一种低温非返混式多层圆盘干燥系统的制作方法

本发明涉及干燥设备的技术领域，尤其是涉及一种低温非返混式多层圆盘干燥系统。

背景技术：

近年来国家先后发布了“气十条”“水十条”，以及新的《水污染防治法》均明确了污泥必须经过处理、处置，达到国家标准及登记要求。预计到2020年每年产生约6000万吨含水率80%的污泥，“水十条”要求地级及以上城市实行无害化和资源化处理，2020年底处理率达到90%以上，给污泥处理技术和产业发展带来了前所未有的挑战和发展机遇。随着我国污泥产量的增多，如何选择先进适用的创新技术工艺，落实“水十条”政策规定，满足无害化、减量化、稳定化、资源化的处理、处置的技术要求，避免环境的二次污染，成为环境治理中亟待解决的问题。

污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成的非均质体，它很难通过沉降进行彻底的固液分离。污水处理产生的污泥是典型的有机污泥，其特性是有机含量高（60%-80％），颗粒细（0.02－0.2mm），密度小（1002-1003kg/m3），呈胶体结构，是一种亲水性污泥，容易管道输送，但脱水性能差。随着污泥水分的减少，污泥从纯液状流动到粘滞状、塑性状、半干固体状直到纯固体状这一过程进行变化。通常浓缩可将含水率降到（含水状态）85％以下，含水率在70%-75％时，污泥呈柔软状态，不易流动。一般脱水下，含水率只可降到60％-65％，此时几乎成为固体。含水率低到35％-40%时，成聚散状态（以上是半干化状态），进一步低到10%－15%则粉末状。

污泥传统的处理处置方式：1、农用：浓缩污泥：含水率太高(一般为92%～96%),造成运输困难、运输量大；脱水泥饼：分散困难需借助机械设备支持田间操作,使该技术在实际应用中存在较多的困难。2、填埋：脱水泥饼含水率较高(一般为70%～85%),土力学性质差,需混入大量泥土,从而导致土地的容积利用系数明显降低。3、直接焚烧：脱水泥饼直接焚烧,因其含固率低不能维持过程的自燃进行,需加入辅助燃料,使处理成本明显增加,难以承受。4、制建材：脱水污泥制建材掺入量小，热耗高，不经济。

综合分析上述污泥处理、处置技术系统在实际应用中所遇到的困难,不难看出传统的处理方式污泥的含水率过高。因此,降低污泥含水率是解决目前在污泥处理所遇到问题的关键。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种低温非返混式多层圆盘干燥系统，以降低处理后污泥的含水率。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低温非返混式多层圆盘干燥系统，包括，干燥系统，用于通过非返混式多层圆盘干燥机对物料进行干化；真空冷凝系统，用以保证干燥系统在低温下蒸发物料，以及保证物料表面湿分蒸汽分压高于外部空间的湿分蒸汽分压；尾部臭气处理系统，用以对真空冷凝系统中不凝结气体进行酸碱反应及氧化反应，以消除有害气体后进行排放。

通过采用上述技术方案，一方面，设置的干燥系统能够通过非返混式的多层圆盘干燥机对湿物料进行干化，使得在对湿物料进行干化时可直接进行干化操作，无需采用返混法（在对湿物料进行干化时需加入干物料共同加入干燥机中进行干化），这样同时也节省了热能和电能的损失，而且采用多层圆盘干燥机由于加热圆盘上物料层较薄、展开面积大、空间流通性好、湿分蒸汽分压小，因此使其具有传热效率高、干燥速率大的优势；另一方面，在干燥系统后还连接有真空冷凝系统，保证了干燥系统在低温下蒸发物料，以及保证物料表面湿分蒸汽分压高于外部空间的湿分蒸汽分压；另外衔接尾部臭气处理系统，用以对真空冷凝系统中不凝结气体进行酸碱反应及氧化反应，以消除有害气体后进行排放，以避免对周边环境产生影响。

本发明进一步设置为：所述干燥系统包括设备壳体、安装于设备壳体内部的回转筒体框架、多层固定于回转筒体框架外壁的空心加热盘、与空心加热盘相配合的空间物料翻刮平移器、密封安装于设备壳体出料口的出料密封绞龙、用于带动空间物料翻刮平移器翻刮并回位的驱动组件以及用于驱动回转筒体框架转动的旋转驱动机构，在设备壳体上端密封安装有物料传输装置。

