一种含水固体废弃物干化系统及方法与流程

本发明涉及污泥及养殖废弃物干化，尤其涉及一种含水固体废弃物干化系统及方法。

背景技术：

1、规模化、集约化养殖业的迅猛发展导致畜禽粪便数量的大量增加，致使我国部分地区出现不同程度的环境问题；对畜禽粪便资源化利用潜力进行研究，对实现畜禽粪便的资源化利用，实现畜禽养殖业可持续发展至关重要；全国畜禽粪便资源总量达623.00百万t，其中猪粪所占比例最大，达畜禽粪便总量的36.71％，畜禽粪便的能量转化效率在43.85％～71.99％，具有较高的热化学转化能源化利用潜力。畜禽粪便受限于其高水分和高灰分等自身性质，直接单独燃烧鲜少成功。

2、污泥及养殖废弃物处理处置技术在我国尚在起步阶段，存在着基础数据不足、工艺技术路线众多、设计施工管理经验缺乏等现象。国内外污泥及养殖废弃物处理、处置方法众多，通常采用干化裂解法对污泥及养殖废弃物进行高温氧化，使细菌等生物的细胞壁破裂释放细胞内的水，进而使得污泥及养殖废弃物易于干化。

3、而污泥以及养殖废弃物含有较多的固相物质，在高温氧化过程中，固相物质容易附着于发热元件上，造成发热元件热交换效率降低，进而造成污泥及养殖废弃物干化过程中能耗较高。

4、因此，现有技术中的污泥及养殖废弃物干化过程中存在功耗高的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供的一种含水固体废弃物干化系统及方法，解决了现有技术中污泥及养殖废弃物干化过程中功耗高的技术问题。

2、解决上述技术问题采用的一些实施方案包括：

3、第一方面：本公开提供一种含水固体废弃物干化系统，包括预处理器、预热器、裂解器、冷却器和压滤机，污泥及养殖废弃物依次进入所述预处理器、所述预热器、所述裂解器、所述冷却器以及所述压滤机，其中，所述压滤机输出的液相物进入所述预处理器稀释待处理的污泥及养殖废弃物，所述裂解器设置有显示所述裂解器内温度的温度指示器和显示所述裂解器内压力的压力指示器，所述冷却器设置有显示所述冷却器内温度的温度显示器；

4、所述预热器、所述裂解器和所述冷却器内均设置有热交换搅拌组件，其中，所述热交换搅拌组件包括容纳热交换介质的热交换管，所述热交换搅拌组件还包括在搅拌的同时清理所述热交换管外壁附着物的搅拌清理器；

5、所述热交换介质包括第一热交换介质和第二热交换介质，所述预热器通过第一热交换介质回收所述冷却器的余热加热所述预热器内的介质，所述预热器通过第二热交介质回收所述裂解器的余热加热所述预热器内的介质；

6、所述预热器内设置有两个独立的所述热交换管，位于所述预热器内的两个所述热交换管分别容纳第一热交换介质和第二热交换介质。

7、作为优选，所述裂解器设置有供热器，所述第二热交换介质通过所述供热器向位于所述裂解器内的热交换管供应第二热交换介质，所述裂解器还设置有输出第二热交换介质的输出接嘴，在所述裂解器内完成热交换后的所述第二热交换介质通过所述输出接嘴排出，其中，所述供热器包括控制器和控制所述第二热交换介质进入所述裂解器内流量的流量控制阀，所述流量控制阀由所述控制器控制，所述流量控制阀设置有监测进入所述裂解器内的第二热交换介质温度的进料温度传感器，所述输出接嘴设置有检测在所述裂解器内完成热交换后的第二热交换介质温度的出料温度传感器，所述进料温度传感器和所述出料粒度传感器均与所述控制器通讯，所述控制器根据所述进料温度传感器、所述出料温度传感器控制所述流量控制阀。

8、作为优选，所述热交换管呈蛇形布置，并且，所述热交换管整体折弯形成圆筒状。

9、作为优选，所述搅拌清理器包括位于所述热交换管下端的架体，所述架体的外接圆直径大于所述热交换管围成的圆筒状的外接圆直径，所述架体设置有清理机构，折弯形成圆筒状的所述热交换管内侧、外侧均设置有所述清理机构。

10、作为优选，所述清理机构包括固定于所述架体的立柱，所述立柱的高度不低于所述热交换管的高度，所述立柱设置有与所述热交换管接触的刷毛。

11、作为优选，所述搅拌清理器还包括驱动所述架体旋转的电机，所述电机通过输出轴驱动所述架体旋转，设置于所述裂解器的电机由所述控制器控制。

12、作为优选，所述架体还设置有搅拌片，所述搅拌片的高度不低于所述立柱的高度，所述搅拌片与所述架体为一体式结构，折弯形成圆筒状的所述热交换管内侧、外侧均设置有所述搅拌片。

13、第二方面：本公开提供一种含水固体废弃物干化方法，包括以下步骤：

14、稀释待处理的污泥及养殖废弃物，获得稀释物，其中，待处理的污泥及养殖废弃物采用污泥及养殖废弃物的液相物稀释；

15、预热所述稀释物获得预热物；

16、氧化所述预热物获得氧化物，其中，所述预热物的氧化温度不低于120℃、所述预热物的氧化压力不低于0.7mpa，所述预热物的氧化时间不低于30min，并且，回收所述预热物氧化过程中的余热对新的稀释物进行预热；

17、冷却所述氧化物得到冷却物，采用强制冷却的方法将所述氧化物冷却至室温获得所述冷却物，并且，回收所述氧化物冷却过程中的释放的热能对新的所述稀释物进行预热；

18、压滤所述冷却物得到固相物和液相物，其中，固相物为干化后的污泥及养殖废弃物，回收所述液相物对新的所述待处理污泥及养殖废弃物进行稀释。

19、作为优选，所述预热物氧化过程中采用呈流体的热交换介质加热所述预热物至氧化温度，其中，监测所述热交换介质加热所述预热物前后的温度，所述热交换介质未加热所述预热物时的温度为第一温度，所述预热物加热至氧化温度后输出的所述交换介质温度为第二温度，根据所述第一温度与所述第二温度的温度差控制所述热交换介质的流量，所述第一温度与所述第二温度的温度差越大所述热交换介质的流量越大，所述第一温度与所述第二温度的温度差越小，所述热交换介质的流量越小。

20、作为优选，所述预热物在氧化过程中采用边氧化边搅拌的方式进行氧化，根据所述第一温度与所述第二温度的温度差控制所述预热物在氧化过程中的搅拌速度，所述第一温度与所述第二温度的温度差越大所述搅拌速度越快，所述第一温度与所述第二温度的温度差越小，所述搅拌速度越慢。

21、相对于现有技术，本发明具有如下优点：

22、1、通过第一热交换介质回收冷却器的余热对预热器内的介质进行预热，使得冷却器的余热可以回收利用，降低了污泥及养殖废弃物干化过程中的能耗。

23、2、通过第二热交换介质回收裂解器的余热对预热器内的介质进行预热，使得裂解器余热可以回收利用，降低了污泥及养殖废弃物干化过程中的能耗。

24、3、通过第一热交换介质、第二热交换介质分别回收冷却器以及裂解器的余热，预热器不需要设置独立的热源，进一步降低了污泥及养殖废弃物干化过程中的能耗，同时，由于冷却器和裂解器的余热均被回收，预热器内的介质可以吸收更多的热量，使得预热器内的介质可以被预热至更高的温度，预热器预热后的介质进入裂解器后可以迅速提升至符合要求的温度。

25、4、通过设置搅拌清理器，介质与热交换管具有更高的热交换效率，即介质可以均匀地与热交换管接触，从而使介质可以与热交换管迅速地完成热交换，提高了热交换管的热交换效率。

26、5、通过设置搅拌清理器，搅拌清理器在搅拌介质的同时可以清理热交换管上附着的物质，从而使得介质可以与热交换管直接接触，提高了热交换管的热交换效率。

27、6、搅拌清理器具有搅拌介质和清理热交换管上附着的物质的双重功能，不需要设置独立的搅拌机构和清理机构，进一步降低了污泥及养殖废弃物干化过程中的能耗。