[发明专利]一种多层组合自落式污泥干燥装置及干燥方法

说明书

本发明公开一种多层组合自落式污泥干燥装置及干燥方法，包括污泥干燥机、预热器、蒸汽发生器、过滤器、蒸汽或水分离缓冲罐、蒸汽压缩机、压缩机冷却水泵、密封出料装置、管道和阀门等。污泥干燥机主要由数个间接干燥器模块组合而成，污泥在干燥机内的运行方式处于自落状态，可大大减少机械运转所需要的能耗。间接干燥器内腔为高温蒸汽，对污泥进行间接加热干燥；腔内产生的冷凝水回收后通入到预热器中，对湿污泥进行预热和除杂处理；干燥机内产生的二次蒸汽，经过过滤、压缩、过热后成为腔内间接加热和底部对流干燥的新热源。该装置降低了机械运转能耗和避免了黏壁现象，同时回收利用干燥过程中二次蒸汽的全部潜热和显热，节能效果显著。

技术领域

本发明涉及污泥干燥技术领域，特别是涉及一种多层组合自落式污泥干燥装置及干燥方法。

背景技术

降低污泥中的含水率是污泥减量化处理的有效途径，降低含水率的有效方式是利用热能使污泥中的水分蒸发达到快速干化的目的。而在污泥干化的过程中涉及到干化装置，能量消耗，干化速率及二次产物的处理等。特别是污泥在干燥过程中需要消耗大量的能耗，同时污泥的成分复杂含水率高等特性，使干燥过程变得更加复杂；污泥在干燥初期会出现冷凝阶段，该阶段会使污泥的含水率增加，降低了污泥的干燥效率。

污泥中含有有机物等胶黏性物质，这使污泥在运输过程中会出现堵塞，容易产生黏壁现象，黏壁问题在化工、制药、食品加工以及纺织业等行业均存在，干燥过程中物料黏壁问题不仅增加干燥时的传热热阻，降低干燥效率，且会造成干燥设备安全隐患。

根据文献资料：污泥过热蒸汽薄层干燥特性及干燥模型构建[J]，农业工程学报，张绪坤，孙瑞晨，王学成等，2014，30(14)：258—266页，可知，过热蒸汽干燥初始阶段存在冷凝特性，该特性对于干燥过程是负面的，因为蒸汽凝结使物料的含水率增加，延长整个干燥过程的时间。污泥过热蒸汽与热风干燥收缩特性研究[D]，南昌航空大学，温祥东，2016，可知污泥中含水率的降低会直接影响污泥的体积，其含水率越低污泥体积越小。城镇污泥干燥过程中胶粘性的研究[D]，天津大学，刘峰，2008，可知在干燥初期，干燥过程都发生在污泥外表面，随着水分蒸发污泥内部产生空隙，污泥进入缩容阶段，随着缩容的进行污泥表面张力减小，粘度下降，表面出现裂纹。

国内外污泥热干燥工艺的应用进展及技术要点[J]，中国给水排水，王兴润，2007，23(8):5-8，可知，间接式热传导干燥可以将干燥介质循环使用，但在污泥高含水率阶段易于产生粘壁，导致传热阻力大，能耗高，干燥效率低。污泥间接薄层干燥与热压力耦合脱水干燥研究[D]，大连理工大学，王伟云，2012.，通过试验发现间壁干燥时越靠近传热面污泥湿含量降低更快。根据文献污泥粘壁影响因素实验探索及粘壁机理分析[D]，天津大学，吴兆晴2007，可知污泥间接干燥时，其黏壁产生的最主要原因为污泥含水率。

特氟龙也称为聚四氟乙烯(PTFE)，它具有耐高温、耐腐蚀、不粘、自润滑、低摩擦系数的综合性能，在干燥装置上涂有特氟龙可以有效的减少黏壁现象。当污泥与加热面接触时，使污泥与加热面接触部分的污泥薄层快速干化，含水率下降，接触部分快速收缩，同时在加热面和污泥收缩面之间形成蒸汽薄膜，也可有效防止黏壁现象，增加干燥效率。

蒸汽具有热容性好、吸湿能力强、无传质阻力等优点，使辊筒等传热性物质快速加热，同时蒸汽由于传热后产生的冷凝水，任含有冷凝热，可回收再利用。

目前对污泥节能干燥处置的装置与方法如下：

中国专利CN 203741205 U公开了一种间接立式多层污泥干燥机，该干燥机立式多层干燥机的进泥端顶部设置有空汽出口,立式多层干燥机的底部设置有空气入口；可以进一步降低污泥含水率,形成颗粒干污泥,易于污泥资源利用,具有间接加热、闭路空汽循环、产生废汽少的特点。