处理污泥的方法和装置的制造方法_5

文档序号:9793781阅读:来源:国知局
8] 该装置310的内部由位于壳体312的上端的真空栗(但未示出)保持在低于大气压 的压力下。如在前面的实施方式中,真空栗设置为使得它从壳体312中抽取空气,并同时从 壳体312中抽取蒸发的水分。水分和空气由真空栗抽取,通过朝向壳体312的出口 316定位的 在壳体312中的开口330。如图3A和3D所示,两个导管366连接到所述开口,并配置为使得它 们从开口330变窄。因此,在使用中,空气(含蒸发的水分)速度从该开口330定位的位置到导 管366变得更窄的位置而增加。如前面实施方式的罩子,在该开口 330的低空气速度可有助 于限制由流过开口并进入导管的空气所夹杂的灰尘量(例如灰尘可从空气掉落)。
[0129] 从图3D明确可见,导管366设置为使得他们具有"牛角"构造。换句话说,每个导管 366包括接近出口316的各种取向的4个弯曲,是在沿着装置310向回引导和接合到单个导管 中(其又连接到冷凝器用于冷凝收集的水分)之前。这样的布置(即,路径的曲折度)可有助 于增加气流中湍流的存在,其反过来可有助于促进在抽取的空气中的水分凝结。
[0130] 螺旋输送器318的刮板设置为可变地间隔开(即,沿螺旋输送器318的长度)。与前 述实施方式相反,刮板在入口处比在出口处靠得更近,使得在操作时食品废物在出口 316比 在入口 314运送得更快。
[0131] 在钻井泥浆在壳体的下部中输送时,钻井泥浆的较慢运动基本上允许更多的热量 至钻井泥浆,以便将它的温度增加至沸点。一旦钻井泥浆(或包含在钻井泥浆的水分)达到 沸点并且水分从中蒸发,进一步加热钻井泥浆通常是不可取的。这是因为加热具有最少(或 没有)水分的钻井泥浆是浪费能量(即,降低了系统的效率)。其次,一旦钻井泥浆从壳体脱 落,变得太干燥的钻井泥浆可能难以处理并可能引起灰尘,这可能是健康和安全风险。
[0132] 壳体和螺旋输送器318是倾斜的,使得在使用中食品废物堆积364在螺旋输送器 318的各刮板和壳体312之间(即,刮板作为凹槽)。在任何一个时间,在各食品废物的堆积物 364和随后的刮板之间的壳体312下表面的一部分可以是暴露的368(即,食品废物不覆盖该 部分),其迅速地加热。然后当通过输送器318将钻井泥浆推到暴露部分368上面时,该暴露 部分368将热量传递到钻井泥浆。
[0133]入口314位于壳体312的下端。尽管没有示出,壳体312可设置为使得其下端浸没在 食品废物的凹槽、桶、容器等中。在这方面,入口 314可选择地是壳体312的开口端。可选择地 或附加地,入口 314设置为使得食品废物的至少一部分从输送器的轴喷射(例如通过使其通 过喷嘴)到壳体312中。图4示出了类似的实施方式,其中装置410包括几个喷嘴414形式的入 口。引导喷嘴414以便将污水从轴420喷入壳体412的内部。在污水进入壳体412中时,这可有 效增加污水的表面积,从而增加向污水中的水分的热传递及其蒸发。喷嘴412可设置为使得 污水喷入具有高的或最高的温度的壳体412的内部区域中。
[0134] 再次参照图3A至E示出的实施方式,图3E中示出了装置310的另一部分。这包括预 热罐形式的预热器360,钻井泥浆在进入壳体312之前通过该预热器360。该预热罐包括加热 线圈,虽然未详细示出,但其形成了包含来自蒸汽夹套324的冷凝液的冷凝回流管的一部 分。换言之,蒸汽夹套324中的蒸汽(由锅炉提供)经由预热罐360转移回锅炉中,这可提高该 装置的效率。在其它形式中,用于预热罐360的热量可通过附加的锅炉、燃烧器等来提供。
