一种真空脱水干燥设备及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种真空脱水干燥设备装置，包括真空干燥装置外壳前端板及前轴封密封装置前支撑轴承后端板及后轴封密封装置后支撑轴承蒸发室外壳加热层回转加热轴及加热推料浆叶刮板进料预加热蒸汽喷口冷凝器外壳及真空冷凝器装置抽真空泵组装置密封式进料装置和出料装置驱动装置凝结水泵冷却水系统。真空干燥设备装置为直接混合加热和间接传导加热的加热方式。本发明专利技术利用真空状态下液体相变温度的敏感性、高导热性及等温性，实现含水介质表面及内部的水份汽化相变转移而干燥。本发明专利技术真空脱水干燥设备及工艺在真空状态下连续实现，可用较少的热能消耗获得很高的汽化干燥速度和效率，并获得干燥均匀的低含水率干燥介质，具有很高的节能环保价值。

A vacuum dehydration drying equipment and process

The invention discloses a vacuum drying equipment, including vacuum drying device arranged on the front end plate and the front axle sealing device before the bearing end plate and the rear axle sealing device after the bearing shell evaporation chamber heating layer and heating heating rotary shaft pusher blade scraper feeding pre heating steam jet condenser shell and vacuum condenser device vacuum pump device sealed feeding device and the discharging device of condensate pump cooling water system. The vacuum drying equipment is the heating mode of direct mixed heating and indirect conduction heating. The invention utilizes the sensitivity, high thermal conductivity and isothermal property of liquid phase transition temperature under vacuum condition to achieve vaporization, transformation and drying of the water in the surface and internal parts of the aqueous medium. The vacuum dewatering and drying equipment and technology of the invention are continuously realized in vacuum. It can achieve high vaporization drying speed and efficiency with less heat consumption, and obtain uniform drying medium with low moisture content. It has high energy saving and environmental protection value.

【技术实现步骤摘要】
一种真空脱水干燥设备及工艺
本专利技术涉及一种在真空状态下的脱水干燥设备及工艺。
技术介绍
一些流质及半流质需要进行脱水干燥工艺，使产品得到较低的含水率。如纺织印染污泥含水率与资源利用有着紧密的关系，污水处理厂浓缩后的污泥含水率高达90-96％,呈浆状或黏性流体状态，可通过柱塞泵采用管道输送。高含水率污泥、体积庞大、性质复杂，其可利用的固含量很少。含水率90％的浆状污泥进一步通过机械压滤脱水后，可成膏状泥饼，含水率在80％左右，重量将会减少一半，80％含水率的污泥力学性质很差，易板结而分散困难。当将含水率90％的浆状污泥干燥到60％时，污泥热值在800大卡/公斤左右，重量减少到原来的25％；继续干燥到含水率45％时，污泥呈弹性小颗粒状，热值上升达到1400大卡/公斤，质量只有原来的18％左右，可与少量煤炭掺烧综合利用；当把污泥继续干燥到含水率10-20％时，污泥将成为脆性颗粒物，热值可高达3000大卡/公斤左右，重量也只有原来的1/8-1/10分，可作为再生燃料资源化而单独燃烧使用。