本發(fā)明涉及熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種污泥高溫?zé)崽幚硐到y(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著近年來(lái)人們對(duì)污泥微觀研究的深入，應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，污泥熱處理技術(shù)正受到人們前所未有的關(guān)注。從最早的污泥燒制陶瓷、制磚技術(shù)開(kāi)始，到如今污泥干化-焚燒技術(shù)、污泥煙氣余熱干化技術(shù)、污泥噴霧干燥-回轉(zhuǎn)式焚燒技術(shù)、污泥一體化干化循環(huán)流化床焚燒技術(shù)。污泥熱處理技術(shù)不斷更新發(fā)展，但是劇毒的二噁英問(wèn)題，污泥干化過(guò)程中的惡臭排放和尾氣治理問(wèn)題，熱處理的高能耗問(wèn)題都越發(fā)突出。

目前，一般利用熱空氣直接加熱污泥使水分蒸發(fā)而達(dá)到干燥的方式，干燥過(guò)程產(chǎn)出的高濕度氣體，也因水蒸汽與空氣夾雜，氣體中所含的水氣冷凝溫度隨水分含量而改變，無(wú)法有效回收冷凝所釋放的潛熱。而熱空氣干燥的另一缺點(diǎn)是含有氧氣，會(huì)與被干燥物產(chǎn)生氧化作用，溫度達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)也會(huì)引發(fā)燃燒，必需降低熱效率將溫度控制在燃點(diǎn)以下并設(shè)置防火災(zāi)設(shè)備。此外，以熱空氣當(dāng)熱媒干燥所產(chǎn)出的廢氣，不僅夾雜干燥所產(chǎn)生的異味及二噁英等污染物質(zhì)，必須進(jìn)一步地凈化處理才能排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種污泥高溫?zé)崽幚硐到y(tǒng)，該熱處理系統(tǒng)能夠高效地分離污泥內(nèi)的氣態(tài)物質(zhì)與固態(tài)殘?jiān)?，?shí)現(xiàn)密閉空間的低污染排放，有效提高了熱傳導(dǎo)效率，顯著減少了二噁英等劇毒物質(zhì)的排放。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

一種污泥高溫?zé)崽幚硐到y(tǒng)，包括：熱處理器、循環(huán)管道、熱交換器、排出管道、汽化爐、燃燒爐、潛熱回收器；排出管道的一端設(shè)有真空泵和節(jié)流閥；

熱處理器用于接收污泥的導(dǎo)入并對(duì)污泥進(jìn)行熱處理；

熱交換器，用于將污泥經(jīng)過(guò)熱處理產(chǎn)生氣態(tài)物質(zhì)，氣態(tài)物質(zhì)通過(guò)循環(huán)管道傳送至該熱交換器，使氣態(tài)物質(zhì)與高溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換以提升溫度，經(jīng)溫度提升后的氣態(tài)物質(zhì)再導(dǎo)入熱處理器，通過(guò)循環(huán)管道使氣態(tài)物質(zhì)在熱交換器與熱處理反應(yīng)器之間循環(huán)，且經(jīng)熱處理后的物質(zhì)還形成殘?jiān)镔|(zhì)；

汽化爐，用于將殘?jiān)镔|(zhì)送到所述燃燒爐與空氣一起燃燒，以產(chǎn)生可燃?xì)怏w；

燃燒爐，用于將可燃?xì)怏w與空氣一起進(jìn)行燃燒，以產(chǎn)生高溫?zé)煔獠⑤斔椭翢峤粨Q器；

真空泵與節(jié)流閥用于控制循環(huán)管道內(nèi)的壓力，經(jīng)過(guò)熱處理的污泥在循環(huán)管道中會(huì)增加氣態(tài)物質(zhì)，使該循環(huán)管道內(nèi)的壓力提高，當(dāng)氣態(tài)物質(zhì)增加到預(yù)設(shè)閾值則流經(jīng)排出管道導(dǎo)入潛熱回收器。

優(yōu)選地，所述熱處理系統(tǒng)還包括：

第一集塵器，用于對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行除塵處理，再為所述熱交換器提供所需熱能。

