[发明专利]一种蓄热式低温热泵污泥干燥系统及方法

权利要求书

1.一种蓄热式低温热泵污泥干燥系统，包括热泵系统，热泵系统的工质回路中包括蒸发器和冷凝器，其特征在于，还包括干燥子系统、蓄热子系统和尾气子系统；

所述干燥子系统包括干燥器和第一风机，干燥器带有干燥气入口、干燥气出口和尾气出口，干燥气出口、第一风机、所述蒸发器、所述冷凝器和干燥气入口之间由干燥管路依次连接成干燥回路，尾气出口接入所述尾气子系统；

所述蓄热子系统包括：

蓄热器，蓄热器带有一个氢气进出口和一个氢气出口、内部设置换热管和蓄热介质，所述氢气进出口连接第一干燥支管，第一干燥支管上设置第一氢气泵，所述氢气出口分两路，其中一路连接第二干燥支管、另一路接入所述尾气子系统，第二干燥支管上设置第二请气泵，所述第一干燥支管和第二干燥支管的另一端均接入所述蒸发器和冷凝器之间的干燥管路；

余热热源，通过热源管路与所述换热管连成余热回路，热源管路上设置余热导流泵。

2.根据权利要求1所述蓄热式低温热泵污泥干燥系统，其特征在于，所述蓄热子系统还包括氢气储罐，所述氢气储罐与蓄热器的氢气进出口之间通过第三氢气泵连接。

3.根据权利要求1所述蓄热式低温热泵污泥干燥系统，其特征在于，所述干燥器包括：

密封箱体，密封箱体内沿污泥运送方向由第一闸门和第二闸门依次分隔为进料区、干燥区和卸料区，所述尾气出口位于卸料区；

对应设于进料区、干燥区和卸料区内的第一履带、第二履带和第三履带；

以及依次沿第一履带、第二履带和第三履带运送污泥的若干污泥斗。

4.根据权利要求3所述蓄热式低温热泵污泥干燥系统，其特征在于，所述密封箱体内设有氢气浓度监测仪、氧气浓度监测仪和报警器。

5.根据权利要求3所述蓄热式低温热泵污泥干燥系统，其特征在于，所述干燥气入口设于干燥区底部，所述第二履带下方设置布气板，所述第二履带为不锈钢丝网履带；所述干燥气出口位于干燥区顶部。

6.根据权利要求3所述蓄热式低温热泵污泥干燥系统，其特征在于，所述进料区还连接有一段与空气连通的通气管，通气管上设置控制阀；所述进料区与卸料区之间由空气管连通，连接尾气出口和燃烧子系统的尾气管路上设置第二风机。

7.根据权利要求1所述蓄热式低温热泵污泥干燥系统，其特征在于，所述蓄热器包括：

两层密封外壳；

设于内层密封外壳内的气压传感器以及所述换热管和蓄热介质；

以及设于两层密封外壳之间的氢气泄露报警器。

8.根据权利要求1所述蓄热式低温热泵污泥干燥系统，其特征在于，所述蓄热介质为储氢合金。

9.一种蓄热式低温热泵污泥干燥方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过热泵系统加热后的干热氢气送入干燥箱内，对干燥箱内的污泥进行热对流干燥，干燥箱排出的低温高湿氢气依次返回至热泵系统的蒸发器和冷凝器，经冷凝器加热后进入下一个干燥循环；

每个干燥循环进行前，降低蓄热器内压力，蓄热器先与余热热源进行热交换，金属氢化物释放氢气、吸收热量转化为储氢合金，将余热存储至储氢合金中，完成蓄热；干燥循环进行的同时，将经蒸发器降温除湿后的部分氢气抽入蓄热器中，蓄热器内压力升高，储氢合金吸收部分氢气、释放热量并转化为金属氢化物，对剩余部分氢气进行预加热，完成放热，预加热后的氢气并入冷凝器的进气管路中，与经蒸发器处理后的氢气一起进入冷凝器，由冷凝器加热后送入干燥箱内；

(2)干燥结束后，在蓄热器完成蓄热状态下将经蒸发器降温除湿后的所有氢气抽入蓄热器中，蓄热器内压力升高，储氢合金选择性吸收气体中的氢气转化为金属氢化物，余下部分的杂质气体抽至尾气处理子系统中，然后降低蓄热器内压力，金属氢化物释放氢气，释放的氢气返回并入冷凝器的进气管中，完成对干燥介质的净化。

10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，冷凝器将氢气加热至到40～60℃的干热状态返回循环系统；蓄热过程中控制蓄热器内压力在1kPa以下；放热过程中蓄热器内压力控制在1MPa～2MPa；干燥介质净化的吸收氢气过程蓄热器内压力控制在1MPa～2MPa、释放氢气过程蓄热器内压力控制在1kPa以下。