废物减量方法及干化装置与流程

本发明涉及废物处理技术领域，特别涉及一种废物减量方法及干化装置。

背景技术：

污泥处置是指经处理后的污泥或污泥产品以自然或人工的方式使其能达到长期稳定并对生态环境无不良影响的最终消纳方式。不同性质的污泥有不同的处置方式，主要包括土地利用、卫生填埋、焚烧、湿式氧化、气化、建筑材料利用等。随着环保要求越来越严格，油泥可选的处置方式越来越少，焚烧是现今油泥处置的主要方式。

焚烧一般需要较高的温度，污泥含水率越高，热值就越低，焚烧过程中需要耗费大量的能量来加热水分，从而导致能耗和成本增大。因此焚烧前还会对油泥进行干化。常见的污泥干化包括热干化、太阳能干化、生物干化等，目前应用最广泛、最成熟的是热干化技术。但由于工业污泥存在较多的废油、漆渣、金属废渣等废料，现有的热干化技术难以实现有效的固液分离，干化效率较低。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种废物减量方法及干化装置，能够有效提高干化效率，实现更彻底的固液分离。

根据本发明的第一方面实施例的一种废物减量方法，包括以下步骤：

收集废物；

将所述废物送入并平铺于所述真空环境中；

在所述真空环境中加热所述废物，以蒸发所述废物中的液体；

收集经加热烘干的所述废物，并通过冷凝方式回收所述液体。

根据本发明实施例的废物减量方法，至少具有如下有益效果：

将废物送入真空环境中进行加热，且废物平铺在真空环境中，这样能够增大蒸发面积，有利于提高烘干效率，在真空环境下，废物中液体的沸点会降低，混合了油或其它高沸点溶剂等的液体在常压下需要100℃以上才能使液态组分沸腾蒸发，而真空环境沸点明显降低，废物中的液体在60℃左右就开始沸腾蒸发，进一步提高干化效率；真空环境下的干化与常压环境下的干化相比，在同等温度下可以蒸发出油脂类等高沸点物质，并且通过冷凝方式回收蒸发的液体，实现更彻底的固液分离，使废物从重量上得到较大的减量，大大节省处理费用，且热值得到提升，便于后期进行焚烧处理。

根据本发明的一些实施例，所述将所述废物送入并平铺于所述真空环境中的步骤，包括：

采用泵吸方式或螺旋挤压方式将所述废物送入所述真空环境中；

然后将所述废物平铺在所述真空环境内的平面上。

根据本发明的一些实施例，所述废物被送入所述真空环境前经过均质处理。

根据本发明的一些实施例，所述废物平铺于所述真空环境内的厚度为0.5cm至5cm。

根据本发明的一些实施例，所述在所述真空环境中加热所述废物的加热温度为80℃至180℃。

根据本发明的一些实施例，所述真空环境的真空度为-0.05mpa至-0.1mpa。

根据本发明的第二方面实施例的一种干化装置，包括：

进料机构，用于将废物送入烘干机构；

烘干机构，内置有真空腔体，所述真空腔体内设有加热器；

出料机构，用于收集经加热烘干的所述废物；

冷凝机构，用于回收所述废物中加热蒸发的液体。

根据本发明的一些实施例，所述进料机构包括用于将所述废物平铺于所述真空腔体内的铺料装置。

根据本发明的一些实施例，所述真空腔体内设有至少一层输送带，所述铺料装置与所述输送带对应，以将所述废物平铺于所述输送带上。

根据本发明的一些实施例，所述进料机构还包括固液搅拌器，所述固液搅拌器与所述铺料装置连接。

根据本发明实施例的干化装置，至少具有如下有益效果：

该干化装置通过进料机构将废物送入烘干机构中进行加热，加热过程在真空腔体内完成，即在真空环境下对废物进行加热，使废物中混合了油或其它高沸点溶剂等的液体的沸点降低，在常压下需要100℃以上才能使废物中液态组分沸腾蒸发，而真空环境下，废物的液体在60℃左右就开始沸腾蒸发，明显提高干化效率；真空环境下的干化与常压环境下的干化相比，在同等温度下可以蒸发出油脂类等高沸点物质，并且通过冷凝方式回收蒸发的液体，实现更彻底的固液分离，使废物从重量上得到较大的减量，大大节省处理费用，且热值得到提升，便于后期进行焚烧处理。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施例的废物减量方法的流程图；

