【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于污泥干燥處理熱泵系統(tǒng)，具體涉及一種污泥干燥熱泵機組、熱泵系統(tǒng)及其控制方法。
技術(shù)介紹
1、目前，無論生物處理污泥還是化學(xué)沉淀污泥，經(jīng)機械前端脫水設(shè)備處理，污泥含水率仍較高，設(shè)備烘干效率低，如板框壓濾機、離心機、疊螺機、高壓板框壓濾脫水等方法，大大影響后續(xù)污泥外運和資源化處置利用。
2、相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中，污泥烘干除濕主要采用直接加熱方式，即使用蒸汽、煙氣、電加熱等形式將污泥加熱至100?℃以上，使污泥的水分變?yōu)樗魵庵苯优欧诺酱髿庵校@種烘干方式存在能源消耗高、易產(chǎn)生二次污染等問題。
3、為解決現(xiàn)有污泥烘干系統(tǒng)能源消耗大、運行成本高、污染環(huán)境、烘干效率低等問題，采用低品位能源的低溫干化技術(shù)應(yīng)運而生。現(xiàn)有技術(shù)（公開號cn?112062441?a）公開了一種污泥低溫干化設(shè)備，使用熱泵循環(huán)與空氣循環(huán)結(jié)合方式，采用獨有的獨立風(fēng)道技術(shù)，零排放無惡臭，但排出的水蒸氣等氣體熱能沒有充分利用。因此，如何提高污泥烘干效率，充分利用烘干產(chǎn)生的氣體余熱，并與熱泵系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)能源的高效利用和廢氣凈化，成為污泥干燥領(lǐng)域亟需攻克的一項關(guān)鍵問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本方案提供了一種污泥干燥熱泵機組、熱泵系統(tǒng)及其控制方法，本方案采用分級壓縮熱泵回收利用污泥高溫脫水干燥所產(chǎn)生的水蒸氣的潛熱、利用環(huán)境空氣熱能制取雙溫位熱能；利用鹽堿溶液吸收水蒸氣、并除去硫化物或氮氧化物等廢氣污染物；鹽堿溶液濃縮所產(chǎn)生的水蒸氣冷卻變成冷凝水作為工業(yè)補水，有效解決傳統(tǒng)污
2、本專利技術(shù)的目的之一是提供一種污泥干燥熱泵機組，包括低壓壓縮機和設(shè)置在低壓壓縮機排氣側(cè)的高壓壓縮機，所述高壓壓縮機的排氣側(cè)分為兩個支路，其中一支路通過污泥冷凝器分別通入蒸汽源蒸發(fā)器、空氣源蒸發(fā)器，所述蒸汽源蒸發(fā)器具有第一介質(zhì)側(cè)和第二介質(zhì)側(cè)，所述第一介質(zhì)側(cè)通入制冷劑工質(zhì)，所述第二介質(zhì)側(cè)用于通入水蒸氣介質(zhì)，所述第二介質(zhì)側(cè)用于對第一介質(zhì)側(cè)制冷劑介質(zhì)進行加熱蒸發(fā)；蒸汽源蒸發(fā)器的第一介質(zhì)側(cè)和空氣源蒸發(fā)器的制冷劑出口并聯(lián)接入低壓壓縮機的吸氣側(cè)，高壓壓縮機排氣側(cè)的另一支路通過溶液冷凝器、第一節(jié)流部件和溶液源蒸發(fā)器串接后再次接入高壓壓縮機的吸氣側(cè)。
3、作為優(yōu)選方案，所述蒸汽源蒸發(fā)器的第一介質(zhì)側(cè)的進口處設(shè)置有第二節(jié)流部件。
4、作為優(yōu)選方案，所述空氣源蒸發(fā)器的制冷劑進口側(cè)設(shè)置有第三節(jié)流部件。
5、作為優(yōu)選方案，還包括吸收器，吸收器內(nèi)設(shè)置有噴淋部件和所述溶液源蒸發(fā)器，所述溶液源蒸發(fā)器位于噴淋部件的下方；所述吸收器的溶液出口通過溶液節(jié)流部件與溶液發(fā)生器相連。
6、作為優(yōu)選方案，所述溶液發(fā)生器內(nèi)設(shè)置有所述溶液冷凝器；所述溶液發(fā)生器的水蒸氣出口與所述蒸汽源蒸發(fā)器的第二介質(zhì)側(cè)的入口相連，所述溶液發(fā)生器的底部溶液出口側(cè)通過泵與噴淋部件相連。
7、本專利技術(shù)的目的之二是提供一種熱泵系統(tǒng)，包括污泥池和用于向污泥池提供熱能的上述任一項所述的污泥干燥熱泵機組。
8、作為優(yōu)選方案，所述污泥冷凝器置于所述污泥池內(nèi)部，污泥池的蒸汽出口與吸收器的蒸汽入口相連。
