本發(fā)明屬于固廢處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于污泥破碎的裝置及其工藝方法、污泥處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，為了能夠二次利用造紙污泥、印染污泥、煤泥等固廢，首先通過壓濾機進行壓濾，壓濾后的污泥含水率在60％左右。進一步，壓濾后的污泥采用干化的方式來降低其含水率。其中，干化的方式主要有采用煙氣、太陽能進行的直接換熱干化和采用低壓飽和蒸汽的間接換熱干化方式。但是，無論是采用直接換熱方式還是間接換熱方式，影響換熱效率和污泥最終含水率的一個重要因素就是污泥的粒度。

壓濾機壓濾后的污泥粒度一般在200mm×200mm×40mm左右，而且水分較高，在輸送過程中，大塊的污泥會在輸送設(shè)備及輸送溜槽中堵塞，嚴重影響了輸送設(shè)備的出力及運行的穩(wěn)定性和連續(xù)性。更為關(guān)鍵的是，大塊的污泥進入干化設(shè)備后，在短時間內(nèi)一直以大塊的狀態(tài)存在，污泥的比表面積小，干化熱源不能和污泥進行充分的換熱，導(dǎo)致干化設(shè)備換熱效率低，換熱面積大大增加，導(dǎo)致干化后污泥的含水率達不到后續(xù)工序的使用要求。其中，比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積，單位是m²/g。通常指的是固體材料的比表面積：例如粉末、纖維、顆粒、片狀和塊狀等材料。

因此，目前亟需一種減小進入干化系統(tǒng)的入料粒度，減輕輸送及干化設(shè)備的堵塞問題，保證輸送及干化設(shè)備穩(wěn)定連續(xù)的運行的用于污泥破碎的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于污泥破碎的裝置，其可以減小進入干化系統(tǒng)的入料粒度，減輕輸送及干化設(shè)備的堵塞問題，保證輸送及干化設(shè)備穩(wěn)定連續(xù)的運行。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案為：

本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置，包括：預(yù)打散裝置，其包括打散破碎機構(gòu)以及與其相連的擠壓破碎機構(gòu)；

所述打散破碎機構(gòu)與第一驅(qū)動機構(gòu)相連，所述第一驅(qū)動機構(gòu)用于帶動打散破碎機構(gòu)運動來對接收的污泥進行預(yù)打散破碎處理；

所述擠壓破碎機構(gòu)包括污泥容納腔，所述污泥容納腔內(nèi)安裝若干個無軸螺旋葉片；所述擠壓破碎機構(gòu)與第二驅(qū)動機構(gòu)相連，所述第二驅(qū)動機構(gòu)用于帶動無軸螺旋葉片旋轉(zhuǎn)來對預(yù)打散及破碎處理后的污泥進行擠壓破碎處理；及

破碎裝置，其與預(yù)打散裝置相連且用來對接收到的擠壓破碎處理后的污泥再次進行處理；所述破碎裝置包括立式破碎機，所述立式破碎機包括主軸，所述主軸上垂直安裝有三層刀片，所述主軸與第三驅(qū)動機構(gòu)相連，第三驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動主軸高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動刀片對污泥進行快速破碎，并輸出預(yù)設(shè)大小范圍粒度的污泥。

其中，本發(fā)明的擠壓破碎機構(gòu)中污泥容納腔內(nèi)安裝若干個無軸螺旋葉片。

板框壓濾后的污泥含水在60％左右，若采用有軸螺旋葉片，在運轉(zhuǎn)一段時間后污泥會粘結(jié)在傳動軸上且難以自行脫落，須在停機時人工清理。污泥粘結(jié)在傳動軸上后，減小了污泥容納腔的有效容積，同時也增加了電機的傳動負荷。本發(fā)明采用的是無軸雙螺旋葉片，螺旋葉片的運行軌跡是螺旋形，并且兩個螺旋葉片具有自清理功能，污泥很難在螺旋葉片上粘結(jié)。通過這種螺旋結(jié)構(gòu)，大大增加了污泥容納腔的有效體積，同時也確保了螺旋輸送機連續(xù)穩(wěn)定的運行。

