一种蒸汽热源污泥烘干系统及其烘干污泥的方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110776238 A(43)申请公布日 2020.02.11

(21)申请号 2018107477.7(22)申请日 2018.07.11

(71)申请人 青岛福荣华鑫环保能源科技有限公

司

地址 2600 山东省青岛市黄岛区珠海街

道办事处王家楼工业园(72)发明人 李洪荣　雷海森　

(74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务

所(普通合伙) 32231

代理人 张福敏(51)Int.Cl.

C02F 11/13(2019.01)F26B 21/10(2006.01)B01D 50/00(2006.01)B01D 53/18(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图1页

B01D 53/78(2006.01)B01D 53/52(2006.01)

CN 110776238 A()发明名称

一种蒸汽热源污泥烘干系统及其烘干污泥的方法(57)摘要

本发明属于污泥深度脱水技术领域，具体涉及一种蒸汽热源污泥烘干系统及其烘干污泥的

旋风除尘装置、余热回方法。该系统由烘干装置、

收装置、废气处理装置、输送装置组成。为了克服现有污泥蒸汽烘干技术的不足，采用本发明可以最大限度的回收利用藏于蒸汽中的热能，大幅度节约蒸汽的耗量，大幅度节省运行费用。解决了现有技术脱水后的污泥含水率高的问题，以进一步提高污泥脱水效率。本发明的有益效果是：设备占地面积小，土建投资极低；能耗极低；蒸汽适应范围广泛；换热效率高；设备运转安全稳定，故障率极低；环保优势明显；整体投资费用低，降低了生产成本，增加了企业的经济效益。

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1.一种蒸汽热源污泥烘干系统，其特征在于，所述该系统由烘干装置、旋风除尘装置、余热回收装置、废气处理装置、输送装置组成。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，其特征在于，所述烘干装置为反叶片桨叶式干燥机(5)，该工艺系统的主体设备用反齿回送技术以及间壁传热技术，换热效率达到了95％以上，整体热效率超过86％，可将含水率80％左右的污泥干化至含水率25％以下，同时优良的间壁传热技术使得蒸汽冷凝水不受污染，可以返回除氧器，回收冷凝水和热量。

3.根据权利要求1所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，其特征在于，所述旋风除尘装置包括旋风除尘器(6)，旋风除尘器(6)的进口端连接引风机(7)，旋风除尘器(6)出口端连接废气处理装置；旋风除尘器(6)将引风机(7)从烘干装置引入的废气内的大颗粒进行沉降后，进入废气处理装置进行处理微尘颗粒物以及VOC气体。

4.根据权利要求1所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，其特征在于，所述余热回收装置包括前置换热器(12)和深度热回收器(13)，两者连接成金字塔式结构进行热量回收，回收过程中，尾气中的水蒸气被凝结为水，凝结水经过漂洗去油后送入脱硫塔作为优质补水，剩余的空气(含有极微量有机挥发性气体)送入脱硫塔稀释后排大气。

5.根据权利要求1所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，其特征在于，所述废气处理装置采用高温综合处理塔(9)喷淋洗涤，尾气中大部分蒸汽被洗涤之后送入余热回收装置利用，只有极少部分水蒸气凝结成水，行成外排废水，从而使废水的排放量控制在2t/h之内，综合处理塔(9)配有沉池及加药系统等，通过添加药剂等方式将水蒸汽里的硫化氢等有害物质进行中和祛除；避免臭气的产生；反叶片桨叶式干燥机(5)蒸发出来的尾气经综合处理塔(9)除尘除味和深度热回收器(13)冷却并去除有害物质后直接除臭外排或送入锅炉作为二次风。

6.根据权利要求1所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，其特征在于，所述系统中各装置的连接方式为预加热输送系统连接烘干装置，烘干装置连接旋风除尘装置，旋风除尘装置外接盘旋螺旋式蒸汽管道。

7.一种蒸汽热源污泥烘干系统的烘干污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)本项目的湿污泥经汽车运输进厂后送入密封式湿污泥仓储(1)暂存，然后经污泥泵(2)<含水率65％以下的污泥采用专用污泥仓底卸料器通过埋刮板输送机(8)>密闭送入反叶片桨叶式干燥机(5)加热烘干，加热蒸汽在反叶片桨叶式干燥机(5)内直接被冷却为凝结水，通过转换接头排出。

