专利名称：螺旋式气流干燥装置及方法
技术领域：
本发明涉及污泥处置的一种干燥装置及干燥方法。
背景技术：
污泥是污水处理后的产物，由于其含水量高，成分复杂，且含有较多的有机质，有 一定的粘性，目前，污泥的处置方法主要采用填埋和堆肥。填埋处置方式会占用大量土地资 源，且容易造成二次污染。堆肥根据杀菌及熟化的方法，其肥效及安全性有所不同，这种处 置方式可达到资源化的目的，但处理过程较长，且同样会占用大量土地资源，处置费用亦较 高；此外，含有重金属等有害成分的污泥，不宜采用这种方式处置。干燥后污泥可以极大地减量化、无害化和资源化。干燥后的污泥可以用作建材原 料、燃料等。目前，干燥装置的种类各式各样，但由于污泥本身的粘性和其固有的特点，能直 接应用于污泥干燥的干燥装置并不多。为此，本发明研究了污泥处置的一种干燥装置及其 方法。
发明内容
技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种适用于污泥干燥、操作连续、劳动 强度低、热量消耗低、尤其是生产效率高、动力消耗低的螺旋式气流干燥装置及干燥方法。技术方案为解决上述技术问题，本发明的螺旋推进式气流干燥装置包括密闭的 干燥机本体，该干燥机本体包括相对设置的第一端部和第二端部，及将第一端部和第二端 部连接的壳体，第一端部、第二端部和壳体形成一个密闭的工作空间，该干燥装置还包括安 装于所述工作空间的螺旋推进装置、分别设置在干燥机本体上的用于加入湿污泥的湿污泥 进料口和用于加入高温热介质的高温热介质进口、设置在干燥机本体上且贯穿壳体的用于 排出低温介质的低温介质出口、设置在低温介质出口一端的干污泥卸料口、与第一端部连 接的前轴承座，与第二端部连接的后轴承座和与前轴承座相连的电动机。优选的，所述湿污泥进料口和高温介质进口分别设置在干燥机本体的壳体上，且 湿污泥进料口和高温烟气进口相对设置。本发明还提供了 一种螺旋推进式气流干燥方法，湿污泥由湿污泥进料口进入干燥 机本体后，被螺旋推进装置一边呈螺旋状推进、一边破碎成细小颗粒状，同时被由高温介质 进口送入的热介质以旋转气流的方式一边吹送、一边干燥；被破碎成细小颗粒状的湿污泥 同时受到螺旋推进装置的作用向前推，并与高温烟气充分接触，使得湿污泥中的水快速蒸 发变为干污泥，降温后的低温热介质通过低温介质出口排出干燥机本体，干污泥随降温后 的低温热介质通过干污泥卸料口出干燥机本体。优选的，所述热介质为高温烟气。有益效果1、紧凑密闭的结构使整个系统具备良好的密封性，在污泥干燥过程中 不会增加系统氧含量，消除了污泥在干燥过程中爆燃的可能性。因而对污泥成分具有相对 较强的适应性，不仅可以处理含有一定热值和挥发份较高的污泥，而且可以干燥处置石油
3化工过程中产生的易燃易爆的污泥及其它各种工艺过程产生的污泥。2、干燥强度高，对湿污泥形状的适应性较强，适用于膏糊状、滤饼等物料。因污泥 含有毛细结合水，其吸热放热过程比较缓慢，这一阶段极易粘附在设备壁面上，在无外力加 以清除情况下形成污泥板结等而影响干燥效率，甚至使设备不能正常运行。螺旋推进式气 流干燥主机内设有螺旋装置，对污泥具有推进破碎作用，污泥一边干燥一边通过螺旋推进 装置进行机械破碎而逐渐呈细粒状，增加了比表面积及气固间的传热传质系数，使湿污泥 中的水分快速气化蒸发，不仅提高了干燥强度，还因为螺旋推进装置在低速下运转，因而减 少了使污泥甩向壁面的离心力，从而减少了污泥粘壁、板结的可能性。3、在解决了污泥粘壁的同时有效地缩小了干燥机本体的体积，提高了污泥干燥效 率也相应减少了土建、设备投资。为了解决污泥粘壁的问题，许多干燥系统往往采用干料返 混方式来处理，因此，大大延长了干燥过程，例如，按100吨/天污泥处理量计算，滚筒式干 燥机约需要40米以上长度才能达到干燥要求，庞大的干燥机以及较长的干燥时间使得热 能消耗比较大，且设备体积庞大也相应地增加了设备投资及运行成本。4、由于本系统核心设备即螺旋推进式气流干燥机本体结构紧凑，整个系统亦较为 简单紧凑，安装、维修方便，更由于干燥机本体体积小，散热表面积小，提高了热利用率。