图2为本发明另一实施例的废物减量方法的流程图；

图3为本发明一实施例的干化装置的整体示意图；

图4为本发明一实施例的干化装置中烘干机构的内部示意图；

图5为图4中a处放大结构示意图；

图6为本发明一实施例的干化装置中支架与输送带的结构示意图；

图7为本发明一实施例的干化装置中固液搅拌器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明实施例提供的废物减量方法，包括以下步骤：

步骤s100，收集废物；

步骤s200，将废物送入并平铺于真空环境中；

步骤s300，在真空环境中加热废物，以蒸发废物中的液体；

步骤s400，收集经加热烘干的废物，并通过冷凝方式回收液体。

实施例的废物减量方法适用于处理的废物包括有机废物、无机废物或有机无机混合的废物，有机废物包括油泥、漆渣、含油铁渣、废胶水等物质；无机废物包括电镀污泥、金属废渣等；有机无机混合的废物包括用石灰沉淀的生活污泥等，实施例的废物不限于固体或流体，常见的需要干化的废物为含有各种废水、废油等杂质的污泥。

利用容器或沉池将需要干化的废物收集起来，然后将收集的废物送入真空环境中，并且将废物平铺在真空环境内，该真空环境可理解为依靠真空装置形成真空状态的环境。以污泥处理为例，将污泥铺在真空环境中，然后进行加热，平铺的污泥的蒸发面积大，更容易烘干。由于在真空环境下，污泥中混合的废油或其它高沸点溶剂等的液体的沸点会降低，这些污泥中的液体在常压下需要100℃以上才能使液态组分沸腾蒸发，而在真空环境中，液体会在60℃左右就开始沸腾蒸发，这样有效提高干化效率，液体经蒸发后与污泥分离，经过一段时间的加热后，污泥中的水分会减少而干化，通过收集经加热烘干的污泥，以及通过冷凝方式回收蒸发的液体，从而实现彻底的固液分离，使废物从重量上得到较大的减量。

可以理解到，该废物减量方法除了可以把废物的水分蒸发外，还可以去除一些高沸点液态组分，例如油脂、高沸点有机溶剂和表面活性剂等。

在真空环境下的干化与在常压环境下的干化相比，在同等温度下可以蒸发出油脂类等高沸点物质，实现更彻底的固液分离，废物减量效果显著，大大节省处理费用，且废物经干化后热值得到提升，便于后期进行焚烧处理。进一步的，有机溶剂等在常压环境蒸发会变成可燃气体，遇明火有爆炸危险，而真空环境下缺乏氧气，废物是在一个相对安全的环境下干化，更安全可靠。

在一些实施例中，将废物送入并平铺于真空环境中的步骤，包括：

采用泵吸方式或螺旋挤压方式将废物送入真空环境中；

然后将废物平铺在真空环境内的平面上。

具体的，对于粘稠的流动性好的废物，如污泥等，选用泵吸方式将污泥泵入真空环境中，污泥经管道112输送至真空环境中，然后将污泥均匀铺在平面上；对于固态块状的废物，例如石灰沉淀物等，采用螺旋挤压的方式把固态废物送入真空环境中，并均匀铺在真空环境的平面上，这样实现薄层平铺，增大蒸发面积。

图1所示实施例的步骤s200的进一步细化步骤，包括但不限于以下：

步骤s210，对于粘稠的流动性好的废物，采用泵吸方式将废物送入真空环境中；

对于固态块状的废物，采用螺旋挤压的方式将废物送入真空环境中。

参见图2，在一些实施例中，还包括步骤s110，废物在送入真空环境前经过均质处理。均质处理是使悬浮液(或乳化液)体系中的分散物微粒化、均匀化的处理过程，这种处理同时起降低分散物尺度和提高分散物分布均匀性的作用。由于废物通常包含固态和液态的组分，因此，在将废物送入真空环境前，先将收集的废物进行均质处理，使废物中固液组分达到均匀，均质时间视不同物质有所调整，一般为30-120分钟，如废物中固态组分较多，则均质时间相对较长。

在一些实施例中，废物平铺于真空环境内的厚度为0.5cm至5cm，平铺厚度视不同物质有所调整，如污泥的平铺厚度约为1cm至2cm，固体废物的平铺厚度相对较厚。可理解的是，可在真空环境中设置平面，当然平面的数量不限于一层，可设置多层平面，平面并不限于固定的平面，也可设置为可移动的输送带、平台等。

