本發(fā)明涉及一種MVR過熱蒸汽污泥連續(xù)干燥系統(tǒng)及工作方法，屬于能源與動力領域。

背景技術：

目前我國年廢水排放總量超過400億噸,每年排放污泥約為550～600 萬噸,且不斷增加。估計到2020年,我國污泥的產(chǎn)量將會達到8000t/a, 并且隨著大城市化和城市集群區(qū)域的發(fā)展,我國污泥處理最終將走向干燥或焚燒這樣的三級處理。降低污泥含水率是解決目前在污泥處理過程中所遇到的許多問題的關鍵, 是污泥進行資源化(農(nóng)用、焚燒等)處理處置利用的前提。

常規(guī)的污泥干燥是以熱空氣為干燥介質，熱空氣與污泥接觸，帶走污泥內(nèi)的水分。熱空氣的吸濕能力不強，因此使用熱空氣作為干燥介質時，干燥介質流量很大，且干燥時間很長，效率較低。

使用過熱蒸汽來代替空氣作為干燥介質，相比于熱空氣，過熱蒸汽的吸濕能力較強，同時，過熱蒸汽對環(huán)境友好，干燥過程無氧化或燃燒反應，而且蒸汽在膨脹機內(nèi)膨脹做功，冷凝出水加以回收能量，減少干燥系統(tǒng)能耗。但是使用過熱蒸汽作為干燥介質，當干燥系統(tǒng)仍然處于常壓時，干燥的溫度必須在100℃以上，如此就限制了過熱蒸汽干燥系統(tǒng)的使用。

與常壓下干燥系統(tǒng)相比，真空干燥是將物料置于負壓條件下，負壓條件下，物料中的水與干燥器干燥介質存在壓力差，物料中的水相比于常壓下會更容易蒸發(fā)，從而加快了干燥的速率，節(jié)省了干燥時間。

在干燥過程中主要的熱量是用于水分蒸發(fā)所需要的潛熱，而利用MVR技術回收干燥過程中所消耗的潛熱是現(xiàn)階段降低干燥系統(tǒng)能耗最切實有效的辦法。

如果能將過熱蒸汽作為干燥介質運用于真空干燥系統(tǒng)，并利用MVR技術降低整個系統(tǒng)的能耗，可以提供一種節(jié)能高效的真空干燥方法，不僅提高了干燥的速率，還降低干燥能耗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種能耗低、效率高的MVR過熱蒸汽污泥連續(xù)干燥系統(tǒng)及工作方法。

該系統(tǒng)包括第一進料裝置、第一預熱器、干燥器、旋風分離器、洗氣塔、水泵、壓縮機、污水罐、換熱器、風機、第一儲泥罐、凝水罐、真空泵、第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、第二進料裝置、第二預熱器、第二儲泥罐、第七閥門、第八閥門、第九閥門、第十閥門、第十一閥門、第十二閥門、第十三閥門；上述第一進料裝置包括污泥入口、污泥出口、抽真空口；第二進料裝置包括污泥入口、污泥出口、抽真空口；干燥器包括蒸汽入口、蒸汽出口、污泥入口和污泥出口；旋風分離器包括入口、氣相出口和污泥出口；洗氣塔包括氣體入口、水路入口、氣體出口和污水出口；換熱器包括熱端入口、熱端出口、冷端入口和冷端出口；上述第一進料裝置底面與第一預熱器頂面通過機械連接方式進行連接；第二進料裝置底面與第二預熱器頂面通過機械連接方式進行連接；待干燥污泥通過第一閥門與第一進料裝置污泥入口相連，第一進料裝置污泥出口通過第三閥門與干燥器的污泥入口相連，真空泵通過第二閥門與第一進料裝置抽真空口相連；待干燥污泥通過第七閥門與第二進料裝置污泥入口相連，第二進料裝置污泥出口通過第九閥門與干燥器的污泥入口相連，真空泵通過第八閥門與第二進料裝置）抽真空口相連；干燥器蒸汽出口與旋風分離器的入口相連,旋風分離器的氣相出口與洗氣塔的氣體入口相連，洗氣塔氣體出口分成兩路：一路連接換熱器冷端入口，換熱器冷端出口通過風機與干燥器蒸汽入口相連；另一路通過壓縮機與換熱器熱端入口相連，換熱器熱端出口分成兩路：一路通過第四閥門與第一預熱器入口相連，第一預熱器出口與凝水罐入口相連；另一路通過第十閥門與第二預熱器入口相連，第二預熱器出口與凝水罐入口相連，真空泵通過第十三閥門與凝水罐抽真空口相連；干燥器的污泥出口和旋風分離器的污泥出口相連后分為兩路：一路通過第五閥門與第一儲泥罐入口相連，第一儲泥罐出口通過第六閥門排出污泥；另一路通過第十一閥門與第二儲泥罐入口相連，第二儲泥罐出口通過第十二閥門排出污泥；洗氣塔的污水出口與污水罐相連，水泵連接洗氣塔水路入口。