图1为本发明的结构示意图。图中包括1、湿污泥进料口，2、螺旋推进装置，3、干燥机本体，4、低温介质出口，5、 轴承座，6、污泥卸料口，7、高温介质进口，8、轴承座，9、电动机，第一端部31，第二端部32， 壳体33。
具体实施例方式下面，结合附图及实施例对本发明作进一步描述。参见图1，本发明提供的一种螺旋推进式气流干燥装置，其该干燥装置包括密闭的 干燥机本体3，该干燥机本体3包括相对设置的第一端部31和第二端部32，及将第一端部 和第二端部连接的壳体33，第一端部31、第二端部32和壳体33形成一个密闭的工作空间， 该干燥装置还包括安装于所述工作空间的螺旋推进装置2、分别设置在干燥机本体3上的 湿污泥进料口 1和高温介质进口 7、设置在干燥机本体3上且贯穿壳体33的低温介质出口 4、设置在低温介质出口 4 一端的干污泥卸料口 6、与第一端部31连接的前轴承座8，与第二 端部32连接的后轴承座5和与前轴承座8相连的电动机9。湿污泥进料口 1和高温介质进口 7分别设置在干燥机本体3的壳体33上，且湿污 泥进料口 1和高温介质进口 7相对设置。本发明还提供了一种螺旋推进式气流干燥方法，湿污泥由湿污泥进料口 1进入干 燥机本体3后，被螺旋推进装置2 —边呈螺旋状推进、一边破碎成细小颗粒状，同时被由高 温介质进口 7送入的热介质以旋转气流的方式一边吹送、一边干燥；被破碎成细小颗粒状 的湿污泥同时受到螺旋推进装置的作用向前推，并与高温烟气充分接触，使得湿污泥中的 水快速蒸发变为干污泥，降温后的低温热介质通过低温介质出口 4排出干燥机本体3，干污 泥随降温后的低温热介质通过干污泥卸料口 6排出干燥机本体3。
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热介质为高温烟气。具体而言，湿污泥从湿污泥进料口送入干燥机，热介质(高温烟气)由高温烟气进 口进入干燥机，在螺旋推进装置的作用下，湿污泥被破碎成细小颗粒状，同时被由烟气进口 送入的高温烟气以旋转气流的方式一边吹送、一边干燥。被破碎成细小颗粒状的湿污泥同 时受到螺旋推进装置的作用向前推饲，并与高温烟气充分接触，使得湿污泥中的水快速蒸 发变为干污泥，并随降温后的低温烟气一起排出干燥机。被螺旋推进装置2破碎成细小颗 粒状的湿污泥，在被高温烟气以旋转气流方式一边推送、一边干燥的同时，也受到螺旋推进 装置2的推进作用，因此减少了烟气的流动阻力。目前，污泥干燥装置有多种形式，如滚筒式、带式、空心浆叶式、圆盘旋转式、旋流 喷动式等等，但是，分别存在以下一些技术问题①容易漏入空气。漏入的空气会使干燥系 统中含氧量增加，由于污泥的燃烧性能近似于褐煤，因此，在干燥过程中氧含量一般限制在 5%左右，否则易引发粉尘爆燃而危及安全。②粘壁严重。在干燥过程中，由于污泥的粘连 性较强，含水率稍为偏高极易粘附于设备壁面上，从而影响干燥效率，甚至因为污泥堵塞使 干燥系统不能正常运行。③动力消耗大。为解决干化系统含氧量控制难和污泥粘壁堵塞等 问题，采取了各种各样的技术措施，虽然效果各不相同，但都在一定程度上增大了设备投资 和动能消耗及运行成本。本申请采用了一种独特的“螺旋推进式气流干燥”技术，该技术与前述干燥技术相 比，有以下特点
1、紧凑密闭的干燥系统隔绝了空气的泄露，保证了系统的安全性；
2、螺旋推进装置的合理设计有效地解决了粘壁板结问题，且在充分提高热、质传递效 率的同时，合理缩小了干燥机本体空间尺寸并由此减少了热量和动力消耗。因此，与其它干燥技术相比，螺旋推进式气流干燥技术具有如下优势