[0135] 现在参照图5A和5B,示出了该装置的进一步的实施方式。该装置510还包括连接到 壳体512的冷凝室形式的冷凝器540,其设置为使得蒸发的水分可在其中冷凝。这样的布置 可比前述的实施方式更简单,因此可适合于期望低成本(即,维护和制造成本)或熟练劳动 力不可用(即,操作复杂的机器)的情况。例如,它可适合于在发展中国家净化污染的饮用 水。
[0136] 螺旋输送器518延伸经过壳体512并进入冷凝室540。冷凝室540是罩子的形式,具 有比壳体512更大的横截面积。虽然在示出的实施方式中的冷凝室的壁570是大致平坦的, 但在其它实施方式中,该壁例如可以是弯曲的或波状的(其可促进更大的冷凝和/或流动)。
[0137] 蒸发的水分冷凝在冷凝室540的壁570上,然后由于重力从腔室的壁570向下流动。 这与上述的装置相反,从而水分通常在其从壳体512抽取后冷凝。该装置510还包括位于冷 凝室壁570的下端的冷凝液收集管538。从冷凝室540的壁570向下流动的冷凝液进入冷凝液 收集管538中并由其收集。到收集管538的入口通过保护壁572与螺旋输送器518分离,该保 护壁572位于螺旋输送器518的任一侧上。保护壁572防止污染的水进入管538中,例如由输 送器518的运动导致的污染的水的飞溅。
[0138] 在所示的形式中,冷凝液收集管538连接到集管554,使得来自所有管538的冷凝液 在集管554中结合为单流。一些由管538收集的冷凝液可用于补充锅炉(参照图6在下面更详 细地描述)。这可有助于提高系统的效率,并减少必须用于补充锅炉的水(即,系统外部)的 体积。
[0139] 在这种形式中,真空栗是鼓风机528的形式,并连接到集管554的端部。鼓风机528 配置为通过管538和集管554从冷凝室540排出空气,使得在冷凝室540中形成负压(即,低于 大气压)。该负压有助于降低污染水的沸点,因此减少了蒸发水所需的热量。与此同时,通过 鼓风机528的空气排放有利于冷凝液的流动。
[0140] 虽然在图中未示出,但该装置510可进一步包括瓣阀,其打开以允许空气进入冷凝 室540。这也可有助于调节冷凝室540中的压力,并且进入冷凝室540中的空气可冷却蒸发的 水分(即,水蒸气)。该冷却可促进蒸发水分的冷凝。
[0141] 螺旋输送器518的刮板在壳体512中比在冷凝室540中间隔的更紧密。在使用中,这 意味着当污染水在进入腔室512之前进行加热时,该污染水更慢地输送通过壳体512。
[0142] 在所示的形式中,螺旋输送器518和壳体512是倾斜的。如上所述,这有利于污染的 水快速蒸发,并且在这种情况下随着它进入冷凝室中,快速蒸发是特别普遍的。输送器的倾 斜导致装置510的下部(即,壳体512)浸没在污染的水中(即,当适当地配置时),并且气室位 于装置的较高部分(即冷凝室540)中,使得在其上表面发生水的快速蒸发。倾斜的角度也可 有助于从污染的水中分离或引出固体。
[0143] 现在参照图6,示意性地示出了用于处理钻井泥浆形式的污泥的方法。
[0144] 钻井泥浆源674例如可以是罐、管道、输送器等。在第一步骤中,泥浆674是由预热 器热交换器660来预热。在某些情况下,钻井泥浆674可在进入该过程之前与其它的钻井泥 浆(或其它类型的污泥)共混(即,混合)。这可以进行以调节钻井泥浆的稠度(或粘度),以确 保该过程的最佳运行。泥浆674的共混可保证其大致为均匀的。这可促进系统的最优化。当 钻井泥浆674例如是来源于罐时,钻井泥浆674可在罐中沉淀,使得存在垂直梯度粘度。因 此,可混合来自罐的适当下部和较高部分的泥浆674,以达到用于本文所述的装置和方法的 合适稠度。
[0145] 在此之后,预热的泥浆以离散堆积物的形式在斜面上以及壳体612中输送676。来 自蒸汽夹套626的热量678通过壳体612的壁间接加热未处理的泥浆。虽然在本实施方式中 描述了蒸汽夹套626,但可选择地,热量可通过其它装置例如电加热线圈、燃烧器、红外线灯 等传递。热量678将预热的泥浆中水分的温度提高至其沸点,使得水分蒸发680。可调节泥浆 的输送速度和蒸汽夹套的温度,以实现所希望的排出泥浆的粘度。如果从系统中排出的泥 浆太干,则可能产生大量的灰尘并存在健康和安全风险。另一方面,如果泥浆太湿,它可能 粘到表面上并存在维护和操作问题。
