[发明专利]基于冷冻破壁与热风干燥的流化床污泥干燥设备及方法

说明书

本发明公开了一种冷冻破壁与热风干燥的流化床污泥干燥设备及方法，包括热泵系统，冷冻流化床系统和干燥除湿流化床系统，能实现污泥干燥连续式作业，自动化程度高，操作方便，且出料污泥为粉末状，便于后续处置。本发明还公开了一种相应的冷冻破壁联合热风干燥协同作用的污泥干燥方法，充分利用热泵运行中未合理利用的冷量对污泥进行干燥前处理，提高干燥效率的同时降低能耗，且干燥温度较低，污泥中的有毒有害挥发性气体释放量少，降低了干燥气体后续处理难度。

技术领域

本发明属于污泥干燥技术领域，具体涉及一种用于污泥冷冻破壁联合热风干燥协同作用的流化床设备及方法。

背景技术

目前，随着我国经济社会的发展，国内的工业废水和生活污水的产量不断提高，在处理上述污水的过程中会产生污泥这一副产物。据统计，2015年我国年产80％含水率污泥的总量达到约3400×10⁴吨，按目前的增长态势，预计到2018年底，我国年产80％含水率的污泥量将会突破4000×10⁴吨大关。污泥作为污水处理的产出物，虽然其产量相比于污水处理量而言占比不高，约占处理水量的0.3％-0.5％左右，但其处理费用能达到整个污水处理费用的三成至四成，且由于污泥中往往含有大量重金属物质以及多种病原微生物，若不加以处理则会导致更加严重的二次污染。

就污泥本身而言，其具有一定的危害性，主要表现在污泥产量大，有毒有害物质含量高，处理难度大，严重威胁环境与人身安全等；而另一方面，其实污泥也具有一定的资源性，合理的处理处置后也是一种可用的资源，含有较高的热值以及丰富的无机物，在进行干燥除水以后可作进一步的利用。

而污泥干燥作为污泥处理的最终环节，也是污泥处置的首要步骤，其在污泥的处理处置过程中具有至关重要的作用。目前常规的干燥方法有高温热干燥、真空干燥、辐射干燥等，这些方法除了存在设备初投资大外、最主要的问题是能耗大，运行成本高(若以1吨含水率80％的污泥处理至含水率30％，则需用煤做能源需140.58元、天然气199.92元、电420.88元、柴油锅炉464.75元)；且污泥尾气污染严重、运行过程安全性低等问题，随着热泵干燥技术的发展，以热泵污泥干燥技术为代表的污泥低温干燥技术正在推广应用，该干燥工艺节能环保(处理一顿含水率80％的污泥至含水率30％，约48.72元)，安全卫生，同时污泥干燥产物品质优良，有利于资源化应用，前景广阔。

已有相关文献表明，冻融处理能使冰晶破坏细胞膜(壁)，释放细胞内液，但是，目前热泵污泥干燥技术只利用了热泵系统内循环的热量区进行干燥，而冷量区只是简单的参与热泵系统循环，未能合理利用。如果能把这部分冷量充分利用起来，通过冷冻条件改变污泥理化性状，实现冷源-热源协同作用，提高干燥效率，进一步节能降耗。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种用于污泥冷冻破壁联合热风干燥协同作用的流化床设备及方法，利用热泵冷量对污泥进行预冻处理，然后利用热泵热量对污泥进行热风干燥，能够在充分利用热泵冷量的同时，提高污泥干燥效率，同时大大降低能耗。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明给出了一种基于冷冻破壁与热风干燥的流化床污泥干燥设备，包括冷冻流化床系统、干燥除湿流化床系统和热泵系统；

冷冻流化床系统包括第一流化床库体，第一流化床库体上设有第一加料装置，其上设有螺旋进料机，第一流化床库体内设有与螺旋进料机相连通的第一物料输送带；第一物料输送带通过冷冻集料槽、第二加料装置连通干燥除湿流化床系统的第二流化床库体的第二物料输送带，第二物料输送带连通至第一干燥集料槽；

在冷冻、第二流化床库体上设有进风口和出风口；干燥除湿流化床系统第二流化床库体的出风口进一步连通至旋风除尘器,旋风除尘器上方连通热风系统；