在一些实施例中，真空环境中加热温度为80℃至180℃，加热温度视不同物质有所调整，如水分含量较大的污泥，加热温度可选取100℃以上，采用的加热源可以为红外发热管124、热油管或蒸汽管等。

在一些实施例中，具体的真空度视不同物质有所调整，一般为-0.05mpa至-0.1mpa，废物在真空环境中被红外发热管124加热至特定温度，加热温度越高，干化效率越高，减量效果也越好。以加热温度为180℃为示例，在-0.05mpa至-0.1mpa的真空环境下，大部分溶剂沸点得到降低，即在加热时可蒸发大部分溶剂，可较为彻底地实现固液分离，干化效率较高，使废物从重量上得到较大的减量，减量效果显著。

实施例中，在干化过程废物在真空环境中可随着输送带123前进不断被加热，废物停留的时间视不同物质有所调整，一般设定停留时间为100分钟。

干化过程中产生的蒸汽通过冷凝方式进行回收，重新变成液态；部分不能被冷凝的气体可通过集中的排放口连接到废气处理设备，全程避免废气的无组织排放。

该减量方法把蒸发掉的溶剂通过冷凝方式冷却成液体，若溶剂是乳化液，冷凝出来的液体通过静置能实现油水分离，分离出来的油具有燃烧或其他方面的利用价值，且具有快于普通干化2-5倍的干化速率，在处理石化行业油泥方面有明显的优势；适用性广，可用于有机/无机或两者混合的废物的减量处理，减量效果显著。

以下以一些具体示例对废物减量方法的减量效果进行说明，示例1中实验所用原料为惠州市某石化企业的含油污泥，污泥经鼓风干化箱在105℃下测得含水率为75.28％。

设备采用红外发热管124作为加热源，冷却方式为水冷，实验温度通过温度探头恒定在120℃，油泥试验量为400kg，铺料厚度为1cm，抽真空表至读数为-0.09mpa。减量2小时后进行物料组分统计，结果见表1：

表1废物组分情况

可见，该示例说明油泥在该工艺条件下能减量64％，同时回收了6.1％的油。

与示例1的区别仅在于，在示例2中，选取同为有机固废的油漆渣作为减量的废物，含水率为77.73％，减量时间为1.5小时。减量结束后对物料进行组分统计，结果见表2：

表2废物组分情况

可见，该示例说明油漆渣在该工艺条件下能减量76％，同时回收了5.2％的油。

示例3与实施例1的区别仅在于，在该示例中，选取属于无机固废的电镀污泥作为减量的废物，含水率为76.32％，减量时间为1.2小时。减量结束后对物料进行组分统计，结果见表3：

表3废物组分情况

可见，该示例说明油漆渣在该工艺条件下能减量73％。

示例4与实施例1的区别仅在于，在该示例中，选取属于有机无机混合物的生活污泥作为减量的废物，含水率为70.68％，减量时间为1.5小时。减量结束后对物料进行组分统计，结果见表4：

表4废物组分情况

可见，该示例说明油漆渣在该工艺条件下能减量66％。

参见图3，本发明实施例还提供干化装置100，该干化装置100适用于上述的废物减量方法，具体包括进料机构110、烘干机构120、出料机构130和冷凝机构150，进料机构110用于将废物送入烘干机构120；烘干机构120内置有真空腔体121，真空腔体121内设有加热器，通过该真空腔体121形成用于加热的真空环境；出料机构130用于收集经加热烘干的废物；冷凝机构150用于通过冷凝方式回收加热蒸发的液体。

通过进料机构110将废物送入烘干机构120中进行加热，采用的加热器为红外发热管124，加热过程在真空腔体121内完成，即在真空环境下对废物进行加热，使废物中混合了油或其它高沸点溶剂等的液体的沸点降低，废物中的液体在60℃左右就开始沸腾蒸发，明显提高干化效率；真空环境下的干化与常压环境下的干化相比，在同等温度下可以蒸发出油脂类等高沸点物质，并且通过冷凝方式回收蒸发的液体，实现更彻底的固液分离，使废物从重量上得到较大的减量，大大节省处理费用，且热值得到提升，便于后期进行焚烧处理。

可以理解到，进料机构110主要作用是把废物作简单前处理，以合适的方式输送到烘干机构120。烘干机构120是废物的减量关键，把废物置于真空环境中，使废物的水分或其他溶剂的沸点下降，然后用加热的方式使这些溶剂达到沸腾蒸发的状态，从而获得快速减量。出料机构130主要作用是把经烘干机构120减量后的废物从真空腔体121转移到外界常压环境中，并收集起来；冷凝机构150用于冷凝从烘干机构120出来的蒸汽；还包括真空机构，用于整套设备真空环境产生和维持的重要部分，使整个减量过程始终处于真空状态下。