根據(jù)本發(fā)明所述的一種MVR過熱蒸汽污泥連續(xù)干燥系統(tǒng)及工作方法，其特征在于包括以下過程：首先關閉第一閥門、第七閥門、第六閥門、第十二閥門，打開第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第八閥門、第九閥門、第十閥門、第十一閥門、第十三閥門，利用真空泵進行抽真空，使干燥器處于負壓工作狀態(tài)；然后關閉第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第八閥門、第九閥門、第十閥門、第十一閥門）、第十三閥門，打開第一閥門、第七閥門，待干燥的污泥進入第一進料裝置和第二進料裝置，關閉第一閥門、第七閥門，打開第二閥門、第八閥門，利用真空泵進行抽真空;然后關閉第二閥門、第八閥門，打開第三閥門、第四閥門、第五閥門，對第一進料裝置中的污泥進行干燥處理；當?shù)谝贿M料裝置中的污泥干燥完成后，關閉第三閥門、第四閥門，打開第九閥門、第十閥門，對第二進料裝置中的污泥進行干燥處理，干燥期間打開第一閥門，待干燥污泥進入第一進料裝置，然后關閉第一閥門，打開第二閥門，利用真空泵進行抽真空，然后關閉第二閥門；待第二進料裝置中污泥干燥過程結束后，打開第三閥門、第四閥門，開始對第一進料裝置中的污泥進行干燥,如此交替運行，實現(xiàn)污泥負壓連續(xù)性干燥；上述對第一進料裝置中的污泥進行干燥處理和第二進料裝置中的污泥進行干燥處理的具體步驟如下：污泥經(jīng)對應預熱器預熱升溫后進入干燥器，污泥中水分在負壓狀態(tài)下吸熱蒸發(fā)后從干燥器的蒸汽出口出來進入旋風分離器，將摻混水蒸汽中的少量污泥分離出來，然后進入洗氣塔，水泵出口的水對污泥進行進一步的清洗，洗氣塔污水出口出來的污水進入污水罐，清潔度高的水蒸氣分成兩路：一路小部分水蒸氣通過壓縮機壓縮，變成高溫高壓的過熱蒸汽，進入換熱器的熱端放熱后在第一預熱器中預熱待干燥的污泥，冷凝后進入凝水罐；另一路大部分的水蒸氣進入換熱器(9)的冷端吸熱后，經(jīng)風機加壓后進入干燥器干燥污泥；干燥器干燥后的污泥與旋風分離器分離出來的污泥混合后排入第一儲泥罐。當?shù)谝粌δ喙扪b滿后，打開第十一閥門、關閉第五閥門,第二儲泥罐開始工作，然后打開第六閥門將污泥倒掉，兩個儲泥罐交替工作。

該干燥系統(tǒng)在進行干燥的過程中，進入壓縮機的過熱蒸汽流量等于干燥器內(nèi)蒸發(fā)的水的流量，而另一路的流量就是進入干燥器內(nèi)干燥蒸汽的流量，干燥速率不變時，這兩路過熱蒸汽的流量均保持不變。