優(yōu)選地，所述熱處理系統(tǒng)還包括：

高溫鍋爐，用于從熱交換器對(duì)高溫?zé)煔馓幚砗螽a(chǎn)生的低溫?zé)煔鈹z取能量。

優(yōu)選地，所述熱處理系統(tǒng)還包括：

第二集塵器，用于對(duì)為高溫鍋爐提供能量的低溫?zé)煔庾鞒龎m處理。

優(yōu)選地，所述潛熱回收器包括至少一個(gè)預(yù)熱器，回收氣態(tài)物質(zhì)的熱能對(duì)所述至少一個(gè)預(yù)熱器進(jìn)行加熱。

優(yōu)選地，所述潛熱回收器還包括冷凝器，用于冷凝氣態(tài)物質(zhì)，生成冷凝物質(zhì)與不冷凝物質(zhì)。

優(yōu)選地，熱處理產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)通過(guò)在循環(huán)管道在熱交換器與熱處理器之間循環(huán)，形成密閉循環(huán)。

優(yōu)選地，所述真空泵用于調(diào)節(jié)循環(huán)管道內(nèi)的壓力至負(fù)壓，所述節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)循環(huán)管道內(nèi)的壓力至正壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1.本發(fā)明的高溫?zé)崽幚硐到y(tǒng)，能夠高效地分離污泥內(nèi)的氣態(tài)物質(zhì)與固態(tài)殘?jiān)瑢?shí)現(xiàn)密閉空間的低污染排放，有效提高了熱傳導(dǎo)效率，顯著減少了二噁英等劇毒物質(zhì)的排放。

2.本發(fā)明的高溫?zé)崽幚硐到y(tǒng)，污泥被導(dǎo)入熱處理器，并導(dǎo)入高溫氣態(tài)熱媒與其直接接觸進(jìn)行熱交換，在熱處理器中的污泥因受熱產(chǎn)出氣態(tài)物質(zhì)與固態(tài)殘?jiān)镔|(zhì)，氣態(tài)物質(zhì)作為熱媒經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)由循環(huán)管道導(dǎo)入熱交換器進(jìn)行加熱后再次導(dǎo)入熱處理器；氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)排出管道被傳送至潛熱回收器，在潛熱回收器中氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行冷凝釋放出潛熱并加熱冷流體。達(dá)到了污泥內(nèi)氣態(tài)物質(zhì)與液態(tài)物質(zhì)分離的目的，并且將氣態(tài)物質(zhì)繼續(xù)為鍋爐供應(yīng)熱量，實(shí)現(xiàn)了能量的優(yōu)化利用，節(jié)約了能源，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的一種污泥高溫?zé)崽幚硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的一種污泥高溫?zé)崽幚硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：1-熱處理器，2-熱交換器，3-潛熱回收器，4-汽化爐，5-燃燒爐，6-循環(huán)風(fēng)機(jī)，7-真空泵，8-第一集塵器，9-高溫鍋爐，10-循環(huán)管道，11-排出管道，12-第二集塵器；13-煙囪，31、32-預(yù)熱器，33-冷凝器。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的一種污泥高溫處理系統(tǒng)，包括熱處理器1、循環(huán)管道10、熱交換器2、排出管道11、汽化爐4、燃燒爐5、潛熱回收器3。排出管道11的一端設(shè)有真空泵7和節(jié)流閥。

熱處理器1用于接收污泥的導(dǎo)入并對(duì)污泥進(jìn)行熱處理；熱交換器2，用于將污泥經(jīng)過(guò)熱處理產(chǎn)生氣態(tài)物質(zhì)，氣態(tài)物質(zhì)通過(guò)循環(huán)管道傳送至該熱交換器2，使氣態(tài)物質(zhì)與高溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換以提升溫度，經(jīng)溫度提升后的氣態(tài)物質(zhì)再導(dǎo)入熱處理器1，通過(guò)循環(huán)管道10使氣態(tài)物質(zhì)在熱交換器與熱處理器1之間循環(huán)，且經(jīng)熱處理后的物質(zhì)還形成殘?jiān)镔|(zhì)。汽化爐4用于將殘?jiān)镔|(zhì)送到所述燃燒爐與空氣一起燃燒，以產(chǎn)生可燃?xì)怏w；燃燒爐5用于將可燃?xì)怏w與空氣一起進(jìn)行燃燒，以產(chǎn)生高溫?zé)煔獠⑤斔椭翢峤粨Q器2。

