糊状产品的热干燥方法和设备技术

本发明专利技术涉及糊状产品、特别是废弃污泥的热干燥方法以及实施这种方法的带式干燥器。原理在于分拆干燥作业，并对这些相继作业中的每个作业使用不同质量的空气：(i)用于“束缚”污泥的热空气，(ii)低温空气，然后是(iii)用于在提取污泥前急冷污泥的冷空气。本发明专利技术提出形成空气供给回路的环路，从而可通过再利用这些回路内产生的能量来优化干燥器的能耗。另外，这些环路可以回收残余低温能量或便宜能量，进一步优化干燥器的能耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】糊状产品的热干燥方法和设备
本专利技术涉及糊状产品、例如但非限定地来自污水净化站的废弃污泥的热干燥领域。
技术介绍
废弃污泥包含水和一些干物质。污泥干度表示污泥的干物质含量。一般地，当污泥干度在10-25％之间时，污泥即所谓呈糊状，当污泥干度在25-85％之间时污泥即所谓呈固态，当污泥干度大于85％时污泥即所谓干燥状。废弃污泥的干燥、即将它们转化为干燥污泥，有利于其增值再利用。特别是干燥污泥不会发酵，这有利其储存条件，干燥污泥可以用作肥料撒播或可作为燃料燃烧。在现有技术中已知允许借助以下类型的干燥器使包含在污泥中的水蒸发的几种热干燥方法：－直接接触式干燥器，其通过使一般为气体的热流体与污泥直接接触来通过对流实现干燥；－间接接触式干燥器，其通过由载热流体加热的壁将干燥热量传递给污泥而利用传导实现干燥，载热流体一般为气体或液体；－使用直接接触式和间接接触式干燥器原理的混合干燥器。热干燥的主要缺点是它的实施导致巨大的能量消耗，从而导致经营成本高。为了干燥废弃污泥，现有的干燥器一般需要大约900-1100kWh/TEE(TEE指Tonned'EauEvaporée，表示每公吨蒸发水)的能量。一类非常广泛使用的直接接触式干燥器是带式干燥器。带式干燥器一般包括一个或多个传送带，待干燥污泥布置于传送带上，在传送带上承受与污泥移动方向平行或垂直地施加的热空气流。一般，污泥借助挤压器或颗粒机预先成形，以增大热交换面积。带式干燥器非常牢固，并且使用容易。但是，它们具有如下几种缺点或限制：－为了在干燥器的出口得到具有给定干度的污泥，使用低的干燥温度意味着要使用搅动大量空气的大尺寸干燥器，这会产生高耗电；－它们不能防止污泥自热的危险，因为在通过热空气流动实现干燥的情况下，污泥在干燥器出口的温度可能很难被带到低于30℃。因此，本专利技术的一个目的是冷却离开干燥器的污泥，以便能够无自热危险地储存这些污泥。实际上，污泥自热对任何干燥器操作人员都是一个非常重大的问题。其特征在于储存中的干燥污泥的温度上升很大。该温度上升可能导致通过自燃引发的储存装置中的阴燃火。该自热源于局部增加污泥温度的氧化还原反应。污泥的温度加速这些氧化还原反应。另外，如果污泥开始时是热的，则最终达到的温度将会更高，以后还可能发生其它燃烧反应。在例如在如文献WO2004/046629中描述的带式干燥器的方法中，已知使环境空气在干燥器末端进入，从而可有助冷却已干燥污泥。但是，这种冷却不是受控制的，因为空气的进入用于补偿由于封闭空气环路的净化和干燥器减压所导致的空气输出。为了最大程度地限制自热危险，污泥应强制地被冷却到一般低于35℃、有利地低于20℃的温度。然而，在干燥步骤，污泥在干燥器中的温度一般高于50℃，甚至80℃。因此无控制地少量输入处于环境温度的空气并不能有效控制干燥器出口温度。已知带式干燥器的另一缺点是：当输入污泥的干度不够时，以及当干燥器中使用的干燥温度较低时，污泥可能堵塞传送带。实际上，在污泥干燥的过程中，污泥可能经过一般相当于干度为45-55％的塑性步骤，在该步骤，污泥变得黏稠。为了克服该缺点，已知使一部分污泥循环，或者以便避免污泥在干燥器内经过塑性步骤，或者以便制备上游污泥来使污泥与采用的干燥技术相容。但是，循环复杂化并且难以管理。专利EP0781741B1描述了可以通过一级干燥中使用的部分能量的再利用来减少能量消耗的一种热干燥系统。一级干燥实现预蒸发步骤。该干燥系统的二级在于再利用来自一级的能量的带式干燥器。这种带有污泥预蒸发的干燥系统可以得到700-800kWh/TEE的减少能耗。但是，这种两级式干燥系统具有如下几种缺点：－它使用分别相应于一级干燥和二级干燥的两个干燥器，并且要求在两个干燥器之间实现污泥的挤出作业，这需要对该空间进行强通风；－由于从预蒸发步骤输出的一般为40-60％的污泥干度，以及由于为干燥污泥而在二级中要求的一般为120℃的干燥温度，能量环路没有被优化。