含水廢棄物機械幹化設備的熱源供給系統的製作方法

2023-06-07 10:48:36 2

一、技術領域

本發明涉及一種含水廢棄物機械幹化設備的熱源供給系統，該系統通過燃燒天然氣對熱載體油(即導熱油)進行加熱，加熱後的高溫熱載體油進入密閉的單元式迴路通道中循環，由通道所在的金屬倉體將高溫熱量傳遞給倉體內的含水廢棄物；密閉倉體內的含水廢棄物由螺紋杆件組合充分攪拌並向前輸送，攪拌過程中產生的剪切力或壓力使得含水廢棄物表面和胞內水份充分釋放，並以蒸汽形式經排氣口排出，最終實現有害菌體被殺滅、含水廢棄物脫水幹化的目的。

二、

背景技術：

據住房城鄉建設部最新統計數據，「十二五」期間全國設市城市、縣累計建成汙水處理廠3802座，市政汙泥產量(含水率80％)超過4500萬噸/年。隨著中國城鎮化的進一步高速發展，城鄉用水量劇增、後續汙泥產量亦隨之增長，對各地汙水和汙泥的處理處置能力提出更高要求。同時，汙水偷排漏排、自然水體受汙染、河道淤泥長期淤塞、牲畜糞便無序堆放等問題屢禁不止，對環境和公眾健康造成極大的影響

近年來，對於上述含水廢棄物(汙泥、淤泥、糞便等)國內常見的處理方式為機械壓濾+填埋或焚燒處理、厭氧或好氧發酵、化學熱水解等，此類工藝存在處理不徹底、設備佔地大、工藝耗能多等不足。同時，處理過程中需要高溫鍋爐產出大量的水蒸氣提供熱源，在當今提倡「節能環保、減少礦石燃料燃燒」的背景下，這些工藝在熱源供給、排放物治理、高效節能等方面亟待升級改進。

三、

技術實現要素：

本發明將傳統幹化處理工藝中零散分布的熱源供應系統「化零為整」，通過獨立閉合的單元式金屬倉體取代；同時，倉體表面由高溫熱載體油通道覆蓋，倉體內有螺紋杆件組合充分攪拌並向前輸送，有效縮短處理時間和幹化脫水效果。由此解決常見傳統工藝中設備佔地大、處理不徹底、處理過程耗能多、高溫熱蒸汽需要燃燒化礦石燃料、燃燒尾氣汙染環境等一系列問題。

本發明提供含水廢棄物機械幹化設備的熱源供給系統。全套系統主要包括：1.熱載體油鍋爐、2.熱載體油儲罐、3.高溫油泵、4.天然氣接口、5.淨化器、6.溫度表、7.壓力表、8.電磁開關閥、9.金屬倉體、10.排氣口、11.進/出油管道、12.流量調節閥、13.熱載體油通道、14.螺紋杆件組合、15.保溫層。

(詳見附圖1)

具體過程為：

(1)接通1.熱載體油鍋爐處的4.天然氣接口，通氣點火；同時，通過外部電源和智能作業系統分別啟動3.高溫油泵、8.電磁開關閥和14.螺紋杆件組合，準備工作完成。

(2)熱載體油(即導熱油)從2.熱載體油儲罐中被抽出，在1.熱載體油鍋爐內經過天然氣燃燒加熱升溫，形成的高溫熱載體油循環流動於密閉的11.進/出油管道內，並分別進入9.金屬倉體內閉合獨立的 單元式13.熱載體油通道，在此通過介質(金屬倉體)熱傳導將高溫熱量傳遞給倉體內的含水廢棄物(汙泥、淤泥、糞便或餐廚垃圾等)。

(3)含水廢棄物在金屬倉體內部，通過14.螺紋杆件組合向前輸送並充分攪拌，轉動摩擦過程中產生較大的剪切力或壓力，使得含水廢棄物表面和內部菌體胞內水份充分釋放，在高溫密閉條件下完成對含水廢棄物的間接幹化。

(4)含水廢棄物幹化脫水過程中產生的大量高溫混合水蒸汽，從10.排氣口及時排出，後續進一步冷凝回收處理；1.熱載體油鍋爐燃燒天然氣後產生的尾氣經過5.淨化器處理後，達標排放。

本發明提供的含水廢棄物機械幹化設備的熱源供給系統有兩方面控制：

第一方面，在14.螺紋杆件組合的轉速和9.金屬倉體熱傳導係數不變的情況下，系統為含水廢棄物所在的倉體內提供的熱量，由熱載體油加熱溫度及其流速進行控制。熱載體油加熱溫度越高、流速越慢，金屬倉體內部溫度越高，則含水廢棄物幹化程度越高；反之亦然。其中，熱載體油加熱溫度及其流速，均經過6.溫度表、7.壓力表、8.電磁開關閥和12.流量調節閥等智能化監控和自動化調節。熱載體油加熱溫度為50℃-400℃，流速為0.8m/s-1.2m/s。(詳見附圖1、附圖2)