真空泵7與節(jié)流閥用于控制循環(huán)管道10內(nèi)的壓力，經(jīng)過(guò)熱處理的污泥在循環(huán)管道10中會(huì)增加氣態(tài)物質(zhì)，使該循環(huán)管道道的壓力提高，當(dāng)氣態(tài)物質(zhì)增加到預(yù)設(shè)閾值則流經(jīng)排出管道導(dǎo)入潛熱回收器3。

具體地，污泥被導(dǎo)入熱處理器1，其濕度高達(dá)60-80％，較佳者為60％。利用熱處理器1對(duì)污泥進(jìn)行熱處理，例如進(jìn)行干燥、裂解或焙燒等熱處理。高含水率的濕污泥由旋轉(zhuǎn)干燥器入口導(dǎo)入，因筒身旋轉(zhuǎn)與傾斜會(huì)逐步往旋轉(zhuǎn)筒另一端移動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)筒另一端則設(shè)置經(jīng)干燥后的污泥出口；另外在旋轉(zhuǎn)干燥器兩端設(shè)有熱媒的入/出口，以導(dǎo)入高溫?zé)崦脚c污泥直接接觸進(jìn)行熱交換。高溫?zé)崦降牧鲃?dòng)方向可依需求與污泥同向或逆向。

在旋轉(zhuǎn)干燥器內(nèi)，高含水率的污泥與高溫的熱媒接觸后溫度升至沸點(diǎn)(例如在一大氣壓時(shí)水的沸點(diǎn)約為100℃)，污泥內(nèi)部分物質(zhì)因高溫而形成氣態(tài)物質(zhì)而達(dá)到與剩余物質(zhì)分離的目的。另一方面導(dǎo)入的高溫?zé)崦揭蛱峁┱舭l(fā)所需的熱能因而降低了溫度。污泥在熱處理器1產(chǎn)出的氣態(tài)物質(zhì)與降低溫度后的熱媒則經(jīng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)6經(jīng)由循環(huán)管道10送至熱交換器2再次加熱。

因污泥干燥在循環(huán)管道10中，水蒸汽會(huì)不斷的增加，導(dǎo)致循環(huán)管道10內(nèi)壓力不斷提高。本例中所增加的水蒸汽通過(guò)排出管道11流經(jīng)潛熱回收器3，排出管道11的末端則設(shè)置真空泵7(負(fù)壓操作，在正壓操作時(shí)則設(shè)置一節(jié)流閥)以控制熱處理器1的操作壓力。潛熱回收器3為一間接熱交換器，利用冷流體與150℃的低溫過(guò)熱蒸汽進(jìn)行熱交換并使過(guò)熱蒸汽溫度降低，當(dāng)蒸汽溫度降至露點(diǎn)溫度時(shí)，蒸汽會(huì)釋放出潛熱并冷凝成液態(tài)水。本例中因排出的氣態(tài)物質(zhì)成分幾乎全為水蒸汽，因此當(dāng)水蒸汽冷凝時(shí)其露點(diǎn)溫度會(huì)維持不變，因此占蒸汽熱焓絕大部分的潛熱可在露點(diǎn)溫度予以回收，冷流體可被加熱至接近露點(diǎn)溫度。蒸汽經(jīng)冷凝成液態(tài)水后，其溫度與露點(diǎn)溫度相同，可進(jìn)一步回收其顯熱或作為其他用途再利用。

由排出管道11排出的氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)潛熱回收器3后，在負(fù)壓操作時(shí)其溫度可降至接近潛熱回收器3的冷流體入口溫度，在此溫度下的不冷凝氣體主要成分為污泥進(jìn)料所夾雜的少量空氣及由外部泄入的空氣，可由真空泵7導(dǎo)至氣化爐4作為氣化氣體的一部分。在正壓操作時(shí)，排出管道11末端的壓力與熱處理器1略相同，此時(shí)潛熱回收器3的回收比例，亦即熱處理器1所蒸發(fā)的水蒸汽部分由潛熱回收器3冷凝成水，部分則由管路末端的節(jié)流閥釋出至其他制程，故在正壓操作時(shí)不冷凝氣體仍以過(guò)熱蒸汽為主。

干燥后的干污泥已達(dá)到氣化爐4的進(jìn)料要求，本例中將作為氣化爐4的進(jìn)料。氣化氣體則為由外界導(dǎo)入經(jīng)潛熱回收器3預(yù)熱的空氣為主。排出管道11的不冷凝物質(zhì)亦可導(dǎo)入作為氣化氣體的一部分。

實(shí)施例2.

