本發(fā)明涉及市政和工業(yè)固體廢物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于污泥碳化工藝的設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著城市人口的增加，工業(yè)化、城市污廢水處理廠的增設(shè)，污泥產(chǎn)生量逐漸增加，污泥處理成了環(huán)境的焦點。原有技術(shù)的干燥、填埋、堆肥等工藝只是對污泥進行簡單的處理，污泥的處理如何實現(xiàn)“減量化”、“無害化”、“資源化”現(xiàn)已成為諸多企業(yè)關(guān)注的焦點中的焦點。污泥碳化技術(shù)是將污泥進行無氧或微氧的條件下的“干溜”，使生化污泥中的細胞裂解，將其中的水分釋放出來，同時又最大限度地保留了污泥中碳質(zhì)的過程。污泥碳化的優(yōu)勢在于，污泥碳化是通過裂解方式將污泥中的水分脫出，能源消耗少，剩余產(chǎn)物中的碳含量高，發(fā)熱量大，而其它工藝大部分是通過加熱和蒸發(fā)的方式去除污泥中的水分，因此能耗大。碳化后的污泥體積小，污泥中無有毒氣體等，不會造成二次污染。并且，污泥碳化技術(shù)不僅能有效處理污泥，還能將其制成具有高附加值的生物炭。所以污泥碳化是一種既不會損壞環(huán)境又能資源回用的經(jīng)濟型處理技術(shù)。

污泥碳化工藝通常在高溫高壓工作條件下進行。具體的，污泥在反應(yīng)器中進行熱調(diào)理與水熱碳化，并由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)形成泥漿。泥漿需要去后續(xù)的生產(chǎn)單元進行泥水分離。在泥漿進行泥水分離之前，需要將從反應(yīng)器的物料出口排出的物料進行減壓，并將減壓后的物料輸入緩沖儲存容器進行貯存。

目前國內(nèi)常采用減壓閥配合閃蒸罐來進行減壓，即污泥在高溫高壓條件反應(yīng)并液化后，泥漿經(jīng)減壓閥釋放到閃蒸罐中，利用反應(yīng)器與閃蒸罐中的壓力差，將泥漿釋放到閃蒸罐中迅速沸騰汽化并進行兩相分離。其中，閃蒸罐的作用是提供泥漿迅速汽化和氣液分離所需的空間?？梢钥闯鲩W蒸會導(dǎo)致泥漿的溫度降低，從而造成能量的浪費。并且，閃蒸罐體積較大，占用較大空間，不利于污泥碳化工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

本發(fā)明的其中一個目的是：提供一種用于污泥碳化工藝的設(shè)備，解決現(xiàn)有技術(shù)中采用減壓閥配合閃蒸罐來進行減壓時，導(dǎo)致能量浪費且設(shè)備占用空間大的問題。

為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種用于污泥碳化工藝的設(shè)備，包括沿著物料流通方向依次連接的反應(yīng)器、減壓裝置和緩沖儲存容器，所述反應(yīng)器和所述減壓裝置之間串聯(lián)有熱回收裝置，用于將物料的溫度降低以使得物料進入所述減壓裝置之后不出現(xiàn)閃蒸；所述減壓裝置不設(shè)置閃蒸罐。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：本發(fā)明的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，不會因為減壓閥和閃蒸而發(fā)生能量損失，因而熱回收的效率很高。在物料進入減壓裝置之前，先將物料通入熱回收裝置中，對物料攜帶的能量進行回收，從而避免能量的浪費。此外，經(jīng)過熱回收裝置之后，物料的溫度被降低，既不會對減壓裝置造成損壞，又使得其進入所述減壓裝置之后不出現(xiàn)閃蒸，從而本發(fā)明的用于污泥碳化工藝的設(shè)備無需設(shè)置閃蒸罐，實現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡化，并節(jié)省工廠的空間。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備的連接關(guān)系示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置的連接關(guān)系示意圖；