第二方面，在熱載體油加熱溫度和流速、9.金屬倉體熱傳導係數不變的情況下，系統提供的幹化溫度由14.螺紋杆件組合的轉速進行控制。14.螺紋杆件組合的轉速越慢，含水廢棄物在倉內停留時間越長，幹化程度越高；反之亦然。螺紋杆件轉速設定：100轉/分-1200轉/分。(詳見附圖3)

本發明提供的含水廢棄物機械幹化設備的熱源供給系統，可根據含水廢棄物(汙泥、淤泥、糞便或餐廚垃圾等)的特徵、處理後的幹化程度、處理量大小等不同需求，通過對熱載體油的加熱溫度、在循環通道內的流速、螺紋杆件的轉速等進行智能化監控和自動化調節，提供持續穩定、清潔節能的幹化脫水溫度，最終產出的乾料含水率較低(20％-60％)、有害物質被徹底分解、無臭味和廢液滲出，實現對含水廢棄物的「減量化、無害化、穩定化」處理，為進一步「資源化」奠定基礎。

四、附圖說明

附圖1：設備系統示意圖

1——熱載體油鍋爐、2——熱載體油儲罐、3——高溫油泵、4——天然氣接口、5——淨化器、

6——溫度表、7——壓力表、8——電磁開關閥、9——金屬倉體、10——排氣口、

11——進/出油管道、12——流量調節閥

附圖2：金屬倉體剖面圖1

9——金屬倉體、11——進/出油管道、12——流量調節閥、13——熱載體油通道、

14——螺紋杆件組合、15——保溫層

附圖3：金屬倉體剖面圖2

9——金屬倉體、11——進/出油管道、12——流量調節閥、13——熱載體油通道、

14——螺紋杆件組合、15——保溫層

五、具體實施方式

本發明是一種含水廢棄物機械幹化設備的熱源供給系統。該系統通過燃燒天然氣對熱載體油(即導熱油)進行加熱，加熱後的高溫熱載體油進入密閉的單元式迴路通道中循環，由通道所在的金屬倉體將高溫熱量傳遞給倉體內的含水廢棄物；密閉倉體內的含水廢棄物由螺紋杆件組合充分攪拌並向前輸送，攪拌過程中產生的剪切力或壓力使得含水廢棄物表面和胞內水份充分釋放，在高溫密閉條件下實現含水廢棄物脫水幹化，有害菌體被徹底殺滅的目的。

該發明全套系統主要包括：1.熱載體油鍋爐、2.熱載體油儲罐、3.高溫油泵、4.天然氣接口、5.淨化器、6.溫度表、7.壓力表、8.電磁開關閥、9.金屬倉體、10.排氣口、11.進/出油管道、12.流量調節閥、13.熱載體油通道、14.螺紋杆件組合、15.保溫層，以及外部配套輔助系統等。(詳見附圖1)

具體實施方式為：將1.熱載體油鍋爐處的4.天然氣接口接通，通氣點火；同時，通過外部電源和智能作業系統分別啟動3.高溫油泵、8.電磁開關閥和14.螺紋杆件組合，完成系統啟動。熱載體油(即導熱油)從2.熱載體油儲罐中被抽出，在1.熱載體油鍋爐內經過天然氣燃燒加熱升溫，形成的高溫熱載體油循環流動於密閉的11.進/出油管道內，並分別進入9.金屬倉體內閉合獨立的單元式13.熱載體油通道，在此通過介質(金屬倉體)熱傳導將高溫熱量傳遞給倉體內的含水廢棄物(汙泥、淤泥、糞便或餐廚垃圾等)。金屬倉體內部，含水廢棄物通過14.螺紋杆件組合向前輸送並充分攪拌，轉動摩擦過程中產生較大的剪切力或壓力，使得其表面和內部菌體胞內水份充分釋放，在高溫密閉條件下完成對含水廢棄物的間接幹化。此過程中產生的大量高溫混合水蒸汽，從10.排氣口及時排出，後續進一步冷凝回收處理；1.熱載體油鍋爐燃燒天然氣後產生的尾氣經過5.淨化器處理後，達標排放。全系統所提供的幹化脫水溫度，均經過6.溫度表、7.壓力表、8.電磁開關閥和12.流量調節閥等智能化監控和自動化調節，產出乾料含水率較低、無臭味和廢液滲出。(詳見附圖2、附圖3)

熱載體油設定加熱溫度為50℃-400℃，流速為0.8m/s-1.2m/s。

螺紋杆件轉速為100轉/分-1200轉/分。

螺紋杆件轉動方向為同向或異向，螺紋杆件數量≥1。

熱導熱油流向與螺紋杆件同向或異向。