[发明专利]热电转换回流的太阳能节能系统

说明书

本发明公开了一种热电转换回流的太阳能节能系统，该节能系统包括热泵装置、烘干装置、供热装置及热电转换器。供热装置接收太阳辐射能量传递至储油箱，储油箱中的油吸收从太阳能集热器收集的热量，温度升高，然后经油泵的作用被输送到烘干装置中加热空气，空气在风机的加速流动下将湿污泥烘干；热电转换器将上述烘干装置的余热回收转换为电能，在天气不佳情况下可通过电能维持运作。这样，将处理系统浪费掉的余热回收，弥补了余热回收难度大和太阳能干化辅助热源能耗高的缺点，解决了太阳能干化能力不稳定、处理速度慢、占地大的问题，整个污泥处理系统热能利用率明显提高，大幅降低污泥处理的投资成本和运行成本。

技术领域

本发明涉及环境污染处理技术领域，尤其涉及一种热电转换回流的太阳能节能系统。

背景技术

污泥是由水和污水处理过程中所产生的固体沉淀物质，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高，含水率高可高达99％以上，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。随着我国城市化进程的加快，城市污水处理率逐年提高，城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加。未经适当处理的污泥进入环境后，直接会给水体和大气带来二次污染，对生态环境构成了严重威胁。

污泥处理是对污泥进行浓缩、调质、脱水、稳定、干化或焚烧等减量化、稳定化、无害化的加工过程。污水处理程度越高，就会产生越多的污泥残余物需要加以处理。除非是利用土地处理或污水塘处理污水，否则一般的污水处理厂必须设有污泥处理设施。对现代化的污水处理厂而言，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分。尤其是针对原污泥即未经污泥处理的初沉淀污泥、二沉池剩余污泥或两者的混合污泥，往往含有大量众多的各类污染物，如高浓度N、P物质及各种有机物，处理难度大，成本高，效果不理想。

传统的污泥处理方法主要是填埋和堆肥，污泥填埋对土地资源浪费较大，而且在运输过程和在填埋场里的渗滤液均易对环境造成二次污染，污泥堆肥由于不能有效去除污泥中的重金属和有害物质，重金属离子易在土壤和植物体内积累。近年来，污泥固相残余物化技术由于具有使污泥减量化、无害化、资源化的优势，是一种污泥热处理技术，包括污泥高温炭化、焚烧等处理工艺，逐渐得到越来越多的应用。使用固相残余物化技术生产的固相残余物是一种粉状或颗粒状物质，热解产生的污泥炭热值1500～2000kcal/kg，刚出炭化炉的固相残余物温度约在500℃以上，如果使用空气直接冷却则有燃烧爆炸的风险，因此只能用冷却水对其间接冷却，换热后的热水冷却后循环使用，因此固相残余物的大量显热得不到利用，浪费了能源，另一种固相残余物是没有热值的灰渣，通常通过湿式出渣的方式冷却，热量也浪费了废水中。同时尾气处理系统中由于温度低，余热回收困难，也造成了能源的浪费。

目前主要应用的干化模式有，传统热能污泥干化和太阳能污泥干化。污泥太阳能干化是利用太阳能为能源对污泥进行干化的技术，借助封闭式阳光棚形成温室环境，在较低温度下将污泥中的水份蒸发，由于太阳能是免费的能源，因此该技术的运行费用较低。利用便宜可再生能源的太阳能干化技术具有清洁、环保、无污染的特点。但太阳能本身是间歇性能源，其能流密度低、不连续、不稳定；太阳能的这些特性，使其难于满足污泥等物料干燥动力学的能量需求，因而直接影响到太阳能干燥技术的推广应用。污泥太阳能干化技术如果仅仅依靠太阳辐射热的话，所需的占地面积则极其巨大，而且受季节影响较大，在冬季气温低、太阳辐射强度弱的情况下干化速率明显下降，造成处理能力不稳定。热泵干燥技术是一种节能的干燥技术，其能够回收干燥废气的显热和水蒸气潜热，因而现有的污泥干化技术将太阳能技术与热泵干燥技术相结合，形成了太阳能热泵联合污泥干化技术，其能够克服单一太阳能热源的缺点，又能够降低污泥干化的能耗，因此往往使用热泵或太阳能集热系统产生热水通过地暖形式加速污泥干化，而一般的地热源热泵、水源热泵、空气源热泵由于源热温度低，导致热泵的电耗较大，从而增加了投资成本和运行费用。因此，开发一种带有余热回收的太阳能污泥热处理成套设备成为了污泥热处理技术和设备发展的新课题。

针对上述这种情况，本发明提出了一种热电转换回流的太阳能节能系统，能够有效地对现有技术进行改进，克服其不足。