圖3和圖4是本發(fā)明實施例的前熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5和圖6是本發(fā)明實施例的后熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、前熱交換器；2、后熱交換器；3、第一開關(guān)閥；4、第二開關(guān)閥；5、第三開關(guān)閥；6、第四開關(guān)閥；7、流量調(diào)節(jié)閥；8、排氣調(diào)節(jié)閥；9、介質(zhì)熱交換器；10、反應(yīng)器；11、導(dǎo)熱油爐；12、泵；13、介質(zhì)流通管道；14、物料輸送管道；15、減壓裝置；16、第一三通閥；17、第二三通閥；18、第一管路；19、第二管路；20、第三管路；21、第四管路；22、緩沖儲存器；23、第五開關(guān)閥。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

不失一般性，本實施例僅以污泥的碳化工藝為例對本申請的用于污泥碳化工藝的設(shè)備進行說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，該用于污泥碳化工藝的設(shè)備，除了用于污泥的碳化工藝，同樣可以適用于其它具有物質(zhì)的類似碳化工藝中。并且，將本實施例的設(shè)備用于污泥的碳化工藝中時，其中的物料指的就是污泥，并且，從反應(yīng)器出來后的液態(tài)物料也就是泥漿。

請參見圖1，本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，包括沿著物料流通方向依次連接的反應(yīng)器10、減壓裝置15和緩沖儲存容器，所述反應(yīng)器10和所述減壓裝置15之間串聯(lián)有熱回收裝置，用于將物料的溫度降低以使得物料進入所述減壓裝置15之后不出現(xiàn)閃蒸；所述減壓裝置15不設(shè)置閃蒸罐。

本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，不會因為減壓閥和閃蒸而發(fā)生能量損失，因而熱回收的效率很高。其中，在物料進入減壓裝置15之前，先將物料通入熱回收裝置中，對物料攜帶的能量進行回收，從而避免能量的浪費。回收的能量的用途不限，既可以用于對進入反應(yīng)器10之前的污泥進行預(yù)熱，也可以用于給工廠的附屬設(shè)施冬季供暖等。此外，經(jīng)過熱回收裝置之后，物料也即泥漿的溫度被降低，既不會對減壓裝置15造成損壞，又使得其進入所述減壓裝置15之后不出現(xiàn)閃蒸，例如，將物料溫度降至60～70℃后再進入減壓裝置15。從而本發(fā)明的用于污泥碳化工藝的設(shè)備無需設(shè)置閃蒸罐，實現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡化，并節(jié)省工廠的空間。

請進一步參見圖1，反應(yīng)器10的物料入口連接有前熱交換器1，反應(yīng)器10的物料出口連接有后熱交換器2。其中，設(shè)置前熱交換器1的目的是給物料(也即污泥)預(yù)熱，設(shè)置后熱交換器2的主要目的是接收物料(也即泥漿)并回收熱能。其中，后熱交換器2還可以將熱量傳遞給前熱交換器1供污泥預(yù)加熱，具體在后文將做詳細描述。

為了進一步簡化本實施例中用于污泥碳化工藝的設(shè)備的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選熱回收裝置采用上述后熱交換器2，從而無需額外設(shè)置裝置用于熱回收。該種情況下，經(jīng)過后熱交換器2之后，物料的溫度必須降低至后續(xù)減壓裝置15可以接受的水平，以保證進入減壓裝置15的物料不出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象。當(dāng)然，不排除在設(shè)置有后熱交換器2的基礎(chǔ)上，額外設(shè)置熱回收裝置的情況。

減壓裝置15優(yōu)選但是不必須采用變頻卸壓泵。通過對變頻卸壓泵的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)不同壓力的物料輸出，從而在減壓的同時進行壓力控制。并且，只需要借助變頻卸壓泵的出口壓力，就可以將降溫降壓后的物料也即物料輸送至廠區(qū)任意位置的緩沖儲存容器，無需再借助其它的泵送設(shè)備。此外，由于只有經(jīng)過充分熱調(diào)理和水熱碳化后的物料才能通過減壓裝置15送至后續(xù)處理單元，而本實施例中通過控制變頻卸壓泵的轉(zhuǎn)速，可以控制整個裝置的單位處理產(chǎn)量，進而控制整個設(shè)備的產(chǎn)量與質(zhì)量之間的平衡。

