[发明专利]糊状产品的热干燥方法和设备

说明书

本发明涉及糊状产品、特别是废弃污泥的热干燥方法以及实施这种方法的带式干燥器。原理在于分拆干燥作业，并对这些相继作业中的每个作业使用不同质量的空气：(i)用于“束缚”污泥的热空气，(ii)低温空气，然后是(iii)用于在提取污泥前急冷污泥的冷空气。本发明提出形成空气供给回路的环路，从而可通过再利用这些回路内产生的能量来优化干燥器的能耗。另外，这些环路可以回收残余低温能量或便宜能量，进一步优化干燥器的能耗。

技术领域

本发明涉及糊状产品、例如但非限定地来自污水净化站的废弃污泥的热干燥领域。

背景技术

废弃污泥包含水和一些干物质。污泥干度表示污泥的干物质含量。一般地，当污泥干度在10-25％之间时，污泥即所谓呈糊状，当污泥干度在25-85％之间时污泥即所谓呈固态，当污泥干度大于85％时污泥即所谓干燥状。

废弃污泥的干燥、即将它们转化为干燥污泥，有利于其增值再利用。特别是干燥污泥不会发酵，这有利其储存条件，干燥污泥可以用作肥料撒播或可作为燃料燃烧。

在现有技术中已知允许借助以下类型的干燥器使包含在污泥中的水蒸发的几种热干燥方法：

－直接接触式干燥器，其通过使一般为气体的热流体与污泥直接接触来通过对流实现干燥；

－间接接触式干燥器，其通过由载热流体加热的壁将干燥热量传递给污泥而利用传导实现干燥，载热流体一般为气体或液体；

－使用直接接触式和间接接触式干燥器原理的混合干燥器。

热干燥的主要缺点是它的实施导致巨大的能量消耗，从而导致经营成本高。为了干燥废弃污泥，现有的干燥器一般需要大约900-1100kWh/TEE(TEE指Tonne d'Eau Evaporée，表示每公吨蒸发水)的能量。

一类非常广泛使用的直接接触式干燥器是带式干燥器。带式干燥器一般包括一个或多个传送带，待干燥污泥布置于传送带上，在传送带上承受与污泥移动方向平行或垂直地施加的热空气流。一般，污泥借助挤压器或颗粒机预先成形，以增大热交换面积。

带式干燥器非常牢固，并且使用容易。但是，它们具有如下几种缺点或限制：

－为了在干燥器的出口得到具有给定干度的污泥，使用低的干燥温度意味着要使用搅动大量空气的大尺寸干燥器，这会产生高耗电；

－它们不能防止污泥自热的危险，因为在通过热空气流动实现干燥的情况下，污泥在干燥器出口的温度可能很难被带到低于30℃。

因此，本发明的一个目的是冷却离开干燥器的污泥，以便能够无自热危险地储存这些污泥。实际上，污泥自热对任何干燥器操作人员都是一个非常重大的问题。其特征在于储存中的干燥污泥的温度上升很大。该温度上升可能导致通过自燃引发的储存装置中的阴燃火。该自热源于局部增加污泥温度的氧化还原反应。污泥的温度加速这些氧化还原反应。另外，如果污泥开始时是热的，则最终达到的温度将会更高，以后还可能发生其它燃烧反应。

在例如在如文献WO 2004/046629中描述的带式干燥器的方法中，已知使环境空气在干燥器末端进入，从而可有助冷却已干燥污泥。但是，这种冷却不是受控制的，因为空气的进入用于补偿由于封闭空气环路的净化和干燥器减压所导致的空气输出。

为了最大程度地限制自热危险，污泥应强制地被冷却到一般低于35℃、有利地低于20℃的温度。然而，在干燥步骤，污泥在干燥器中的温度一般高于50℃，甚至80℃。因此无控制地少量输入处于环境温度的空气并不能有效控制干燥器出口温度。

已知带式干燥器的另一缺点是：当输入污泥的干度不够时，以及当干燥器中使用的干燥温度较低时，污泥可能堵塞传送带。

实际上，在污泥干燥的过程中，污泥可能经过一般相当于干度为45-55％的塑性步骤，在该步骤，污泥变得黏稠。