专利名称：闭式多室流化床污泥干燥方法
技术领域：
本发明是一种对湿污泥进行干燥处理的方法，尤其是一种闭式多室流化床污 泥干燥方法。
背景技术：
污泥是一种高水分的多孔介质物质，含水量高，体积大，未经处理的污泥含 水率高达95%。而污泥的填埋、堆肥和燃料化利用都要求将污泥的含水率降至 65%以下。目前机械脱水方法只能将含水率降至70% 80%，要将污泥毛细管 水和吸附水脱出，必须采用热千燥方法。
流态化技术自1921年发明以来，其热容量系数大、热效率高、密封性能好 和停留时间可任意调节等特点为物料的高度干燥提供了最为有利的条件，因而成 为工业界干燥粉粒状物料最有效的手段。流态化干燥同喷雾干燥、烘箱干燥相比， 突出的优点是能耗低、单台设备生产能力大，且省时省力、粉尘污染小。目前使 用的流态化干燥器类型有单室流化床干燥器、多层流化床干燥器、多室流化床 干燥器等。
在单室流化床干燥装置中，物料停留时间不均匀，有可能发生未经干燥的物 料直接排出床层，亦即流化床出口粒子存在湿含量分布不均。为了改善这种情况， 发展了多层流化床干燥器。多层操作可以提高热效率，物料在床内的停留时间分 布大大变窄，但它操作比较困难，上层物料通过床内溢流管进入下层，极易产生 物料阻塞或气体穿孔，造成下料不稳定，上料层不容易建立，压损过大，动力消 耗高，结构复杂。在多室流化床干燥器类型中，最为常见的是振动式多室流化床 干燥器，其机械运动部件多，噪音大、设备维修复杂，热效率比多层流化床干燥 器低。
多室流化床干燥污泥时，在多室流化床干燥器的第1、 2室中污泥容易结块， 致使干燥器无法正常工作。主要原因有①污泥干燥过程存在"胶粘相"阶段(含 水率为60%左右)，此阶段具有污泥表面坚硬、难以粉碎而里面却仍是稀泥的特 点。在此阶段的停留时间越长，污泥越容易结块。②随着污泥颗粒温度的升高，
污泥粘结现象加强，当污泥温度达到400'C时，粘结性非常强烈。
目前污泥干燥技术多采用开式干燥技术，即干燥器出来的含湿气体经尾气处 理装置后，直接排入大气，但由于尾气处理装置能力所限，排放的尾气中含有一 定数量的粉尘和难闻、刺鼻的气体，其含量达到一定浓度时就会危害人的身体健 康。
发明内容
技术问题本发明针对目前在污泥干燥过程中出现的结块、热效率低、污染 物排放等问题，提出一种闭式多室流化床污泥干燥方法，该方法具有设备结构简 单、操作方便、污泥适应性强、热效率高、安全、连续、稳定等特点。
技术方案本发明的具体技术方案如下-
1)湿污泥经过机械脱水装置后进入混合器，旋风分离器排出的干污泥经皮 带输送机将一部分千污泥排出，另一部分进入混合器，在混合器内混合后，由螺 旋给料器加入惰性粒子多室流化床干燥器的第1室，
2) 惰性粒子多室流化床干燥器的第1室和第2室采用惰性粒子作为蓄热介质， 冷空气经过空气加热装置加热到300'C 600'C后，由阶梯式布风板进入惰性粒 子多室流化床干燥器，对污泥进行干燥，
3) 在惰性粒子多室流化床干燥器内，污泥在热空气作用下呈悬浮沸腾状态， 蒸发掉水分后的干污泥经过溢流板排出惰性粒子多室流化床干燥器，完成污泥干 燥过程，
4) 旋风分离器出来的气体经过喷淋塔后由循环风机重新进入加热装置，喷淋 塔(底部出来的废液进入废液循环池，由废液循环池流出的一部分废水通过循环 水泵循环进入喷淋塔，另一部分废水进入污水处理系统。
采用的惰性粒子多室流化床干燥器内温度为25(TC 300'C,布风板为阶梯 式布风板。
采用的喷淋塔操作温度为25X:-85'C。 所述的惰性粒子为河砂、石英沙、燃煤底渣等物质。 所述的阶梯式布风板是按照污泥流向、高度从高到低分布的多级布风板。 有益效果与现有污泥干燥技术相比，本发明的优点有 (1)与箱式烘房相比，占地面积小、生产能力大、热效率高，而且干燥后 的污泥湿度均匀。与气流干燥相比，可通过调节物料在流化床内停留时间的长短， 使成品达到预期含水率，操作易于控制，而且颗粒破损少。与多层流化床干燥器 相比，制造工艺简单，操作容易，床层阻力小，高度可大幅降低，干燥停留时间 可任意调节。与振动多室流化床干燥器相比，无运动部件，系统控制和维修简单， 故障少，建造费用和投资费用低。同时解决了目前多室流化床千燥器在干燥污泥 时出现的在第l、 2室容易结块的问题。