本實施例中，優(yōu)選卸壓泵為逆向設(shè)計的多級螺桿泵，該多級螺桿泵與傳統(tǒng)加壓泵的流向設(shè)計相反。具體的，傳統(tǒng)的加壓螺桿泵，物料入口設(shè)置在泵殼體的頂端，而物料出口設(shè)置在泵殼體的側(cè)面；而本實施例的多級螺桿泵，其采用逆向設(shè)計，包括泵殼體，物料入口為高壓力端，且該物料入口設(shè)置在所述泵殼體的側(cè)面，物料出口為低壓力端，且該物料出口設(shè)置在所述泵殼體的頂端，并且該種多級螺桿泵的旋轉(zhuǎn)方向與普通的加壓螺桿泵相反。此外，該種多級螺桿泵，其可以通過配置變頻控制器和制動電阻進行變頻控制，進而實現(xiàn)泵出口壓力和流量的調(diào)節(jié)。

圖1中，后熱交換器2的物料出口和所述緩沖存儲容器之間并聯(lián)有擇一導(dǎo)通的第一管路18和第二管路19，所述第一管路18和第二管路19上均連接有一個所述減壓裝置15。此處設(shè)置并聯(lián)的兩個減壓裝置15，從而一臺正常使用一臺備用，以防止突發(fā)情況的出現(xiàn)。當(dāng)然，也可以只設(shè)置一個減壓裝置15。

進一步的，圖1中在反應(yīng)器10和熱回收裝置之間設(shè)置有第五開關(guān)閥23(后文會提到第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、第三開關(guān)閥和第四開關(guān)閥的應(yīng)用)，且所述第五開關(guān)閥23在所述設(shè)備工作時導(dǎo)通，在所述設(shè)備待機時斷開。所述第一管路18和第二管路19物料的公共出口端通過第三管路20接入所述熱回收裝置的物料入口，使得所述熱回收裝置和減壓裝置15之間形成物料的第一循環(huán)回路；且所述公共出口端通過第四管路21接入所述緩沖存儲容器；所述第三管路20和所述第四管路21擇一導(dǎo)通。

本實施例中，為了實現(xiàn)第一管路18和第二管路19的擇一導(dǎo)通，在第一管路18和第二管路19的公共入口端連接有第一三通閥16，其中，第一三通閥16具體采用的是二位三通閥的形式。同理，為了實現(xiàn)第三管路20和第四管路21的擇一導(dǎo)通，設(shè)置一個第二三通閥17，并使得第一管路18和第二管路19的公共出口端連接第二三通閥17的入口，所述第三管路20連接所述第二三通閥17的第一出口，所述第四管路21連接所述第二三通閥17的第二出口。當(dāng)然，此處為了實現(xiàn)管路的擇一導(dǎo)通，除了采用三通閥之外，還可以采用電控閥、氣動閥等，或者還手動控制。同樣，第五開關(guān)閥23優(yōu)選但是不必須為氣動閥門。

當(dāng)本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備正常運行時，第五開關(guān)閥23開啟，第三管路20斷開且第四管路21導(dǎo)通，減壓裝置15減壓后，泥漿僅留有工作余壓并被輸送至緩沖儲存器22。當(dāng)用于污泥碳化工藝的處于待機模式下時，為防止泥漿沉降，第五開關(guān)閥23斷開，第四管路21斷開且第三管路20導(dǎo)通，該種情況下減壓裝置15加壓后泥漿被重新輸入到熱回收裝置中，從而在第一循環(huán)回路之間形成自循環(huán)。

本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，根據(jù)工藝生產(chǎn)及檢修的需要，可以實現(xiàn)正常運行模式和待機模式間的自由切換，保證泥漿不在設(shè)備中發(fā)生沉降。

并且，通過實踐證明，本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，減壓裝置15與后熱交換器2聯(lián)合使用，對比傳統(tǒng)使用減壓閥和閃蒸罐的情況，其能量損失可減少50％以上。

在此基礎(chǔ)上，請參見圖2，所述前熱交換器1的數(shù)量為多個且串聯(lián)形成前熱交換器組，和/或，所述后熱交換器2的數(shù)量為多個且串聯(lián)形成后熱交換器組。

