一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置及脱水工艺的制作方法

本发明属于污泥脱水，具体地涉及一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置及脱水工艺。

背景技术：

1、现有的污泥脱水技术中存在一种利用二氧化碳水合物进行污泥脱水的高效且环保的方法。这种方法主要是通过在超临界二氧化碳与污泥与液态二氧化碳在低温高压环境下反应，形成固态的二氧化碳水合物，从而有效地将水分从污泥中分离出来。

2、超临界二氧化碳（scco2）是指温度和压力超过临界点（31.1摄氏度、7.39兆帕）的二氧化碳。在超临界状态下的二氧化碳表面张力为零，可以深入污泥的微小孔隙，将其中含有的水分置换出来。

3、现有技术的污泥脱水工艺主要通过搅拌装置将二氧化碳与污泥混合，例如公开号为cn117164211b的中国专利，由于搅拌会对污泥进行剪切，使其扩散，因此搅拌装置会对污泥的结构造成一定的破坏，影响后续的处理和利用；同时，固态的二氧化碳水合物容易被搅拌装置搅碎，减缓二氧化碳与污泥中水分的混合反应速率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置及脱水工艺，以解决现有技术中的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其包括反应室，反应室上分别安装进液口和排气口，反应室顶部和底部分别安装进料口和排料口，进料口和排料口分别连接上盖板和下挡板，反应室内转动安装翻料组件，翻料组件包括大转轴、固定板和转动板，所述大转轴安装在反应室内，固定板固定安装在大转轴上，大转轴内转动安装小转轴，小转轴上固定安装转动板，反应室外侧安装传动组件，传动组件分别带动大转轴和小转轴转动。

3、作为本方案进一步的优化或者改进，所述翻料组件还包括折叠挡板，所述大转轴上开设转动腔，转动板位于转动腔内转动，转动板通过折叠挡板与大转轴连接。

4、作为本方案进一步的优化或者改进，所述传动组件包括电机、齿轮和传动环，所述电机输出端安装转动套，转动套内安装气缸，气缸输出端连接齿轮，齿轮上同轴安装传动环，传动环内安装伸缩头。

5、作为本方案进一步的优化或者改进，所述翻料组件还包括连接套，连接套套设在小转轴上并与大转轴固定连接，连接套内安装内齿，齿轮与内齿啮合。

6、作为本方案进一步的优化或者改进，所述小转轴上固定安装压块，连接套内部固定安装固定块，压块通过蓄力弹簧与固定块连接，所述伸缩头抵接压块。

7、作为本方案进一步的优化或者改进，所述转动板通过复位弹簧与大转轴连接。

8、作为本方案进一步的优化或者改进，所述反应室外侧安装保温桶，保温桶底部安装支撑腿。

9、作为本方案进一步的优化或者改进，所述反应室包括扩展腔和压腔，所述固定板和转动板将反应室分隔为两个压腔和两个扩展腔，两个压腔和两个扩展腔分别沿大转轴对称，且每个压腔和扩展腔装填有等量的污泥。

10、一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水工艺，所述工艺应用于如上述所述的污泥脱水装置，所述方法包括以下步骤：

11、步骤s1：将预处理后的污泥倒入进料口，盖上上盖板，启动电机，电机通过齿轮和内齿啮合带动固定板和转动板同步转动，污泥会均匀的进入扩展腔和压腔；

12、步骤s2：向进液口内注入液态二氧化碳，当反应室的压力达到一定值，继续通入液态二氧化碳，同时将反应室内部的气态二氧化碳从排气口排出，随着大转轴转动，进入到反应室内部的液态二氧化碳逐个对扩展腔和压腔内部的污泥进行降温；

13、步骤s3：当反应室内温度达到一定值，关闭排气口，停止气态二氧化碳的排出，继续注入液态二氧化碳，升高反应室内压力；

14、步骤s4：当反应室内部温度和压力均已满足生成二氧化碳水合物的条件时，启动气缸，气缸推动齿轮移动，使齿轮脱离与内齿啮合，同时，传动环内部的伸缩头抵接压块，随着电机转动，电机通过传动环和其上的伸缩头带动小转轴和其上的压块转动并压缩蓄力弹簧，小转轴带动其上的转动板转动，此时扩展腔内部的空间增加，压腔内部的空间较少，转动板挤压压腔内的污泥将其碾碎；

15、步骤s5：等到反应室内部污泥中的水完全形成二氧化碳水合物后，反应室内压力稳定，即二氧化碳压力稳定，标志着反应室内污泥反应完成，打开排气口，将反应室内部的二氧化碳排出，再将污泥从排料口排出。