通过采用上述技术方案，在工作过程中，物料经过物料传输装置均匀地平铺在第一层的空心加热盘上，每当回转筒体框架旋转一定角度，同时带动空心加热盘旋转同样的角度，则空间物料翻刮平移器以较回转筒体框架更快的速度将物料翻刮并平铺至下一层空心加热盘上，从而通过多层空心加热盘的反复加热，以及各层空间物料翻刮平移器的反复翻刮，从而达到干化要求。

本发明进一步设置为：所述空间物料翻刮平移器包括两个传动辊、卷绕在两个传动辊上的同步中转输送带、竖直滑移连接于设备壳体的固定齿条以及固定于传动辊的止逆齿轮，所述止逆齿轮固定于靠近回转筒体框架的传动辊上，所述止逆齿轮与固定齿条相啮合，所述同步中转输送带下方安装有平移刮板。

通过采用上述技术方案，在工作过程中，每当回转筒体框架旋转一定角度，则空间物料翻刮平移器以较回转筒体框架更快的速度由驱动组件驱动向外平移，其中同步中转输送带通过止逆齿轮经固定齿条，以相同的速度向内转动，使当前空心加热盘上且平移刮板下的物料向外翻刮落到下层同步中转输送带上，而当前同步中转输送带上的物料则无缝衔接地填补在当前腾出空间的空心加热盘上，全部物料替换完成为一个过程；当回转筒体框架再转动同样的角度，空间物料翻刮平移器在dcs控制器控制下快速进入下一个过程；而期间空间物料翻刮平移器向内移动与向外移动不同的是：同步中转输送带由于止逆齿轮的作用，同步中转输送带在向内移动时不转动，而向外移动时转动；另外向内移动时，驱动组件驱动空间物料翻刮平移器提升，保证平移刮板不与物料接触，向外移动时驱动组件驱动空间物料翻刮平移器下压，使平移刮板与空心加热盘接触，保证物料置换及空心加热盘不板结。

本发明进一步设置为：所述平移刮板包括平行于同步中转输送带的底板、多个贯穿并滑移连接在底板的刮刀和固定于刮刀上端的刮板升降杆，所述刮刀穿出底板一端指向远离回转筒体框架一侧，所述刮板升降杆固定于刮刀朝向底板一侧，多个所述刮刀沿底板长度方向并排设置。

通过采用上述技术方案，设置的刮刀能够更好的对空心加热盘上的物料进行翻刮，且多个并列设置的刮刀将物料很好的进行了均分，使得翻刮到下一层的物料分布更加均匀。

本发明进一步设置为：还包括用于对平移刮板底部进行清扫的平移刮板清扫器，所述平移刮板清扫器包括两个平行且并列设置的刮板提升轨道以及异面垂直于刮板提升轨道的刮料钢丝，所述刮料钢丝两端分别固定于对应的刮板提升轨道上。

通过采用上述技术方案，刮料钢丝与刮板提升轨道底面的垂直距离大于刮刀的垂直投影高度，当在平移刮板即将走出空心加热盘时，刮板升降杆两端行走上刮板提升轨道，把与刮刀固定在一起的刮板升降杆向上远离底板，即把刮刀下端向上收起至底板内，从而刮料钢丝无障碍地把粘结在底板底面上的物料均匀地刮到下层的同步中转输送带上。

本发明进一步设置为：所述空间物料翻刮平移器朝向回转筒体框架一端还设置有平整压轮组件，所述平整压轮组件包括平整压轮和反向驱动部件。

通过采用上述技术方案，当空间物料翻刮平移器向外平移，当前同步中转输送带由于止逆齿轮进行着顺时针转动，从而将物料无缝衔接地填补在当前腾出空间的空心加热盘上，而此时平整压轮由于反向驱动部件的驱动进行逆时针的转动，从而将同步中转输送带上转运下来的物料在空心加热盘上平整压实，提高物料的展开面积和热传导率。

