专利名称：一种污泥干化系统及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种污泥处理系统及其使用方法，特别是一种关于采用太阳能辅助供
热的污泥干化系统及其使用方法。
背景技术：
据统计，截至到2009年2月，我国每年产生污泥近10万吨，按目前运营的污水处 理厂日产湿污泥量计算，预计到2010年底，我国湿污泥日产量至少达到17. 5万吨。相比于 巨大的污泥生产量，我国污泥无害化处理率却非常低。现有技术中，对于含水量高于80%的 污泥通常采用机械脱水机对污泥进行脱水处理；但对于含水量低于80 %的污泥却很难靠 机械脱水机进行脱水，常见的处理方法为采用加热蒸发的方法将水除掉。这就需要消耗大 量的能源，虽然可以回收污泥焚烧产生的能量来补充干化过程所需消耗的能量，但焚烧污 泥释放的热量仍然不足以提供干化过程需要的全部能量，因此要添加辅助热源。目前的干 化焚烧装置以天然气为辅助能源，因此无形中造成了运行成本的提高，而且天然气燃烧释 放出大量污染气体，不利于环境保护。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能量消耗小、干化效率高的污泥干化系 统及其使用方法。 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种污泥干化系统，其特征在于它 包括一污泥干化焚烧回路、一导热油供热循环回路和一高温烟气回路；所述污泥干化焚烧 回路包括一干泥返混装置、一污泥干燥器、一干泥储存仓、一污泥焚烧炉、一干泥调节阀；所 述干泥返混装置的出泥口与所述污泥干燥器上的进泥口连接，所述污泥干燥器的出泥口分 别与所述污泥返混装置的干泥返回口和干泥储存仓的进泥口连接，所述干泥储存仓的出泥 口与所述污泥焚烧炉的进泥口连接；所述导热油供热循环回路包括一导热油泵、一太阳能 集热器、一高温换热器和两导热油调节阀；所述污泥干燥器的导热油出口与所述导热油泵 的导热油进口连接，所述导热油泵的导热油出口分别与所述太阳能集热器的导热油进口和 高温换热器的导热油进口连接，所述两导热油调节阀分别设置在所述导热油泵与太阳能集 热器、导热油泵与高温换热器之间，所述太阳能辐射测量仪分别与两所述导热油调节阀连 接，所述太阳能集热器和高温换热器的导热油出口均与所述污泥干燥器的导热油进口连 接；所述高温烟气回路包括一鼓风机；所述鼓风机与所述污泥焚烧炉的进气口连接，所述 污泥焚烧炉的出气口与所述高温换热器的进气口连接，所述高温换热器上设置有一废气出 □。 所述干泥储存仓与所述污泥焚烧炉的进泥口之间设置有一干泥调节阀。 所述污泥干燥器的导热油出口与所述导热油泵之间设置有一充油阀。 —种污泥干化系统的污泥干化方法，其包括以下步骤1)设置有包括一污泥干化
焚烧回路、一导热油供热循环回路和一高温烟气回路的污泥干化系统；污泥干化焚烧回路包括一干泥返混装置、一污泥干燥器、一干泥储存仓、一污泥焚烧炉、一干泥调节阀；导热油 供热循环回路包括一导热油泵、一太阳能集热器、一高温换热器和两导热油调节阀；高温烟 气回路包括一鼓风机；2)将湿污泥通过干泥返混装置输入污泥干燥器中，湿污泥经污泥干 燥器的夹套内的高温导热油干化后，其中一部分干化污泥输入干泥返混装置中，与湿污泥 混合后再输入污泥干燥器，另一部分干化污泥输入干泥储存仓中进行储存，污泥干燥器的 夹套内的导热油放热后流向导热油泵；3)太阳能辐射测量仪对当地当时的太阳能进行测 量，若太阳能单位辐射能量大于或等于(500/A)kW/m2时，其中，A为太阳能集热器面板的面 积；执行步骤4);若太阳能单位辐射能量小于(125/A)kW/m2时，执行步骤5);否则，执行步 骤6) ;4)关闭污泥焚烧炉、鼓风机、干泥调节阀和连接高温换热器的导热油调节阀，开启连 