其中，第二驅(qū)動機構(gòu)用于帶動無軸螺旋葉片旋轉(zhuǎn)來對預(yù)打散及破碎處理后的污泥進行擠壓破碎處理，第二驅(qū)動機構(gòu)可采用電機和減速機來實現(xiàn)。根據(jù)輸送量來確定實現(xiàn)減速機的功率及轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置中實現(xiàn)減速機的輸出轉(zhuǎn)速為20r/min～40r/min。在確保輸送能力的前提下，盡量采用低轉(zhuǎn)速運行。采用高轉(zhuǎn)速輸送有一定硬度的污泥會增加葉片的磨損，減緩葉片的使用壽命。

本發(fā)明的破碎裝置中的立式破碎機，立式破碎機的主軸上垂直安裝有三層刀片。

其中，立式破碎機上安裝有三層刀片，第一層刀片為粗破刀片，第二層、三層刀片為細破刀片。根據(jù)破碎后對污泥顆粒的粒度要求，在設(shè)計時確定三層刀片和殼體之間的間隙。

另外，破碎機的轉(zhuǎn)速是影響出料粒度的一個重要因素。轉(zhuǎn)速高，葉片給予污泥顆粒的離心力就大，污泥顆粒被刀片破碎、甩出時會以較高的速度和殼體進行碰撞，從而產(chǎn)生二次破碎。此工藝系統(tǒng)要求破碎后污泥顆粒為5～30mm，破碎機的轉(zhuǎn)速在1000r/min～1500r/min。轉(zhuǎn)速低，破碎機內(nèi)部易堵料且出料粒度達不到設(shè)計要求。

本發(fā)明的破碎裝置還包括溜槽，破碎機輸出的預(yù)設(shè)大小范圍粒度的污泥經(jīng)溜槽輸出。

進一步的，所述打散破碎機構(gòu)接收到的污泥的含水率低于60％。

進一步的，所述打散破碎機構(gòu)與料倉相連通，所述打散破碎機構(gòu)包括打散軸，所述打散軸設(shè)置于料倉中間部位，所述打散軸上垂直交錯間隔設(shè)置有打散葉片。

其中，打散軸上垂直交錯間隔設(shè)置打散葉片。

板框壓濾后污泥尺寸較大，打散葉片每隔300～500mm設(shè)置一個，交錯設(shè)置的打散葉片布置角度在75°～120°。這樣設(shè)置的目的是防止有污泥大塊在葉片的間隙中間漏出而沒有被葉片打散，保證了預(yù)打散的效果。

其中，料倉的進料方式為鏟車進料，瞬時量較大，為防止預(yù)打散設(shè)備因過載而跳停。打散軸轉(zhuǎn)速為5r/min～10r/min。

進一步的，所述打散葉片與打散軸可拆卸連接。這樣當打散葉片損壞時，能夠及時更換打散葉片，提高了用于污泥破碎的裝置的使用壽命以及工作效率。

進一步的，經(jīng)所述擠壓破碎機構(gòu)擠壓破碎處理后的污泥的粒度范圍為100～150mm。

進一步的，所述破碎裝置輸出的污泥的粒度范圍為5～30mm。

進一步的，所述主軸上垂直安裝的三層刀片從上到下依次為第一層刀片、第二層刀片和第三層刀片，其中，第一層刀片與第二層刀片之間的距離間隔大于第二層刀片與第三層刀片之間的距離間隔。

其中，第一層刀片為粗破刀片，第二、三層為細破刀片。經(jīng)過第一層刀片后的污泥顆粒粒度要大于第二、三層后顆粒。增大第一層與第二層的距離間隔目的是給經(jīng)過第一層刀片后的污泥顆粒一個緩存空間，保證第二層、三層刀片的下料順暢及破碎效果。

進一步的，第二層刀片和第三層刀片的直徑相等，第一層刀片的直徑小于第二層刀片的直徑；

或第一層刀片的直徑小于第二層刀片的直徑，第二層刀片的直徑小于第三層刀片的直徑。

這樣進入第一層刀片的污泥顆粒為打散、擠壓預(yù)破碎后的100mm左右的污泥大顆粒。為防止大顆粒在第一層刀片和殼體之間產(chǎn)生堵塞、下料不暢等問題。要適當增加第一層刀片和殼體之間的距離間隔，減小第一層刀片的工作半徑。第一層刀片破碎后的粒度約50mm左右。第二層、三層為細破刀片，根據(jù)破碎后粒度的要求，要適當增大第二、三層刀片的工作半徑。第二層、三層刀片與殼體之間的間距≤30mm。

