公布日：2023.01.06
申請(qǐng)日：2022.11.09
分類號(hào)：C02F11/13(2019.01)I
摘要
本發(fā)明指一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化工藝及系統(tǒng)。工藝包括步驟：濕污泥流向熱力干化機(jī)進(jìn)行污泥干化，于熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽經(jīng)加熱器換熱形成過熱蒸汽后進(jìn)入除塵器中，經(jīng)過除塵后的過熱蒸汽流回?zé)崃Ω苫瘷C(jī)與濕污泥進(jìn)行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，經(jīng)壓縮機(jī)增壓的過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽匯集后流向加熱器冷凝以提供飽和蒸汽的過熱熱量，于加熱器出的凝結(jié)水與未凝結(jié)的加熱蒸汽流回所述熱力干化機(jī)，與所述濕污泥進(jìn)行間接換熱，最終蒸汽冷凝形成外排的凝結(jié)廢水和不凝廢氣。本申請(qǐng)利用干化蒸汽本身的凝結(jié)潛熱進(jìn)行污泥干化，可降低90％以上蒸汽消耗，降低污泥干化成本，實(shí)現(xiàn)更好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求書
1.一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化工藝，其特征在于，包括步驟：濕污泥流向熱力干化機(jī)進(jìn)行污泥干化，于所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽經(jīng)加熱器換熱形成過熱蒸汽后流回所述熱力干化機(jī)與所述濕污泥進(jìn)行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，經(jīng)壓縮機(jī)增壓的所述過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽匯集后流向所述加熱器冷凝以提供所述飽和蒸汽的過熱熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化工藝，其特征在于，還包括步驟：所述的經(jīng)壓縮機(jī)增壓的過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽于所述加熱器中冷凝形成凝結(jié)水，所述凝結(jié)水與未凝結(jié)的加熱蒸汽流回所述熱力干化機(jī)，與所述濕污泥進(jìn)行間接換熱，最終蒸汽冷凝形成外排的凝結(jié)廢水和少量不凝廢氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化工藝，其特征在于，還包括步驟：所形成的過熱蒸汽流向除塵器，在除塵器中脫除攜帶的污泥顆粒，于所述除塵器出的濾后蒸汽經(jīng)所述壓縮機(jī)增壓后與補(bǔ)充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽；或者，于所述除塵器出的濾后蒸汽分為兩路，一路經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)流回所述熱力干化機(jī)與所述濕污泥直接換熱，另一路經(jīng)所述壓縮機(jī)增壓后與補(bǔ)充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化工藝，其特征在于，于所述除塵器出的污泥顆粒經(jīng)除塵密封卸料閥排出，回送至所述熱力干化機(jī)中；于所述熱力干化機(jī)出的干污泥經(jīng)干化密封卸料閥外排。
5.一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化系統(tǒng)，其特征在于，包括：污泥干化子系統(tǒng)和蒸汽回用子系統(tǒng)；所述污泥干化子系統(tǒng)包括熱力干化機(jī)，所述熱力干化機(jī)至少包括一濕污泥入口、一干污泥出口、一蒸汽進(jìn)口及一蒸汽出口；所述蒸汽回用子系統(tǒng)包括順次連通所述蒸汽出口的加熱器與壓縮機(jī)；濕污泥流向熱力干化機(jī)進(jìn)行污泥干化，于所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽經(jīng)加熱器換熱形成過熱蒸汽后流回所述熱力干化機(jī)與所述濕污泥進(jìn)行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，經(jīng)壓縮機(jī)增壓的所述過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽匯集后流向所述加熱器冷凝以提供所述飽和蒸汽的過熱熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽回用子系統(tǒng)還包括串接至所述加熱器與壓縮機(jī)之間用以脫出飽和蒸汽所攜污泥顆粒的除塵器，于所述除塵器出的濾后蒸汽經(jīng)所述壓縮機(jī)增壓后與補(bǔ)充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