内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止并能控制其流量的装置。热水供应环路上设置第六阀门21、第七阀门22、第八阀门23；所述热水供水管道12上设置第六阀门21，热水回水管道13上设置第七阀门22；还包括一热水旁路管道24连通热水供水管道12与热水回水管道13，所述热水旁路管道24上设置第八阀门23。其中，热水旁路管道24上的第八阀门23用来进行热水供水管道12与热水回水管道13的混水从而控制温度。

燃气透平5通过第九阀门25连接烟气型溴化锂热泵机组7。第九阀门25是使管道内的高温气体流动或停止并能控制其流量的装置。

如图1所示，所述热水管盘11设置与污泥传送装置1均设置在污泥干化厂房26中，所述污泥干化厂房26包括污泥干燥区27与换热区28，所述污泥干燥区27与换热区28之间设有隔板29，所述隔板29上设有送风口30与回风口31，所述热水管盘11设置在换热区28，污泥传送装置1设置在污泥干燥区27。图中所示，换热区也是一个由隔板29隔开的竖直夹道。

热水管盘11设置与污泥传送装置1设置在同一个空间，这个空间则可以选择在污泥干化厂房26。在污泥干化厂房26中，低温热水在热水盘管11中循环流动，将换热区28的环境空气加热得到干燥热风，该干燥热风从隔板29上的送风口30吹入污泥干燥区27，干燥热风在污泥干燥区27内干燥污泥传送装置1中的污泥，干燥污泥后的干燥热风从隔板29上的回风口31又回到换热区28，继续被热水盘管11加热，如此形成风的循环。

优选地，所述污泥干化厂房26包括上层32与下层，所述下层包括污泥干燥区27与换热区28，上层33设置通风口33，污泥干燥区27通过通风口33与上层33连通，上层33通过回风口31与换热区28连通，换热区28通过送风口30与污泥干燥区连通。污泥干化厂另开设一上层32作为风的路径。优选地，所述隔板30中送风口30开设在回风口31下面。以下送上回的循环方式与污泥传送装置1上的切条污泥进行换热，对切条污泥进行干燥。污泥干化厂房26底部流动着干燥循环送风，干燥循环送风向上流动，向上流动的过程中干燥污泥，接着上层32流动着干燥循环回风，干燥循环回风再回到换热区28。本专利使用的污泥传送装置1是网链传输污泥装置，它包括上、下水平对应布置在机架上的网链传输带。

本专利提出一种对于区域性污泥进行干燥处置的系统，从能源端出发，通过多级利用，弥补了单一采用污泥低温干化设备带来的高电耗问题，尤其适用于电力增容较难的污泥处置改扩建项目。