本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，在多個前熱交換器之間或者多個后熱交換器之間形成多級熱交換，從而可以對物料進行分級熱交換，使得物料的熱交換更充分、更均勻，并且可以提高換熱效率以實現(xiàn)節(jié)能的目的。

其中，前熱交換器組中的多級前熱交換器，其作用在于給進入反應(yīng)器10的物料也即污泥進行預(yù)熱，從而使得進入到反應(yīng)器10中的污泥達到設(shè)定溫度，此處的設(shè)定溫度一般但是不局限為50℃～80℃。后熱交換器組中的多級后熱交換器，作用在于對從反應(yīng)器10輸出的物料也即泥漿進行降溫，從而使得從后熱交換器組輸出后的泥漿可以輸入到后續(xù)減壓裝置中。顯然多級串聯(lián)的熱交換器(本實施例中，只要沒有限定的情況下，熱交換器均指的是前熱交換器和后熱交換器)，其能夠更加有效的實現(xiàn)以上目的。

由于現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器適用于污泥和泥漿的換熱時，其容易出現(xiàn)物料粘滯的現(xiàn)象。并且，存在流動性差、換熱效率低、換熱周期長等缺點。因此本實施例提出一種新的前熱交換器1和后熱交換器2，下面分別描述前熱交換器1和后熱交換器2。

本實施例的前熱交換器1，請參見圖3和圖4，包括介質(zhì)流通管道13以及設(shè)置在所述介質(zhì)流通管道13中的物料輸送管道14。其中，熱交換介質(zhì)通過N1口通入到所述介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14之間的空間，之后從N2口流出；物料通過N3口通入到物料輸送管道14內(nèi)，從而使得熱交換介質(zhì)和物料之間充分接觸，之后從N4口排出。

優(yōu)選介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14均為直線管道，從而減少管道內(nèi)壁對物料和熱交換介質(zhì)的阻力。并且，優(yōu)選但是不必須，介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14，其橫截面均呈圓形，材質(zhì)均采用316L不銹鋼材質(zhì)。

從圖4中可知，和前熱交換器1的級數(shù)對應(yīng)，此處一根所述介質(zhì)流通管道13中設(shè)置的物料輸送管道14的數(shù)量為三根。由于介質(zhì)流通管道13中物料輸送管道14的數(shù)量越多，則物料輸送能力越弱，但是物料與熱交換介質(zhì)之間的熱接觸面積越大。本實施例針對污泥的特點，選擇在介質(zhì)流通管道13中設(shè)置三根物料輸送管道14，以在換熱效率和換熱效果之間尋求一個合理的平衡。當(dāng)然，物料輸送管道14的數(shù)量不受附圖4的限制。

上述前熱交換器1水平布置，也即介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14的軸線均位于水平面上，從而極大的降低了物料輸送的阻力。并且，從圖2中可知，多級前熱交換器均位于同一水平面上，該種分布節(jié)省空間，且可進一步方便物料的泵送。

本實施例的后熱交換器2，請參見圖5和圖6，也包括介質(zhì)流通管道13以及設(shè)置在所述外管道中的物料輸送管道14。

和上述前熱交換器1不同之處在于，本實施例的后熱交換器2，其介質(zhì)流通管道13中設(shè)置有七根物料輸送管道14。并且，后熱交換器2豎直放置，從而對于單個后熱交換器2而言，泥漿從后熱交換器2頂端輸入，并且從后熱交換器2底端輸出；而熱交換介質(zhì)從后熱交換器2的底端輸入，從后熱交換器2的頂端輸出，以保證泥漿和熱交換介質(zhì)之間換熱充分。

圖2中給出了前熱交換器組包括三級前熱交換器且后熱交換器組包括六級后熱交換器的情形。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2不構(gòu)成對本實施例的限制，除了前熱交換器組和后熱交換器組均只包括一級熱交換器的情形以外，其它任意級數(shù)的前熱交換器組和后熱交換器組均包括在本實施例的涵蓋范圍中。

綜合預(yù)熱效果和預(yù)熱效率等多個因素，本實施例優(yōu)選前熱交換器組包括三臺前熱交換器1，且沿著物料流通方向依次為一級前熱交換器、二級前熱交換器和三級前熱交換器。