機(jī)出飽和蒸汽；或者，于所述除塵器出的濾后蒸汽分為兩路，一路經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)流回所述熱力干化機(jī)與所述濕污泥直接換熱，另一路經(jīng)所述壓縮機(jī)增壓后與補(bǔ)充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機(jī)出飽和蒸汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化系統(tǒng)，其特征在于，所述熱力干化機(jī)還包括凝結(jié)廢水出口和不凝廢氣出口；于所述加熱器出的凝結(jié)水與未凝結(jié)的加熱蒸汽流回所述熱力干化機(jī)，與所述濕污泥進(jìn)行間接換熱，最終蒸汽冷凝形成外排的凝結(jié)廢水和少量不凝廢氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化系統(tǒng)，其特征在于，所述除塵器的污泥顆粒出口與熱力干化機(jī)連通，且位于連通管路上設(shè)有除塵密封卸料閥；和/或，所述熱力干化機(jī)的干污泥出口部位設(shè)有干污泥外排管，且位于所述干污泥外排管上設(shè)有干化密封卸料閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化系統(tǒng)，其特征在于，所述除塵器采用全伴熱保溫設(shè)計(jì)，用以避免干化蒸汽在除塵器中凝結(jié)出現(xiàn)糊袋的現(xiàn)象，并采用低壓過熱蒸汽反吹設(shè)計(jì)，用以減少干化蒸汽中不凝性氣體的含量；所述循環(huán)風(fēng)機(jī)采用全伴熱保溫設(shè)計(jì)；及所述壓縮機(jī)采用全伴熱保溫設(shè)計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化系統(tǒng)，其特征在于，所述熱力干化機(jī)采用帶式干化機(jī)、流化床干化機(jī)、薄層污泥干化機(jī)、圓盤污泥干化機(jī)或槳葉污泥干化機(jī)；所述加熱器采用列管式換熱器，所述飽和蒸汽走殼程，經(jīng)壓縮機(jī)增壓后的過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽走管程；所述過熱蒸汽的溫度為根據(jù)干化蒸汽中氣體組成計(jì)算的飽和溫度確定，以保證干化蒸汽的溫度高于飽和溫度20℃以上；和/或，所述除塵器的出口粉塵濃度低于10mg/Nm3。
發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明提供一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化工藝，利用干化蒸汽本身的凝結(jié)潛熱進(jìn)行污泥干化，可降低90％以上蒸汽消耗，降低污泥干化成本，實(shí)現(xiàn)更好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：
一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化工藝，包括步驟：
濕污泥流向熱力干化機(jī)進(jìn)行污泥干化，于所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽經(jīng)加熱器換熱形成過熱蒸汽后流回所述熱力干化機(jī)與所述濕污泥進(jìn)行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，
經(jīng)壓縮機(jī)增壓的所述過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽匯集后流向所述加熱器冷凝以提供所述飽和蒸汽的過熱熱量。
一些技術(shù)方案中，還包括步驟：
所述的經(jīng)壓縮機(jī)增壓的過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽于所述加熱器中冷凝形成凝結(jié)水，所述凝結(jié)水與未凝結(jié)的加熱蒸汽流回所述熱力干化機(jī)，與所述濕污泥進(jìn)行間接換熱，最終冷蒸汽凝形成外排的凝結(jié)廢水和少量不凝廢氣。
一些技術(shù)方案中，還包括步驟：
所形成的過熱蒸汽流向除塵器脫除攜帶的污泥顆粒，
于所述除塵器出的濾后蒸汽經(jīng)所述壓縮機(jī)增壓后與補(bǔ)充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽；或者，
于所述除塵器出的濾后蒸汽分為兩路，一路經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)流回所述熱力干化機(jī)與所述濕污泥直接換熱，另一路經(jīng)所述壓縮機(jī)增壓后與補(bǔ)充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽。
一些技術(shù)方案中，于所述除塵器出的污泥顆粒經(jīng)除塵密封卸料閥排放至所述熱力干化機(jī)；和/或，于所述熱力干化機(jī)出的干污泥經(jīng)干化密封卸料閥外排。
