本发明专利技术属于一种热力干燥，用固体热载体的热来脱除污泥、褐煤等亲水型散物料中的水分。现有技术中热载体主要是气体热载体，个别的是液体热载体，多数采用间接传热方式，传热速率低，热效率不高，结构复杂，容积强度很低，固定资产投资贵、运行费用高。本发明专利技术的特征在于：燃料的燃烧热直接传给固体热载体、固体热载体再将热直接传给被干燥的物料，传热效率最好，结构更简单，使干燥设备容积率高，设备投资最低，外排尾气的体积最小，处理的困难少，有异味不凝气和空气直接送去焚烧，节能环保，运行费用省。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种热力干燥，采用固体热载体的热来脱除污泥、褐煤等亲水型散物 料中的水分。
技术介绍
高湿亲水型散物料有天然生成物，如褐煤、泥碳；也有人类在生产活动中产生的成 品、中间产物、副产品或废弃物。成品如PTA、白炭黑、钛白粉、硫酸钡、EDTA钠盐等，中间产 物如CTA、中间体等，副产品或废弃物，如城市和工业污水处理厂的湿污泥、洗煤过程产生的 煤泥，采矿工业中的矿渣泥，PTA生产过程中的含钴废浆料、食品工业中酒糟、酱渣、醋渣、苹 果渣、骨基饲料、生物渣泥等。这类物料的共同特点是水分含量高(有的高达95%以上)，由于亲水，采用现有 的过滤作业不能达到工艺要求的湿含量，要经过干燥才能达标；干燥后的固含物多为粉末 状。城市污水处理厂生产的污泥成分亟其复杂，含有各种有机和无机化合物、多种微 生物、菌类，排出的气体和冷凝液常有异臭，要经过无害化处理后才能排放。此外还由于 (1)污泥的特性是非常粘，在干燥过程中有一特殊的胶粘相阶段，给干燥和灭菌带来极大困 难；(2)干燥工艺和污泥组成，干污泥的利用方向有很大的关係，致使污泥成为最难处理的 一种亲水型散物料。污泥是一种高水分的亲水型物质，含水率高达95%以上。污水处理厂出来的污泥 含水率高、体积大，需先进行脱水。一般分两级第一级为机械脱水，第二级为热力干燥，这 一级的脱水程度，取决于污泥的进一步利用和处置方向。我国污泥的脱水现状是，经过一级机械脱水后的含水率大都在75-85%之间，由于 经过一级机械脱水后的污泥含水量大，达不到后续处理的工艺要求，因此对污泥的后续处 理造成了很大的负担和难题。目前污泥的处置方法有填埋、露天搁置、堆肥和焚烧等方法， 填埋法由于污泥的体积庞大和高渗滤性对土壤造成污染，且成本越来越高，应逐步废除；露 天搁置，可利用太阳能脱水，节约能源，但挥发气体积渗滤液对环境造或严重污染，也应逐 步废除；堆肥虽是一种可供选择的方法，但不能用于含有重金属的污泥，重金属对农作物的 生长有害，会形成食物链中重金属中毒现象。焚烧法不仅可回收污泥中的热能，且防治二次 污染的技术成熟，是一种环境友好型技术，应大力推广。然而，污泥的含水率必需干燥到一 定程度，才能燃烧。所以，高性价比的污泥干燥是必须解决的一个重要课题。目前，许多国家已在污泥处理中采用热干燥技术。按照热介质是否与污泥相接触， 现行的污泥热干燥技术可以分为三类直接热干燥技术、间接热干燥技术和直接一间接联 合式干燥技术。直接热干燥技术又称对流热干燥技术。它是用气体热载体将污泥中的水分去除的 一种方法。干燥的效率取决于如下两个因素气体热载体的条件(露点、相对湿度、速度)和污泥的自身结构及特征。在操作过程中，气体热载体(热空气、烟气或蒸汽等)与污泥直 接接触，气体热载体低速流过污泥层，在此过程中吸收污泥中的水分，处理后的干污泥需与 气体热载体进行分离。排出的废气一部分通过热量回收系统回到原系统中再用，剩余的部 分经无害化后排放。此技术传热效率及蒸发速率较高，可使污泥的含固率从25%提高至 85% 95%。污泥在干燥过程中会出现胶粘相(含水率为60%左右)，在这一极窄的过渡段内， 污泥极易结块，干燥后表面坚硬、难以粉碎，而里面却仍是稀泥，给干燥过带来的困难。为解 决这一问题，在美国诞生了干料返混工艺。要点如下将一定比例含固率> 90%的干泥颗 粒返回与湿污泥混合，使干粒起到“核”的作用，湿污泥薄薄地包裹在核外层，控制干、湿料 的混合比例，使混合物的含水率降到30% 40%，这样使污泥就越过的胶粘相，可大大减 轻污泥在干燥器内的粘结，只需蒸发颗粒表层的水分，使干燥容易进行。然而这种工艺降低 了设备的处理量。