[实用新型]机械蒸汽再压缩干燥系统

说明书

本实用新型公开了一种机械蒸汽再压缩干燥系统，其包括污泥存储池、污泥注射泵、薄层蒸发干燥器、挤压分条成型机、网带干燥机、干泥仓、蒸汽压缩机、旋风除尘器、水洗除尘器、冷凝水缓冲罐、以及与冷凝水缓冲罐相连且用于抽吸系统空气维持真空并排放不凝气体的真空泵。本实用新型可节省大量能源消耗及冷却水系统消耗。过程中无废气排放，系统无冷却水系统，节省了冷却塔水份蒸发损失。

技术领域

本实用新型涉及污泥干燥技术领域，具体涉及一种机械蒸汽再压缩干燥系统。

背景技术

机械式蒸汽再压缩(Mechanical Vapor Recom-pression)系统，简称MVR系统，是一种新型高效节能系统。MVR蒸发技术节能效果显著，与多效蒸发技术相比，MVR系统全部回收了二次蒸汽的潜热，热效率一般相当于5-10效蒸发器。

在干燥和蒸发浓缩等工业领域，会产生大量的水蒸汽。水蒸汽携带的能量中绝大部分为潜热，显热仅为很小一部分。机械式蒸汽再压缩系统，有效回收了水蒸汽的潜热，从而达到节能降耗的目的。其工作原理是对蒸发器产生的蒸汽，经机械式蒸汽压缩机作用后，温度、压力、焓值均得到提升，返回蒸发器作为加热的热源，补充液体蒸发需要吸收的热能并维持蒸发温度。系统本身能基本达到热平衡，新鲜蒸汽仅用于补充系统热损失和进出料热焓，从而大幅度减少蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗，达到了降低能耗的目的。MVR用于固体干燥领域的应用较少，传热温差小、干燥时间长、机械传动能耗大、系统需要密封、需要高性能压缩机等均是其应用的制约因素。

常见的固体蒸汽干燥技术多采用间接的传导换热或直接的对流换热方式。间接的传导换热常见于空心桨叶机、转盘式干燥器、转鼓式干燥器、夹壁式干燥器等。直接的对流换热常见于过热蒸汽干燥和热风干燥等。它们均需要大温差和机械搅拌或强制对流方式来强化换热。

研究表明：固体中水份主要是自由水、间隙水、表层水和化学结合水。依这些水份的蒸发干燥过程中，蒸发速率分为“恒速段”、“降速段”和“最后阶段”。一般污泥含水率低于65％左右后，“恒速段”结束进入较难和更耗能的“降速段”干燥蒸发。

南京航空航天大学周雷《基于蒸汽再压缩技术的低温干燥系统设计与节能分析》表明，低温干燥过程，理论上系统能耗随着蒸发温度与压缩机压比的降低而不断下降；与相同条件下的常规低温干燥系统相比，基于蒸汽再压缩技术的低温干燥系统的能耗仅为常规低温回热干燥系统的7.7％。MVR技术应用基于节能原理和现有技术限制，需要低压比压缩和小温差换热，导致干燥时间过长、强化换热的机械搅拌和传动能耗过高而降低了MVR节能效果。同时，过高的蒸发温度导致更多的系统热损耗，为了系统热量平衡而增大对系统补充热量，导致节能效果进一步降低。同时，可实现高压比的螺杆蒸汽压缩机目前市场应用并不常见，也是导致MVR干燥节能应用困难的原因之一。为保证干燥效果还需控制好一定的干燥速度，把MVR技术与真空低温干燥技术相结合是MVR干燥的发展方向，但进入“降速段”后，蒸发速率还是不尽人意。

过热蒸汽干燥是指利用过热蒸汽直接与被干燥的物料接触而去除其内部水分的一种新型干燥方式。在相同的温度下，过热蒸汽和热空气相比，由于过热蒸汽存在潜热，所以单位质量的过热蒸汽所携带热量远大于热空气，且用过热蒸汽干燥固体时，由于固体表面是水分蒸发到过热蒸汽，没有扩散阻力。过热蒸汽干燥的速度和过热蒸汽的温度也是相关的。福建农林大学卢烨的《土豆的过热蒸汽与真空联合干燥》研究和实验表明，低温过热蒸汽在土豆的干燥过程中也能到达比较理想的干燥速度。

干燥过程中污染物会随着蒸发过程进入二次蒸汽的冷凝水。南昌航空大学官勇的《城市污泥过热蒸汽干燥冷凝液特性研究》和山东大学洪永强的《高盐有机废水蒸馏压缩过程污染物迁移研究》表明，低温蒸发进入二次蒸汽冷凝水的污染物主要是醇类有机物和氨等，无机盐类含量极低。而高温蒸发过程，污染物成分复杂，污染量更多。传统的高温污泥蒸发，冷凝水需要再次进入污水厂处理后才能达标排放或回用。