一種污泥過熱蒸汽三效聯合干燥裝置，第一效干燥器的一端連接蒸汽管，第一效干燥器的另一端經過排料器連接分離器Ⅰ，分離器Ⅰ連接冷凝器，冷凝器連接第一效干燥器，所述第一效干燥的下方設有儲料器，儲料器連接加料成型器的一端，加料成型器的另一端連接第二效干燥器，所述第二效干燥器的側上方通過蒸汽管連接分離器Ⅱ，所述第二效干燥器的儲料斗經過管道連接第三效干燥器。本發明專利技術與傳統的熱風對流干燥工藝相比較具有如下特點：實現了能量的梯級利用，能效率高于單效干燥工藝；大大降低了污泥干燥過程有害氣體的數量和降低尾氣處理的成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種污泥干燥裝置，尤其是一種污泥過熱蒸汽三效聯合干裝置。
技術介紹
城市污泥顯著的特征是含水率高，初步沉淀的活性污泥含水率高達97% 99%，經過濃縮與消化后的含水率仍然高達90 92%，經過機械脫水后的污泥濾餅含水率為70% 85%。由于城市污泥含水率高，體積龐大，這為污泥的長距離輸送和后續處理帶來經濟上和技術上的困難。污泥的填埋則因脫水泥餅含水率較高(一般為70% 85%)，土力學性質差，需混入大量泥土，從而導致土地的容積利用系數明顯降低。2007年建設部出臺的《城鎮污水處理廠污泥處置一混合填埋泥質》標準和2008年環境保護部出臺的《生活垃圾填埋污染控制標準(GB16889— 2008)》中都明確規定，污泥混合填埋含水率應小于60%。脫水泥餅直接焚燒，也因其含固率低不能達到維持過程自行運作所需的能值，需加入輔助燃料，使處·理成本明顯增加，難以承受。污泥的低溫熱裂解制油是近年來處理城市污水處理過程中產生的有機污泥的一種可望達到能量平衡的新技術，但低溫熱裂解前必須對污泥進行干燥處理。綜合分析上述污泥處理與處置所遇到的困難，不難看出污泥的含水率是關鍵的影響因素。因此，降低污泥含水率是解決目前在污泥處理所遇到的許多問題的關鍵，污泥的干化處理是污泥進行資源化的前提。傳統的干燥方法有自然干燥法和加熱干燥法，這兩種干燥方法都會產生大量有害氣體，污染環境。特別是加熱干燥法，在干燥過程中有大量廢氣排出，同時較高的干燥溫度有可能產生有害的苯系污染物，導致干燥尾氣處理難度大、成本高。過熱蒸汽干燥(Superheated Steam Drying)是一項最近發展起來的新技術,它是指利用過熱蒸汽直接與被干物料接觸而去除水分的一種干燥方式。采用過熱蒸汽三效聯合干燥污泥具有以下優點(1)節能效果顯著。利用過熱蒸汽作干燥介質的節能效果已被很多學者所證實。英國的Thomas用盤式過熱蒸汽干燥機干燥陶瓷粉、染料，每噸染料汽耗花費從20英磅降到2英磅，節能達90%。德國BMA. AG研制的高壓過熱蒸汽干燥機干燥甜菜渣，固形物含量由30%干燥至90%，單位熱耗與普通的熱風干燥相比由50000kJ/kg降到僅有2900kJ/kg。Niro公司1985年開發的商業用壓力流化床干燥機用于顆粒或漿狀物料干燥試驗證明與普通的滾筒干燥相比節能達90%，且無污染，產品質量也得到改善。愛爾蘭和前蘇聯應用一種稱為“Peco”的過熱蒸汽干燥機干燥泥炭土，單位能耗與普通的熱風干燥相比由3000-40000kJ/kg降到1700_1800kJ/kg。瑞典研制的一種過熱蒸汽干燥機干燥泥炭土單位蒸發量的能耗僅為普通熱風干燥的1/6-1/7。英國學者Stubbing認為，在一般的水蒸氣中總熱能大約84%為潛熱，16%為顯熱。傳統的干燥機利用大量的熱風帶走從被干物蒸發的水，排出的廢氣中包含的大量蒸汽潛熱很難在有用的溫度下回收，而采用過熱蒸汽干燥，排出廢汽仍然是水蒸氣，溫度保持在100°C以上，可經過冷凝、壓縮和多級多效干燥回收其潛熱；(2)傳熱傳質效率高。過熱蒸汽有較高的傳熱系數。Potter和Keogh用流化床干燥機干燥煤炭得出過熱蒸汽干燥時熱系數為200-500W/ Cm2 ·Κ)，而熱風攪拌式干燥機其傳熱系數僅為20-50W/ (m2 · K)。過熱蒸汽干燥，由于整個環境僅有一種氣體成分存在,水分從物料表面蒸發移動不是通過質的擴散而是以液流的壓力差產生的體積流(bulk flow)作動力，Chu等人研究證明對于直徑為Imm的水滴在150°C的過熱蒸汽中只需10_6N/m2的壓力差即可為蒸汽的擴散提供充分的驅動力。因此，在實際過程中從顆粒的表面移去蒸汽的阻力可以忽略，過熱蒸汽干燥無氣膜傳質阻力；(3)過熱蒸汽干燥有利于減少有害氣體的二次污染和產生爆炸的危險。過熱蒸汽多效干燥后幾效是在密封條件下進行，只有最前一效有少量廢氣排出，干燥過程對環境的二次污染輕。另外，過熱蒸汽干燥工作時物料的溫度超過100°C，在這樣的溫度下對污泥不僅能干燥，且能消滅細菌和其他有毒微生物。