如圖2所示，本實(shí)施例的一種污泥熱高溫處理系統(tǒng)還包含第一集塵器8、高溫鍋爐9及第二集塵器12。高溫?zé)煔饨?jīng)第一集塵器8收集大部分的飛灰后導(dǎo)入熱交換器2與熱處理反應(yīng)器1的熱媒進(jìn)行熱交換，經(jīng)熱交換器2吸收部分熱能后，高溫?zé)煔獾臏囟葧?huì)因而降低。降低溫度后的煙氣仍具回收價(jià)值，可將其導(dǎo)入其他熱回收裝置如高溫鍋爐9回收剩余熱能，煙氣經(jīng)高溫鍋爐9進(jìn)一步吸收熱能后出口溫度已降至約180℃，本例中不再進(jìn)一步回收，而將低溫?zé)煔饨?jīng)第二集塵器12除塵后，再通過(guò)煙囪13排出。

潛熱回收器3包括至少一預(yù)熱器31、32及一冷凝器33。其中預(yù)熱器31、32可為串聯(lián)或并聯(lián)實(shí)施，本實(shí)施例中為串連。排出的蒸汽先被傳送至預(yù)熱器31，本為氣化爐4氣化空氣及燃燒爐5燃燒空氣的預(yù)熱器。然后再流經(jīng)預(yù)熱器32，最后多余的蒸汽潛熱再經(jīng)一冷凝器33冷凝后排出不冷凝氣體至氣化爐4。150℃的蒸汽流經(jīng)預(yù)熱器31預(yù)熱時(shí)，因熱交換而逐步降低溫度，同時(shí)被預(yù)熱的空氣溫度則逐步升高，當(dāng)蒸汽溫度降低至露點(diǎn)溫度時(shí)，因蒸汽釋放出潛熱，此時(shí)蒸汽溫度維持在露點(diǎn)溫度不變，因此預(yù)熱空氣可被加熱至100℃以上。接著飽和蒸汽流經(jīng)預(yù)熱器32時(shí)溫度維持在露點(diǎn)溫度，可加熱鍋爐給水至約90℃。最后剩余的飽和蒸汽，可加熱其他預(yù)被加熱的冷流體至約90℃，或不利用而使用冷凝器33，利用冷卻水將蒸汽進(jìn)一步冷卻，使氣態(tài)物質(zhì)在冷凝器33所排出的不冷凝氣體其溫度僅略高于冷卻水的溫度。

本發(fā)明的高溫?zé)崽幚硐到y(tǒng)，能夠高效地分離污泥內(nèi)的氣態(tài)物質(zhì)與固態(tài)殘?jiān)瑢?shí)現(xiàn)密閉空間的低污染排放，有效提高了熱傳導(dǎo)效率，顯著減少了二噁英等劇毒物質(zhì)的排放。污泥被導(dǎo)入熱處理器，并導(dǎo)入高溫氣態(tài)熱媒與其直接接觸進(jìn)行熱交換，在熱處理器中的污泥因受熱產(chǎn)出氣態(tài)物質(zhì)與固態(tài)殘?jiān)镔|(zhì)，氣態(tài)物質(zhì)作為熱媒經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)由循環(huán)管道導(dǎo)入熱交換器進(jìn)行加熱后再次導(dǎo)入熱處理器；氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)排出管道被傳送至潛熱回收器，在潛熱回收器中氣態(tài)物質(zhì)進(jìn)行冷凝釋放出潛熱并加熱冷流體。達(dá)到了污泥內(nèi)氣態(tài)物質(zhì)與液態(tài)物質(zhì)分離的目的，并且將氣態(tài)物質(zhì)繼續(xù)為鍋爐供應(yīng)熱量，實(shí)現(xiàn)了能量的優(yōu)化利用，節(jié)約了能源，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。