参见图4，在一些实施例，进料机构110采用泵吸方式或螺旋挤压方式将废物送入真空腔体121中。对于粘稠的流动性好的废物，选用泵吸方法；对于固态块状的废物，采用螺旋挤压的方式将废物送入在真空腔体121中。进料机构110包括用于将废物平铺于真空腔体121内的铺料装置。

该实施例中，以污泥为示例进行说明，利用泵113经管道112将污泥泵入真空腔体121中，然后通过铺料装置将污泥均匀铺在平面上。如图4和5所示，采用的铺料装置为摆动式铺料机构111，摆动式铺料机构111包括摆动架111a和喷管111b，管道112与喷管111b连接，摆动架111a可左右移动地设置在真空腔体121内，喷管111b安装在摆动架111a上，工作时，由摆动电机111c驱动摆动架111a左右摆动，摆动架111a带动喷管111b左右移动，同时污泥经管道112输送至喷管111b进行喷洒，将污泥喷洒平铺在平面上，实现连续均匀铺料，有利于增大污泥的蒸发面积，提高干化效率。实施例中，采用多层平面进行同步干化污泥，每层平面对应设有摆动式铺料机构111，红外发热管124均匀分布在各层平面的上方。该平面可以为特氟龙平板、经表面处理后的不锈钢板等。

如图3和4所示，在一些实施例，采用的烘干机构120为圆筒形罐体127，罐体127内部为真空腔体121，罐体127两端采用蝶形封头128进行密封，可实现高频率开闭。

如图6所示，实施例中，真空腔体121内的平面为输送带123，在真空腔体121内设有四层输送带123，摆动式铺料机构111与各层的输送带123对应，以将污泥平铺于各输送带123上。

其中，采用的输送带123为由链条125驱动的网带，将红外发热管124沿输送带123方向排列分布在输送带123的上方，采用链条125传动，驱动结构更稳定，接近输送带容易偏移的问题。红外发热管124相对于热油管等热源，加热更高效，成本更低。

在干化过程中，污泥在真空环境可随着输送带123前进，污泥停留的时间一般设定为100分钟，污泥干化完成后通过输送带123送至出料机构130。

实施例中，在真空腔体121内设有可移动的支架122，输送带123和红外发热管124安装于支架122上，支架122的底部设有滚轮126，在真空腔体121内设有与滚轮126匹配的导轨，这样，支架122可沿导轨滑动，便于将输送带123从真空腔体121内移出，维护更方便。

如图7所示，在一些实施例，还包括有固液搅拌器140，固液搅拌器140通过泵113与摆动式铺料机构111连接。该固液搅拌器140具体包括搅拌桶141、搅拌电机142和由搅拌电机142驱动的搅拌桨143，工作时，将固体废物和液体废物送入搅拌桶141内进行搅拌，使得固体废物和液体废物能够均匀混合形成固液混合物，此过程为均质处理过程。在将废物送入真空腔体121前，先将收集的废物进行均质处理，使废物中固液组分达到均匀，均质时间一般为60分钟，如废物中固态组分较多，则均质时间相对较长。

在一些实施例中，出料机构130包括用于挤出经加热烘干的废物的螺旋挤压组件。废物经理一定时间的干化后被输送带123输送至螺旋挤压组件处，从而收集经加热烘干的废物，出料时通过剪切装置将大块的固体废物破碎为小块状，剪切过程类似剪刀的剪断操作，并且通过阀门调节，最终把固体废物通过螺旋挤压组件送出干化装置100外，附图未示出剪切装置的具体结构。

冷凝机构150包括用于存放液体的废液桶151，将沿筒壁凝固的液体导出防止二次蒸发。干化过程中产生的蒸汽通过冷凝方式进行回收，重新变成液态，通过阀门调节，把冷凝液排出到废液桶151中；部分不能被冷凝的气体由一个集中的排放口连接到废气处理设备，全程避免废气的无组织排放。

该干化装置100在减量处理过程中整个罐体127处于真空密封环境，罐体127后端有废气集中出口，只要把该出口与其它废气处理设备密封连接好，并且废气处理设备选型合适，在减量处理过程不会向外排放废气，符合环保要求。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。