在现有技术中还知道一些干燥方法，在这些方法中，利用在其它装置(热电联产发电机、热泵、锅炉等)中的一般为50-90℃的残热(chaleurfatale)即余热的低温热量，来加热热干燥器的干燥流体。但是，残热一般不足以完全干燥带式干燥器中的污泥。因此，使用残余能量的已知干燥方法的能耗是巨大的。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提出一种优化能耗的带式热干燥方法。本专利技术的另一目的是提出一种可以减小带式干燥器尺寸的带式热干燥方法。本专利技术还有另一目的是提出一种可以在污泥储存前强冷污泥的带式热干燥方法。本专利技术还有一目的是提出一种可以干燥低干度污泥的带式热干燥方法。本专利技术的另一目的是提出适用于任何类型污泥、例如但非限定地适用于脱水差的污泥的带式热干燥方法，。本专利技术还有另一目的是提出一种使污泥干燥更安全尤其以便防止自热危险的带式热干燥方法。通过一种糊状产品、特别是废弃污泥的热干燥方法到达该目的，该方法包括：－将糊状产品置放到至少一条传送带上的置放步骤，在输入模块中实现置放；－将糊状产品从输入模块移动到输出模块的移动步骤，通过所述至少一条传送带的移动实现糊状产品的移动；－从所述至少一条传送带提取糊状产品的步骤，在输出模块中实现提取，其特征在于，该方法在移动步骤的期间另外包括：－高温干燥步骤，其中，糊状产品在至少一个高温干燥室内经受高温空气流，然后是－低温干燥步骤，其中，糊状产品在至少一个低温干燥室内经受低温空气流，低温空气流的温度低于高温空气流的温度，低温干燥步骤在高温干燥步骤后进行。在借助带式干燥器实现干燥时，使干燥作业分布成多个步骤进行并且在多个室内使用不同质量的空气允许：－给带式干燥器提供低干度污泥，这种低干度污泥如果没有进行污泥循环作业就可能不会在带式干燥器中被干燥；－优化带式干燥器的尺寸。根据一有利特征，高温空气在到达所述至少一个高温干燥室中的糊状产品时的温度高于100℃，优选在100℃至200℃的范围内。根据另一有利特征，低温空气在到达所述至少一个低温干燥室中的糊状产品时的温度在20℃至90℃的范围内。又根据另一有利特征，当糊状产品从高温干燥步骤转换到低温干燥步骤时，糊状产品的干度约为25-50％，优选为25-35％。在一有利实施方式中，用在从所述至少一个高温干燥室输出的空气流中回收的热量升高低温空气的温度。特别是，回收的热量有利地包括从所述至少一个高温干燥室输出的空气流中包含的水汽的冷凝热。也可用残热加热低温干燥空气。这些特征可以减少带式干燥器的能耗。该方法优选另外相继包括：－在低温空气流接触糊状产品后干燥低温空气流的干燥步骤；－使已干燥空气流通过并热接触热泵的冷凝器来加热已干燥空气流的加热步骤，加热步骤产生被加热的空气流；－将被加热的空气流作为低温空气流再利用的步骤。根据一有利特征，对于干燥步骤，使低温空气流通过热泵的蒸发器。在一优选实施方式中，用热泵使低温干燥空气达到希望的温度，而利用热泵的蒸发器来冷却已经经过低温干燥步骤的糊状产品。因此，糊状产品被冷却输出，这有利于它们的保存而没有自热危险。另外，这样通过热泵提高温度所提取的热量用于使低温空气流达到希望的温度。还可有利地根据电能成本价的浮动调节热泵的运行。例如，如果夜间电能免费而白天付费，则热泵可以只在夜间启动。也可将热泵蒸发器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热干燥方法，用于热干燥糊状产品、特别是废弃污泥，热干燥方法包括：－将糊状产品置放到至少一条传送带(98)上的置放步骤，在输入模块(31)中实现置放；－将糊状产品从输入模块(31)移动到输出模块(33)的移动步骤，通过移动所述至少一条传送带(98、99)实现糊状产品的移动；－从所述至少一条传送带(99)提取糊状产品的步骤，在输出模块(33)中实现提取；热干燥方法在移动步骤的期间还另外包括：－高温干燥步骤，其中，糊状产品在至少一个高温干燥室(34)内经受高温空气流(1)，然后是－低温干燥步骤，其中，糊状产品在至少一个低温干燥室(36)内经受低温空气流(10)，低温空气流(10)的温度低于高温空气流(1)的温度，低温干燥步骤在高温干燥步骤后进行；其特征在于，热干燥方法在低温干燥步骤后另外包括冷却步骤，在冷却步骤，糊状产品在至少一个冷却室(35)内经受冷空气流(15)，冷空气流(15)的温度低于低温空气流(10)的温度；并且，用热泵(18)的蒸发器(14)处产生的冷量冷却糊状产品，而使用热泵的冷凝器(16)来加热其中一空气流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.08 FR 14577071.