進一步的，所述破碎裝置通過輸送裝置與預(yù)打散裝置相連。輸送裝置用于將預(yù)打散裝置處理后的污泥傳輸至破碎裝置中。

其中，輸送裝置可選用皮帶傳輸機構(gòu)。

本發(fā)明還提供了用于污泥破碎的裝置的工藝方法。

本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置的工藝方法，包括：

步驟1：打散破碎機構(gòu)接收含水率低于60％的污泥，并對其進行預(yù)打散破碎處理；

步驟2：與打散破碎機構(gòu)相連的擠壓破碎機構(gòu)對預(yù)打散及破碎處理后的污泥進行擠壓破碎處理，輸出粒度范圍為100～150mm的污泥；

步驟3：破碎裝置對擠壓破碎處理后的污泥再次進行破碎處理，并輸出粒度范圍為5～30mm的污泥。

本發(fā)明還提供了一種污泥處理系統(tǒng)。

本發(fā)明的污泥處理系統(tǒng)，包括干化裝置，其與上述所述的用于污泥破碎的裝置相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置，首先利用打散破碎機構(gòu)對接收到的污泥進行預(yù)打散破碎處理，然后再經(jīng)擠壓破碎機構(gòu)對預(yù)打散及破碎處理后的污泥進行擠壓破碎處理，再經(jīng)破碎裝置對擠壓破碎處理后的污泥再次進行破碎處理，最后輸出預(yù)設(shè)大小范圍粒度的污泥，最終使得進入干化系統(tǒng)的污泥粒度大大減小，比表面積增加，這樣增大了干化熱源和污泥顆粒的接觸面積，大幅提高了干化設(shè)備的換熱效率，減小了換熱面積，從而減少了干化設(shè)備的建設(shè)投資及運行成本；本發(fā)明通過減小污泥的干化粒度，使得污泥與干化熱源和污泥換熱更加充分接觸，從而保證了后續(xù)干化后污泥的質(zhì)量要求。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當限定。

圖1是本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的預(yù)打散裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的破碎機結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置的工作方法流程圖。

其中，1、料倉；2、打散電機；3、減速機；4、打散軸；5、打散葉片；6、螺旋電機；7、擠壓破碎機構(gòu)；8、支座；9、出料罩；10、電機；11、主軸；12、殼體；13、剪切式刀片。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在大塊的污泥進入干化設(shè)備后，在短時間內(nèi)一直以大塊的狀態(tài)存在，污泥的比表面積小，干化熱源不能和污泥進行充分的換熱，導(dǎo)致干化設(shè)備換熱效率低，換熱面積大大增加，導(dǎo)致干化后污泥的含水率達不到后續(xù)工序的使用要求的問題，本申請?zhí)岢隽艘环N用于污泥破碎的裝置。

本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置可以減小進入干化系統(tǒng)的入料粒度，減輕輸送及干化設(shè)備的堵塞問題，保證輸送及干化設(shè)備穩(wěn)定連續(xù)的運行。

圖1是本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置，包括：

預(yù)打散裝置，其包括打散破碎機構(gòu)以及與其相連的擠壓破碎機構(gòu)；

所述打散破碎機構(gòu)與第一驅(qū)動機構(gòu)相連，所述第一驅(qū)動機構(gòu)用于帶動打散破碎機構(gòu)運動來對接收的污泥進行預(yù)打散破碎處理；

所述擠壓破碎機構(gòu)包括污泥容納腔，所述污泥容納腔內(nèi)安裝若干個無軸螺旋葉片；所述擠壓破碎機構(gòu)與第二驅(qū)動機構(gòu)相連，所述第二驅(qū)動機構(gòu)用于帶動無軸螺旋葉片旋轉(zhuǎn)來對預(yù)打散及破碎處理后的污泥進行擠壓破碎處理；及

破碎裝置，其與預(yù)打散裝置相連且用來對接收到的擠壓破碎處理后的污泥再次進行處理；所述破碎裝置包括立式破碎機，所述立式破碎機包括主軸，所述主軸上垂直安裝有三層刀片，所述主軸與第三驅(qū)動機構(gòu)相連，第三驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動主軸高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動刀片對污泥進行快速破碎，并輸出預(yù)設(shè)大小范圍粒度的污泥。

