一种污泥干化装置的制作方法

1.本实用新型涉及污泥低温干化领域，更具体地，涉及一种污泥干化装置。


背景技术：

2.污泥是污水处理过程中必不可免的副产品，随着我国经济快速发展，污水处理量不断提升，也导致污泥产量急剧增加。据统计到2020年污泥产量将超过9000万吨达到10000万吨。污水处理厂产出的污泥含水率极高(约为98％)，经过简单的机械脱水后含水率仍有80％，如此巨大体量的给污泥的处理处置起来难度巨大。因此，通过干化脱水可以大大降低污泥的体积，是实现污泥处理处置和减量化的第一步。
3.目前，污泥干化主要包括机械脱水和热干化脱水两种形式，其中热干化处理可以最大限度地实现污泥减量化。传统热的污泥干化方法采用空心桨叶、滚筒或圆盘干燥等干化机，以多热蒸汽为热源，温度要求150～300℃；所以，不仅消耗大量的高品位热能，而且设备结构复杂，不易检修，运行过程中污泥容易粘附在桨叶轴或设备壁上，造成板结、堵塞和卡料。
4.相关技术包括低温带式干化工艺，污泥从进料口落到网带、皮带、传送辊轮等传送带上，传送带缓慢前进带动污泥输送至出料口，期间循环风机送入热风，热风由下往上或由上往下穿过铺在传送带上的物料，加热干化污泥并带走水分；达到干化效果，热风在干化机内通过滤网过滤，冷凝在加热，循环利用。
5.例如，相关技术提出一种污泥低温干化装置，上述低温干化装置均采用网带、皮带、传送辊轮等传送带方式实现干化污泥的送料和推进。
6.现有的低温污泥干化技术普遍存在干化效率低、设备体积庞大等问题。尤其是低温带式干化机风量大并且携带灰尘多，导致过滤网积灰严重需要经常更换，还有臭气泄露的问题。另外，由于污泥含水率高，粘度极大，污泥干化脱水过程中，随之含水率逐渐降低，污泥进入粘滞区，极容易粘附在干化设备内壁、机械传动转轴上，容易出现堵塞、卡料、磨损、板结等问题。
7.带式干化工艺是低温污泥干化的典型工艺，采用皮带输送，通过循环风机送入热风，热风由下往上或由上往下穿过铺在网带上的物料，加热干化污泥并带走水分；携带水蒸气的热风通过过滤、冷凝、再加热然后继续在带式干化机中循环使用。首先，因为热风在干化过程中携带了较多的粉尘和污泥颗粒，造成过滤网积灰严重、需要经常清洗甚至更换，再加上热风是循环的，这种情况就会加剧；其次，由于污泥在传送皮带上无法翻动，不能更新换热面，对流换热效率低，导致干化时间很长、干化效率低下；最后，受到单位蒸发量的限制，所采用循环风量较大，使工作环境为正压，导致臭气外溢，厂房臭味明显，环境差。
8.因此，需要一种干化装置，其能至少解决上述现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

9.为了解决上述问题中的至少一个，根据本实用新型的一方面，提出了一种污泥干
化装置，其包括：进料口，设置于所述干化装置的上部；出料口，设置于所述干化装置的下部；导流板，位于所述进料口的前侧，用于导流从所述进料口进入的污泥，以使所述污泥向前流动；刮板，位于所述进料口的后侧，用于控制所述污泥的厚度；多个片状脉冲风刀和多个喷嘴，均匀地布置在所述干化装置的顶盖上并位于所述进料口的后侧，二者间隔排布，每一组片状脉冲风刀和喷嘴由脉冲控制器控制，用于产生能切割并搅拌污泥的气体射流，其中所述脉冲控制器位于连接所述片状脉冲风刀和所述喷嘴的管路上并被配置为控制开关时间间隔和单次打开时长以实现脉冲吹风；以及震动电机，位于干化装置箱体的底部，用于以震动方式使经干化后的污泥向前推进。
10.在一些实施例中，所述多个片状脉冲风刀为楔形结构，内部有狭窄气流通道，出口为片状。
11.在一些实施例中，所述多个喷嘴垂直向下吹风，并且所述片状脉冲风刀与水平成预定的角度并向所述出料口吹风。
12.在一些实施例中，所述多个片状脉冲风刀和所述多个喷嘴交替吹风。
