公布日：2023.01.06
申請日：2022.11.09
分類號：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進行污泥干化，于熱力干化機出的飽和蒸汽經加熱器換熱形成過熱蒸汽后進入除塵器中，經過除塵后的過熱蒸汽流回熱力干化機與濕污泥進行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，經壓縮機增壓的過熱蒸汽與補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，于加熱器出的凝結水與未凝結的加熱蒸汽流回所述熱力干化機，與所述濕污泥進行間接換熱，最終蒸汽冷凝形成外排的凝結廢水和不凝廢氣。本申請利用干化蒸汽本身的凝結潛熱進行污泥干化，可降低90％以上蒸汽消耗，降低污泥干化成本，實現(xiàn)更好的社會和經濟效益。
權利要求書
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進行污泥干化，于所述熱力干化機出的飽和蒸汽經加熱器換熱形成過熱蒸汽后流回所述熱力干化機與所述濕污泥進行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，經壓縮機增壓的所述過熱蒸汽與補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：所述的經壓縮機增壓的過熱蒸汽與補充蒸汽于所述加熱器中冷凝形成凝結水，所述凝結水與未凝結的加熱蒸汽流回所述熱力干化機，與所述濕污泥進行間接換熱，最終蒸汽冷凝形成外排的凝結廢水和少量不凝廢氣。
3.根據(jù)權利要求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所述壓縮機增壓后與補充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機出的飽和蒸汽；或者，于所述除塵器出的濾后蒸汽分為兩路，一路經循環(huán)風機流回所述熱力干化機與所述濕污泥直接換熱，另一路經所述壓縮機增壓后與補充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機出的飽和蒸汽。
4.根據(jù)權利要求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除塵密封卸料閥排出，回送至所述熱力干化機中；于所述熱力干化機出的干污泥經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，所述熱力干化機至少包括一濕污泥入口、一干污泥出口、一蒸汽進口及一蒸汽出口；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；濕污泥流向熱力干化機進行污泥干化，于所述熱力干化機出的飽和蒸汽經加熱器換熱形成過熱蒸汽后流回所述熱力干化機與所述濕污泥進行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，經壓縮機增壓的所述過熱蒸汽與補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所述壓縮機增壓后與補充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機出飽和蒸汽；或者，于所述除塵器出的濾后蒸汽分為兩路，一路經循環(huán)風機流回所述熱力干化機與所述濕污泥直接換熱，另一路經所述壓縮機增壓后與補充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機出飽和蒸汽。
7.根據(jù)權利要求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，所述熱力干化機還包括凝結廢水出口和不凝廢氣出口；于所述加熱器出的凝結水與未凝結的加熱蒸汽流回所述熱力干化機，與所述濕污泥進行間接換熱，最終蒸汽冷凝形成外排的凝結廢水和少量不凝廢氣。
8.根據(jù)權利要求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連通，且位于連通管路上設有除塵密封卸料閥；和/或，所述熱力干化機的干污泥出口部位設有干污泥外排管，且位于所述干污泥外排管上設有干化密封卸料閥。
9.根據(jù)權利要求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計，用以避免干化蒸汽在除塵器中凝結出現(xiàn)糊袋的現(xiàn)象，并采用低壓過熱蒸汽反吹設計，用以減少干化蒸汽中不凝性氣體的含量；所述循環(huán)風機采用全伴熱保溫設計；及所述壓縮機采用全伴熱保溫設計。
10.根據(jù)權利要求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，所述熱力干化機采用帶式干化機、流化床干化機、薄層污泥干化機、圓盤污泥干化機或槳葉污泥干化機；所述加熱器采用列管式換熱器，所述飽和蒸汽走殼程，經壓縮機增壓后的過熱蒸汽與補充蒸汽走管程；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潛熱進行污泥干化，可降低90％以上蒸汽消耗，降低污泥干化成本，實現(xiàn)更好的社會和經濟效益。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術方案：