其中，本發(fā)明的打散破碎機構(gòu)與料倉相連通。

在本發(fā)明的實施例中，如圖2所示，預(yù)打散裝置包括打散破碎機構(gòu)以及與其相連的擠壓破碎機構(gòu)7，打散破碎機構(gòu)包括打散軸4，所述打散軸4設(shè)置于料倉1中間部位，所述打散軸4上垂直交錯間隔設(shè)置有打散葉片5，所述打散軸4與第一驅(qū)動機構(gòu)相連；

這樣在第一驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下使得打散軸轉(zhuǎn)動，從而帶動打散葉片轉(zhuǎn)動，使得料倉內(nèi)含水率低于60％的污泥被打散，實現(xiàn)對污泥的打散預(yù)處理，比如：使得污泥被打散、破碎為150mm左右的大塊。

其中，打散葉片與打散軸可拆卸連接。這樣當打散葉片損壞時，能夠及時更換打散葉片，提高了用于污泥破碎的裝置的使用壽命以及工作效率。

其中，擠壓破碎機構(gòu)7包括污泥容納腔，所述污泥容納腔內(nèi)安裝若干個無軸螺旋葉片；所述擠壓破碎機構(gòu)與第二驅(qū)動機構(gòu)相連，所述第二驅(qū)動機構(gòu)用于帶動無軸螺旋葉片旋轉(zhuǎn)來對預(yù)打散及破碎處理后的污泥進行擠壓破碎處理。

在第二驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下使得螺旋軸轉(zhuǎn)動，從而帶動螺旋葉片轉(zhuǎn)動，對打散處理后的污泥進行擠壓和破碎，這樣一方面能夠減少污泥內(nèi)的含水率，另一方面還能夠?qū)ξ勰噙M一步破碎和細化。

其中，第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)分別與控制器相連，第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)均可以采用電機或液壓缸來實現(xiàn)。

如圖2所示，第一驅(qū)動機構(gòu)包括打散電機2和減速機3。

第二驅(qū)動機構(gòu)為螺旋電機6。

而且，擠壓破碎機構(gòu)設(shè)置于打散破碎機構(gòu)的下方。這樣經(jīng)打散破碎機構(gòu)打散處理后的污泥在傳輸?shù)倪^程中，直接落入擠壓破碎機構(gòu)進行擠壓破碎處理，不僅節(jié)省了整個裝置的空間及零部件，還節(jié)省了污泥處理時間。

其中，打散破碎機構(gòu)也可以采用其他結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn)，在另一個實施例中，打散破碎機構(gòu)采用擺動式破碎機構(gòu)，由傳動機構(gòu)驅(qū)動其擺動，所述打散破碎機構(gòu)由棘輥、固定耙齒及機座構(gòu)成，棘輥圓周排布有排齒，機座上安裝有固定耙齒，排齒與固定耙齒交錯式排布。

擠壓破碎機構(gòu)也可以采用其他結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn)，在另一個實施例中，擠壓破碎機構(gòu)包括螺旋輸送機，所述螺旋輸送機與螺旋電機相連，所述螺旋輸送機包括殼體，殼體內(nèi)壁上間隔設(shè)置有若干個螺旋葉片。

本發(fā)明的破碎裝置包括破碎機和溜槽，其中，破碎機用于對擠壓破碎處理后的污泥進行破碎處理成預(yù)設(shè)大小范圍粒度的污泥并傳輸至溜槽，經(jīng)溜槽輸出。

本發(fā)明的破碎機選用立式破碎機。

如圖3所示，立式破碎機包括支座8，支座8上設(shè)置有殼體12，所述殼體12內(nèi)設(shè)置有主軸11，主軸11上設(shè)有上下三層刀片，其中，刀片為剪切式刀片13，主軸11與第三驅(qū)動機構(gòu)相連，其中，第三驅(qū)動機構(gòu)采用電機10來實現(xiàn)；在電機10的驅(qū)動作用下，主軸11高速旋轉(zhuǎn)，剪切式刀片13對污泥進行快速破碎。

其中，主軸上垂直安裝的三層刀片從上到下依次為第一層刀片、第二層刀片和第三層刀片，其中，第一層刀片與第二層刀片之間的距離間隔大于第二層刀片與第三層刀片之間的距離間隔。

其產(chǎn)生的效果為：第一層刀片為粗破刀片，第二、三層為細破刀片。經(jīng)過第一層刀片后的污泥顆粒粒度要大于第二、三層后顆粒。增大第一層與第二層的距離間隔目的是給經(jīng)過第一層刀片后的污泥顆粒一個緩存空間，保證第二層、三層刀片的下料順暢及破碎效果。