9、本專利技術(shù)的目的之三是提供一種根據(jù)上述的熱泵系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：高壓壓縮機排氣側(cè)排出高溫高壓的過熱氣態(tài)制冷劑工質(zhì)并分為兩部分，其中一部分制冷劑工質(zhì)經(jīng)污泥冷凝器釋放冷凝熱加熱污泥實現(xiàn)污泥脫水干燥過程，污泥冷凝器所冷凝的液態(tài)制冷劑經(jīng)并聯(lián)的第二節(jié)流部件和第三節(jié)流部件節(jié)流降壓，一路制冷劑工質(zhì)流入蒸汽源蒸發(fā)器吸收熱量而蒸發(fā)為制冷劑蒸汽，另一路制冷劑工質(zhì)流入空氣源蒸發(fā)器吸收外部環(huán)境空氣熱能而蒸發(fā)為制冷劑蒸汽，經(jīng)過蒸汽源蒸發(fā)器和空氣源蒸發(fā)器出口的制冷劑蒸汽被吸入低壓壓縮機，以完成梯級壓縮過程；另一部分制冷劑工質(zhì)進入溶液冷凝器釋放冷凝熱以實現(xiàn)鹽堿溶液濃縮和水蒸氣發(fā)生過程，然后該部分制冷劑工質(zhì)經(jīng)過第一節(jié)流部件節(jié)流降壓、溶液源蒸發(fā)器加熱蒸發(fā)為制冷劑蒸汽后，進入高壓壓縮機完成高壓縮比過程。
10、作為優(yōu)選方案，還包括如下步驟：污泥池內(nèi)污泥被污泥冷凝器加熱脫水而產(chǎn)生廢氣和水蒸氣，廢氣和水蒸氣進入吸收器經(jīng)吸收溶液噴淋吸收，釋放的吸收熱量被溶液源蒸發(fā)器回收，廢氣吸收溶液進入溶液發(fā)生器后，進一步被溶液冷凝器加熱濃縮發(fā)生，濃縮后的廢氣吸收溶液經(jīng)泵送回噴淋部件處，進一步實現(xiàn)廢氣吸收溶液的循環(huán)噴淋利用；溶液發(fā)生器所產(chǎn)生的水蒸氣用于加熱低壓壓縮機吸氣口側(cè)的制冷劑后冷凝為冷凝水。
11、作為優(yōu)選方案，所述吸收器內(nèi)的廢氣吸收溶液采用鹽堿溶液，所述鹽堿溶液為鹽、堿和水混合組成的三元的混合溶液。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)至少具有如下有益效果：
13、其一、本專利技術(shù)提供一種新型的污泥干燥熱泵處理系統(tǒng)，通過優(yōu)化熱泵機組結(jié)構(gòu)，采用分級壓縮熱泵機組回收污泥干燥所產(chǎn)生的水蒸氣的潛熱，而高壓壓縮機排出的制冷劑蒸汽，經(jīng)過兩個支路實現(xiàn)分流，其中一個支路的制冷劑工質(zhì)通路用于加熱污泥池實現(xiàn)污泥脫水，然后通過蒸汽源蒸發(fā)器和空氣源蒸發(fā)器，用于對制冷劑工質(zhì)進行預(yù)熱后完成低壓縮比、高壓縮比的梯級壓縮過程，而另一支路的制冷劑工質(zhì)通路則用于供應(yīng)廢氣處理溶液的發(fā)生所需熱量，然后再經(jīng)過節(jié)流和溶液源蒸發(fā)器的加熱后，進入高壓壓縮機的吸氣口完成高壓縮比的壓縮過程。本方案的熱泵系統(tǒng)有效克服傳統(tǒng)干燥系統(tǒng)干燥效果差、滋生二次污染、難以回收廢熱等問題，該系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用地域廣等優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊。
14、其二、本專利技術(shù)，優(yōu)化了污泥干燥控制方法，通過采用上述結(jié)構(gòu)的污泥干燥熱泵系統(tǒng)，經(jīng)分級壓縮熱泵回收利用污泥高溫脫水干燥所產(chǎn)生的水蒸氣的潛熱，同時利用環(huán)境空氣熱能制取雙溫位（高溫、中溫）熱能提供污泥脫水干燥的高溫?zé)崮芤约胞}堿溶液濃縮的中溫加熱量，利用鹽堿溶液對水蒸氣的吸濕性和酸性氣體的吸收性，實現(xiàn)鹽堿混合溶液吸收水蒸氣等所釋放吸收熱的回收利用，同時除去硫化物或氮氧化物等廢氣污染物，從而實現(xiàn)污泥加熱脫水所產(chǎn)生污染物的凈化作用，鹽堿溶液濃縮所產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)蒸汽源蒸發(fā)器冷卻釋放冷凝熱而變成冷凝水作為工業(yè)補水，所釋放冷凝熱用于加熱制冷劑汽化被回收利用，從而實現(xiàn)污泥脫水所產(chǎn)生水蒸氣熱質(zhì)回收利用，本方案的污泥處理方法，實現(xiàn)了熱能品位提升、實現(xiàn)了熱能梯級制備與利用，以及同時完成了污泥高溫脫水所產(chǎn)生廢氣凈化雙重目的。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.