過熱蒸汽干燥的介質為過熱蒸汽，沒有空氣存在，沒有氧化和燃燒反應，無爆炸起火的危險。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是采用過熱蒸汽作為干燥介質對城市污泥進行三效干燥處理，解決傳統干燥方式應用于污泥干燥中存在的能耗高、尾氣排放產生而次污染與干燥時間長、效率低等技術難題。過熱蒸汽三效聯合干燥的第二效和第三效采用過熱蒸汽對流干燥，由于干燥過程的干燥介質僅為過熱蒸汽，水分從物料表面蒸發移動不是通過質的擴散而是 以液流的壓力差產生的體積流(bulk flow)作動力，過熱蒸汽干燥無氣膜傳質阻力。因此，采用過熱蒸汽三效干燥污泥的單位能耗將大大低于普通熱風干燥能耗。本專利技術的目的之二是污泥在傳統的干燥過程不僅會釋放出大量的水蒸氣，而且會產生并伴隨著水蒸氣一起釋放出有害氣體。在過熱蒸汽三效污泥干燥過程中，第二效和第三效干燥器均采用全密封的流化床干燥器。隨著干燥溫度的升高，必然產生有害的氣體，這些有害的氣體隨著蒸汽進入前一效干燥器。但是，由于干燥過程是完全密閉的，沒有有害氣體釋放到大氣中。第一效采用間接式的傳導干燥器，第二效和第三效排出的多余過熱蒸氣大部分被第一效傳導干燥器冷凝，部分沒有冷凝的蒸汽采用冷凝器冷凝，大大降低了第二效和第三效排出氣體的數量。排出的有害氣體主要為干燥過程產生的不可冷凝的氣體，排出有害氣體的體積將大大少于傳統的熱風對流干燥。同時，過熱蒸汽干燥能實現無氧或少氧干燥環境，降低了干燥過程產生N0X，SOx等有毒氣體的風險。采用過熱蒸汽三效干燥污泥，干燥過程中產生的絕大部分氣體可用冷凝的辦法冷卻變成冷凝液回到污水處理系統。由于有害氣體的數量大大低于傳統的熱風對流干燥，因此尾氣處理成本將低于傳統的污泥干燥工藝。本專利技術的目的之三是運用能量梯級利用原理，應用過熱蒸汽三效聯合干燥能進一步提高干燥過程的能效率。在過熱蒸汽干燥過程中，干燥機蒸發的水分假如沒有損失的話，就變成熱焓較低的多余蒸汽，經濟地利用這些蒸汽是過熱蒸汽干燥是否做到節能的關鍵。采用過熱蒸汽三效聯合干燥，就是將后一級干燥室排出的多余蒸汽作為前一級的載汽，達到多效節能的效果，與多效蒸發器的工作原理相似。本專利技術的目的之四是采用高溫的過熱蒸汽作為干燥介質，過熱蒸汽溫度高、熱焓值大。過熱蒸汽干燥工作時污泥的溫度超過200°C，在這樣的溫度下對污泥不僅能干燥，具有強烈的滅菌消毒效果，能消滅細菌和其他有毒微生物。本專利技術是這樣實現的，它包括蒸汽管、第一效干燥器、分離器I、排料器、冷凝器、儲料器、加料成型器、第二效干燥器、分離器II、儲料斗、壓力表、蒸汽發生器、第三效干燥器、循環風機、節流閥、過濾器、加熱器、.蒸汽包、分離器III，其特征是第一效干燥器的一端連接蒸汽管，第一效干燥器的另一端經過排料器連接分離器I，分離器I連接冷凝器，冷凝器連接第一效干燥器，所述第一效干燥的下方設有儲料器，儲料器連接加料成型器的一端，加料成型器的另一端連接第二效干燥器，所述第二效干燥器的側上方通過蒸汽管連接分離器II，所述第二效干燥器的儲料斗經過管道連接第三效干燥器，所述第三效干燥器的側上方通過蒸汽管連接分離器III，蒸汽發生器依次通過蒸汽包、加熱器、過濾器、節流閥和循環本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種污泥過熱蒸汽三效聯合干燥裝置，它包括蒸汽管、第一效干燥器、分離器Ⅰ、排料器、冷凝器、儲料器、加料成型器、第二效干燥器、分離器Ⅱ、儲料斗、壓力表、蒸汽發生器？、第三效干燥器、循環風機、節流閥、過濾器、加熱器、.蒸汽包、？分離器Ⅲ，其特征是第一效干燥器的一端連接蒸汽管，第一效干燥器的另一端經過排料器連接分離器Ⅰ，分離器Ⅰ連接冷凝器，冷凝器連接第一效干燥器，所述第一效干燥的下方設有儲料器，儲料器連接加料成型器的一端，加料成型器的另一端連接第二效干燥器，所述第二效干燥器的側上方通過蒸汽管連接分離器Ⅱ，所述第二效干燥器的儲料斗經過管道連接第三效干燥器，所述第三效干燥器的側上方通過蒸汽管連接分離器Ⅲ，蒸汽發生器依次通過蒸汽包、加熱器、過濾器、節流閥和循環風機連接第三效干燥器、分離器Ⅲ、第二效干燥器、分離器Ⅱ和第一效干燥器形成蒸汽通路，所述蒸汽包上連有壓力表。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張緒坤，朱保利，余蓉，馬怡光，魏偉，王學成，蘇志偉，
申請(專利權)人：南昌航空大學，
類型：發明
國別省市：
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