可见，污泥的综合利用途径与降低含水率有着密切的关系，污泥含水率低于45％后的半干污泥就已显现出资源利用价值。有效降低污泥含水率是解决污泥出路的主要因素，获得快速而高效的污泥脱水干燥设备及工艺技术是有效解决污泥综合利用的关键。含水污泥的机械压滤脱水一般只能得到含水率75-80％的膏状污泥，因此加热干燥工艺是当前最常用的脱水干燥手段，其工艺原理是：依靠外部提供加热介质传递加热常态下被干燥的湿污泥，当湿污泥被加热温度达到饱和汽化温度(100度左右)，污泥表面的水份将在热动力驱动下首先被汽化并顺着载气带走，当污泥表面水分被蒸发掉后，物料表面的湿度将低于物料内部的湿度，此时，在外部加热温度的推动下，污泥的内部温度继续提升，驱动内部水份汽化转移到表面而被载气带出，如此不断进行热量交换来完成污泥的连续干燥脱水，干燥过程中需要引风机通风载气以便将产生的饱和状水汽和受热挥发的气体一同抽出。污泥在加热干燥过程中，载气会夹带污泥中排放出的少量氨气、甲烷、正庚烷和乙烯等有害气体，氨气属于恶臭气体。因此，污泥在脱水干燥过程中，为防止二次污染，需集中抽吸混合废气(汽)，防止干燥设备进出料口处气(汽)体外泄，并对混合废气(汽)的不凝气体采用高温焚烧或除臭吸附塔等无害化处理，同时，对干燥产生的蒸汽夹带在混合废(汽)中，需要将混合气(汽)体通过冷凝设备还原冷凝为废液，由于废液会夹带出挥发物及少量污泥成份，且废液中COD、BOD5、氨氮、悬浮物和重金属等浓度高，因此这些废液接至废水收集池并送污水处理厂处理。目前，国内外常见的污泥干燥设备由回转筒干燥机、蝶式干燥机、空心桨叶式干燥机、圆盘式干燥机等。污泥的脱水干燥过程均在常态气压下完成，常态气压工况下，水份的饱和蒸发温度为100度，现有设备及工艺装备，为提高污泥脱水干燥产量，只能通过增大换热交换面积和提高载气量而使干燥设备及辅助设施体型庞大，常态干燥过程中，污泥水份蒸发与加热介质的温差较小，换热利用效率低，脱水干燥的时间较长，提高加热介质温度又会造成设备材料选用及设备成本高的问题，也会引起干污泥自燃等安全隐患，一般确保蒸发所需的汽化温压强度的加热介质在130度以上，加热介质排放温度大于100度，余热大量排空浪费，存在热能利用效率差，干燥成本高的问题。常见污泥干燥设备及工艺如图3所示，加热蒸汽通过污泥干燥设备的换热面传热给污泥，不断加入的湿污泥受干燥设备的回转轴桨叶搅拌并不断推进，引风机通过载气口进风将受热污泥蒸发的水汽及污泥内挥发气体抽出，同时保持干燥室微负压，防止进出口料口及门孔等不严密处漏出废气(汽)而二次污染，风机抽出的混合气(汽)体经旋风分离器将携带出的大部分干颗粒物进行分离，降低干颗粒在风道中被冷凝水粘结堵塞的风险，混合气(汽)经冷凝器后混合气(汽)中的水汽冷凝成废液排入污水池，大量的废气则经引风机送往废气处理装置(大部分焚烧，富裕部分经吸附塔除臭后排入大气)。如此循环，连续不断的完成污泥的脱水干燥。上述干燥流程在常态下完成，风机抽出的废气(汽)包含了污泥水份汽化产生的湿蒸汽及带出这些湿气的载汽空气、污泥中的不凝气体和干燥机进出口等门孔的漏风，大的混合气(汽)量产生较高的风道风速，高风速也极易将细小的干污泥颗粒一同带出干燥设备，出口的旋风分离装置虽能去除部分飞灰，但还是会有未除尽的飞灰随气(汽)流结露而堵塞出风管道，需要用户定期停机清理、更换及维护。常态气压下污泥脱水干燥工艺，汽化干燥所需的蒸发温度及冷凝温度均较高，干燥蒸发及冷凝也需要较大的换热(冷)面积，因此干燥设备及工艺系统的体积巨大，整体造价及能源动力消耗所需成本高，还需要较大的生产场所才能布置这类干燥装置及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种在真空状态下能将含水流质连续汽化脱水干燥的设备及工艺装置。本专利技术利用高真空状态下，液体具有较低的饱和蒸发温度及其相变的高导热性能和换热效率，使含水污泥中的水份在加热介质温度的传导下，迅速在较低的汽化温度下沸腾蒸发为汽相，并在阻力很小的真空腔体中快速转移到冷凝器设备的低温端，将热量迅速传导给循环冷却水而迅速冷凝成液体，使含水流质所含水份实现液相到汽相再到液相的快速相变转移，实现真空工况下低耗、快速、高效脱水干燥。真空状态下，低耗、快速、高效脱水干燥的原理是:常态工况，一个标准大气压(绝对压力约0.1Mpa)时，水所需的汽化沸腾温度为100度，而在绝对压力0.004Mpa的真空状态下，水只要29度左右就会汽化沸腾，绝对压力0.025Mpa真空时，水也能在65度左右汽化沸腾。因此，将含水介质汽化干燥的相变空间密封，通过抽气装置维持真空状态时，就能实现被干燥物质所含水份在较低的加热温度下沸腾汽化而蒸发。