[发明专利]隔离式热循环污泥干化方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及对污水处理产生的污泥进行处理的技术，进一步是指隔离式热循环污泥干化方法及装置。

背景技术

我国863计划资源环境技术领域“城市污水处理厂污泥处理安全处置关键技术与设备”重点项目申请指南中说得很清楚，随着我国城市污水处理厂的普及和运行，城市污水处理厂污泥产量快速增加，如何解决污泥的处置出路，已成为我国城市发展过程中亟待解决的重大环境问题。研发适合我国国情的、拥有自主知识产权的城市污水处理厂污泥处理关键技术和设备，是我国环境保护的迫切需求，同时对提升我国环保产业的国际竞争力具有重要意义。

污泥处理，首先面对的是如何将含水量80％左右的污泥干化成含水量50％以下的干污泥。为此目前国内外已有的干化设备都是采用外热来实现这一点，这需耗费大量能源，运行费用相当昂贵。为降低能源成本，有的将干化后的污泥自我消化作为能源的补充，但这仍是一种有价值能源的消耗，且为污泥干化增加了大量的CO₂排放。

在干化过程中，如何大幅度降低能源消耗应是处置污泥干化的头等重大问题。为此，郭少仪于2009年11月提出了“抽气压气式高效节能污泥即时快速低温干化消毒保鲜处理方法及装置”的发明专利申请。并于2011年获得了批准，专利号为200910044689.7。该装置的核心思想是采用“热循环技术”实现污泥干化。即在固液分离中经加热产生的水蒸气通过蒸汽压缩机压缩升压升温，再送回到干燥罐中，对湿污泥进行间接加热，使湿污泥中的水份进一步蒸发，以此实现热循环。该方法通过预热启动后，只要蒸汽压缩机运行中不断补充的能量足以抵消整个工作过程中客观存在的散热损失和产品带出的热损失，以及新进料预热所需热量之和，则该循环就能长周期运行。因此，在尽量减小散热损失，提高产品带出热的回收利用条件下，压缩机需要补充的能量是极少的。这种通过机械蒸汽压缩机实现热循环的思想(简称MVR)在海水淡化上已得到成功应用，据有关资料表明，其运行成本较其它方法是最低的。将该技术运用于污泥，原理上是一样的。只是由于污泥不同于海水，后者是流态，干质很少，较干净，而污泥是水含量很高不流动性物质，干质相对较高。干化过程中，所产生的蒸汽含有大量的不可凝性气体，且带出不少污物附着在管道和设备内壁上，并具有一定的腐蚀性，严重影响蒸汽压缩机的运行。此外，污泥干化过程中存在一个高粘结区，使干燥设备的设计、制造、运行带来很大的困难。加之，其热导性差，传热效果不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提出隔离式热循环污泥干化方法及装置，以进一步提高热循环效率、降低处理所需能耗，实现连续性工作。

本发明的技术方案是，所述隔离式热循环污泥干化方法的工艺步骤为：

(1)将湿污泥注入干燥装置中干化；

(2)湿污泥在干燥装置中经干化产生的蒸汽和不凝性气体通过风机被抽送到换热器，与换热器列管外围温度较低的工质水进行热交换；

(3)蒸汽在换热器中被冷凝成水滴随不凝性气体经水汽分离装置进入湿物料预热输送机，蒸汽冷凝成的水对注入到湿物料预热输送机中的湿污泥预热，不凝性气体经水汽分离装置气体出口进入换热燃烧炉被燃烧，不凝性气体燃烧产生的热量被输送到换热蒸发器；

(4)换热器中列管外的工质水吸收换热器列管中蒸汽的潜热被汽化成蒸汽，该蒸汽通过换热器蒸汽出口进入蒸汽压缩机进气口，该蒸汽经蒸汽压缩机升压升温后通过蒸汽压缩机的出口输送到干燥装置中；

(5)进入干燥装置中的蒸汽将热量传导给污泥，使污泥中的水分蒸发，蒸汽经过热交换在压力下被冷凝成水，冷凝水通过干燥装置的出水端进入换热燃烧炉的换热列管，吸收热量后进入换热蒸发器内腔；

(6)将步骤(3)中预热后的湿污泥注入干燥装置中干化。