本发明进一步设置为：所述平整压轮设置有压轮清扫器。

通过采用上述技术方案，设置压轮清扫器，以防止平整压轮上有物料粘结，而避免对物料的平整压实产生影响。

本发明进一步设置为：所述真空冷凝系统包括与设备壳体相连通的冷凝器以及与冷凝器相连通的射水抽气机构，冷凝器出水口还设置有凝结水泵。

通过采用上述技术方案，通过采用循环冷却水在冷凝器的铜管内循环，吸收干燥系统内产生的排汽，建立并维持设备壳体内高度真空，而在冷凝器内冷凝下来的凝结水则由凝结水泵不间断地抽吸升压后送到用户端反渗透处理后再利用；由于物料干化过程中伴随着不凝结气体逸出，影响系统的真空度和换热效率，采用射水抽气机构以维持设备壳体内真空，并及时抽出不凝结气体。

本发明进一步设置为：所述射水抽气机构包括射水器、射水箱以及射水泵，所述射水泵连通射水箱与射水器的进水口，所述射水器的出水口连通射水箱，所述射水器的进气口连通冷凝器，所述射水箱连接尾部臭气处理系统。

通过采用上述技术方案，通过射水器产生较大的压强差，使得冷凝器中的不凝结气体被吸入射水器中，并随着水进入射水箱中，极大地解决了后续的臭气处理问题。

本发明进一步设置为：所述尾部臭气处理系统包括若干串联的酸碱洗涤塔、与酸碱洗涤塔相连接的除臭器、安装在除臭器出气口的抽风机以及与抽风机连通的烟囱。

通过采用上述技术方案，射水抽气机构排出的不凝结气体属于恶臭气体，成分主要由硫化氢、氨气、醇类等气体组成，如直接排放将会影响周围住户的身心健康，射水抽气机构排出的恶臭气进入酸碱洗涤塔内自动进行中和，且臭气中的粉尘颗粒物也能通过酸碱洗涤塔沉淀下来，然后进入除臭器氧化反应进行矿化（除臭器优选臭氧作为高级氧化剂），净化后的气体由抽风机引入烟囱高空排放，极大的解决了不凝结气体对周边环境的影响。

综上所述，本发明的有益技术效果为：采用空间物料翻刮平移器解决了传统处理糊状高黏结物料必须采用返混的工艺缺陷，更大程度的发挥多层圆盘干燥机具有的产品连续机械输送、传热效率高、干燥速率大、占地小、污染少、安全可靠、管理方便等优势。

附图说明

图1是本发明的干燥系统的整体结构示意图；

图2是干燥系统的内部结构剖视图；

图3是空间物料翻刮平移器的整体结构示意图；

图4是平整压轮组件的结构示意图；

图5是驱动组件的结构示意图；

图6是旋转驱动机构的结构示意图；

图7是真空冷凝系统和尾部臭气处理系统的系统示意图。

图中，0、设备壳体；1、空间物料翻刮平移器；101、固定齿条；102、止逆齿轮；105、传动辊；103、同步中转输送带；104、平移刮板；1041、底板；1042、刮刀；1043、刮板升降杆；107、平整压轮组件；1071、平整压轮；1072、反向驱动部件；1073、皮带轮；1074、皮带；1075、驱动齿轮；1076、同步齿轮；108、压轮清扫器；109、平移刮板清扫器；1091、刮板提升轨道；1092、刮料钢丝；1093、斜道；2、驱动组件；201、液压推杆；202、斜板；203、支杆；204、主杆；205、上端滑辊；206、下端滑辊；3、物料传输装置；31、进料斗；32、进料密封绞龙；4、旋转驱动机构；41、电机；42、回转齿轮；43、环形齿条；44、滚动托轮；45、调心挡轮；5、出料密封绞龙；6、回转筒体框架；7、空心加热盘；8、冷载体旋转接头；9、热载体旋转接头；10、热载体管道；11、冷载体管道；13、冷凝器；14、凝结水泵；15、射水器；16、射水箱；17、射水泵；18、酸碱洗涤塔；19、除臭器；20、抽风机；21、烟囱；22、固定杆；23、延伸杆；30、干燥系统；40、真空冷凝系统；50、尾部臭气处理系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1、图7，为本发明公开的一种低温非返混式多层圆盘干燥系统，包括干燥系统30，用于通过非返混式多层圆盘干燥机对物料进行干化；真空冷凝系统40，用以保证干燥系统30在低温下蒸发物料，以及保证物料表面湿分蒸汽分压远远高于外部空间的湿分蒸汽分压；尾部臭气处理系统50，用以对真空冷凝系统40中不凝结气体进行酸碱反应及氧化反应，以消除有害气体后进行排放。