其中，“物料流通方向”指的是附圖2中從左至右的方向，從而使得物料最終通入到反應(yīng)器10中。由于一級前熱交換器、二級前熱交換器和三級前熱交換器對污泥進行分級預(yù)熱，從而一級前熱交換器、二級前熱交換器和三級前熱交換器中的污泥溫度逐漸升高，最終從三級前熱交換器中輸出的污泥達到設(shè)定溫度。

請進一步參見圖2，在三級前熱交換器一側(cè)設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流入的第一入口，在所述一級前熱交換器一側(cè)設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流出的第一出口。從而熱交換介質(zhì)從第一入口進入之后，依次經(jīng)過三級前熱交換器、二級前熱交換器和一級前熱交換器，最后從一級前熱交換器一側(cè)的第一出口流回后熱交換器組。該種情況下，熱交換介質(zhì)進入三級前熱交換器時溫度最高，經(jīng)過二級前熱交換器和一級前熱交換器后溫度逐漸降低，從而滿足各個前熱交換器1對污泥預(yù)熱的要求。

由上可知，前熱交換器組中，污泥是從左至右流通，而熱交換介質(zhì)是從右至左流通，也即物料流通方向和熱交換介質(zhì)流通方向相反，使得物料和熱交換介質(zhì)換熱充分。

假設(shè)輸入前熱交換器組的物料，其初始溫度為10℃～30℃，最終離開前熱交換器組的物料溫度需要達到50℃～80℃，那么前熱交換器1的數(shù)量為三個時，每個前熱交換器1只需要對物料升溫15℃左右。

本實施例的后熱交換器組，其各個后熱交換器組分別包括六臺串聯(lián)的后熱換交換器2，沿著物料流通方向依次為一級后熱交換器、二級后熱交換器、三級后熱交換器、四級后熱交換器、五級后熱交換器和六級后熱交換器。

同理，此處“物料流通方向”指的是附圖2中從左至右的方向，從而使得從反應(yīng)器10輸出的物料進入到后熱交換器組中，并通過后熱交換器組輸入到減壓裝置中。由于一級后熱交換器、二級后熱交換器、三級后熱交換器、四級后熱交換器、五級后熱交換器和六級后熱交換器對污泥進行分級降溫，從而一級后熱交換器、二級后熱交換器、三級后熱交換器、四級后熱交換器、五級后熱交換器和六級后熱交換器中的泥漿溫度逐漸降低，最終從六級后熱交換器中輸出的泥漿達到設(shè)定溫度。

請進一步參見圖2，在所述六級后熱交換器一側(cè)設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流入的第二入口，所述一級后熱交換器一側(cè)設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流出的第二出口。從而熱交換介質(zhì)從第二入口進入之后，依次經(jīng)過六級后熱交換器、五級后熱交換器、四級后熱交換器、三級后熱交換器、二級后熱交換器和一級后熱交換器，最后從一級后熱交換器一側(cè)的第二出口流回前熱交換器組。該種情況下，熱交換介質(zhì)進入六級后熱交換器時溫度最高，經(jīng)過后續(xù)后熱交換器2后溫度逐漸降低，從而滿足各個后熱交換器2中對泥漿降溫的要求。

需要說明的是，第二入口除了設(shè)置在六級后熱交換器一側(cè)，還可以設(shè)置在六級后熱交換器和五級后熱交換器之間，并且熱交換介質(zhì)通過該第二入口進入五級后熱交換器，之后依次進入四級后熱交換器、三級后熱交換器、二級后熱交換器和一級后熱交換器。該種情況下，前五級后熱交換器可以和前熱交換器組之間連接形成閉合回路，而六級后熱交換器中可以采用和閉合回路中不同的熱交換介質(zhì)。優(yōu)選六級后熱交換器中采用水作為熱交換介質(zhì)，從而使得六級后熱交換器中降溫徹底，從六級后熱交換器輸出的物料滿足設(shè)定要求。

同理，后熱交換器組中，物料從左側(cè)的后熱交換器2流向右側(cè)的后熱交換器2，熱交換介質(zhì)從右側(cè)的后熱交換器2流向左側(cè)的后熱交換器2，也即對于整個后熱交換器組而言，物料流通方向和熱交換介質(zhì)流通方向相反，使得物料和熱交換介質(zhì)換熱充分。