接太阳能集热器的导热油调节阀，导热油泵将导热油输入太阳能集热器进行加热，加热后 的导热油输入到污泥干燥器的夹套中，对污泥进行干化；5)开启污泥焚烧炉、鼓风机和干 泥调节阀，干泥储存仓中的干化污泥进入污泥焚烧炉中焚烧，焚烧后的灰渣由灰渣出口排 出，同时焚烧产生的高温烟气输入到高温换热器中放热，开启连接高温换热器的导热油调 节阀，关闭连接太阳能集热器的导热油调节阀，导热油泵将导热油输入高温换热器中，吸收 高温烟气的热量后，进入到污泥干燥器中干化污泥，高温烟气放热后由高温换热器的废气 出口排出；6)开启污泥焚烧炉、鼓风机和两导热油调节阀，太阳能辐射测量仪调节两导热 油调节阀的开度，同时导热油泵将导热油输入到太阳能集热器和高温换热器中吸热，吸热 后对污泥干燥器中的污泥干化，经干泥调节阀使干泥储存仓中的干化污泥进入污泥焚烧炉 中焚烧，产生的高温烟气输入到高温换热器中放热。 所述干泥储存仓与所述污泥焚烧炉的进泥口之间设置有一干泥调节阀。 所述污泥干燥器的导热油出口与所述导热油泵之间设置有一充油阀。 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于采用太阳能集热
器吸收太阳能作为辅助热源，无需附加一次能源，因此具有节约能源，有利于环境保护的优
点。2、本发明将污泥焚烧时产生的化学能转化为可以直接利用的热能，用此热能加热导热
油，以补充污泥干化所需的热量，因此具有循环利用能量、节约系统运行成本的优点。3、本
发明利用干泥返混技术，避免了污泥干化过程中的"胶粘相"现象，即将含水率为75%
80%的湿污泥与含水率为30%的干化污泥进行混合造粒，避免了污泥在干燥器内出现粘结
的现象，提高了污泥的干化效率。本发明可以广泛应用于污泥干化处理工程中。
图1是本发明的整体结构示意图
图2是本发明的污泥干化焚烧回路示意图
图3是本发明的导热油供热循环回路示意图
图4是本发明的高温烟气回路示意图
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。 如图1所示，本发明的污泥干化焚烧装置包括一污泥干化焚烧回路1、一导热油供 热循环回路2和一高温烟气回路3。
如图2所示，污泥干化焚烧回路1包括一干泥返混装置11、一污泥干燥器12、一干 泥储存仓13、一污泥焚烧炉14和一干泥调节阀15。污水处理厂处理后的湿污泥经管道输送 到干泥返混装置11内，干泥返混装置11的出口通过管道与污泥干燥器12的进泥口连接， 污泥干燥器12的出泥口将干燥后的污泥分别输送到干泥返混装置11的干泥返回口和干泥 储存仓13的入口 ，干泥储存仓13的出口连接污泥焚烧炉14的进泥口 ，在干泥储存仓13的 出口与污泥焚烧炉14的进泥口之间设置有一干泥调节阀15。其中，污泥干燥器12包括一 旋转轴121、一桨叶122和一夹套123。污泥焚烧炉14上设置有一灰渣出口 141。
如图3所示，导热油供热循环回路2包括一导热油泵21、一太阳能集热器22、一太 阳能辐射测量仪23、一高温换热器24和两个导热油调节阀25、26。夹套123中的导热油放 热后从污泥干燥器12的导热油出口流出，通过导热油泵21后分为两路流出， 一路通过导热 油调节阀25连接到太阳能集热器22，另一路通过导热油调节阀26连接到高温换热器24的 导热油进口 ，太阳能辐射测量仪23分别与两导热油调节阀25、26连接，太阳能集热器22和 高温换热器24的导热油出口通过管道均连接到污泥干燥器12的导热油进口。
如图4所示，高温烟气回路3包括一鼓风机31，鼓风机31通过管路与污泥焚烧炉 14的进气口连接，污泥焚烧炉14的出气口通过管道与高温换热器24的进气口连接。其中， 在高温换热器24上设置有一废气出口 241。 下面通过一实施例对利用本发明系统的污泥干化方法做进一步说明。 根据当地太阳能年平均辐射能量的大小，配置面积为A的太阳能集热器23的面
