[发明专利]基于二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵的污泥干化系统及方法

权利要求书

1.基于二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵的污泥干化系统，其特征在于：它包括用于对污泥进行干化的污泥干化工艺系统；污泥干化工艺系统与用于提供热源的二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵系统（30）相连；二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵系统（30）与清洁电力系统（40）和空气质能循环工艺系统相连。

2.根据权利要求1所述的基于二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵的污泥干化系统，其特征在于：所述污泥干化系统包括干化前处理系统（10）和扩容式闪蒸干化系统（20）；所述干化前处理系统（10）包括沉淀池（12），沉淀池（12）与重力浓缩池（11）相连，重力浓缩池（11）与卧式离心干化装置（13）相连；

所述扩容式闪蒸干化系统（20）包括用于和卧式离心干化装置（13）相连的低温低压干化罐（21），低温低压干化罐（21）与中温低压初级干化罐（22）相连，中温低压初级干化罐（22）与中温低压二级干化罐（23）相连，中温低压二级干化罐（23）与物料冷却回收罐（24）相连。

3.根据权利要求1所述的基于二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵的污泥干化系统，其特征在于：所述二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵系统（30）包括一级二氧化碳蒸发器（34），一级二氧化碳蒸发器（34）与一级二氧化碳压缩机（35）相连，一级二氧化碳压缩机（35）与二级二氧化碳蒸发器（36）相连，二级二氧化碳蒸发器（36）与二级二氧化碳压缩机（37）相连，二级二氧化碳压缩机（37）与三级二氧化碳蒸发器（38）相连，三级二氧化碳蒸发器（38）与三级二氧化碳压缩机（39）相连。

4.根据权利要求3所述的基于二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵的污泥干化系统，其特征在于：所述二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵系统（30）的二氧化碳三级冷凝器内置于污泥干化系统的中温低压二级干化罐（23）的内部，二氧化碳三级冷凝器与三级二氧化碳膨胀机（33）相连，二氧化碳二级冷凝器内置于中温低压初级干化罐（22）中，二氧化碳二级冷凝器与二级二氧化碳膨胀机（32）相连，二氧化碳一级冷凝器内置于低温低压干化罐（21）中，二氧化碳一级冷凝器与一级二氧化碳膨胀机（31）相连，一级二氧化碳膨胀机（31）与一级二氧化碳蒸发器（34）相连。

5.根据权利要求1所述的基于二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵的污泥干化系统，其特征在于：所述清洁电力系统（40）包括新能源电源（41）和水介质电储热系统（42），新能源电源（41）的不稳定部分通过电加热以热水的形式储存，优质电力向污水处理厂各工艺环节供电。

6.根据权利要求1所述的基于二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵的污泥干化系统，其特征在于：所述空气质能循环工艺系统是以空气为载体的质能交换系统，包括低温低压干化系统和中温低压干化系统；

所述低温低压干化系统包括低温段空气压缩机（80），低温段空气压缩机（80）与污泥干化系统的低温低压干化罐（21）相连，低温段空气压缩机（80）与空气冷却器（60）的低温低压冷却器（62）相连，低温低压冷却器（62）同时与污泥干化系统的沉淀池（12）相连并收集冷凝水；

所述中温低压干化系统包括中温段空气压缩机（70）和中温段空气透平（90），中温段空气压缩机（70）与空气冷却器（60）的中温中压冷却器（61）相连，中温段空气压缩机（70）同时与污泥干化系统的物料冷却回收罐（24）相连。

7.采用权利要求1-6任意一项所述基于二氧化碳阶梯型串联循环高温热泵的污泥干化系统进行污泥干化的方法，其特征在于，包括污泥干化工艺、热泵工艺、清洁电力系统工艺和空气质能循环工艺。