13.在一些实施例中，所述多个片状脉冲风刀用于切割所述污泥，所述多个喷嘴用于搅拌已切割的污泥并更新换热面。
14.在一些实施例中，所述刮板距离所述干化装置的底板预定的距离，以便保证把所述污泥切割到底。
15.在一些实施例中，所述干化装置外部设置有高压气源，所述高压气源通过减压阀连接至所述脉冲控制器。
16.在一些实施例中，所述震动电机包括变频器，用于控制震动时间间隔和单次震动时间。
17.在一些实施例中，所述脉冲控制器包括电磁阀。
18.本实用新型提出了一种污泥低温强化干化装置，其通过片状脉冲风刀和射流喷嘴机构来避免污泥粘附在设备上，从而有助于缩短污泥干化时间，提高干化效率，并有效解决污泥板结、堵塞、卡料等问题。本实用新型采用片状脉冲风刀和喷嘴对污泥进行破碎，更新换热面，增加传热扰动，配合低温水热震动干化，整套装置结构简单，操作灵活，可有效提高污泥干化效率，实现一站式污泥干化和造粒。
附图说明
19.通过结合附图对本实用新型的实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
20.图1示出了根据本实用新型的实施例的污泥干化装置的示意图。
具体实施方式
21.为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。
基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。
22.相关技术中的带式干化工艺是低温污泥干化的典型工艺，采用皮带输送，通过循环风机送入热风，热风由下往上或由上往下穿过铺在网带上的物料，加热干化污泥并带走水分；携带水蒸气的热风通过过滤、冷凝、再加热然后继续在带式干化机中循环使用。首先，因为热风在干化过程中携带了较多的粉尘和污泥颗粒，造成过滤网积灰严重、需要经常清洗甚至更换，再加上热风是循环的，这种情况就会加剧；其次，由于污泥在传送皮带上无法翻动，不能更新换热面，对流换热效率低，导致干化时间很长、干化效率低下；最后，受到单位蒸发量的限制，所采用循环风量较大，使工作环境为正压，导致臭气外溢，厂房臭味明显，环境差。
23.针对以上问题，本实用新型提出一种污泥干化装置，摒弃了机械带式的传输方式，采用能使经干化破碎后的污泥受力主动向前推进的震动方式配合高压片状脉冲风刀和喷嘴，主要作为切割污泥，搅拌污泥、强化传热，配合低温热水干化污泥。整套装置结构简单，操作灵活，可有效提高污泥干化效率，实现一站式污泥干化和造粒。
24.下面，参照图1来说明根据本实用新型的实施例的干化装置及其原理。
25.如图1所示，一种污泥干化装置，包括：进料口，设置于所述干化装置的上部；出料口，设置于所述干化装置的下部；导流板，位于所述进料口的前侧，用于导流从所述进料口进入的污泥，以使所述污泥向前流动；刮板，位于所述进料口的后侧，用于控制所述污泥的厚度；多个片状脉冲风刀和多个喷嘴，均匀地布置在所述干化装置的顶盖上并位于所述进料口的后侧，二者间隔排布，每一组片状脉冲风刀和喷嘴由脉冲控制器控制，用于产生能切割并搅拌污泥的气体射流，其中所述脉冲控制器位于连接所述片状脉冲风刀和所述喷嘴的管路上并被配置为控制开关时间间隔和单次打开时长以实现脉冲吹风；以及震动电机，位于干化装置箱体的底部，用于以震动方式使经干化后的污泥向前推进。
26.具体地，在图1中，1为干化装置的箱体，2为热源夹层，3为进料口，4为出料口，5为进料导流板，6为刮板，7为片状脉冲风刀，8为震动电机，9为高压气源，10为脉冲控制器，11为减压阀，12为污泥，以及13为喷嘴。
