双回路污泥热泵干燥系统

　　申请日2018.06.12

　　公开(公告)日2018.10.16

　　IPC分类号C02F11/12

　　摘要

　　本发明涉及一种双回路污泥热泵干燥系统，所述双回路污泥热泵干燥系统包括保温板房，所述保温板房设置有太阳能导热循环系统、热风循环系统和污泥循环系统。本发明将干燥热泵主机设置于保温板房中部，设置上下活动隔板使气流形成双回路，缩短气体流动路径，提高了污泥的干燥效果。本发明提供的双回路污泥热泵干燥系统采用闭环除湿方法代替传统的开环蒸发方法来实现污泥的干燥，一体式设计，综合利用太阳能、热泵、余热交换器产生的热量对污泥进行干燥，节约了能源。

　　权利要求书

　　1.一种双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述双回路污泥热泵干燥系统包括保温板房(1)，所述保温板房(1)设置有太阳能导热循环系统、热风循环系统和污泥循环系统;

　　所述太阳能导热循环系统包括设置于保温板房(1)外的太阳能集热板(2)、第一竖直管(27)、第二竖直管(28)、水平管和太阳能换热盘管(17)，所述太阳能集热板(2)和太阳能换热盘管(17)通过第一竖直管(27)、第二竖直管(28)和水平管相连通;

　　所述热风循环系统包括设置于保温板房(1)中部的干燥热泵主机(26)，所述干燥热泵主机(26)内依次设置有常温冷却水盘管(23)、蒸发器盘管(21)、常温循环水盘管(19)、冷凝器盘管(16)和余热交换器(15)，所述蒸发器盘管(21)和冷凝器盘管(16)相连通，且两者相连通的两侧管道上分别设置有压缩机(20)和节流装置(18)，所述蒸发器盘管(21)上还设置有冷凝水排水管(22);所述保温板房(1)的顶部与干燥热泵主机(26)的顶部之间、以及保温板房(1)的底部与干燥热泵主机(26)的底部之间分别设置有第一活动隔板(11、11’)，所述第一活动隔板(11、11’)将所述保温板房(1)分成两个干燥区域;所述第一活动隔板(11、11’)相对的干燥热泵主机(26)上分别设置有用于使湿热风进入常温冷却水盘管(23)的湿热风进口(24)和用于使干燥热风吹向污泥的热风出口(13);所述太阳能换热盘管(17)设置于干燥热泵主机(26)内，并设置于常温循环水盘管(19)和冷凝器盘管(16)之间，或设置于余热交换器(15)顺序之后;

　　所述污泥循环系统包括对称设置于两个干燥区域的保温板房(1)上进料口(3)、出料口(8)和对称设置于保温板房(1)内的污泥传送带(6)和电动转轮(5)，所述进料口(3)、污泥传送带(6)和出料口(8)依次相连，所述电动转轮(5)带动污泥传送带(6)传送污泥。

　　2.根据权利要求1所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述两个第一活动隔板(11、11’)通过第一铰接装置(10、10’)分别活动连接于所述保温板房(1)的顶部和底部。

　　3.根据权利要求1所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述第一活动隔板(11、11’)以第一铰接装置(10、10’)为中心能够在0～180°之间转动。

　　4.根据权利要求1所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述第一竖直管(27)上设置有循环泵(12)。

　　5.根据权利要求1所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述湿热风进口(24)和干燥热风出口(13)处均设置有滤网(25)。

　　6.根据权利要求1所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述进料口(3)设置有进料预加热装置(4)。

　　7.根据权利要求1所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述出料口(8)设置有出料热回收装置(7)。

　　8.根据权利要求1所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述出料口(8)处还设置有出料斗(9)。

　　9.根据权利要求1所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述污泥传送带为倾斜设置。

　　10.根据权利要求9所述双回路污泥热泵干燥系统，其特征在于，所述污泥传送带倾斜的角度为10～20°。

　　说明书

　　一种双回路污泥热泵干燥系统

　　技术领域

　　本发明涉及污泥干燥领域，具体地，涉及一种双回路污泥热泵干燥系统。

　　背景技术

　　造纸生产过程中不同的工序会产生不同种类的废料，其中，造纸污泥是造纸过程废水处理的终端产物，其主要成分是灰尘和无法被分离的纸浆、毛布纤维及填料。除含有短纤维物质外，还含有许多有机质和氮、磷、氯、重金属、寄生虫卵和致病菌等危害人体健康的成分，必须加以妥善处置。常规处理办法是采用填埋和焚烧，用填埋方式处理污泥，污泥中的油墨、色素、化学药剂等易通过地层渗入地下，对地下水源的危害极大，一旦将地下水污染，要靠自然恢复将需要近百年的时间。

