[发明专利]一种高效节能污泥干化系统

说明书

技术领域

本发明涉及污泥间接加热干化领域，具体涉及一种实用性强的可回收污泥二次蒸汽潜热和显热的新型高效节能的污泥干化系统。

背景技术

近年来，我国出台一系列涉及污泥处理处置的相关政策。以“水十条”为标志正式吹响了治泥的号角，预计涉及到污泥处理处置的政策将进一步完善，污泥排放监管将逐渐严格和污泥处理处置行业盈利会得到保证，政策的不断重视为污泥处理行业发展带来有力的支持。

但就目前的状况来看，各危险废弃物处理中心没有终端消纳的能力，大多填埋处置，其焚烧类能力非常有限，且灰渣仍需填埋。水泥窑协同处置是一个好手段，但按目前的维稳形势及标准，危废许可资质取得困难重重，目前广东等大部分省份尚无一例水泥窑协同处置许可资质危险废弃物许可证发放。

小部分获得资质的公司处理危废的能力是有限的，随着环保执行力度的加大及填埋场地的有限或禁止，现有处置能力将严重不足，处置价格逐步上扬则是大势所趋。因此如何减少危险废弃物的产量，在满足相关标准的前提下实现源头减量是摆在面前急需解决的课题。据了解，危废中大量的水分为我们有效减量提供了难得的机遇。

目前污泥从含水90％以下降到含水80％左右采用带式污泥脱水是比较经济的，从含水80％降到60％采用板框压滤是应用较多的。后者需增加大量石灰、三氯化铁等材料，在污泥脱水减量的同时增加了实际固体物质，且需要大量配套设备，设备投资费用和运行成本较高。

含水率从60％再往下降到40％或以下采用干燥方法减量，目前有的采用高干压榨机，但易损件、能耗、添加材料费用、设备投资费用、维护费用较高，难以大面积推广。而污泥干燥的优势是不需添加任何药剂、助滤剂，可以直接从含水80％降到含水30％以下，且整个过程均可在密封环境完成，特别适应于有挥发气体的污泥或危废污泥的减量。目前使用较多的是中低温度间接加热干化——空心桨叶和空心隔套中通过热媒干燥的方法。热媒可以是导热油、蒸汽、热水。但目前此类干燥机污泥加热挥发的二次蒸气通过除尘等处理后排入大气，热能消耗大，从含水80％降到30％每吨湿污泥运行费用需要300多元。因此只适应于危废污泥和附加值较高的物料干化领域。

MVR二次蒸汽压缩再回收作热源的技术在废水浓缩、溶液水分蒸发领域应用广泛，而在污泥干化领域无法得到使用，即使目前已有涉及污泥干化方面的类似MVR技术专利，但目前市场上未见真实的稳定运行实例。主要原因：一是溶液蒸发均质流动性好，热源与间接加热溶液温差只需6～16℃；二是蒸发量大，可以采用离心式蒸汽压缩机；三是可以采用较高真空度低温蒸发；四是溶液蒸发基本无灰尘和空气。而污泥干化存在以下问题：1、流动性差，间接传热系数较低，热源与间接加热污泥(蒸发)温差较大；2、蒸发量较小，一般只宜采用罗茨式蒸汽压缩机(对灰尘敏感)；3、只能采用常压或较低真空度蒸发；4、当污泥干化到含水40％以下时灰尘较多，进出料口难以完全密封，蒸汽中夹带有空气和灰尘。目前罗茨式蒸汽压缩机因叶片与机座间隙小、对灰尘敏感，且蒸汽压缩升温后因膨胀导致叶轮卡死等，即使在无灰尘的小流量溶液蒸发场合运行故障多，无法产生较大温升。国内无质量稳定产品，即使采用国外罗茨压缩机产品也无法适应灰尘场合。以上原因导致目前仍无MVR二次蒸汽再压缩技术在污泥干化方面的成功实例。

即使在溶液蒸发领域，二次蒸汽再压缩时使用的较大功率压缩机，包括离心式压缩机，其电能也只有10％～20％转化为蒸汽升温可回收的热能，压缩机80％以上电能被浪费。而且压缩机必须配置冷却系统。

还有一些专利申请，是采用蒸汽压缩机将二次蒸汽压缩再辅助加热后直接作为间接加热的热媒进入传热空心隔套和桨叶中，如中国专利申请号201210370957.6公开了一种机械蒸汽再压缩热泵MVR污泥干化系统，包括空心桨叶式干燥机和蒸汽压缩机；湿污泥通过所述的空心桨叶式干燥机干燥处理后产生二次蒸汽，该二次蒸汽进入蒸汽压缩机进行压缩而成为再压缩蒸汽；然后该再压缩蒸汽流回所述的空心桨叶式干燥机内。但因蒸汽中含有灰尘、油污、有害气体(危废污泥更突出)、腐蚀性物质、不凝气体，这些物质不但会严重腐蚀压缩机，增加压缩机维护成本，增加压缩机能耗，同时也会严重污染空心桨叶、隔套的传热表面，热阻大增，大大降低传热效率，使得进去的蒸汽最终出来还是蒸汽，只是温度有所降低，无法实现预先设定的换热效果。