(2)污泥干化过程产生的废气经引风机(7)排出，维持反叶片桨叶式干燥机(5)及辅助设备、系统管路的微负压运行。

(3)被抽出的废气气体(蒸汽和空气混合物、voc等气体)经旋风除尘器(6)预处理后继续进入高温综合处理塔(9)喷淋洗涤，尾气中大部分蒸汽被洗涤之后送入热回收器回收利用，只有极少部分水蒸气凝结成水，行成外排废水，从而使废水的排放量控制在2t/h之内，综合处理塔(9)配有沉池及加药系统等，通过添加药剂等方式将水蒸汽里的硫化氢等有害物质进行中和祛除；避免臭气的产生；反叶片桨叶式干燥机(5)蒸发出来的尾气经综合处理塔(9)除尘除味和深度热回收器(13)冷却并去除有害物质后直接除臭外排或送入锅炉作为二次风。

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(4)经综合处理塔(9)利用后的喷淋液进入循环水池(10)中，一方面对喷淋后的水进行沉淀处理，另一方面循环利用喷淋用水，降低废水的产生量，废水中的沉淀物经刮板输送机(8)密闭送至湿污泥仓。

(5)通过喷淋处理的气体进入前置换热器(12)进行第一次余热利用，通过引风机(7)将处理后的气体(水蒸气)，温度在80℃以上，一部分进入深度热回收器(13)一部分蒸汽回归蒸汽管道作为烘干蒸汽补充热源使用。

(6)经综合塔处理后，尾气继续进入深度热回收器(13)进行余热利用，加热从反叶片桨叶式干燥机(5)内部输送来的蒸汽冷凝水及除盐水的混合水后送入电厂热力系统继续循环利用。

(7)深度热回收过程中尾气中的水蒸气被凝结为水，凝结水经过漂洗去油后送入冷却塔作为补水，空气送入锅炉焚烧处理。

(8)干化后的污泥通过管链式环型干污泥专用输送机送至干污泥存储区(3)，与煤按比例混合后作为燃料进行焚烧处理，焚烧过程中产生的蒸汽回收继续作为污泥干化的热源，实现循环利用。

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一种蒸汽热源污泥烘干系统及其烘干污泥的方法

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技术领域

[0001]本发明属于污泥深度脱水技术领域，具体涉及一种蒸汽热源污泥烘干系统及其烘干污泥的方法。

背景技术

[0002]污水污泥是污水处理厂主要废弃物，其处理问题成为污水处理厂的一大难题。目前污水污泥的处理过程如下：剩余污泥先在重力浓缩池中浓缩至含水率约98～97％，浓缩后的污泥经过阳离子聚丙烯酰胺溶液调质后进行机械脱水，脱水后的污泥从污水处理厂往外运输处置。

[0003]污水处理厂在污水处理的同时要产生大量的污泥，在污水处理厂一般采用带滤机进行脱水，脱水之后污泥的含水率一般在80％左右。这些污泥的最终处置一般有许下途径：(1)填埋；(2)焚烧；(3)堆肥等等。不管采用什么最终处置的途径，80％的含水率都显得过高。通常情况下在污泥烘干过程中污泥含水率是非常重要的控制指标，如果污泥含水率过低时，粉尘太多，且易发生爆炸危险；含水率过高时，达不到深度脱水的目的，增加污泥最终处置的难度。

[0004]在现有污泥深度脱水技术中,目前最常采用有二种：(1)高压板框；(2)蒸汽烘干。其中高压板框是目前的主流。与蒸汽烘干相比，高压板框的最大优点就是运行费用相对便宜，处理每吨湿污泥的直接成本约在60-90元/吨之间。但是，高压板框的缺点也是显而易见：(1)脱水效果远不如蒸汽烘干技术，蒸汽烘干技术可以大幅度的降低污泥含水率，甚至可以低至零。但高压板框要将含水率降至50％以下尚有一定的难度；(2)投药量太大，劳动强度高，占地多。与高压板框相比，蒸汽烘干技术虽然运行费较高的缺点(烘干每吨湿污泥直接成本约在400-600元/吨之间)，但它具有污泥脱水效果好(烘干程度可人为控制，甚至可将含水率降至近40％)，不需要投加任何药剂等优点。[0005]从上可以看出，制约污泥蒸汽烘干技术大规模应用的唯一因素就是其运行费用较高。污泥烘干费用构成中，最大的一块就是蒸汽费用，近90％。其实，污泥烘干技术中存在着相当大的浪费，原先存于污泥之中的水被烘干之后变为水蒸气，水蒸汽中含有大量的焓白白流失，得不到有效利用。发明内容