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進行污泥干化，于所述熱力干化機出的飽和蒸汽經加熱器換熱形成過熱蒸汽后流回所述熱力干化機與所述濕污泥進行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，
經壓縮機增壓的所述過熱蒸汽與補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。
一些技術方案中，還包括步驟：
所述的經壓縮機增壓的過熱蒸汽與補充蒸汽于所述加熱器中冷凝形成凝結水，所述凝結水與未凝結的加熱蒸汽流回所述熱力干化機，與所述濕污泥進行間接換熱，最終冷蒸汽凝形成外排的凝結廢水和少量不凝廢氣。
一些技術方案中，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所述壓縮機增壓后與補充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機出的飽和蒸汽；或者，
于所述除塵器出的濾后蒸汽分為兩路，一路經循環(huán)風機流回所述熱力干化機與所述濕污泥直接換熱，另一路經所述壓縮機增壓后與補充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機出的飽和蒸汽。
一些技術方案中，于所述除塵器出的污泥顆粒經除塵密封卸料閥排放至所述熱力干化機；和/或，于所述熱力干化機出的干污泥經干化密封卸料閥外排。
另一方面，本發(fā)明進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潛熱進行污泥干化，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行成本。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術方案：
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，所述熱力干化機至少包括一濕污泥入口、一干污泥出口、一蒸汽進口及一蒸汽出口；
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；
濕污泥流向熱力干化機進行污泥干化，于所述熱力干化機出的飽和蒸汽經加熱器換熱形成過熱蒸汽后流回所述熱力干化機與所述濕污泥進行直接和/或間接的蒸汽換熱以提供污泥干化熱量；其中，
經壓縮機增壓的所述過熱蒸汽與補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所述壓縮機增壓后與補充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機出的飽和蒸汽；或者，
于所述除塵器出的濾后蒸汽分為兩路，一路經循環(huán)風機流回所述熱力干化機與所述濕污泥直接換熱，另一路經所述壓縮機增壓后與補充蒸汽匯集加熱所述熱力干化機出的飽和蒸汽。
一些技術方案中，所述熱力干化機還包括凝結廢水出口和不凝廢氣出口，于所述加熱器出的凝結水與未凝結的加熱蒸汽流回所述熱力干化機中，與所述濕污泥進行間接換熱，最終蒸汽冷凝形成外排的凝結廢水和少量不凝廢氣。
一些技術方案中，所述除塵器的污泥顆粒出口與熱力干化機連通，且位于連通管路上布設有除塵密封卸料閥；和/或，
所述熱力干化機的干污泥出口部位設有干污泥外排管，且位于所述干污泥外排管上布設有干化密封卸料閥。
一些技術方案中，所述除塵器采用全伴熱保溫設計，用以避免干化蒸汽在除塵器中凝結出現(xiàn)糊袋的現(xiàn)象，及采用低壓過熱蒸汽反吹設計，用以減少干化蒸汽中不凝性氣體的含量；
所述循環(huán)風機采用全伴熱保溫設計；及
所述壓縮機采用全伴熱保溫設計。
一些技術方案中，所述熱力干化機采用帶式干化機、流化床干化機、薄層污泥干化機、圓盤污泥干化機或槳葉污泥干化機；
所述加熱器采用列管式換熱器，所述飽和蒸汽走殼程，經壓縮機增壓后的過熱蒸汽與補充蒸汽走管程；
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)明采用以上技術方案至少具有如下的有益效果：
1.通過干化蒸汽壓縮機使干化蒸汽增壓，增壓后的干化蒸汽凝結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出口的飽和蒸汽和濕污泥，回收干化蒸汽凝結潛熱，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出來的飽和蒸汽轉化成為過熱蒸汽，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)風機和壓縮機等轉動機械運行安全穩(wěn)定；
3.干化蒸汽除塵器創(chuàng)新采用全伴熱保溫設計和低壓蒸汽反吹設計，杜絕了干化蒸汽在除塵器中凝結導致糊袋的風險，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、加熱器及除塵器處于負壓狀態(tài)，杜絕了蒸汽泄漏的風險，并且增壓后的干化蒸汽走管程，密封性能好，泄漏風險非常低；
5.通過本申請工藝及系統(tǒng)的結合，可以降低90％以上蒸汽消耗，同時減少系統(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;孫國輝;冒蘭軍;杜先）