27.污泥通过进料口3进入干化装置的箱体1，在进料导流板5和进料刮板6的共同作用下，污泥12均匀的落在水热夹层上，震动电机1同时产生法向和切向两个方向的力，污泥12在震动作用下向前推料，并吸收热源的热量脱除水分。料层上方设置片状脉冲风刀7，从高压气源9来的高速气流，通过片状脉冲风刀7，产生高速气流形成风幕，直吹在污泥表面。气流压力由减压阀11控制，工作状态通过脉冲控制器10调节。污泥料层受到高速气流作用被切割破碎成小块，随后由后排的喷嘴13产生的气流搅拌，从而更新蒸发面，强化污泥干化脱水，提高干化效率。在震动电机8，片状脉冲风刀7，以及热源夹层的共同作用下，污泥在前进的过程中，脱水干化，干化后的最终产品经出料口4出料后可送至出料仓或进入焚烧炉直接焚烧。
28.具体地，多个片状脉冲风刀和多个喷嘴均匀排布在干化装置顶盖上，位于入口后侧；二者间隔排布、一排风刀一排喷嘴，每一排由一个脉冲控制器控制，脉冲控制器可由电脑编程控制其开关时间间隔和单次打开时长，从而实现脉冲吹风。
29.本实用新型中的片状脉冲风刀可形成薄片状的高压风幕，用于污泥干化，与喷嘴
搭配使用，其功能是进行污泥的切割和破碎，更新换热面，增加传热扰动，配合自主研发的低温水热震动干化机，强化污泥水分脱除，促进污泥干化。片状脉冲风刀产生高速的气流，引流周围空气，从而形成薄片状风幕，切割污泥为小块。片状脉冲风刀和喷嘴的风量较小，不会携带大量灰尘颗粒，避免了臭气外溢和扬尘。本实用新型采用能使经干化破碎后的污泥受力主动向前推进的震动方式配合高压片状脉冲风刀和喷嘴，主要作为切割污泥，搅拌污泥、强化传热，配合低温热水干化污泥。整套装置结构简单，操作灵活，可有效提高污泥干化效率，实现一站式污泥干化和造粒。传统的干化设备都是机械搅拌，污泥会粘在转轴或拨片上，但是本实用新型没有机械部件，从而避免了该问题。
30.在一些实施例中，所述多个喷嘴垂直向下吹风，并且所述片状脉冲风刀与水平成预定的角度并向所述出料口吹风。具体地，片状脉冲风刀产生高速的气流，引流周围空气，从而形成薄片状风幕，以一定角度直接吹在污泥表面，切割污泥为小块。一般喷嘴垂直向下吹风，风刀与水平45
°
夹角，向出口处吹风。含水率80％的市政污泥，进入本干化装置后，停留2～2.5h。
31.在一些实施例中，所述多个片状脉冲风刀为楔形结构，内部有狭窄气流通道，出口为片状。高压空气在减压阀和脉冲控制器的协同作用下作用于片状脉冲风刀，其楔形结构和内部的狭窄气流通道能辅助产生高速的气流，引流周围空气，从而形成薄片状风幕。片状脉冲风刀产生的高速气流从污泥正上面，迅速冲击在污泥表面，污泥瞬间被切割为小块，更新换热面，增加污泥比表面积，从而增强对流换热，减少热传导阻力。利用片状脉冲风刀产生脉冲高压风幕切割、破碎污泥从楔形出口吹出片状的高速气流，污泥是软的，在受到高速气流射流时会被切割开一个口子，原来中间黏在一起就分开了，里面的水分可以散发出来，增加了换热面，促进传热。
32.可替换地，基于所述污泥的种类和相应的干化需求来调节所述多个片状脉冲风刀的脉冲频率、气流压力，以及所述预定的角度，从而实现对污泥干化停留时间和处理量的调节。
33.在一些实施例中，所述多个片状脉冲风刀和所述多个喷嘴交替吹风。具体地，工作时，喷嘴先吹风，喷嘴停止后片状脉冲风刀立刻吹风。因为污泥有粘性，会相互粘粘并粘在干化机壁上，通过片状脉冲风刀和喷嘴吹出高流速大风量的风，可以把污泥切开，然后污泥被分成小块，在震动作用下可以向前运动。
34.在一些实施例中，所述多个片状脉冲风刀用于切割所述污泥，所述多个喷嘴用于搅拌已切割的污泥并更新换热面。具体地，通过片状脉冲风刀和喷嘴吹出高速气体射流，可以把污泥切开，并分成小块，喷嘴间歇性喷射稳定气流，搅拌切割为小块的污泥，更新换热面。从而增加污泥比表面积，增强对流换热，减少热传导阻力。