其中，根據(jù)從反應(yīng)器10的物料出口處物料溫度和六級后熱交換器的物料出口處的物料溫度之間的差值，選擇設(shè)置六級后熱交換器。應(yīng)當(dāng)理解的是，后熱交換器2不局限為六級。

出于環(huán)保節(jié)能目的，所述第一入口通過第五管路連接所述第二出口，所述第一出口連接所述第二入口，使得所述前熱交換器組和所述后熱交換器組之間形成熱交換介質(zhì)的第二循環(huán)回路。從而，熱交換介質(zhì)在前熱交換器組中對污泥進行預(yù)熱后，得到溫度降低的熱交換介質(zhì)，之后將該溫度降低的熱交換介質(zhì)通入到后熱交換器組中對泥漿進行降溫。與此同時，后熱交換器組中的熱交換介質(zhì)回收泥漿的熱能，得到溫度升高的熱交換介質(zhì)。之后再將該溫度升高后的熱交換介質(zhì)被通入到前熱交換器組對污泥進行預(yù)熱，如此循環(huán)往復(fù)。

其中，之所以限定第一入口和第二出口之間通過第五管路連接，而對第一出口和第二入口之間的連接方式不做限定，主要因為后續(xù)需要對第五管路進一步描述。

并且，后熱交換器組回收的熱能除了對污泥進行預(yù)熱，還可以用于給工廠的附屬設(shè)施冬季供暖，以充分利用剩余熱能，實現(xiàn)高效節(jié)能。

為了應(yīng)對后熱交換器組中回收的熱量不足以使前熱交換器組中的污泥預(yù)熱至設(shè)定溫度的情況，在二級前熱交換器和三級前熱交換器之間，靠近所述二級前熱交換器設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流通的第三入口，靠近所述三級前熱交換器設(shè)置有第三出口。當(dāng)然，第三入口可以直接設(shè)置在二級前熱交換器本體上，第三出口也可以直接設(shè)置在三級熱交換器本體上。

所述第三入口通過第六管路連接所述第二出口，使得所述一級前熱交換器、二級前熱交換器和所述后熱交換器組之間形成熱交換介質(zhì)的第三循環(huán)回路，且所述第五管路和所述第六管路擇一導(dǎo)通；所述第三出口通過第七管路連接所述第一入口，使得所述三級前熱交換器自身形成熱交換介質(zhì)的第四循環(huán)回路。

當(dāng)后熱交換器組中回收的熱量足以對前熱交換器組中的污泥充分預(yù)熱時，第五管路導(dǎo)通且第六管路斷開，從后熱交換器組流出的熱交換介質(zhì)會進入三級前熱交換器，此時熱交換介質(zhì)在整個前熱交換器組和后熱交換器組連接形成的第二循環(huán)回路中循環(huán)。

當(dāng)后熱交換器組中回收的熱量不足以對前熱交換器組中的污泥充分預(yù)熱時，此時第六管路導(dǎo)通第五管路斷開，從后熱交換器組流出的熱交換介質(zhì)直接進入二級前熱交換器，然后流入一級前熱交換器。而對于溫度要求較高的三級前熱交換器，其通過第四循環(huán)回路進行加熱。

由此可知，所述第六管路導(dǎo)通時，所述第四循環(huán)回路接通；所述第五管路導(dǎo)通時，所述第四循環(huán)回路斷開。

請參見圖2，可以在第五管路上設(shè)置第三開關(guān)閥5(后續(xù)有對第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4的描述)，從而通過第三開關(guān)閥5的通斷控制第五管路的通斷。并且，第六管路的通斷也可以通過閥實現(xiàn)(附圖2中沒有畫出設(shè)置在第六管路上的閥)。當(dāng)?shù)诹苈穼?dǎo)通時，為了防止第四循環(huán)回路中的熱交換介質(zhì)流入到二級前熱交換器中，在第三入口和第三出口之間設(shè)置有第四開關(guān)閥6，從而當(dāng)?shù)谖骞苈窋嚅_第六管路導(dǎo)通時，控制第四開關(guān)閥6斷開；當(dāng)?shù)谖骞苈穼?dǎo)通第六管路斷開時，控制第四開關(guān)閥6導(dǎo)通。