[0146]冷凝并收集682所述蒸发的水分680,使得它可从系统中除去。虽然未示出,但该方 法可进一步包括在(热)蒸发的水分680和来自钻井泥浆源674的(冷)钻井泥浆之间的热交 换,它可促进水分680的冷凝(并同时开始加热钻井泥浆674)。这样可提高该方法的效率。处 理过的泥浆684(即,水分从中移除的泥浆)从系统中排出并移除。
[0147]蒸发的水分680具有比钻井泥浆低的盐浓度。因此,冷凝和收集的水分682可适于 重复使用(例如灌溉水、冷却水、清洗水等)。同样地,如上所述,钻井泥浆中的添加物可通过 在该装置中的热量分解,从而使处理过的泥浆适于垃圾填埋场、与道路材料混合等。
[0148]部分真空维持在壳体612中,以降低包含在预热钻井泥浆中的水分的沸点。这减少 蒸发水分所需的热量678。部分真空由栗或鼓风机(未示出)维持。栗或鼓风机也便于已冷凝 的水682的流动。
[0149]蒸汽夹套626中的蒸汽由锅炉686提供。在使用中,一些水可能从蒸汽系统损失,并 且因此该系统将需要进行补充。为方便起见,一些冷凝液688再循环来补充锅炉686,而不是 被除去。这样可提高该方法的效率,降低其整体的用水需求。此外,当冷凝液进入锅炉686 时,冷凝液可以是热的(即,由该装置加热)。通常,添加的水将是外面温度/室温。冷凝液688 处于高温意味着它需要较少的能量将其返回到用于蒸汽夹套626的蒸汽。冷凝液688也是干 净的(即,大部分或全部的杂质留在钻井泥浆中),这意味着当在锅炉686中使用时,它也可 导致比其它水源更小的规模。这可减少维护成本。这可能是特别有益的,例如如果该方法用 于具有低的水资源可利用量的区域中。
[0150]在所示的形式中,来自锅炉686的蒸汽690通过热交换器626(除了传递给蒸汽夹套 的蒸汽690)以在预热阶段过程中加热678钻井泥浆。这可通过减少需要从蒸汽夹套626传递 到钻井泥浆以蒸发水分的热量678来提高该方法的效率。可选择地或附加地,废气可用来加 热在预热热交换器中的钻井泥浆。锅炉也可结合节热器,例如其使用锅炉的废气来预热重 新进入锅炉的冷凝液(来自蒸汽线路)。
[0151] 图7是示例现场平面布置图,包括多个装置710,其例如可以是在图1-5中所示的以 及上述的类型。单元710的排放可循环,从而提供了处理的钻井泥浆的连续流动(例如,由此 没有两个单元在同一时间停止)。换句话说,每个单元710可独立于其它单元710并异步地操 作。连接到每个单元710的是锅炉786,其向其相应的单元710提供蒸汽。废物(例如钻井泥 浆)从卡车卸载到废物接收罐791中。废物可以其它方式直接(例如通过管道)由周围池塘、 水坝等供给。然后,废物传递到(例如经由未示出的导管)混合罐792中,在那里混合以确保 在单元中使用的最佳稠度。单元710处理废物,由此水被抽取并传递到处理过的水罐793中。 处理的水排放到输送器794上,然后输送器794经由径向堆垛机796将处理的废物输送到废 物容器795中。然后,废物由卡车792收集,用作例如垃圾填埋场、矿山整治等。还提供了冷却 水罐797。冷却水可在单元710中使用,以促进蒸发的水分冷凝。如从上述说明和图7中清楚 可见,该现场平面和相应的过程是这样的,钻井泥浆可基本上连续处理(而不是如现有技术 中所提供的分批)。
[0152] 虽然在图中未示出,但该装置可通过控制单元形式的控制器来
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