板，具体操作步骤如下 1)将含水率为75 % 80 %的湿污泥通过干泥返混装置11输入污泥干燥器12中， 湿污泥经污泥干燥器12夹套123内的高温导热油干化后，得到含水率为30%的干化污泥， 其中一部分干化污泥输入干泥返混装置11中，与湿污泥混合后再输入污泥干燥器12，另一 部分干化污泥输入干泥储存仓13中进行储存，污泥干燥器12的夹套123内的导热油放热 后流向导热油泵21。 2)太阳能辐射测量仪23对当地当时的太阳能进行测量，若太阳能单位辐射能量 大于或等于(500/A)kW/n^时，执行步骤3);若太阳能单位辐射能量小于(125/A)kW/m2时， 执行步骤4);否则，执行步骤5); 3)关闭污泥焚烧炉14、鼓风机31、干泥调节阀15和导热油调节阀26，开启导热油 调节阀25，导热油泵21将导热油输入太阳能集热器22进行加热，加热后的导热油输入到夹 套123中，对污泥进行干化。 4)开启污泥焚烧炉14和鼓风机31和干泥调节阀15，从干泥储存仓13中提取干 化污泥投入污泥焚烧炉14中，使其在鼓风机31的助燃作用下焚烧，焚烧产生的灰渣由灰渣 出口 141排出，同时焚烧产生的高温烟气输入到高温换热器24中，开启导热油调节阀26，关 闭导热油调节阀25，导热油泵21将导热油输入高温换热器24中，利用高温烟气放热对导热 油加热，吸热后的导热油输入到夹套123中，高温烟气放热后由废气出口 241排出。
5)开启污泥焚烧炉14、鼓风机31和导热油调节阀25、26，太阳能辐射测量仪23根 据此时单位面积的太阳能辐射量调节导热油调节阀25、26的开度，即单位面积的太阳能辐 射量越大，则导热油调节阀25的开度越大，导热油调节阀26的开度越小；导热油泵21将导 热油同时输入到太阳能集热器22和高温换热器24中吸热，吸热后对污泥干燥器12中的污泥干化，经干泥调节阀15使干泥储存仓13中的干化污泥流入污泥焚烧炉14中焚烧，产生
的高温烟气输入到高温换热器24中放热，高温烟气放热后由废气出口 241排出。 上述实施例中，在污泥干燥器12的导热油出口与导热油泵21之间的管道上可以
设置一充油阀(图中未标出)，它用于污泥干化焚烧装置在开始运行时输入导热油。 本发明方法和装置的实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、设置位置、连
接方式，及方法步骤的设置和顺序都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上
进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
一种污泥干化系统，其特征在于它包括一污泥干化焚烧回路、一导热油供热循环回路和一高温烟气回路；所述污泥干化焚烧回路包括一干泥返混装置、一污泥干燥器、一干泥储存仓、一污泥焚烧炉、一干泥调节阀；所述干泥返混装置的出泥口与所述污泥干燥器上的进泥口连接，所述污泥干燥器的出泥口分别与所述污泥返混装置的干泥返回口和干泥储存仓的进泥口连接，所述干泥储存仓的出泥口与所述污泥焚烧炉的进泥口连接；所述导热油供热循环回路包括一导热油泵、一太阳能集热器、一高温换热器和两导热油调节阀；所述污泥干燥器的导热油出口与所述导热油泵的导热油进口连接，所述导热油泵的导热油出口分别与所述太阳能集热器的导热油进口和高温换热器的导热油进口连接，所述两导热油调节阀分别设置在所述导热油泵与太阳能集热器、导热油泵与高温换热器之间，所述太阳能辐射测量仪分别与两所述导热油调节阀连接，所述太阳能集热器和高温换热器的导热油出口均与所述污泥干燥器的导热油进口连接；所述高温烟气回路包括一鼓风机；所述鼓风机与所述污泥焚烧炉的进气口连接，所述污泥焚烧炉的出气口与所述高温换热器的进气口连接，所述高温换热器上设置有一废气出口。
2. 如权利要求1所述的一种污泥干化装置，其特征在于所述干泥储存仓与所述污泥 焚烧炉的进泥口之间设置有一干泥调节阀。
3. 如权利要求1或2所述的一种污泥干化装置，其特征在于所述污泥干燥器的导热 油出口与所述导热油泵之间设置有一充油阀。
4. 如权利要求1或2或3所述系统的污泥干化方法，其包括以下步骤1) 设置有包括一污泥干化焚烧回路、一导热油供热循环回路和一高温烟气回路的污泥 干化系统；污泥干化焚烧回路包括一干泥返混装置、一污泥干燥器、一干泥储存仓、一污泥 焚烧炉、一干泥调节阀；导热油供热循环回路包括一导热油泵、一太阳能集热器、一高温换 热器和两导热油调节阀；高温烟气回路包括一鼓风机；2) 将湿污泥通过干泥返混装置输入污泥干燥器中，湿污泥经污泥干燥器的夹套内的高 温导热油干化后，其中一部分干化污泥输入干泥返混装置中，与湿污泥混合后再输入污泥 干燥器，另一部分干化污泥输入干泥储存仓中进行储存，污泥干燥器的夹套内的导热油放 热后流向导热油泵；3) 太阳能辐射测量仪对当地当时的太阳能进行测量，若太阳能单位辐射能量大于或等 于(500/A)kW/m2时，其中，A为太阳能集热器面板的面积；执行步骤4);若太阳能单位辐射 能量小于(125/A)kW/m2时，执行步骤5);否则，执行步骤6);4) 关闭污泥焚烧炉、鼓风机、干泥调节阀和连接高温换热器的导热油调节阀，开启连接 太阳能集热器的导热油调节阀，导热油泵将导热油输入太阳能集热器进行加热，加热后的 导热油输入到污泥干燥器的夹套中，对污泥进行干化；5) 开启污泥焚烧炉、鼓风机和干泥调节阀，干泥储存仓中的干化污泥进入污泥焚烧炉 中焚烧，焚烧后的灰渣由灰渣出口排出，同时焚烧产生的高温烟气输入到高温换热器中放 热，开启连接高温换热器的导热油调节阀，关闭连接太阳能集热器的导热油调节阀，导热油 泵将导热油输入高温换热器中，吸收高温烟气的热量后，进入到污泥干燥器中干化污泥，高 温烟气放热后由高温换热器的废气出口排出；6)开启污泥焚烧炉、鼓风机和两导热油调节阀，太阳能辐射测量仪调节两导热油调节 阀的开度，同时导热油泵将导热油输入到太阳能集热器和高温换热器中吸热，吸热后对污 泥干燥器中的污泥干化，经干泥调节阀使干泥储存仓中的干化污泥进入污泥焚烧炉中焚 烧，产生的高温烟气输入到高温换热器中放热。
5. 如权利要求4所述的一种污泥干化方法，其特征在于所述干泥储存仓与所述污泥 焚烧炉的进泥口之间设置有一干泥调节阀。
6. 如权利要求4或5所述的一种污泥干化方法，其特征在于所述污泥干燥器的导热 油出口与所述导热油泵之间设置有一充油阀。
全文摘要
本发明涉及一种污泥干化系统及其使用方法，其特征在于它包括污泥干化焚烧回路、导热油供热循环回路和高温烟气回路；污泥干化焚烧回路包括干泥返混装置、污泥干燥器、污泥焚烧炉、干泥储存仓和干泥调节阀；导热油供热循环回路包括导热油泵、太阳能集热器、太阳能辐射测量仪、高温换热器和两导热油调节阀；高温烟气回路包括鼓风机；污泥干化的方法为首先将湿污泥在污泥干燥器中进行干化，得到干化污泥再返回输入到污泥返混装置，干、湿污泥混合再输入到污泥干燥器中干化，干化后的污泥在污泥焚烧炉中焚烧，焚烧产生的高温烟气释放的热能与太阳能一起为干化提供能量，从而无需损耗一次性能源；本发明可以广泛应用于污泥干化处理工程中。
文档编号C02F11/12GK101708942SQ20091023606
公开日2010年5月19日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者姜培学, 张富珍, 曲颂华, 李星文, 袁锡强 申请人:清华大学;曲颂华;袁锡强;李星文