另一方面，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化系統(tǒng)，利用干化蒸汽本身的凝結(jié)潛熱進(jìn)行污泥干化，減少了污泥干化系統(tǒng)蒸汽消耗和循環(huán)冷卻水消耗，大大降低了污泥干化運(yùn)行成本。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：
一種超低能耗污泥蒸汽熱力干化系統(tǒng)，包括：
污泥干化子系統(tǒng)和蒸汽回用子系統(tǒng)；
所述污泥干化子系統(tǒng)包括熱力干化機(jī)，所述熱力干化機(jī)至少包括一濕污泥入口、一干污泥出口、一蒸汽進(jìn)口及一蒸汽出口；
所述蒸汽回用子系統(tǒng)包括順次連通所述蒸汽出口的加熱器與壓縮機(jī)；
濕污泥流向熱力干化機(jī)進(jìn)行污泥干化，于所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽經(jīng)加熱器換熱形成過熱蒸汽后流回所述熱力干化機(jī)與所述濕污泥進(jìn)行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，
經(jīng)壓縮機(jī)增壓的所述過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽匯集后流向所述加熱器冷凝以提供所述飽和蒸汽的過熱熱量。
一些技術(shù)方案中，所述蒸汽回用子系統(tǒng)還包括串接至所述加熱器與壓縮機(jī)之間用以脫出飽和蒸汽所攜污泥顆粒的除塵器，
于所述除塵器出的濾后蒸汽經(jīng)所述壓縮機(jī)增壓后與補(bǔ)充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽；或者，
于所述除塵器出的濾后蒸汽分為兩路，一路經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)流回所述熱力干化機(jī)與所述濕污泥直接換熱，另一路經(jīng)所述壓縮機(jī)增壓后與補(bǔ)充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機(jī)出的飽和蒸汽。
一些技術(shù)方案中，所述熱力干化機(jī)還包括凝結(jié)廢水出口和不凝廢氣出口，于所述加熱器出的凝結(jié)水與未凝結(jié)的加熱蒸汽流回所述熱力干化機(jī)中，與所述濕污泥進(jìn)行間接換熱，最終蒸汽冷凝形成外排的凝結(jié)廢水和少量不凝廢氣。
一些技術(shù)方案中，所述除塵器的污泥顆粒出口與熱力干化機(jī)連通，且位于連通管路上布設(shè)有除塵密封卸料閥；和/或，
所述熱力干化機(jī)的干污泥出口部位設(shè)有干污泥外排管，且位于所述干污泥外排管上布設(shè)有干化密封卸料閥。
一些技術(shù)方案中，所述除塵器采用全伴熱保溫設(shè)計(jì)，用以避免干化蒸汽在除塵器中凝結(jié)出現(xiàn)糊袋的現(xiàn)象，及采用低壓過熱蒸汽反吹設(shè)計(jì)，用以減少干化蒸汽中不凝性氣體的含量；
所述循環(huán)風(fēng)機(jī)采用全伴熱保溫設(shè)計(jì)；及
所述壓縮機(jī)采用全伴熱保溫設(shè)計(jì)。
一些技術(shù)方案中，所述熱力干化機(jī)采用帶式干化機(jī)、流化床干化機(jī)、薄層污泥干化機(jī)、圓盤污泥干化機(jī)或槳葉污泥干化機(jī)；
所述加熱器采用列管式換熱器，所述飽和蒸汽走殼程，經(jīng)壓縮機(jī)增壓后的過熱蒸汽與補(bǔ)充蒸汽走管程；
所述過熱蒸汽的溫度為根據(jù)干化蒸汽中氣體組成計(jì)算的飽和溫度確定，以保證干化蒸汽的溫度高于飽和溫度20℃以上；和/或，
所述除塵器的出口粉塵濃度低于10mg/Nm3。
本發(fā)明采用以上技術(shù)方案至少具有如下的有益效果：
1.通過干化蒸汽壓縮機(jī)使干化蒸汽增壓，增壓后的干化蒸汽凝結(jié)溫度高于污泥干化溫度，通過利用增壓后的干化蒸汽潛熱加熱熱力干化機(jī)出口的飽和蒸汽和濕污泥，回收干化蒸汽凝結(jié)潛熱，減少污泥干化系統(tǒng)蒸汽消耗和污泥干化系統(tǒng)循環(huán)冷卻水消耗，適于工業(yè)推廣；
2.通過干化蒸汽加熱器使熱力干化機(jī)出來的飽和蒸汽轉(zhuǎn)化成為過熱蒸汽，再通過干化蒸汽除塵器，可以脫除干化蒸汽中攜帶的污泥顆粒，解決了飽和蒸汽除塵困難的難題，干化蒸汽脫除污泥后，可保證循環(huán)風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)行安全穩(wěn)定；
3.干化蒸汽除塵器創(chuàng)新采用全伴熱保溫設(shè)計(jì)和低壓蒸汽反吹設(shè)計(jì)，杜絕了干化蒸汽在除塵器中凝結(jié)導(dǎo)致糊袋的風(fēng)險(xiǎn)，并減少了干化蒸汽中不凝性氣體的含量；
4.采用密封卸料閥，維持熱力干化機(jī)、加熱器及除塵器處于負(fù)壓狀態(tài)，杜絕了蒸汽泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，并且增壓后的干化蒸汽走管程，密封性能好，泄漏風(fēng)險(xiǎn)非常低；
5.通過本申請(qǐng)工藝及系統(tǒng)的結(jié)合，可以降低90％以上蒸汽消耗，同時(shí)減少系統(tǒng)冷卻水消耗，并且除塵后的干化蒸汽的粉塵濃度低于10mg/Nm3。
（發(fā)明人：熊紹武;馬洪璽;孫國(guó)輝;冒蘭軍;杜先）