由于与污泥直接接触，气体热载体将受到污染，排出的废水和水蒸气须经过无害 化处理后才能排放；同时，气体热载体与干污泥需加以分离，给操作和管理带来一定的麻 烦。为减少外排气体处理量，国内外出现了气体再循环工艺将外排经过除尘、冷凝、水洗后 的气体85%返回干燥器，只将其余15%经过热氧化除臭后排放。这样，不仅减少了尾气处 理量，还减少了外部空气的引入量，将转鼓内氧气的含量维持在较低的水平，从而提高了系 统的安全性能。直接热干燥装置的尾气量大，处理成本高，而间接加热，尾气的量要小得多，相应 尾气处理的负担要轻得多，使人们将兴趣又转到传热效率低的间接加热。在间接热干燥技术中，热载体有气体和液体两种，前者有热空气、烟气或蒸汽等， 后者有导热油。它们都不与污泥直接接触，而是通过热交换间壁将热传递给湿污泥，使污泥 中的水分蒸发，同时热载体也不会受到污泥的污染，省却了后续的热载体与干污泥分离的 过程。过程中蒸发的水分到冷凝器中冷凝。热载体的一部分回到原系统中再用，以节约能 源。由于间接传热，该技术的传热效率及蒸发速率均不如直接热干燥技术。直接-间接联合式干燥系统则是对流_传导技术的整合。褐煤是煤化程度最低的煤类。其特征是高挥发分、亲水、高水分、低热值、低灰熔 点、易自燃，不适合储存和长距离运输。褐煤平均收到基低位发热量只有3000kCal/kg左 右，经过提质，是一种优质动力煤和化工用煤。褐煤大部分具有埋藏浅、煤层厚、易开发的特 点，且结构稳定，开采条件好，适合于综合技术的应用和集约化生产。褐煤的平均水份可达45%。这种煤除就地转化外，对长途运输十分不利。针对以 上情况实行褐煤变性干燥是一条有效途径。褐煤经变性干燥后，其成分和性质趋近于烟煤， 将更有利于利用、运输和储存。近年来，对褐煤变性干燥加工研究日益增多，但使用某些方 法使褐煤变性在技术经济上还存在许多问题。日本、澳大利亚、美国、德国等国均在积极开 展该领域内研究和实验。目前国内一些科研部门与企业也在进行这方面的研究和实验。长距离运输高水分、低热值的褐煤在经济上是不合算的。美国曾对褐煤脱水后减 少运输量的效果做过评估，一种水分42. 52%、发热量2847kcal/kg的褐煤，经2. 02Mpa的蒸 汽干燥后，水分降至14.43%，发热量增加到43151 ^1/1^，相当于提高了热值51.6%。我 国上都电厂240万千瓦机组一年大约要用褐煤1100万吨，如果能将褐煤水分 36%降至16%左右，则一年可减少220万吨煤炭运输，节省运费6600万元。另一方面从锅炉燃烧角度 来说，燃烧高水分褐煤将导致火焰温度降低，热效率下降。当电厂使用变性干燥后的褐煤， 可以显著减少或避免电厂额定出力降低的现象。我国褐煤资源丰富，因此，研发具有自主知 识产权的褐煤变性干燥技术，是一项急迫的任务。褐煤中的水有三类，即自由水、内在水和结晶水。当褐煤加热到100°C以上时，大 部分的自由水能够被蒸发。当褐煤在常压下继续加热到150°C以上时，褐煤结合水(内在 水)开始被脱除，羟基官能团(主要是-C00H)发生分解，析出CO2气体，同时将褐煤的结合 水(内在水)排除。进一步提高温度，将导致越来越多的羟基官能团分解，从而引起褐煤的 表面性质改变。结晶水是和灰份共存的水，要在更高的温度下才能分解。对于无需远途外运的提质褐煤，例如用于坑口电站的褐煤，仅需脱除自由水。需远 途外运的褐煤，必需提高脱水深度，因为只脱除自由水的褐煤容易返潮。在更高的干燥温度 下，由于大量的羟基官能团分解，导致本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于污泥、褐煤等亲水型散物料的固体热载体干燥法。其特征在于：燃料的燃烧热直接传给固体热载体、固体热载体再将热直接传给被干燥的物料，两个传热过程都采用了直接传热方式。
【技术特征摘要】
一种适用于污泥、褐煤等亲水型散物料的固体热载体干燥法。其特征在于燃料的燃烧热直接传给固体热载体、固体热载体再将热直接传给被干燥的物料，两个传热过程都采用了直接传热方式。2.一种如权利要求1所述的适用于污泥、褐煤等亲水型散物料的固体热载体干燥法。 其特征在于所述固体热载体是在竖井式固体热载体加热炉内，用燃料燃烧的高温烟气来 加热。3....
【专利技术属性】
技术研发人员：吴植仁，
申请(专利权)人：吴植仁，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。