為了使得第四循環(huán)回路具有加熱效果，可以將第七管路接入到介質(zhì)熱交換器9中，且所述介質(zhì)熱交換器9通過接入高溫換熱管道給所述第七管路中的熱交換介質(zhì)升溫。該介質(zhì)熱交換器9不同于上述前熱交換器1和后熱交換器2，其作用就在于給第七管路中的熱交換介質(zhì)加熱升溫。

從圖2中可知，為了給反應(yīng)器10中的物料進行加熱，在反應(yīng)器10的加熱介質(zhì)入口和加熱介質(zhì)出口之間設(shè)置有熱源裝置。具體地，所述加熱介質(zhì)入口連接熱源裝置的出口，所述加熱介質(zhì)出口通過第八管路連接所述熱源裝置的回流口，并在所述反應(yīng)器10和所述熱源裝置之間形成循環(huán)加熱回路。

本實施例中，優(yōu)選高溫換熱管道和第八管路并聯(lián)，從而高溫換熱管道采用給反應(yīng)器10加熱的熱源裝置作為熱源，無需額外設(shè)置熱源，以減小整個用于污泥碳化工藝的設(shè)備的占地空間。

本實施例中，優(yōu)選熱源裝置為導(dǎo)熱油爐11，從而從導(dǎo)熱油爐11進入到反應(yīng)器10中的加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。并且，優(yōu)選但是不必須前熱交換器組和后熱交換器組中的介質(zhì)也是導(dǎo)熱油。此時，第七管路和高溫換熱管道接入的所述介質(zhì)熱交換器9中進行導(dǎo)熱油和導(dǎo)熱油之間的熱交換。

為了對所述第八管路和所述高溫換熱管道中的導(dǎo)熱油流量進行調(diào)節(jié)，可以在高溫換熱管道和所述第八管路上分別設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥7。優(yōu)選高溫換熱管道和第八管路上的流量調(diào)節(jié)閥7相關(guān)，從而當(dāng)高溫換熱管道上流量調(diào)節(jié)閥7開度減小時，第八管路上的流量調(diào)節(jié)閥7開度增大；反之，當(dāng)高溫換熱管道上流量調(diào)節(jié)閥7開度增大時，第八管路上的流量調(diào)節(jié)閥7開度減小。

此外，從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，各個后熱交換器2均對應(yīng)設(shè)置有一個排氣調(diào)節(jié)閥8，該排氣調(diào)節(jié)閥8可以用于排出熱交換介質(zhì)中的氣體。并且，在熱交換介質(zhì)的回路上設(shè)置有泵12，用于泵送熱交換介質(zhì)。

值得強調(diào)的是，在多個串聯(lián)的熱交換器形成一個熱交換器組的基礎(chǔ)上，還可以設(shè)置多個熱交換器組，且多個熱交換器組之間并聯(lián)。例如圖2中，并聯(lián)的前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均為兩個，從而兩個熱交換器組可以交替工作。當(dāng)然，附圖2不構(gòu)成對本實施例的限制，本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，其前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均可以為其它任意數(shù)。

具體的，當(dāng)其中一個熱交換器組對其中的物料進行充分熱交換時，其它熱交換器組可以將經(jīng)過充分熱交換的物料輸送至污泥水熱碳化系統(tǒng)的后續(xù)裝置中，使得物料可以平穩(wěn)緩慢的經(jīng)過各組熱交換器組，以保證物料和熱交換器組中的熱交換介質(zhì)進行充分熱交換。此外，由于多個熱交換器組之間交替工作，從而可以保證熱交換裝置工作連續(xù)進行，以提高用于污泥碳化工藝的設(shè)備的換熱效率。

并且，當(dāng)本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備工作連續(xù)進行時，其還可以提高預(yù)熱回收率，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果。

其中，當(dāng)前熱交換器組的數(shù)量為多個時，可以對進入反應(yīng)器10的污泥進行充分預(yù)熱，并保證用于污泥碳化工藝的設(shè)備的換熱效率。當(dāng)后熱交換器組的數(shù)量為多個時，可以對從反應(yīng)器10輸出的泥漿進行充分降溫，并保證用于污泥碳化工藝的設(shè)備的換熱效率。