1、紧凑密闭的结构使整个系统具备良好的密封性，在污泥干燥过程中不会增加系统氧 含量，消除了污泥在干燥过程中爆燃的可能性。因而对污泥成分具有相对较强的适应性，不 仅可以处理含有一定热值和挥发份较高的污泥，而且可以干燥处置石油化工过程中产生的 易燃易爆的污泥及其它各种工艺过程产生的污泥。2、干燥强度高，对湿污泥形状的适应性较强，适用于膏糊状、滤饼等物料。因污泥 含有毛细结合水，其吸热放热过程比较缓慢，这一阶段极易粘附在设备壁面上，在无外力加 以清除情况下形成污泥板结等而影响干燥效率，甚至使设备不能正常运行。螺旋推进式气 流干燥主机内设有螺旋装置，对污泥具有推进破碎作用，污泥一边干燥一边通过螺旋推进 装置进行机械破碎而逐渐呈细粒状，增加了比表面积及气固间的传热传质系数，使湿污泥 中的水分快速气化蒸发，不仅提高了干燥强度，还因为螺旋推进装置在低速下运转，因而减 少了使污泥甩向壁面的离心力，从而减少了污泥粘壁、板结的可能性。3、在解决了污泥粘壁的同时有效地缩小了干燥机本体的体积，提高了污泥干燥效 率也相应减少了土建、设备投资。为了解决污泥粘壁的问题，许多干燥系统往往采用干料返 混方式来处理，因此，大大延长了干燥过程，例如，按100吨/天污泥处理量计算，滚筒式干 燥机约需要40米以上长度才能达到干燥要求，庞大的干燥机以及较长的干燥时间使得热 能消耗比较大，且设备体积庞大也相应地增加了设备投资及运行成本。4、由于本系统核心设备即螺旋推进式气流干燥机本体结构紧凑，整个系统亦较为简单紧凑，安装、维修方便，更由于干燥机本体体积小，散热表面积小，提高了热利用率。
权利要求
1.一种螺旋推进式气流干燥装置，其特征在于该干燥装置包括密闭的干燥机本体 (3)，该干燥机本体(3)包括相对设置的第一端部(31)和第二端部(32)，及将第一端部和 第二端部连接的壳体(33)，第一端部(31)、第二端部(32)和壳体(33)形成一个密闭的工 作空间，该干燥装置还包括安装于所述工作空间的螺旋推进装置(2)、分别设置在干燥机本 体(3)上的用于加入湿污泥的湿污泥进料口(1)和用于加入高温热介质的高温热介质进口 (7)、设置在干燥机本体(3)上且贯穿壳体(33)的用于排出低温介质的低温介质出口(4)、 设置在低温介质出口(4) 一端的干污泥卸料口(6)、与第一端部(31)连接的前轴承座(8)， 与第二端部(32)连接的后轴承座(5)和与前轴承座(8)相连的电动机(9)。
2.根据权利要求1所述的螺旋推进式气流干燥装置，其特征在于所述湿污泥进料口 (1)和高温介质进口( 7 )分别设置在干燥机本体(3 )的壳体(33 )上，且湿污泥进料口( 1)和 高温烟气进口(7)相对设置。
3.一种用于权利要求1所述的螺旋推进式气流干燥装置的螺旋推进式气流干燥方法， 其特征在于湿污泥由湿污泥进料口(1)进入干燥机本体(3)后，被螺旋推进装置(2) —边 呈螺旋状推进、一边破碎成细小颗粒状，同时被由高温介质进口(7)送入的热介质以旋转气 流的方式一边吹送、一边干燥；被破碎成细小颗粒状的湿污泥同时受到螺旋推进装置的作 用向前推，并与高温烟气充分接触，使得湿污泥中的水快速蒸发变为干污泥，降温后的低温 热介质通过低温介质出口(4)排出干燥机本体(3)，干污泥随降温后的低温热介质通过干 污泥卸料口( 6 )排出干燥机本体(3 )。
4.根据权利要求3所述的螺旋推进式气流干燥方法，其特征在于所述热介质为高温 烟气。
全文摘要
本发明涉及一种螺旋推进式气流干燥装置及方法。螺旋推进式气流干燥装置包括密闭的干燥机本体(3)，该干燥机本体(3)包括相对设置的第一端部(31)和第二端部(32)，及将第一端部和第二端部连接的壳体(33)，第一端部(31)、第二端部(32)和壳体(33)形成一密闭的工作空间，该干燥装置还包括安装于所述工作空间的螺旋推进装置(2)、分别设置在干燥机本体(3)上的湿污泥进料口(1)和高温烟气进口(7)、设置在干燥机本体(3)上且贯穿壳体(33)的低温烟气出口(4)。该装置及方法适用于污泥干燥、操作连续、劳动强度低、热量消耗低。
文档编号C02F11/12GK102092917SQ201110003698
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月10日 优先权日2011年1月10日
发明者郭宏伟, 鲁维加 申请人:东南大学