[发明专利]一种干燥装置及干燥方法

说明书

本发明公开了一种干燥装置及干燥方法，涉及干燥设备技术领域，包括干燥系统和蒸汽回收系统，所述干燥系统包括干燥机和蒸汽发生器，所述干燥机包括干燥室和设置在所述干燥室内部的干燥器，所述干燥室的顶部设置有进料口和尾气出口，所述干燥室的底部设置有出料口、蒸汽对流干燥进气口和空气出口，所述蒸汽对流干燥进气口和所述干燥器均与所述蒸汽发生器连通，所述蒸汽回收系统包括分离缓冲罐，所述分离缓冲罐用于分离水和蒸汽，所述尾气出口与所述分离缓冲罐的进气口连通，所述分离缓冲罐的出气口分别与所述蒸汽对流干燥进气口和所述干燥器连通。本发明解决了干燥尾气中含有不凝气体导致尾气余热利用换热效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及干燥设备技术领域，特别是涉及一种干燥装置及干燥方法。

背景技术

随着全球日益城镇化现代化，城市废水及工业废水的产生量也越来越大，作为废水处理的副产品污泥数量也是急剧增加。如果不能妥善处置污泥，不仅会对环境造成二次污染，污泥中的有害成分还会损害人体健康，因此对污泥的无害化、减量化处理显得尤为重要。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，使干燥过程变得更加复杂。

过热蒸汽干燥是一项最近发展起来的新技术，与传统的热风干燥相比，过热蒸汽干燥以水蒸气作为干燥介质，水蒸气的热容量要比空气大1倍，干燥过程排出的乏汽的潜热易于回收，故干燥效率高、能耗低。过热蒸汽干燥特别适合含水率高、数量巨大、价值低廉的污泥干燥处理。过热蒸汽干燥节能的关键是能否合理利用干燥过程产生的多余二次蒸汽，而目前较为先进的二次蒸汽回收技术是采用机械蒸汽再压缩技术来提高其比焓，提高蒸汽品位回到高温高压状态从而回收利用。

在污泥干燥过程中，随着污泥的进料出料，干燥后的蒸汽中会混有空气等不凝性气体。不凝气体的存在对冷凝换热有着显著影响。根据文献资料(MinkowycaW.J.，SparrowE.M.Condensation heat transfer in the presence ofnoncondensables，interfacialresistance，superheating，variable properties，and diffusion[J].InternationalJournal of Heat and Mass Transfer,1966,9(10):1125-1144.)可知，对含不凝气蒸汽在平板冷凝实验研究，发现即使1％的不凝气含量也会使冷凝换热系数减少50％以上，因为当自然对流发生时，即使较少的不凝气含量也会形成不凝气层，且不凝气层不易消失，给传质过程带来较大的阻力。因此，针对污泥过热蒸汽干燥后的尾气利用，需先分离出尾气中的不凝气体。

在同种工况中，过热蒸汽和空气的密度存在差异。所述污泥过热蒸汽干燥机对流干燥的工况控制在压力0.1Mpa、温度210℃左右。在该工况下，空气的密度为1.6842kg/m3，过热蒸汽的密度为0.4507kg/m3。因此，可以利用蒸汽与空气的物理密度性质不同进行分离，蒸汽加以利用，空气排出，减少不凝气体对蒸汽冷凝换热的影响。

目前对污泥节能干燥处置的装置与方法如下：

中国专利CN 102260033 A公开了一种污泥二次蒸汽压缩的多级干燥方法，该方法通过将污泥干燥产生的二次蒸汽导入汽水分离器，再进入蒸汽压缩机，从而将蒸汽再次利用作为下一级干燥的热源，然而该干燥方法需处理大量的尾汽，汽水分离时，需分离的热水带出了较多的能量，且依然会有不凝性气体混在蒸汽中，对后续尾气利用存在影响，降低了干燥效果。