一种热干燥方法，用于热干燥糊状产品、特别是废弃污泥，热干燥方法包括：－将糊状产品置放到至少一条传送带(98)上的置放步骤，在输入模块(31)中实现置放；－将糊状产品从输入模块(31)移动到输出模块(33)的移动步骤，通过移动所述至少一条传送带(98、99)实现糊状产品的移动；－从所述至少一条传送带(99)提取糊状产品的步骤，在输出模块(33)中实现提取；热干燥方法在移动步骤的期间还另外包括：－高温干燥步骤，其中，糊状产品在至少一个高温干燥室(34)内经受高温空气流(1)，然后是－低温干燥步骤，其中，糊状产品在至少一个低温干燥室(36)内经受低温空气流(10)，低温空气流(10)的温度低于高温空气流(1)的温度，低温干燥步骤在高温干燥步骤后进行；其特征在于，热干燥方法在低温干燥步骤后另外包括冷却步骤，在冷却步骤，糊状产品在至少一个冷却室(35)内经受冷空气流(15)，冷空气流(15)的温度低于低温空气流(10)的温度；并且，用热泵(18)的蒸发器(14)处产生的冷量冷却糊状产品，而使用热泵的冷凝器(16)来加热其中一空气流。2.如权利要求1所述的热干燥方法，其特征在于，用从所述至少一个高温干燥室(34)输出的空气流(2)中回收的热量(6)升高低温空气(10)的温度；并且，回收的热量(6)包括从所述至少一个高温干燥室(34)输出的空气流(2)中包含的水汽的冷凝热。3.如权利要求1或2所述的热干燥方法，其特征在于，用热泵(18)加热低温干燥空气，而利用热泵的蒸发器(14)来冷却已经经过低温干燥步骤的糊状产品；并且，还利用热泵(18)的蒸发器(14)来冷凝在已经经过第一冷凝步骤的低温空气流中包含的水的第二冷凝步骤。4.如权利要求1至3中任一项所述的热干燥方法，其特征在于，调节热泵(18)的功率，以便使从热泵(18)的冷凝器(16)输出的空气不超过预定的高的温度阈值；并且，调节低温干燥步骤的功率，以便不超过热泵(18)的蒸发器(14)的低的温度阈值。5.如权利要求1至4中任一项所述的热干燥方法，其特征在于，用残热(7)加热低温空气(10)。6.如权利要求1至5中任一项所述的热干燥方法，热干燥方法另外相继包括：－在低温空气流接触糊状产品后干燥低温空气流(11)的干燥步骤；－使已干燥空气流通过并热接触热泵(18)的冷凝器(16)来加热已干燥空气流的加热步骤，加热步骤产生被加热的空气流；－将被加热的空气流作为低温空气流再利用的步骤，其特征在于，对于干燥步骤，使低温空气流通过热泵(18)的蒸发器(14)。7.如权利要求1至6中任一项所述的热干燥方法，其特征在于，高温空气(1)在到达所述至少一个高温干燥室(34)中的糊状产品时的温度高于100℃，优选在100℃至200℃的范围内；并且，低温空气(10)在到达所述至少一个低温干燥室(36)中的糊状产品时的温度在20℃至90℃的范围内。8.如权利要求1至7中任一项所述的热干燥方法，其特征在于，冷空气(15)在到达所述至少一个冷却室(35)中的糊状产品时的温度在-5℃到30℃的范围内，优选在5℃至20℃的范围内。9.如权利要求1至8中任一项所述的热干燥方法，其特征在于，当糊状产品从高温干燥步骤转换到低温干燥步骤时，糊状产品的干度约为25-50％，优选为25-35％。10.如权利要求1至9中任一项所述的热干燥方法，其特征在于，糊状产品在置放步骤的期间被置放于传送带(98)上，并且在移动步骤的期间被转移到至少一个另一传送带(99)上，在转移模块(32)中实现转移，糊状产品在干度大于约55％时被转移到所述至少一个另一传送带(99)上。11.一种干燥器，用于应用如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·E·帕尔多，
申请(专利权)人：苏伊士国际公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR