尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統的製作方法

2023-07-01 11:00:01 2

專利名稱：尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統。
技術背景城市汙水處理廠在處理工業廢水和生活汙水同時產生的汙泥，以及汙染河 流和湖泊的疏浚汙泥除了以礦物形式存在的無機組分外，還含有大量的難降解 有機汙染物和多種重金屬元素，這兩類汙泥通常被稱為城市汙泥。由於城市汙 泥具有含水率高，數量大，且富集了高濃度汙染物的特點，因此，如果這類汙 泥得不到妥善地處理或處置，會給環境帶來嚴重的二次汙染。如何安全、經濟、 有效地處理城市汙泥成為國內外共同面臨的難題。國外對城市汙泥主要採取衛生填埋、焚燒、土地利用和投海等方法。衛生 填埋需要足夠的空間和必要的環境保護手段，隨著城市化進程的不斷加快，城 市周圍難以找到適合堆埋汙泥的空間；焚燒雖然可以使汙泥能夠明顯的減量化， 但汙泥焚燒設備投資額高，能源消耗量大，運行費用昂貴，加上汙泥在焚燒時 會給大氣環境帶來汙染，根據我國的現狀，汙泥焚燒處理在經濟上難以承受， 在技術上還不夠成熟；土地利用就是將汙泥作為肥料，用於農業或綠化，但是， 城市汙泥中所含的重金屬和持久性有機汙染物限制了汙泥作為肥料的可利用 性，根據研究表明，城市汙泥中富集的重金屬會在土壤中富集，並通過作物的 吸收進入食物鏈，最終危害人體健康；汙泥投海會汙染近海水域，對海洋生態 系統和人類食物鏈造成威脅，這種方法已被明令禁止。由於國外沒有有效的汙 泥處理技術可以被借鑑，因此，目前我國對城市汙泥主要採用臨時堆埋的方法， 由此而產生的環境二次汙染和大量佔用土地等問題日趨尖銳，這不僅嚴重影響 了城市汙水處理的正常運行，而且在局部地區，因汙泥堆埋場周邊居民的強烈 反對而成為社會不穩定的因素。隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，人們對環境質量的 要求越來越高，為了保護生態環境和提高人類生存環境的質量，各地政府不斷 加強對環境保護的力度，要求所有工業廢水和城市生活汙水必須經過處理，達 標後才能排放，同時為了有效地治理和改善汙染河流和湖泊水體的環境質量， 幾乎所有靠近城市的河段和湖泊需要疏浚，這意味著城市汙泥的數量將與日倶增。實踐表明，對汙泥進行無害化、減量化和資源化處理是徹底處置城市汙泥 的唯一途徑。汙水處理廠汙泥和河湖疏浚汙泥含水率高和體積大，而熱幹化不僅可以使 汙泥顯著地減少體積，並且能夠明顯地減少臭味、病原菌、粘度等負面特性， 幹化後的汙泥更是具有多方面的用途，因此，熱幹化是汙泥實現減量化、無害 化和資源化處理的關鍵一步。我們曾經在對城市汙水處理廠產生的汙泥和汙染 河、湖疏浚汙泥物化性質研究的基礎上，通過大量的工程實踐，相繼發明了回流式可控溫汙泥幹化裝置與方法(發明專利授權號200410052759.0)和利用鍋 爐煙氣餘熱幹化汙泥的方法(專利號ZL 2005 1 0048978.6)，這使得汙泥在得 到有效幹化的同時，形成質地堅硬的汙泥團粒，並保存了 90%以上的原始熱值， 這種汙泥團粒也可以作為燃煤的輔助燃料，也可以燒制輕質節能磚和生產水泥 壓製品等，為城市汙泥的無害化資源化處理奠定了基礎，它們的技術核心是， 在城市汙泥資源化利用之前，通過熱幹化過程，先將汙泥減量化，並製成汙泥 團粒。汙泥熱幹化的過程，是能量淨支出的過程，耗能的費用佔到了整個運行 成本的80%左右，現有的汙泥熱幹化方法，是通過供熱源將熱空氣送入乾燥裝 置中，把熱量傳給汙泥物料，使汙泥中的水分汽化而得到幹化，在這個過程中 有一部分的熱能以煙氣的顯熱和煙氣中水蒸汽的潛熱排入大氣，造成了能源的 浪費。為了減少汙泥幹化的能耗，降低汙泥熱幹化的運行成本，我們發明了尾 氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統，採用熱交換技術，通過熱管換熱器回收汙 泥幹化時排放尾氣中的餘熱，再將該熱能回用於汙泥的幹化過程，這一方面使 能量的利用率得到大幅度提高，另一方面使汙泥幹化所產生的尾氣的處理效率 也得到進一步的提高。另外，由於整個汙泥幹化過程採用全封閉運行，因此， 不僅使汙泥得到幹化和成粒後，仍保持汙泥原有的90%以上的熱值，而且使汙 泥幹化正真實現了清潔節能。 發明內容本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種尾氣餘熱回收再利用的汙 泥幹化系統。一種尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統具有汙泥預處理庫，汙泥儲存庫 內設有推泥機，汙泥儲存庫一端通過槽式螺旋輸送機與汙泥進料機相連接，汙 泥進料機依次通過汙泥進料口和第一輸送機與第一汙泥幹化成粒裝置的進料口 相連接，供熱爐通過混風器經通風管與第一汙泥幹化成粒裝置的進氣口相連接， 第一汙泥幹化成粒裝置的出氣口經通風管與熱管換熱器的熱氣體進口相連接， 熱管換熱器的第一預熱空氣出口通過第一風機與混風器相連接，熱管換熱器的 第二預熱空氣出口通過第三風機與汙泥成品庫的預熱空氣進口相連接，汙泥成品庫的出氣口通過第五風機與生物土壤濾床相連接，汙泥儲存庫的氣體釋放口 通過第四風機和與生物土壤濾床相連接，或者汙泥儲存庫的氣體釋放口通過第 三風機與供熱爐相連接，熱管換熱器的排氣口經通風管與除塵除氣設備相連接， 除塵除氣設備通過第二風機與煙囟相連接，汙泥幹化成粒裝置的出料口通過第 二輸送機與汙泥成品庫的進料口相連接。汙泥預處理庫頂部設有採陽板。另 一種尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統具有汙泥預處理庫，汙泥預處 理庫內設有推泥機，汙泥預處理庫通過槽式螺旋輸送機與汙泥進料機相連接， 汙泥進料機依次通過第一汙泥進料口和第一輸送機與第一汙泥幹化成粒裝置的 進料口相連接，第一汙泥幹化成粒裝置的出料口通過第三輸送機與第二進料口 相連接，供熱爐通過混風器經通風管同時與第一汙泥幹化成粒裝置的進氣口、 第二汙泥幹化成粒裝置的進氣口相連接，第一汙泥幹化成粒裝置的出氣口、第 二汙泥幹化成粒裝置的出氣口同時經通風管和第七風機與熱管換熱器的熱氣體 進口相連接，熱管換熱器的第一預熱空氣出口通過第一風機經通風管與混風器 相連接，熱管換熱器的第二預熱空氣出口通過第六風機與汙泥成品庫的預熱空 氣進口相連接，汙泥成品庫的出氣口通過第五風機與生物土壤濾床相連接，汙 泥預處理庫的氣體釋放口通過第四風機與生物土壤濾床相連接，或者通過第三 風機與供熱爐相連接，熱管換熱器的排氣口經通風管與除塵除氣設備相連接， 除塵除氣設備通過第二風機與煙囪相連接，第二汙泥幹化成粒裝置的出料口通 過第二輸送機與汙泥成品庫的進料口相連接。汙泥預處理庫頂部設有採陽板。本發明通過尾氣餘熱回收再利用，不僅使提供幹化汙泥的能量得到充分地 利用，而且使汙泥幹化排放的尾氣溫度下降，從而大大提高了除塵除氣的效果， 這一方面使汙泥幹化在較低的運行成本下進行，另一方面使汙泥在得到有效幹 化的同時，使汙泥自然形成符合燒制輕質節能磚和生產水泥壓製品硬度要求的團粒，並保持了汙泥原有的90%以上的熱值，為汙泥團粒的資源化利用價值達 到最大化創造了條件，真正實現了清潔節能的目標，即能獲得顯著的社會和環 境效益，又能獲得明顯的經濟效益。


圖1是一段式尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統結構示意圖； 圖2是並聯二段式尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統結構示意圖；圖中 供熱爐1、混風器2、第一汙泥幹化成粒裝置3、熱管換熱器4、除塵除氣設備5、 煙囪6、汙泥預處理庫7、推泥機8、槽式螺旋輸送機9、第一輸送機IO、汙泥 成品庫ll、生物土壤濾床12、第一汙泥進料口13、第一風機14、第二輸送機15、第二風機16、第三風機17、第四風機18、第五風機19、第六風機20、汙 泥進料機21、第二汙泥幹化成粒裝置22、第三輸送機23、第二汙泥進料口24、 第七風機25。
具體實施方式
如附圖1所示， 一段式尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統具有汙泥預處 理庫7，汙泥儲存庫7內設有推泥機8，汙泥儲存庫7通過槽式螺旋輸送機9與 汙泥進料機21相連接，汙泥進料機21依次通過汙泥進料口 13和第一輸送機10 與第一汙泥幹化成粒裝置3的進料口相連接，供熱爐1通過混風器2與第一汙 泥幹化成粒裝置3的進氣口相連接，為汙泥幹化提供熱量，第一汙泥幹化成粒 裝置3的出氣口經通風管與熱管換熱器4的熱氣體進口相連接，通過熱管換熱 器4回收來自第一汙泥幹化成粒裝置3的尾氣餘熱，並將回收的餘熱轉換成熱 空氣，熱管換熱器4的第一預熱空氣出口通過第一風機14與混風器2相連接， 將一部分熱空氣與來自供熱爐1的熱量相混合， 一方面起調節溫度的作用，另 一方面為汙泥幹化提供循環再利用的能源，熱管換熱器4的第二預熱空氣出口 通過第三風機20與汙泥成品庫11的預熱空氣進口相連接，將另一部分熱空氣 作為幹化後汙泥進一步脫水的能源，汙泥成品庫11的出氣口通過第四風機18 與生物土壤濾床12相連接，汙泥儲存庫7的氣體釋放口通過第四風機18和與 生物土壤濾床12相連接，或者通過第三風機17與供熱爐1相連接，熱管換熱 器4的排氣口經通風管與除塵除氣設備5相連接，除塵除氣設備5通過第二風 機16與煙囪6相連接，經過除塵除氣處理後的汙泥幹化尾氣達標排放，第一汙 泥幹化成粒裝置3的出料口通過第二輸送機15與汙泥成品庫11的進料口相連 接。封閉式汙泥預處理庫，其頂部設有採陽板。如附圖2所示，並聯二段式尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統具有汙泥 預處理庫7，汙泥預處理庫7內設有推泥機8，汙泥預處理庫7通過槽式螺旋輸 送機9與汙泥進料機21相連接，汙泥進料機21依次通過第一汙泥進料口 13和 第一輸送機10與第一汙泥幹化成粒裝置3的進料口相連接，第一汙泥幹化成粒 裝置3的出料口通過第三輸送機23與第二進料口 24相連接，將經過第一段幹 化後的汙泥送入第二汙泥幹化成粒裝置22，進行第二段幹化，供熱爐1通過混 風器2經通風管同時與第一汙泥幹化成粒裝置3的進氣口、第二汙泥幹化成粒 裝置22的進氣口相連接，為汙泥第一段幹化和第二段幹化提供熱量，第一汙泥 幹化成粒裝置3的出氣口、第二汙泥幹化成粒裝置22的出氣口同時經通風管和 第七風機25與熱管換熱器4的熱氣體進口相連接，通過熱管換熱器4回收來自第一汙泥幹化成粒裝置3和第二汙泥幹化成粒裝置22的尾氣餘熱，並將回收的 餘熱轉換成熱空氣，熱管換熱器4的第一預熱空氣出口通過第一風機14經通風 管與混風器2相連接，將一部分熱空氣與來自供熱爐1的熱量相混合， 一方面 起調節溫度的作用，另一方面為汙泥幹化提供循環再利用的能源，熱管換熱器4 的第二預熱空氣出口通過第六風機20與汙泥成品庫11的預熱空氣進口相連接， 將另一部分熱空氣作為幹化後汙泥進一步脫水的能源，汙泥成品庫11的出氣口 通過第五風機19與生物土壤濾床12相連接，汙泥預處理庫7的氣體釋放口通 過第四風機18與生物土壤濾床12相連接，或者通過第三風機17與供熱爐1相 連接，熱管換熱器4的排氣口經通風管與除塵除氣設備5相連接，除塵除氣設 備5通過第二風機16與煙囪6相連接，經過除塵除氣處理後的汙泥幹化尾氣達 標排放，第二汙泥幹化成粒裝置22的出料口通過第二輸送機15與汙泥成品庫 11的進料口相連接。封閉式汙泥預處理庫，其頂部設有採陽板。
權利要求
1. 一種尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統，其特徵在於它具有汙泥預處理庫(7)，汙泥儲存庫(7)內設有推泥機(8)，汙泥儲存庫(7)一端通過槽式螺旋輸送機(9)與汙泥進料機(21)相連接，汙泥進料機(21)依次通過汙泥進料口(13)和第一輸送機(10)與第一汙泥幹化成粒裝置(3)的進料口相連接，供熱爐(1)通過混風器(2)經通風管與第一汙泥幹化成粒裝置(3)的進氣口相連接，第一汙泥幹化成粒裝置(3)的出氣口經通風管與熱管換熱器(4)的熱氣體進口相連接，熱管換熱器(4)的第一預熱空氣出口通過第一風機(14)與混風器(2)相連接，熱管換熱器(4)的第二預熱空氣出口通過第三風機(20)與汙泥成品庫(11)的預熱空氣進口相連接，汙泥成品庫(11)的出氣口通過第五風機(19)與生物土壤濾床(12)相連接，汙泥儲存庫(7)的氣體釋放口通過第四風機(18)和與生物土壤濾床(12)相連接，或者汙泥儲存庫(7)的氣體釋放口通過第三風機(17)與供熱爐(1)相連接，熱管換熱器(4)的排氣口經通風管與除塵除氣設備(5)相連接，除塵除氣設備(5)通過第二風機(16)與煙囪(6)相連接，第一汙泥幹化成粒裝置(3)的出料口通過第二輸送機(15)與汙泥成品庫(11)的進料口相連接。
2. 根據權利要求1所述的一種尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統，其特徵 在於所述的汙泥預處理庫(7)頂部設有採陽板。
3. —種尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統，其特徵在於它具有汙泥預處理 庫(7)，汙泥預處理庫(7)內設有推泥機(8)，汙泥預處理庫(7)通過槽式 螺旋輸送機(9)與汙泥進料機(21)相連接，汙泥進料機(21)依次通過第一 汙泥進料口 (13)和第一輸送機(10)與第一汙泥幹化成粒裝置(3)的進料口 相連接，第一汙泥幹化成粒裝置(3)的出料口通過第三輸送機(23)與第二進 料口 (24)相連接，供熱爐(1)通過混風器(2)經通風管同時與第一汙泥幹 化成粒裝置(3)的進氣口、第二汙泥幹化成粒裝置(22)的進氣口相連接，第 一汙泥幹化成粒裝置(3)的出氣口、第二汙泥幹化成粒裝置(22)的出氣口同 時經通風管和第七風機(25)與熱管換熱器(4)的熱氣體進口相連接，熱管換 熱器(4)的第一預熱空氣出口通過第一風機(14)經通風管與混風器(2)相 連接，熱管換熱器(4)的第二預熱空氣出口通過第六風機(20)與汙泥成品庫(11)的預熱空氣進口相連接，汙泥成品庫(11)的出氣口通過第五風機(19) 與生物土壤濾床(12)相連接，汙泥預處理庫(7)的氣體釋放口通過第四風機 (18)與生物土壤濾床(12)相連接，或者通過第三風機(17)與供熱爐(1)相連接，熱管換熱器(4)的排氣口經通風管與除塵除氣設備(5)相連接，除 塵除氣設備(5)通過第二風機(16)與煙囪(6)相連接，第二汙泥幹化成粒 裝置(22)的出料口通過第二輸送機(15)與汙泥成品庫(11)的進料口相連 接。
4.根據權利要求3所述的一種尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統，其特徵 在於所述的汙泥預處理庫(7)頂部設有採陽板。
全文摘要
本發明公開了一種尾氣餘熱回收再利用的汙泥幹化系統。該系統有一段式和兩段式不同的方式，它們由封閉式汙泥預處理庫、供熱爐、混風器、汙泥進料機、汙泥幹化成粒裝置、熱管換熱器、輸送設備、通風管道、汙泥成品庫、除塵除氣設備、生物土壤濾床和煙囪等主體設備構成。該發明通過熱管換熱器回收汙泥幹化尾氣餘熱，並將回收的能量再利用於汙泥幹化，不僅能夠以最低的能耗高效率地完成汙泥幹化和成粒過程，而且能夠大大地提高尾氣處理的效果，真正使汙泥幹化實現節能、清潔和低成本地運行。該系統使汙泥在幹化同時所形成的團粒，既符合燒制輕質節能磚和生產水泥壓製品的要求，又保持了原始汙泥90％以上的熱值，使汙泥資源化利用的價值達到最大化。
文檔編號C02F11/12GK101274813SQ200810062359
公開日2008年10月1日 申請日期2008年5月9日 優先權日2008年5月9日
發明者翁煥新, 蘇閩華, 陳海燕, 馬學文 申請人:浙江大學