第二層刀片和第三層刀片的直徑相等，第一層刀片的直徑小于第二層刀片的直徑；

或第一層刀片的直徑小于第二層刀片的直徑，第二層刀片的直徑小于第三層刀片的直徑。

其產(chǎn)生的效果為：進入第一層刀片的污泥顆粒為打散、擠壓預(yù)破碎后的100mm左右的污泥大顆粒。為防止大顆粒在第一層刀片和殼體之間產(chǎn)生堵塞、下料不暢等問題。要適當增加第一層刀片和殼體之間的距離間隔，減小第一層刀片的工作半徑。第一層刀片破碎后的粒度約50mm左右。第二層、三層為細破刀片，根據(jù)破碎后粒度的要求，要適當增大第二、三層刀片的工作半徑。第二層、三層刀片與殼體之間的間距≤30mm。

經(jīng)過預(yù)打散后的污泥粒度在100mm～150mm之間，破碎機的出料粒度可以穩(wěn)定的控制在5mm～30mm。破碎后的污泥經(jīng)過溜槽及輸送設(shè)備輸送至后續(xù)的干化系統(tǒng)內(nèi)。

其中，本發(fā)明的破碎裝置通過輸送裝置與預(yù)打散裝置相連。輸送裝置用于將預(yù)打散裝置處理后的污泥傳輸至破碎裝置中。其中，輸送裝置可選用皮帶傳輸機構(gòu)或其他形式的傳輸機構(gòu)。

當輸送裝置選用皮帶傳輸機構(gòu)時，皮帶傳輸機構(gòu)與破碎裝置直接還設(shè)置有出料罩9。

本發(fā)明的破碎機也可以選用以下結(jié)構(gòu)：

污泥破碎機包括兩個對稱設(shè)置的輥子，每個所述輥子上均布有復(fù)數(shù)個的棒刺，每個所述輥子的外部分別設(shè)有一環(huán)形絲網(wǎng)，所述棒刺穿設(shè)在所述環(huán)形絲網(wǎng)的網(wǎng)眼孔中，每個所述輥子相對其對應(yīng)的所述環(huán)形絲網(wǎng)作卷繞運動。其中，污泥破碎機通過增加環(huán)形絲網(wǎng)，使污泥破碎作業(yè)時產(chǎn)生的小顆粒的碎渣，在輥子相對其對應(yīng)的環(huán)形絲網(wǎng)作卷繞運動的同時從棒刺之間的空隙中清理出，無需進行后續(xù)的清理，從而減少了勞動量，提高了污泥處理的效率。

本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置，首先利用打散破碎機構(gòu)對接收到的污泥進行預(yù)打散破碎處理，然后再經(jīng)擠壓破碎機構(gòu)對預(yù)打散及破碎處理后的污泥進行擠壓破碎處理，再經(jīng)破碎裝置對擠壓破碎處理后的污泥再次進行破碎處理，最后輸出預(yù)設(shè)大小范圍粒度的污泥，最終使得進入干化系統(tǒng)的污泥粒度大大減小，比表面積增加，這樣增大了干化熱源和污泥顆粒的接觸面積，大幅提高了干化設(shè)備的換熱效率，減小了換熱面積，從而減少了干化設(shè)備的建設(shè)投資及運行成本；本發(fā)明通過減小污泥的干化粒度，使得污泥與干化熱源和污泥換熱更加充分接觸，從而保證了后續(xù)干化后污泥的質(zhì)量要求。

圖4是本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置的工藝方法流程圖。

如圖4所示，本發(fā)明的用于污泥破碎的裝置的工藝方法，包括：

步驟1：打散破碎機構(gòu)接收含水率低于60％的污泥，并對其進行預(yù)打散破碎處理；

步驟2：與打散破碎機構(gòu)相連的擠壓破碎機構(gòu)對預(yù)打散及破碎處理后的污泥進行擠壓破碎處理，輸出粒度范圍為100～150mm的污泥；

步驟3：破碎裝置對擠壓破碎處理后的污泥再次進行破碎處理，并輸出粒度范圍為5～30mm的污泥。

本發(fā)明還提供了一種污泥處理系統(tǒng)。

本發(fā)明的污泥處理系統(tǒng)，包括干化裝置，其與如圖1所示所述的用于污泥破碎的裝置相連。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。