16、作为本方案进一步的优化或者改进，所述步骤s4具体包括以下步骤：

17、步骤s41：随着小转轴转动，当蓄力弹簧被压缩至极限后，伸缩头回缩脱离压块，此时蓄力弹簧通过压块带动转动板回转，进而带动扩展腔内的污泥颠起并翻转；

18、步骤s42：由于扩展腔内部空间增加，翻转过程中的污泥能够与充分足量的二氧化碳混合。

19、本发明的有益效果：

20、本发明通过翻料组件替换搅拌组件，降低对装置对污泥结构的破坏，避免对二氧化碳水合物的破坏，提高二氧化碳与污泥中水分的混合反应速率；具体的，通过气缸推动齿轮移动，使齿轮脱离与内齿啮合，同时，传动环内部的伸缩头抵接压块，随着电机转动，电机压缩蓄力弹簧并带动转动板转动，此时扩展腔内部的空间增加，压腔内部的空间较少，转动板挤压压腔内的污泥，将其压碎，避免反应室内部的低温环境导致污泥变硬；

21、另外，扩展腔内部的空间增加，相同条件下，扩展腔内部的污泥能够接触更多的二氧化碳，当蓄力弹簧被压缩至极限后，伸缩头回缩脱离压块，此时蓄力弹簧通过压块带动转动板回转，进而带动扩展腔内的污泥颠起并翻转，由于扩展腔内部空间增加，污泥在颠起的过程中能够与充分足量的二氧化碳混合，提高污泥中水分与二氧化碳的结合效率。

技术特征：

1.一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其特征在于：包括反应室（11），反应室（11）上分别安装进液口（2）和排气口（3），反应室（11）顶部和底部分别安装进料口（7）和排料口（8），进料口（7）和排料口（8）分别连接上盖板（10）和下挡板（9），反应室（11）内转动安装翻料组件（6），翻料组件（6）包括大转轴（61）、固定板（62）和转动板（63），所述大转轴（61）安装在反应室（11）内，固定板（62）固定安装在大转轴（61）上，大转轴（61）内转动安装小转轴（67），小转轴（67）上固定安装转动板（63），反应室（11）外侧安装传动组件（5），传动组件（5）分别带动大转轴（61）和小转轴（67）转动。

2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其特征在于：所述翻料组件（6）还包括折叠挡板（64），所述大转轴（61）上开设转动腔（66），转动板（63）位于转动腔（66）内转动，转动板（63）通过折叠挡板（64）与大转轴（61）连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其特征在于：所述传动组件（5）包括电机（51）、齿轮（54）和传动环（55），所述电机（51）输出端安装转动套（52），转动套（52）内安装气缸（53），气缸（53）输出端连接齿轮（54），齿轮（54）上同轴安装传动环（55），传动环（55）内安装伸缩头（56）。

4.根据权利要求3所述的一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其特征在于：所述翻料组件（6）还包括连接套（68），连接套（68）套设在小转轴（67）上并与大转轴（61）固定连接，连接套（68）内安装内齿（57），齿轮（54）与内齿（57）啮合。

5.根据权利要求4所述的一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其特征在于：所述小转轴（67）上固定安装压块（69），连接套（68）内部固定安装固定块（58），压块（69）通过蓄力弹簧（59）与固定块（58）连接，所述伸缩头（56）抵接压块（69）。

6.根据权利要求2所述的一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其特征在于：所述转动板（63）通过复位弹簧（65）与大转轴（61）连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其特征在于：所述反应室（11）外侧安装保温桶（1），保温桶（1）底部安装支撑腿（4）。

8.根据权利要求1所述的一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置，其特征在于：所述反应室（11）包括扩展腔（1101）和压腔（1102），所述固定板（62）和转动板（63）将反应室（11）分隔为两个压腔（1102）和两个扩展腔（1101），两个压腔（1102）和两个扩展腔（1101）分别沿大转轴（61）对称，且每个压腔（1102）和扩展腔（1101）装填有等量的污泥。

9.一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水工艺，其特征在于，所述工艺应用于如上述权利要求1-8任一所述的污泥脱水装置，所述工艺包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水工艺，其特征在于，所述步骤s4具体包括以下步骤：

技术总结
本发明属于污泥脱水技术领域，具体地涉及一种基于二氧化碳水合物的污泥脱水装置及脱水工艺，其包括反应室，反应室内转动安装翻料组件，翻料组件包括大转轴、固定板和转动板，固定板固定安装在大转轴上，大转轴内转动安装小转轴，小转轴上固定安装转动板。本发明通过翻料组件替换搅拌组件，降低对装置对污泥结构的破坏，避免对二氧化碳水合物的破坏，提高二氧化碳与污泥中水分的混合反应速率；具体通过气缸推动齿轮移动，使传动环内部的伸缩头抵接压块，电机转动压缩蓄力弹簧并带动转动板转动，此时扩展腔内部的空间增加，压腔内部的空间较少，转动板挤压压腔内的污泥，将其压碎，避免反应室内部的低温环境导致污泥变硬。

技术研发人员：黄连生,叶金玲,陈梁
受保护的技术使用者：合肥兆信新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17