污泥干燥过程状态变化：污泥烘干的一大特点，随着干燥过程的进行，污泥会进入一个胶状阶段，也称之为所谓的“粘稠阶段”，至此阶段，污泥干物质含量为45-65%；这时，污泥会粘在干燥机的壁上，从而导致干化效率的降低，甚至损坏设备；通过相应的技术措施和设计可以解决这个问题，目前被普遍采用的一种方法是所谓的返混法：就是将机械脱水后的污泥(干物质20—35%)和已全干化的污泥(干物质90—95%)相混合，使进入干燥机的污泥干物质达到65—75%，这样还可以使进泥颗粒化、结构化。

而本实施例的优势在于：一方面，设置的干燥系统30能够通过非返混式的多层圆盘干燥机对湿物料进行干化，使得在对湿物料进行干化时可直接进行干化操作，无需采用返混法（在对湿物料进行干化时需加入干物料共同加入干燥机中进行干化），这样同时也节省了热能和电能的损失，而且采用多层圆盘干燥机由于加热圆盘上物料层较薄、展开面积大、空间流通性好、湿分蒸汽分压小，因此使其具有传热效率高、干燥速率大的优势；另一方面，在干燥系统30后还连接有真空冷凝系统40，保证了干燥系统30在低温下蒸发物料，以及保证物料表面湿分蒸汽分压高于外部空间的湿分蒸汽分压；另外衔接尾部臭气处理系统50，用以对真空冷凝系统40中不凝结气体进行酸碱反应及氧化反应，以消除有害气体后进行排放，以避免对周边环境产生影响。

参照图1、图2、图3、图5，干燥系统30包括设备壳体0、安装于设备壳体0内部的回转筒体框架6、多层用于平铺并干燥物料的空心加热盘7、与空心加热盘7相配合的空间物料翻刮平移器1、密封安装于设备壳体0出料口的出料密封绞龙5、用于带动空间物料翻刮平移器1翻刮并回位的驱动组件2以及用于驱动回转筒体框架6转动的旋转驱动机构4，在设备壳体0上端密封安装有物料传输装置3，且物料传输装置3的出料口位于空心加热盘7旋转方向的空间物料翻刮平移器1的后方，物料经过物料传输装置3均匀地平铺在第一层的空心加热盘7上，物料在空心加热盘7转动一圈后由空间物料翻刮平移器1翻刮并平铺至下一层空心加热盘7上，每层的空心加热盘7进水口和出水口均分别连接有热载体管道10和冷载体管道11，热载体管道10通过热载体旋转接头9与外部管道连接，冷载体管道11通过冷载体旋转接头8与外部管道连接；空心加热盘7按一定的间距固定在回转筒体框架6上，呈水平置放；热载体管道10的母管安装于回转筒体框架6旋转中心，冷载体管道11的母管也安装于回转筒体框架6旋转中心；其中，物料传输装置3包括进料密封绞龙32和固定在进料密封绞龙32进料口的进料斗31，进料密封绞龙32的出料口焊接固定在设备壳体0上。在工作过程中，每当回转筒体框架6旋转一定角度，则空间物料翻刮平移器1以较回转筒体框架6更快的速度将物料翻刮并平铺至下一层空心加热盘7上，从而通过多层空心加热盘7的反复加热，以及各层空间物料翻刮平移器1的反复翻刮，从而达到干化要求。