　　焚烧法由于其能够实现无害化、减量化和资源化的特有优势越来越受到人们的重视。造纸污泥进行直接焚烧之前，为了避免热量浪费，需将污泥含水率降低至39%以下(污泥干度75以上)，但因为干燥成本高而未得到大力发展。

　　因此，很有必要设计一种成本低、效率高的污泥热泵干燥系统。

　　发明内容

　　本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双回路污泥热泵干燥系统，本发明通过来自太阳能换热盘管、冷凝器盘管和余热交换器的混合热风对保温板房内的污泥进行循环加热。

　　为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

　　一种双回路污泥热泵干燥系统，所述双回路污泥热泵干燥系统包括保温板房，所述保温板房设置有太阳能导热循环系统、热风循环系统和污泥循环系统;

　　所述太阳能导热循环系统包括设置于保温板房外的太阳能集热板、第一竖直管、第二竖直管、水平管和太阳能换热盘管，所述太阳能集热板和太阳能换热盘管通过第一竖直管、第二竖直管和水平管相连通;

　　所述热风循环系统包括设置于保温板房中部的干燥热泵主机，所述干燥热泵主机内依次设置有常温冷却水盘管、蒸发器盘管、常温循环水盘管、冷凝器盘管和余热交换器，所述蒸发器盘管和冷凝器盘管相连通，且两者相连通的两侧管道上分别设置有压缩机和节流装置，所述蒸发器盘管上还设置有冷凝水排水管;所述保温板房的顶部与干燥热泵主机的顶部之间、以及保温板房的底部与干燥热泵主机的底部之间分别设置有第一活动隔板，所述第一活动隔板将所述保温板房分成两个干燥区域;所述第一活动隔板相对的干燥热泵主机上分别设置有用于使湿热风进入常温冷却水盘管的湿热风进口和用于使干燥热风吹向污泥的热风出口;所述太阳能换热盘管设置于干燥热泵主机内，并设置于常温循环水盘管和冷凝器盘管之间，或设置于余热交换器顺序之后;

　　所述污泥循环系统包括对称设置于两个干燥区域的保温板房上进料口、出料口和对称设置于保温板房内的污泥传送带和电动转轮，所述进料口、污泥传送带和出料口依次相连，所述电动转轮带动污泥传送带传送污泥。

　　太阳能导热循环系统中的导热介质在保温板房外的太阳能集热板内吸收太阳能后，通过保温板房内侧面的第一竖直管到向下流动进入太阳能换热盘管，换热后的导热介质继续流动经过保温板房另一内侧面的第二竖直管向上流动进入太阳能集热板继续吸热，形成循环回路。其中，第一竖直管、第二竖直管和水平管可以不需要严格的保温性能，因为管道的散热量存在于保温板房内侧，可以对保温板房内的污泥进行辅助加热。

　　热风循环系统中的湿热风通过湿热风进口进入热泵干燥主机，先在常温冷却水盘管中冷却形成湿冷风，然后经过蒸发器盘管，湿冷风中的水汽冷凝，冷凝水直接排出保温板房，以污水形式处理，通过蒸发器盘管后的冷风流经常温循环水盘管被预热，然后进入太阳能换热盘管被加热，再进入热泵主机的冷凝器盘管中加热，最后进入余热交换器被再次加热，形成干燥热风，由鼓风机送至污泥传送带之间对污泥进行干燥。在本发明中，太阳能换热盘管也可以设置在热泵主机之后，热风先进入热泵主机的冷凝器盘管中加热，再进入余热交换器被加热，最后进入太阳能换热盘管。加热装置的布置顺序可根据余热热源温度、太阳能集热板内导热介质温度、热泵功率等条件进行调整。