[0006]为了克服现有污泥蒸汽烘干技术的不足，本发明提供了一种蒸汽热源污泥烘干系统及其烘干污泥的方法，可以最大限度的回收利用藏于蒸汽中的热能，大幅度节约生蒸汽的耗量，大幅度节省运行费用。本发明的目的在于解决上述存在的脱水后的污泥含水率高的问题，提供适用于处理污水处理厂中产生的剩余污泥和浓缩后的污泥的一种蒸汽热源污泥烘干系统，以进一步提高污泥脱水效率。[0007]本发明是通过以下方式实现的：[0008]一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述该系统由烘干装置、旋风除尘装置、余热回收装

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置、废气处理装置、输送装置组成。[0009]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述烘干装置为反叶片桨叶式干燥机。该工艺系统的主体设备用反齿回送技术以及间壁传热技术，换热效率达到了95％以上，整体热效率超过86％，可将含水率80％左右的污泥干化至含水率25％以下，同时优良的间壁传热技术使得蒸汽冷凝水不受污染，可以返回除氧器，回收冷凝水和热量。[0010]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述旋风除尘装置包括旋风除尘器，旋风除尘器的进口端连接引风机，旋风除尘器出口端连接废气处理装置；旋风除尘器将引风机从烘干装置引入的废气内的大颗粒进行沉降后，进入废气处理装置进行处理微尘颗粒物以及VOC气体。[0011]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述余热回收装置包括前置换热器和深度热回收器，两者连接成金字塔式结构进行热量回收，回收过程中，尾气中的水蒸气被凝结为水，凝结水经过漂洗去油后送入脱硫塔作为优质补水，剩余的空气(含有极微量有机挥发性气体)送入脱硫塔稀释后排大气。[0012]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述废气处理装置采用高温综合处理塔喷淋洗涤，尾气中大部分蒸汽被洗涤之后送入余热回收装置利用，只有极少部分水蒸气凝结成水，行成外排废水，从而使废水的排放量控制在2t/h之内。综合处理塔配有沉池及加药系统等，通过添加药剂等方式将水蒸汽里的硫化氢等有害物质进行中和祛除；避免臭气的产生；反叶片桨叶式干燥机蒸发出来的尾气经综合处理塔除尘除味和深度热回收器冷却并去除有害物质后直接除臭外排或送入锅炉作为二次风。[0013]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述系统中各装置的连接方式为预加热输送系统连接烘干装置，烘干装置连接旋风除尘装置，旋风除尘装置外接盘旋螺旋式蒸汽管道。

[0014]以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统的烘干污泥的方法，包括以下步骤：[0015](1)本项目的湿污泥经汽车运输进厂后送入密封式湿污泥仓储暂存，然后经污泥泵<含水率65％以下的污泥采用专用污泥仓底卸料器通过埋刮板输送机>密闭送入反叶片桨叶式干燥机加热烘干，加热蒸汽在反叶片桨叶式干燥机内直接被冷却为凝结水，通过转换接头排出。[0016](2)污泥干化过程产生的废气经引风机排出，维持反叶片桨叶式干燥机及辅助设备、系统管路的微负压运行。[0017](3)被抽出的废气气体(蒸汽和空气混合物、voc等气体)经旋风除尘器预处理后继续进入高温综合处理塔喷淋洗涤，尾气中大部分蒸汽被洗涤之后送入热回收器回收利用，只有极少部分水蒸气凝结成水，行成外排废水，从而使废水的排放量控制在2t/h之内，综合处理塔配有沉池及加药系统等，通过添加药剂等方式将水蒸汽里的硫化氢等有害物质进行中和祛除；避免臭气的产生；反叶片桨叶式干燥机蒸发出来的尾气经综合处理塔除尘除味和深度热回收器冷却并去除有害物质后直接除臭外排或送入锅炉作为二次风。[0018](4)经综合处理塔利用后的喷淋液进入循环水池中，一方面对喷淋后的水进行沉淀处理，另一方面循环利用喷淋用水，降低废水的产生量。废水中的沉淀物经刮板输送机密闭送至湿污泥仓。[0019](5)通过喷淋处理的气体进入前置换热器进行第一次余热利用，通过引风机将处