参照图2、图3、图5，每层的空间物料翻刮平移器1在同一垂直面上连成一体，由驱动组件2控制进退。空间物料翻刮平移器1包括两个传动辊105、卷绕在两个传动辊105上的同步中转输送带103、竖直滑移连接于设备壳体0的固定齿条101以及固定于传动辊105的止逆齿轮102，止逆齿轮102固定于靠近回转筒体框架6的传动辊105上，止逆齿轮102与固定齿条101相啮合，固定齿条101通过滑块滑移连接在设备壳体0开设的竖直滑槽内，且竖直滑槽内固定有压簧，压簧一端固定在滑槽上端，另一端固定在固定齿条101的滑块上（图中未视出），从而使得固定齿条101能够随着空间物料翻刮平移器1整体的升降而上下移动，同步中转输送带103下方安装有平移刮板104，平移刮板104固定于传动辊105的安装板（图中未标示）上。在工作过程中，每当回转筒体框架6旋转一定角度，则空间物料翻刮平移器1以较回转筒体框架6更快的速度由驱动组件2驱动向外平移，其中同步中转输送带103通过止逆齿轮102经固定齿条101，以相同的速度向内转动，使当前空心加热盘7上且平移刮板104下的物料向外翻刮落到下层同步中转输送带103上，而当前同步中转输送带103上的物料则无缝衔接地填补在当前腾出空间的空心加热盘7上，全部物料替换完成为一个过程；当回转筒体框架6再转动同样的角度，空间物料翻刮平移器1在dcs控制器（图中未视出）控制下快速进入下一个过程；而期间空间物料翻刮平移器1向内移动与向外移动不同的是：同步中转输送带103由于止逆齿轮102的作用，同步中转输送带103在向内移动时不转动，而向外移动时转动；另外向内移动时，驱动组件2驱动空间物料翻刮平移器1提升，保证平移刮板104不与物料接触，向外移动时驱动组件2驱动空间物料翻刮平移器1下压，使平移刮板104与空心加热盘7接触，保证物料置换及空心加热盘7不板结。

参照图2、图3，平移刮板104包括平行于同步中转输送带103的底板1041、多个贯穿并滑移连接在底板1041的刮刀1042、固定于刮刀1042上端的刮板升降杆1043，底板1041通过固定钢板固定在传动辊105的安装板（图中未标示）上，刮刀1042穿出底板1041一端指向远离回转筒体框架6一侧，刮板升降杆1043固定于刮刀1042朝向底板1041一侧，多个刮刀（1042）沿底板（1041）长度方向并排设置，刮板升降杆1043的长度大于底板1041的宽度。设置的刮刀1042能够更好的对空心加热盘7上的物料进行翻刮，且多个并列设置的刮刀1042能够将物料很好的进行了均分，使得翻刮到下一层的物料分布更加均匀。

参照图2、图3，还包括用于对平移刮板104底部进行清扫的平移刮板清扫器109，平移刮板清扫器109包括两个平行且并列设置的刮板提升轨道1091以及异面垂直于刮板提升轨道1091的刮料钢丝1092，两个刮板提升轨道1091的间距小于刮板升降杆1043的长度，刮料钢丝1092两端分别通过固定钢丝固定于对应的刮板提升轨道1091上，刮料钢丝1092与刮板提升轨道1091底面的垂直距离大于刮刀1042的垂直投影高度，刮板提升轨道1091朝向转筒体框架6一侧设置有便于刮板升降杆1043提升的斜道1093。当在平移刮板104即将走出空心加热盘7时，刮板升降杆1043两端通过斜道1093行走上刮板提升轨道1091，把与刮刀1042固定在一起的刮板升降杆1043向上远离底板1041，即把刮刀1042下端向上收起至底板1041内，便于刮料钢丝1092无障碍地把粘结在底板1041底面上的物料均匀地刮到下层的同步中转输送带103上。

另外，参照图2、图3、图4，空间物料翻刮平移器1朝向回转筒体框架6一端还设置有平整压轮组件107，平整压轮组件107包括平整压轮1071和反向驱动部件1072，反向驱动部件1072包括皮带轮1073、卷绕在皮带轮1073与传动辊105之间的皮带1074、与皮带轮1073同轴连接的驱动齿轮1075以及与平整压轮1071同轴连接的同步齿轮1076，驱动齿轮1075与同步齿轮1076相啮合；其中，平整压轮1071两端通过固定杆22转动连接在传动辊105两端轴线处；当空间物料翻刮平移器1向外平移，当前同步中转输送带103由于止逆齿轮102进行着顺时针转动，从而将物料无缝衔接地填补在当前腾出空间的空心加热盘7上，而此时平整压轮1071由于反向驱动部件1072的驱动进行逆时针的转动，从而将同步中转输送带103上转运下来的物料在空心加热盘7上平整压实，提高物料的展开面积和热传导率。