35.在一些实施例中，所述刮板距离所述干化装置的底板预定的距离，以便保证把所述污泥切割到底。具体地，通过该预定的距离可合理地控制铺料厚度。干化装置进料口处设计有进料导流板和料层刮板，可以帮助污泥进料，合理控制污泥料层厚度并使铺料均匀，有助于风刀和喷嘴配合发挥最佳切割和破碎功效。导流板是给入口流入的污泥导流，让其向前流动，料层刮板距离干化装置底板有一定距离，这样入料通过这个间隙后，厚度可以控制在该距离以下，如果料层太厚，风刀吹风阻力就大，污泥不容易被切割开来。所以，在入料前需要通过实验调节料层刮板的高度，以便风刀吹风后可以把污泥切割到底。
36.在一些实施例中，所述干化装置外部设置有高压气源，所述高压气源通过减压阀连接至所述脉冲控制器。具体地，高压气源所产生的高压空气在减压阀和脉冲控制器的协同作用下作用于片状脉冲风刀，其能产生高速的气流，引流周围空气，从而形成薄片状风幕。片状脉冲风刀产生的高速气流从污泥正上面，迅速冲击在污泥表面，污泥瞬间被切割为小块，更新换热面，增加污泥比表面积，从而增强对流换热，减少热传导阻力。
37.在一些实施例中，所述震动电机包括变频器，用于控制震动时间间隔和单次震动时间。具体地，现有的污泥干化设备大多都具有转轴、桨叶、拨片等污泥传送装置，结构复杂，故障率高，且容易阻塞、卡料；没有转轴的低温带式干化设备，又无法更新污泥换热面，干化效率低下。而本干化装置的箱体通过震动电机带动产生震动，片状脉冲风刀和喷嘴吹风切割污泥，实现搅拌和翻抛，再搭配震动，污泥就会向前运动。工作时，震动电机是控制箱体震动的，其震动频率由变频器控制，有电脑程序控制震动时间间隔和单次震动时间；而脉冲控制器是控制风刀和喷嘴吹风的。
38.在一些实施例中，所述脉冲控制器包括电磁阀。具体地，脉冲频率由电磁阀控制。电磁阀可由电脑编程控制其开关时间间隔和单次打开时长，从而实现脉冲吹风。气流压力一般控制在0.4～0.8mpa。
39.本实用新型提出一种污泥低温强化干化装置，高压脉冲风刀和喷嘴的作用就是用气体射流的方式取代传统的机械搅拌，实现污泥搅拌，切割，翻滚，从而防止污泥相互粘粘，在低温条件下，加速水分蒸发。料层上方设计有高压脉冲风刀，产生高速的气流，引流周围空气，从而形成薄片状风幕，风刀产生的高速气流从污泥正上面，迅速冲击在污泥表面，对污泥切割破碎并完成搅拌，污泥瞬间被切割为小块，更新换热面，增加污泥比表面积，从而增强对流换热，减少热传导阻力。利用风刀产生脉冲高压风幕切割、破碎污泥，配合震动方式实现污泥推料、破碎和干化。装置的物料破碎部件和污泥无直接接触，避免了污泥粘粘，卡料、阻塞等问题，大大减少故障率。结构简单，操作灵活，可有效提高污泥干化效率，实现一站式污泥干化和造粒。
40.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本实用新型的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本实用新型的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本实用新型的范围之内。
41.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
42.类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。
43.本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
44.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
45.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。