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理后的气体(水蒸气)，温度在80℃以上，一部分进入深度热回收器一部分蒸汽回归蒸汽管道作为烘干蒸汽补充热源使用。[0020](6)经综合塔处理后，尾气继续进入深度热回收器进行余热利用，加热从反叶片桨叶式干燥机内部输送来的蒸汽冷凝水及除盐水的混合水后送入电厂热力系统继续循环利用。[0021](7)深度热回收过程中尾气中的水蒸气被凝结为水，凝结水经过漂洗去油后送入冷却塔作为补水，空气送入锅炉焚烧处理。[0022](8)干化后的污泥通过管链式环型干污泥专用输送机送至干污泥存储区，与煤按比例混合后作为燃料进行焚烧处理，焚烧过程中产生的蒸汽回收继续作为污泥干化的热源，实现循环利用。

[0023]本发明的有益效果是：[0024]1、占地面积小，土建投资极低：

[0025]200吨污泥烘干规模(每天200吨)全部占地面积(包括主机、辅机、湿污泥料仓等)550㎡，土建部分整体投资小于120万元。[0026]2、能耗极低：

[0027]蒸发每吨水消耗热功率：813kWh/蒸吨(衡量烘干机最全面的指标)[0028]80％水分降至30％水分，汽耗：0.88t蒸汽/湿吨[0029]70％水分降至20％水分，汽耗：0.73t蒸汽/湿吨[0030]烘干废气热回收之后汽耗：0.15t蒸汽/湿吨[0031]电耗：＜10kWh/湿吨(全套配置功率＜120kW)[0032]3、蒸汽适应范围广泛：[0033]蒸气使用上，涵盖了饱和蒸汽和过热蒸汽。最高进气温度可以达到300℃，进汽压力可达到0.9MPa，有利于对电站锅炉的配套，简化设施，不需要设置减温器，所以整体投资费用低。[0034]4、换热效率高：[0035]加热蒸汽在烘干机内直接被冷却为凝结水，不需要外置蒸汽冷却器，既降低了烘干汽耗，也降低了整体投资费用。[0036]5、设备运转安全稳定，故障率极低：[0037]由于设计合理，相对其他烘干设备，简化了大部分辅机，因而故障率极低，远远小于其他烘干设施。同时，载气量的降低，极大地降低了烘干流程中气体的氧含量，将正常运行中烘干设备爆燃爆炸的危险性降低为零。[0038]6、环保优势明显：

[0039]本烘干系统由于采用高温废气处理系统和深度热回收系统相结合的废气处理方式，烘干过程中废水产生量仅仅在1t/h之内，不到其他烘干系统的二十分之一。废气处理量也不到其他处理系统的一半。[0040]7、整体投资费用低：

[0041]由于烘干机的特殊结构设计，以及系统的整体优化，本烘干系统总体投资(包含土建)可比国内同类产品低400万元/百吨，比国外同类产品低1000万元/百吨以上。

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附图说明

[0042]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0043]图1是本发明污泥烘干系统进行污泥烘干处理的流程图。[0044]图中：1.密封式湿污泥仓储；2.污泥泵；3.干污泥存储区；4.盘式环型干污泥输送机；5.反叶片桨叶式干燥机；6.旋风除尘器；7.引风机；8.刮板输送机；9.综合处理塔；10.循环水池；11.混水池；12.前置换热器；13.深度热回收器；14.漂池。具体实施方式:

[0045]下面结合附图通过具体实施例对本发明进一步说明。[0046]如图1所示，一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述该系统由烘干装置、旋风除尘装置、余热回收装置、废气处理装置、输送装置组成。[0047]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述烘干装置为反叶片桨叶式干燥机5。该工艺系统的主体设备用反齿回送技术以及间壁传热技术，换热效率达到了95％以上，整体热效率超过86％，可将含水率80％左右的污泥干化至含水率25％以下，同时优良的间壁传热技术使得蒸汽冷凝水不受污染，可以返回除氧器，回收冷凝水和热量。[0048]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述旋风除尘装置包括旋风除尘器6，旋风除尘器6的进口端连接引风机7，旋风除尘器6出口端连接废气处理装置；旋风除尘器6将引风机7从烘干装置引入的废气内的大颗粒进行沉降后，进入废气处理装置进行处理微尘颗粒物以及VOC气体。[0049]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述余热回收装置包括前置换热器12和深度热回收器13，两者连接成金字塔式结构进行热量回收，回收过程中，尾气中的水蒸气被凝结为水，凝结水经过漂洗去油后送入脱硫塔作为优质补水，剩余的空气(含有极微量有机挥发性气体)送入脱硫塔稀释后排大气。[0050]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述废气处理装置采用高温综合处理塔9喷淋洗涤，尾气中大部分蒸汽被洗涤之后送入余热回收装置利用，只有极少部分水蒸气凝结成水，行成外排废水，从而使废水的排放量控制在2t/h之内。综合处理塔9配有沉池及加药系统等，通过添加药剂等方式将水蒸汽里的硫化氢等有害物质进行中和祛除；避免臭气的产生；反叶片桨叶式干燥机5蒸发出来的尾气经综合处理塔9除尘除味和深度热回收器13冷却并去除有害物质后直接除臭外排或送入锅炉作为二次风。[0051]进一步地，以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统，所述系统中各装置的连接方式为预加热输送系统连接烘干装置，烘干装置连接旋风除尘装置，旋风除尘装置外接盘旋螺旋式蒸汽管道。

[0052]以上所述的一种蒸汽热源污泥烘干系统的烘干污泥的方法，包括以下步骤：[0053](1)本项目的湿污泥经汽车运输进厂后送入密封式湿污泥仓储1暂存，然后经污泥泵2<含水率65％以下的污泥采用专用污泥仓底卸料器通过埋刮板输送机8>密闭送入反叶片桨叶式干燥机5加热烘干，加热蒸汽在反叶片桨叶式干燥机5内直接被冷却为凝结水，通过转换接头排出。[00](2)污泥干化过程产生的废气经引风机7排出，维持反叶片桨叶式干燥机5及辅助

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设备、系统管路的微负压运行。[0055](3)被抽出的废气气体(蒸汽和空气混合物、voc等气体)经旋风除尘器6预处理后继续进入高温综合处理塔9喷淋洗涤，尾气中大部分蒸汽被洗涤之后送入热回收器回收利用，只有极少部分水蒸气凝结成水，行成外排废水，从而使废水的排放量控制在2t/h之内，综合处理塔9配有沉池及加药系统等，通过添加药剂等方式将水蒸汽里的硫化氢等有害物质进行中和祛除；避免臭气的产生；反叶片桨叶式干燥机5蒸发出来的尾气经综合处理塔9除尘除味和深度热回收器13冷却并去除有害物质后直接除臭外排或送入锅炉作为二次风。[0056](4)经综合处理塔9利用后的喷淋液进入循环水池10中，一方面对喷淋后的水进行沉淀处理，另一方面循环利用喷淋用水，降低废水的产生量。废水中的沉淀物经刮板输送机8密闭送至湿污泥仓。[0057](5)通过喷淋处理的气体进入前置换热器12进行第一次余热利用，通过引风机7将处理后的气体(水蒸气)，温度在80℃以上，一部分进入深度热回收器13一部分蒸汽回归蒸汽管道作为烘干蒸汽补充热源使用。[0058](6)经综合塔处理后，尾气继续进入深度热回收器13进行余热利用，加热从反叶片桨叶式干燥机5内部输送来的蒸汽冷凝水及除盐水的混合水后送入电厂热力系统继续循环利用。[0059](7)深度热回收过程中尾气中的水蒸气被凝结为水，凝结水经过漂洗去油后送入冷却塔作为补水，空气送入锅炉焚烧处理。[0060](8)干化后的污泥通过管链式环型干污泥专用输送机送至干污泥存储区3，与煤按比例混合后作为燃料进行焚烧处理，焚烧过程中产生的蒸汽回收继续作为污泥干化的热源，实现循环利用。

[0061]需要强调的是：以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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