(2) 操作灵活，可连续稳定安全运行。根据污泥的最终处置要求，通过调 节热空气温度、床内流速、布风板位差、隔板高度，得到不同干污泥的含固率。
(3) 流化床的第1、 2室采用惰性粒子，惰性粒子处于激烈运动状态，惰性 粒子与污泥间充分的搅混几乎消除了污泥表面上静止的气膜，使污泥与热气体密 切接触，污泥粒子与气体之间的传质与传热速度很快，热传输效率及蒸发速率较 高，同时惰性粒子具有很大的热惯性，进一步缩短污泥在"胶粘相"停留时间，避 免污泥结块。由于气体可迅速降温，所以与其它干燥器相比，可采用更高的气体 入口温度，进一步提高热利用效率。
(4) 根据流化床各室污泥含水量的不同，灵活调节各风室的热风送风量， 合理分配各风室需要的热量，热利用效率高。
(5) 采用多室流化床结构，污泥粒子在床内的停留时间分布很窄，加上炉 内温度一致，使得产物干污泥具有很好的物理形态(如外观、粒度、色味、吸湿 性等)和化学形态(水分、有机质、总氮、微量元素含量等)。
(6) 采用闭路循环干燥系统，消除在污泥干燥过程中产生的类似于硫化氢、 甲硫醚等具有刺激性气味的挥发份气体对环境的影响，整个系统无烟尘排放，安 全可靠。
(7) 阶梯式布风板结构有利于增加污泥在多室流化床内横向扩散速率。污 泥出料时采用溢流板控制，生产能力大，适合大规模生产。
图1是本发明的闭式多室流化床污泥干燥方法示意图，其中有机械脱水装 置l、混合器2、惰性粒子多室流化床干燥器3、螺旋给料器3-l、阶梯式布风板 3-2、溢流板3-3、空气加热装置4、旋风分离器5、皮带输送机6、喷淋塔7、废 液循环池8、循环水泵9、循环风机IO。其中还包括湿污泥a、废水b、冷空气
c、热空气d、干污泥e、惰性粒子f。
具体实施例方式
(1〉本发明针对目前多室流化床干燥器的第l、 2室污泥容易结块的问题， 提出如下解决措施①本发明中流化床干燥器各室温度为250'C 30(TC，以此 控制污泥粘结强度。同时控制污泥在床内的停留时间，最大限度的减少污泥中挥 发份析出；②本发明中将一部分干燥后的污泥重新返混到流化床的第1室，使 混合后的污泥的含水率在50%左右，使其直接越过"胶粘相"，减轻污泥在干燥器 内的粘结；③本发明中流化床干燥器的第1、 2室采用惰性粒子流化床，它与传 统流化床干燥器的主要区别在于其内部充填有一定量的惰性粒子或惰性载体，目 的是利用惰性粒子的热惯性，进一步强化污泥与气体间的传热与传质性能。相比 传统的流化床干燥器，惰性粒子流化床干燥器具有传热系数大、热效率高、操作 可靠等诸多优点，对于膏状类污泥干燥具有良好的适应性。相对于振动式多室流 化床干燥器而言，无运动部件，系统控制和维修更为筒单。
(2) 针对目前多室流化床干燥器的热效率比多层流化床干燥器低的问题， 本发明根据各室污泥含水量的不同，相应调整各风室的热风送风量。也就是说， 各风室配有单独的热风控制阀门，在含水量最高的进料端(即第1室)有较高的 热风输入量，而在热床末端有相对低点的热风输入量，从而使热量的配置更为有 效、合理。
(3) 本发明针对干燥过程产生二次污染的问题，采用闭路循环千燥系统。 经气体加热装置加热后的热气体在干燥器内降温增湿后，由旋风分离器分离得到 干污泥。旋风分离器出来的气体经过喷淋塔除去水分后，再进入气体加热装置， 这样实现干燥气体循环使用，避免污泥中的挥发份污染环境，同时对尾气处理装 置(喷淋塔)的污染物控制参数要求不高，无需添加除臭剂。
(4) 为了防止污泥粒子的逆向混合，将流化床的分布板做成阶梯型，并调 整床内隔板高度，增加床层位差，加快流态化污泥横向流动速度。