污泥干燥熱泵機組，包括低壓壓縮機和設(shè)置在低壓壓縮機排氣側(cè)的高壓壓縮機，其特征在于：所述高壓壓縮機的排氣側(cè)分為兩個支路，其中一支路通過污泥冷凝器分別通入蒸汽源蒸發(fā)器、空氣源蒸發(fā)器，所述蒸汽源蒸發(fā)器具有第一介質(zhì)側(cè)和第二介質(zhì)側(cè)，所述第一介質(zhì)側(cè)通入制冷劑工質(zhì)，所述第二介質(zhì)側(cè)用于通入水蒸氣介質(zhì)，所述第二介質(zhì)側(cè)用于對第一介質(zhì)側(cè)制冷劑介質(zhì)進行加熱蒸發(fā)；蒸汽源蒸發(fā)器的第一介質(zhì)側(cè)和空氣源蒸發(fā)器的制冷劑出口并聯(lián)接入低壓壓縮機的吸氣側(cè)，高壓壓縮機排氣側(cè)的另一支路通過溶液冷凝器、第一節(jié)流部件和溶液源蒸發(fā)器串接后再次接入高壓壓縮機的吸氣側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥熱泵機組，其特征在于：所述蒸汽源蒸發(fā)器的第一介質(zhì)側(cè)的進口處設(shè)置有第二節(jié)流部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污泥干燥熱泵機組，其特征在于：所述空氣源蒸發(fā)器的制冷劑進口側(cè)設(shè)置有第三節(jié)流部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥干燥熱泵機組，其特征在于：還包括吸收器，吸收器內(nèi)設(shè)置有噴淋部件和所述溶液源蒸發(fā)器，所述溶液源蒸發(fā)器位于噴淋部件的下方；所述吸收器的溶液出口通過溶液節(jié)流部件與溶液發(fā)生器相連。
<...【技術(shù)特征摘要】
1.污泥干燥熱泵機組，包括低壓壓縮機和設(shè)置在低壓壓縮機排氣側(cè)的高壓壓縮機，其特征在于：所述高壓壓縮機的排氣側(cè)分為兩個支路，其中一支路通過污泥冷凝器分別通入蒸汽源蒸發(fā)器、空氣源蒸發(fā)器，所述蒸汽源蒸發(fā)器具有第一介質(zhì)側(cè)和第二介質(zhì)側(cè)，所述第一介質(zhì)側(cè)通入制冷劑工質(zhì)，所述第二介質(zhì)側(cè)用于通入水蒸氣介質(zhì)，所述第二介質(zhì)側(cè)用于對第一介質(zhì)側(cè)制冷劑介質(zhì)進行加熱蒸發(fā)；蒸汽源蒸發(fā)器的第一介質(zhì)側(cè)和空氣源蒸發(fā)器的制冷劑出口并聯(lián)接入低壓壓縮機的吸氣側(cè)，高壓壓縮機排氣側(cè)的另一支路通過溶液冷凝器、第一節(jié)流部件和溶液源蒸發(fā)器串接后再次接入高壓壓縮機的吸氣側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥熱泵機組，其特征在于：所述蒸汽源蒸發(fā)器的第一介質(zhì)側(cè)的進口處設(shè)置有第二節(jié)流部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污泥干燥熱泵機組，其特征在于：所述空氣源蒸發(fā)器的制冷劑進口側(cè)設(shè)置有第三節(jié)流部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥干燥熱泵機組，其特征在于：還包括吸收器，吸收器內(nèi)設(shè)置有噴淋部件和所述溶液源蒸發(fā)器，所述溶液源蒸發(fā)器位于噴淋部件的下方；所述吸收器的溶液出口通過溶液節(jié)流部件與溶液發(fā)生器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥干燥熱泵機組，其特征在于：所述溶液發(fā)生器內(nèi)設(shè)置有所述溶液冷凝器；所述溶液發(fā)生器的水蒸氣出口與所述蒸汽源蒸發(fā)器的第二介質(zhì)側(cè)的入口相連，所述溶液發(fā)生器的底部溶液出口側(cè)通過泵與噴淋部件相連。
6.熱泵系統(tǒng)，其特征在于：包括污泥池和用于向污泥池提供熱能的權(quán)利要求1-5任一項所述的污泥干燥熱泵機組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的熱泵系統(tǒng)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王林，楊濤，冷強，袁俊飛，梁坤峰，馬愛華，周西文，李修真，張春曉，鄭愷昕，
申請(專利權(quán))人：河南科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。