而本實施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，既包括前熱交換器組或后熱交換器組的數(shù)量為多個的情況，還包括前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均為多個的情況。優(yōu)選前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均為多個，從而兼具上述提到的有益效果。

本實施例中，為了實現(xiàn)多個前熱交換器組之間的交替工作，優(yōu)選但是不必須兩個所述前熱交換器組的物料入口分別連接一個第一開關(guān)閥3。并且，可以采用控制器控制上述第一開關(guān)閥3的通斷。從而，當(dāng)前熱交換器組連接的第一開關(guān)閥3導(dǎo)通時，污泥可以在該前熱交換器組中流通，并輸送至后續(xù)反應(yīng)器10中；當(dāng)前熱交換器組連接的第一開關(guān)閥3斷開時，污泥停留在該前熱交換器組中進行加熱，直至其預(yù)熱完成。

當(dāng)然，為了實現(xiàn)多個前熱交換器組之間的交替工作，除了通過第一開關(guān)閥3控制物料的流通之外，還需要設(shè)置第二開關(guān)閥4控制熱交換介質(zhì)的流通。

從圖2中可知，本實施例中，在兩個前熱交換器組的第一出口位置分別連接有一個第二開關(guān)閥4，從而前熱交換器組對應(yīng)的第二開關(guān)閥4導(dǎo)通時，熱交換介質(zhì)可以在該前熱交換器組流通。

對于某一個前熱交換器組而言，如果第一開關(guān)閥3斷開，此時導(dǎo)通該前熱交換器組對應(yīng)的第二開關(guān)閥4，從而使得流通的熱交換介質(zhì)對該前熱交換器組中的污泥進行充分預(yù)熱。反之，如果某個前熱交換器組的第一開關(guān)閥3導(dǎo)通，說明位于前熱交換器組中的污泥預(yù)熱充分，此時可以斷開該前熱交換器組對應(yīng)的第二開關(guān)閥4。

同理，為了實現(xiàn)多個后熱交換器組之間的交替工作，同樣可以通過設(shè)置第一開關(guān)閥3控制物料流通，并且通過設(shè)置第二開關(guān)閥4控制熱交換介質(zhì)的流通。其中，后熱交換器組的第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4之間的通斷同樣存在一定聯(lián)系，以實現(xiàn)多個后熱交換器組的工作交替。

從圖2中可知，后熱交換器組的第二開關(guān)閥4設(shè)置在熱交換介質(zhì)的第二入口處，當(dāng)然也可以將第二開關(guān)閥4設(shè)置在熱交換介質(zhì)的第二出口處或者是其它位置，只要可以控制后熱交換器組中的熱交換介質(zhì)的流通即可。同理，后熱交換器組的第一開關(guān)閥3，以及前熱交換器組的第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4的設(shè)置位置均不受附圖的限制，只要可以實現(xiàn)物料或者熱交換介質(zhì)的控制即可。

并且需要說明的是，當(dāng)熱交換器組的數(shù)量為兩個以外的其它數(shù)量時，也可以通過第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4實現(xiàn)交替工作，其原理和熱交換器組數(shù)量為兩個時候的原理相同，此處不再贅述。

其中，優(yōu)選每隔5～8分鐘切換熱交換器組對應(yīng)的第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4的通斷，從而多個控制熱交換器組之間的交替。并且，對應(yīng)每個熱交換器可以分別設(shè)置一個監(jiān)控儀表，用于監(jiān)控各個熱交換器的工作狀態(tài)，并基于監(jiān)控結(jié)果控制該用于污泥碳化工藝的設(shè)備。

附圖2中，為了區(qū)分熱交換介質(zhì)、加熱介質(zhì)和物料的輸送管路，熱交換介質(zhì)的第二循環(huán)回路、第三循環(huán)回路和第四循環(huán)回路用虛線表示，循環(huán)加熱回路用點畫線表示，物料的輸送管路用實現(xiàn)表示。

上述提到的閥的類型不受限制，其可以是任意現(xiàn)有技術(shù)中公開的閥。

以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。