1、湿污泥经过机械脱水装置后，与旋风分离器排出的干污泥在混合器内 混合，由螺旋给料器加入惰性粒子多室流化床干燥器的第1室。惰性粒子多室流 化床干燥器的第1室和第2室采用惰性粒子作为蓄热介质。冷空气经过空气加热 装置后，由阶梯式布风板进入惰性粒子多室流化床干燥器。在惰性粒子多室流化
床干燥器内，污泥在热空气作用下呈悬浮沸腾状态，在沸腾过程中蒸发掉水分， 干燥器内的温度为25(TC 300'C。干污泥最终经过溢流板排出惰性粒子多室流 化床干燥器，从而实现湿污泥从一端加入，干污泥从另一端排出的连续干燥过程。 惰性粒子多室流化床干燥器出口的气体温度为150'C左右。旋风分离器出来的气 体经过喷淋塔后由循环风机重新进入空气加热装置。喷淋塔底部出来的废液进入 废液循环池， 一部分废液循环进入喷淋塔， 一部分废液进入污水处理系统。旋风 分离器下部的部分干污泥通过混合器再次返混进入惰性粒子多室流化床干燥器。
2、 加热装置为电加热器或燃油炉、燃煤炉或垃圾焚烧炉等设备中的空气 加热器，加热后的热空气温度为300'C 600'C。
3、 惰性粒子多室流化床干燥器中使用的惰性粒子为河砂、石英沙、燃煤 底渣等惰性物质。
4、 机械脱水装置为带式压滤机、离心脱水机、重力浓縮机等。
权利要求
1.一种闭式多室流化床污泥干燥方法，其特征在于该方法，具体为1)湿污泥(a)经过机械脱水装置(1)后进入混合器(2)，旋风分离器(5)排出的干污泥经皮带输送机(6)将一部分干污泥(e)排出，另一部分进入混合器(2)，在混合器(2)内混合后，由螺旋给料器(3-1)加入惰性粒子多室流化床干燥器(3)的第1室，2)惰性粒子多室流化床干燥器(3)的第1室和第2室采用惰性粒子(f)作为蓄热介质，冷空气(c)经过空气加热装置(4)加热到300℃～600℃后，由阶梯式布风板(3-2)进入惰性粒子多室流化床干燥器(3)，对污泥进行干燥，3)在惰性粒子多室流化床干燥器(3)内，污泥在热空气(d)作用下呈悬浮沸腾状态，蒸发掉水分后的干污泥经过溢流板(3-3)排出惰性粒子多室流化床干燥器(3)，完成污泥干燥过程，4)旋风分离器(5)出来的气体经过喷淋塔(7)后由循环风机(10)重新进入加热装置(4)，喷淋塔(7)底部出来的废液进入废液循环池(8)，由废液循环池(8)流出的一部分废水通过循环水泵(9)循环进入喷淋塔(7)，另一部分废水(b)进入污水处理系统。
2. 根据权利要求1所述的闭式多室流化床污泥干燥方法，其特征在于采用 的惰性粒子多室流化床干燥器(3)内温度为25(TC 300'C，布风板为阶梯式布 风板(3-2)。
3. 根据权利要求1所述的闭式多室流化床污泥干燥方法，其特征在于采用 的喷淋塔(7)操作温度为25'C-85'C。
4. 根据权利要求1所述的闭式多室流化床污泥干燥方法，其特征在于所述 的惰性粒子(f)为河砂、石英沙、燃煤底渣等物质。
5. 根据权利要求1所述的闭式多室流化床污泥干燥方法，其特征在于所述 的阶梯式布风板(3-2)是按照污泥流向、高度从高到低分布的多级布风板。
全文摘要
闭式多室流化床污泥干燥方法是一种设备结构简单、操作方便、污泥适应性强、热效率高、安全、连续、稳定等特点的污泥干燥方法。机械脱水后的污泥与返混的污泥混合后，在惰性粒子多室流化床干燥器(3)内逐室横流干燥。惰性粒子多室流化床干燥器(3)的第1室和第2室采用惰性粒子(f)作为蓄热介质。旋风分离器(5)出来的气体经过喷淋塔(7)后由循环风机(10)重新进入空气加热装置(4)。旋风分离器(5)下部的部分干污泥(e)通过混合器(2)返混进入惰性粒子多室流化床干燥器(3)。喷淋塔(7)底部出来的废液进入废液循环池(8)，一部分废液循环进入喷淋塔(7)，一部分废液进入污水处理系统。
文档编号C02F11/12GK101186422SQ20071019172
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者仲兆平, 锋 段, 刚 肖, 睿 肖, 金保升, 钟文琪, 黄亚继 申请人:东南大学