根據(jù)本發(fā)明所述的一種MVR過熱蒸汽污泥連續(xù)干燥系統(tǒng)及工作方法，與相同壓力條件下的空氣干燥介質相比，該系統(tǒng)采用了吸濕能力更強的水蒸氣作為干燥介質，干燥器內(nèi)負壓操作提高了污泥內(nèi)外水分的濃度差，從而大大提高污泥干燥速率；并通過控制閥門開啟關閉，使不同進料裝置交替工作，實現(xiàn)負壓干燥過程的連續(xù)性；大部分的過熱蒸汽一直參與系統(tǒng)的循環(huán)，僅僅在換熱器中回收從污泥中蒸發(fā)出來的那部分水蒸氣的潛熱，從而在回收干燥熱能的同時，大大降低壓縮機的耗功。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提出一種MVR過熱蒸汽污泥連續(xù)干燥系統(tǒng)；

圖中標號名稱：1、第一進料裝置，2、第一預熱器，3、干燥器，4、旋風分離器，5、洗氣塔，6、水泵，7、壓縮機，8、污水罐，9、換熱器，10、風機，11、第一儲泥罐，12、凝水罐，13、真空泵，14、第一閥門，15、第二閥門，16、第三閥門，17、第四閥門，18、第五閥門，19、第六閥門，20、第二進料裝置，21、第二預熱器，22、第二儲泥罐，23、第七閥門，24、第八閥門，25、第九閥門，26、第十閥門，27、第十一閥門，28、第十二閥門，29、第十三閥門，30、污泥，31、過熱蒸汽，32、水，33、污水。

具體實施方式

下面參照圖1說明一種MVR過熱蒸汽污泥連續(xù)干燥系統(tǒng)的工作過程。

首先關閉第一閥門14、第七閥門23、第六閥門19、第十二閥門28，打開第二閥門15、第三閥門16、第四閥門17、第五閥門18、第八閥門24、第九閥門25、第十閥門26、第十一閥門27、第十三閥門29，利用真空泵13進行抽真空，使干燥器處于負壓工作狀態(tài)。

然后關閉第二閥門15、第三閥門16、第四閥門17、第五閥門18、第八閥門24、第九閥門25、第十閥門26、第十一閥門27、第十三閥門29，打開第一閥門14、第七閥門23，待干燥的污泥30進入第一進料裝置1和第二進料裝置20，關閉第一閥門14、第七閥門23，打開第二閥門15、第八閥門24，利用真空泵13進行抽真空，然后關閉第二閥門15、第八閥門24，打開第三閥門16、第四閥門17、第五閥門18，,污泥經(jīng)第一預熱器2預熱升溫后進入干燥器3，污泥中水分在負壓狀態(tài)下吸熱蒸發(fā)后從干燥器3的蒸汽出口出來進入旋風分離器4，將摻混水蒸汽中的少量污泥分離出來，然后進入洗氣塔5，水泵6出口的水32對污泥進行進一步的清洗，洗氣塔5污水出口出來的污水33進入污水罐8，清潔度高的水蒸氣分成兩路：一路小部分水蒸氣通過壓縮機7壓縮，變成高溫高壓的過熱蒸汽，進入換熱器9的熱端放熱后在第一預熱器2中預熱待干燥的污泥，冷凝后進入凝水罐12；另一路大部分的水蒸氣進入換熱器9的冷端吸熱后，經(jīng)風機10加壓后進入干燥器3干燥污泥。

干燥器3干燥后的污泥與旋風分離器4分離出來的污泥混合后排入第一儲泥罐11。當?shù)谝粌δ喙?1裝滿后，打開第十一閥門27、關閉第五閥門18,第二儲泥罐22開始工作，然后打開第六閥門19將污泥倒掉，兩個儲泥罐交替工作。

第一進料裝置1中的污泥干燥完成后，關閉第三閥門16、第四閥門17，打開第九閥門25、第十閥門26，開始對第二進料裝置20中的污泥進行干燥，干燥期間打開第一閥門14，待干燥污泥30進入第一進料裝置，然后關閉第一閥門14，打開第二閥門15，利用真空泵13進行抽真空，然后關閉第二閥門15，待第二進料裝置20中污泥干燥過程結束后，打開第三閥門16、第四閥門17，開始對第一進料裝置1中的污泥進行干燥,如此交替運行，實現(xiàn)污泥負壓連續(xù)性干燥；同時在系統(tǒng)工作過程中應保持進入干燥器3內(nèi)的蒸汽流量不變，從而讓系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)地進行。