同时，参照图4，平整压轮1071设置有压轮清扫器108，压轮清扫器108为与平整压轮1071相配合的弧形板，在平整压轮1071两端分别延伸出一延伸杆23，压轮清扫器108一端贴合于平整压轮1071上，另一端转动连接于延伸杆23上，并在转动连接处设置有扭簧（图中未视出）；从而防止平整压轮1071上有物料粘结。

随着物料在多层空心加热盘7上层层转运加热干化，最终干物料以需求的全干化状态从出料密封绞龙5排出。

参照图3、图5，驱动组件2包括液压推杆201、固定于液压推杆201自由端的斜板202、用于连接多层空间物料翻刮平移器1的支杆203、呈竖直状态并连接支杆203的主杆204和固定在主杆204上的上端滑辊205以及下端滑辊206，上端滑辊205和下端滑辊206分别位于斜板202的上端面与下端面，斜板202与液压推杆201上端面呈锐角设置；当空间物料翻刮平移器1向内移动时，与液压推杆201自由端固定的斜板202顶着上端滑辊205向上推动，随即主杆204整体也就带动多层的空间物料翻刮平移器1提升起来，保证在向内移动时不与物料接触；当空间物料翻刮平移器1向外移动时，与液压推杆201自由端固定的斜板202压着下端滑辊206向下推动，随即主杆204整体也就带动多层的空间物料翻刮平移器1下压，使平移刮板104与空心加热盘7接触，保证物料置换及空心加热盘7不板结。

参照图6，旋转驱动机构4包括电机41、固定在电机41输出轴上的回转齿轮42、固定在回转筒体框架6底+部的环形齿条43以及多个安装在回转筒体框架6底部的滚动托轮44，回转齿轮42与环形齿条43相啮合，多个滚动托轮44绕回转筒体框架6的转动中心均匀设置；从而通过电机41驱动来带动整个回转筒体框架6缓慢转动。同时还在回转筒体框架6底部还安装有调心挡轮45，以防止回转筒体框架6转动过程中发生转动偏移。

参照图7，真空冷凝系统40包括与设备壳体0相连通的冷凝器13以及与冷凝器13相连通的射水抽气机构，冷凝器13出水口还设置有凝结水泵14，通过采用循环冷却水在冷凝器13的铜管内循环，吸收干燥系统30内产生的排汽，建立并维持设备壳体0内高度真空，而在冷凝器13内冷凝下来的凝结水则由凝结水泵14不间断地抽吸升压后送到用户端反渗透处理后再利用；由于物料干化过程中伴随着不凝结气体逸出，影响系统的真空度和换热效率，采用射水抽气机构以维持设备壳体0内真空，并及时抽出不凝结气体。

参照图7，射水抽气机构包括射水器15、射水箱16以及射水泵17，射水泵17连通射水箱16与射水器15的进水口，射水器15的出水口连通射水箱16，射水器15的进气口连通冷凝器13，射水箱16连接尾部臭气处理系统50。通过射水器15产生较大的压强差，使得冷凝器13中的不凝结气体被吸入射水器15中，并随着水进入射水箱16中，极大地解决了后续的臭气处理问题。

参照图7，尾部臭气处理系统50包括若干串联的酸碱洗涤塔18、与酸碱洗涤塔18相连接的除臭器19、安装在除臭器19出气口的抽风机20以及与抽风机20连通的烟囱21；射水抽气机构排出的不凝结气体属于恶臭气体，成分主要由硫化氢、氨气、醇类等气体组成，如直接排放将会影响周围住户的身心健康，射水抽气机构排出的恶臭气进入酸碱洗涤塔18内自动进行中和，且臭气中的粉尘颗粒物也能通过酸碱洗涤塔18沉淀下来，然后进入除臭器19氧化反应进行矿化（除臭器19优选臭氧作为高级氧化剂），净化后的气体由抽风机20引入烟囱21高空排放，极大的解决了不凝结气体对周边环境产生的影响。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。