　　系统运行稳定后，热风在保温板房内污泥传送带之间的气流通道对流传热，形成稳定气流组织，最后回到干燥热泵主机的湿热风进口，热风始终在保温板房内流动，为闭环除湿方式，封闭无外泄，粉尘不会散到外界，避免对周围环境造成二次污染，满足卫生要求。热风经过多次加热，可以达到较高的温度，具有较好的污泥干燥效果。

　　其中，余热交换器的热源可以为高温烟气或废水废气余热等工业废热。

　　本发明将干燥热泵主机置于保温板房中部，设置上下活动隔板使气流形成双回路，缩短气体流动路径，提高了污泥的干燥效果。本发明提供的双回路污泥热泵干燥系统采用闭环除湿方法代替传统的开环蒸发方法来实现污泥的干燥，一体式设计，综合利用太阳能、热泵、余热交换器产生的热量对污泥进行干燥，节约了能源。

　　优选地，所述两个第一活动隔板通过第一铰接装置一端分别活动连接于所述保温板房的顶部和底部。

　　优选地，所述第一活动隔板以第一铰接装置为中心能够在0～180°之间转动，也可停留在0°、90°、180°位置。

　　在本发明中，所述保温板房的顶部与干燥热泵主机的顶部之间、以及保温板房的底部与干燥热泵主机的底部之间还分别设置有第二活动隔板，所述第一活动隔板和第二活动隔板之间呈十字交叉设置，且第二活动隔板被第一活动隔板从中间分成独立的两个部分;所述第一活动隔板和第二活动隔板的十字交叉连接处设置有多向铰接装置。所述两个第二活动隔板通过第二铰接装置分别活动连接于所述保温板房的顶部和底部。值得说明的是，所述第二活动隔板竖直向下或向上的长度以不遮挡所述污泥传送带为宜。

　　第一活动隔板、第二活动隔板均可以在0°和180°之间转动，当第一活动隔板、第二活动隔板均位于90°位置时，气流形成四回路，污泥干燥系统内部共有四个干燥区域，进一步缩短气体流动路径，可以使干燥热风从热风出口到达湿热风进口时，湿热风的温度湿度变化比普通污泥热泵干燥系统中的温度湿度变化小，气流温度较高，提高了污泥的干燥效果。

　　优选地，所述第一竖直管上设置有循环泵。

　　优选地，所述湿热风进口和干燥热风出口处均设置有滤网。

　　优选地，所述进料口设置有进料预加热装置;所述出料口设置有出料热回收装置。

　　污泥进料时，利用进料预加热装置对进料污泥进行预加热，出料时利用出料热回收装置对高温污泥进行热量回收。

　　优选地，所述出料口处还设置有出料斗。

　　优选地，所述热风循环系统还包括设置于热风出口处的用于将热风吹至污泥的鼓风机。

　　优选地，所述污泥传送带为倾斜设置。

　　优选地，所述倾斜的角度为10～20°。

　　优选地，所述污泥传送带为多层履带流水线结构。污泥通过保温板房上部进料，多层循环后在保温板房底部出料。

　　在本发明中，所述污泥热泵干燥系统中设置有控制系统、温度检测装置和湿度检测装置，所述控制系统通过温度检测装置和湿度检测装置的数据对系统进行控制，使鼓风机出口处的干燥热风温度和湿度，以及干燥热泵主机的湿热风进口的湿热风温度和湿度维持在合适的数值范围内。

　　优选地，所述鼓风机出口处的干燥热风温度为60～70℃，湿度为10%RH，所述湿热风进口的湿热风温度为50℃，湿度为80%RH。

　　与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

　　(1)本发明将干燥热泵主机置于保温板房中部，通过活动隔板控制气流回路，可缩短气体流动路径，提高了污泥的干燥效果;

　　(2)本发明采用闭环除湿方法代替传统的开环蒸发方法来实现污泥的干燥，采用闭环、低温、除湿的方式，封闭无外泄，粉尘不会散到外界，避免对周围环境造成二次污染，满足卫生要求;

　　(3)本发明提供的污泥热泵干燥系统为一体式设计，安装简单、性能稳定，系统效率跟外界气候关系不大，任何地区、任何气候条件下均可保证干燥效果;

　　(4)本发明综合利用太阳能、热泵、余热交换器产生的热量对污泥进行干燥，大大降低了污泥干燥过程的能源消耗，节约了能源。