真空环境下，相变过程具有热阻小、导热性高、等温性好的特点，可获得几倍甚至几十倍于常态工况的汽化相变速度，使含水物质快速脱水干燥，而汽化蒸发产生的水蒸汽，在真空环境下，能快速移动到的冷凝器冷源端快速放热而冷凝成水被水泵抽出。真空脱水干燥设备及工艺与常态干燥设备相比，低沸点温度与加热介质温度间的温差变大，大温差的热传导更快，也使蒸发速度进一步提高，真空环境下的高导热及等温性将使含水介质外部及内部不易散发的水份也能快速汽化，因此可获得干燥度更均匀的干燥产品。含水介质的真空干燥工艺还因水份汽化沸腾温度的降低而使加热蒸汽的热能利用率提高，可减少加热蒸汽的余热排放浪费，实现含水介质脱水干燥的高效、节能、环保。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术及应用方案是：一种真空脱水干燥设备装置，包括真空干燥装置外壳1、前端板12及前轴封密封装置13、前支撑轴承14、后端板23及后轴封密封装置24、支撑轴承26、蒸发室外壳加热层20、回转加热轴2及加热推料浆叶刮板4、进料预加热蒸汽喷口10、冷凝器外壳6及冷凝器装置、抽真空泵组装置17、密封式进料装置11和出料装置21、驱动装置16、凝结水泵18、冷却水系统。所述的真空脱水干燥装置的外壳1与蒸发室外壳加热层20及冷凝器外壳6组合成一体化封闭式壳体结构，布置在壳体1内的回转加热轴2二端伸出端板的轴孔间隙有前轴封密封装置13和后轴封密封装置24密封，使回转加热轴2与一体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空脱水干燥设备装置，包括真空脱水干燥装置外壳(1)、端板及轴封密封装置、支撑轴承、蒸发室外壳加热层(20)、回转加热轴(2)及加热推料浆叶刮板(4)、加热搅拌抓钉(5)、进料预加热蒸汽喷口(10)、冷凝器外壳(6)及冷凝器装置、抽真空泵组装置(17)、密封式进料装置(11)和出料装置(21)、驱动装置(16)、凝结水泵(18)、冷却水系统，所述的真空脱水干燥装置的外壳(1)及外壳加热层(20)组成的蒸发室与包围在蒸发室(27)外的冷凝器外壳(6)组成的冷凝室8组合成一体化全封闭壳体结构。

【技术特征摘要】
1.一种真空脱水干燥设备装置，包括真空脱水干燥装置外壳(1)、端板及轴封密封装置、支撑轴承、蒸发室外壳加热层(20)、回转加热轴(2)及加热推料浆叶刮板(4)、加热搅拌抓钉(5)、进料预加热蒸汽喷口(10)、冷凝器外壳(6)及冷凝器装置、抽真空泵组装置(17)、密封式进料装置(11)和出料装置(21)、驱动装置(16)、凝结水泵(18)、冷却水系统，所述的真空脱水干燥装置的外壳(1)及外壳加热层(20)组成的蒸发室与包围在蒸发室(27)外的冷凝器外壳(6)组成的冷凝室8组合成一体化全封闭壳体结构。2.根据权利要求1所述布置在蒸发室外壳(1)内的回转加热轴(2)二端伸出蒸发室端板的轴孔间隙有轴封密封装置密封，回转加热轴(2)与一体化全封闭壳体间形成全密封的加热蒸发室(27)及真空冷凝室(8)，所述的轴封密封装置包括填料、弹性密封圈接触式密封或蒸汽轴封非接触式密封，所述的密封进料装置(11)和密封出料装置(21)分别设于真空脱水干燥装置二端的的入料口(9)与出料口(22)，所述的进料预加热蒸汽喷口(10)布置在进料口(9)内，将蒸汽喷口(10)将蒸汽直接喷入被干燥含水介质内预加热，所述的抽真空泵组装置17的抽气管与真空脱水干燥装置的冷凝器真空冷凝室(8)连接。3.根据权利要求1所述的真空脱水干燥设备装置，其特征在于所述的真空脱水干燥装置包括外壳(1)及蒸发室外壳加热层(20)组成的蒸发室和回转加热轴机构，所述的回转加热轴机构包括空芯回转加热轴(2)、加热推料浆叶刮板(4)、加热搅拌抓钉(5)和驱动装置(16)，所述的加热推料浆叶刮板(4)环绕于回转加热轴(2)上且位于蒸发室(27)内，所述的加热搅拌抓钉(5)错列焊接固定在回转加热轴(2)及加热推料浆叶刮板(4)表面，所述回转加热轴(2)的二侧端部设置了可回转的接头与外部加热介质管路连接，所述的进料口(9)内布置预加热蒸汽喷口(10)，喷口(10)喷嘴喷出的蒸汽可直接混入并加热送进入料口(9)的被干燥含水介质，所述真空脱水干燥装置的加热方式为回转加热机构及蒸发室外壳加热层(20)的间接加热和进料预加热蒸汽喷口(10)直接加热的联合加热。4.根据权利要求1所述的真空脱水干燥设备装置，其特征在于所述真空脱水干燥装置外壳(1)及蒸发室外壳加热层(20)组成的蒸发室与环绕蒸发室外的冷凝器外壳(6)组成的真空冷凝室(8)为一体化全封闭壳体结构，冷凝器外壳(6)环绕的蒸发室(27)外壳(1)上部开设敞开口，使蒸发室(27)与冷凝室(8)相连通。5.根据权利要求1所述的真空脱水干燥设备装置，其特征在于所述的回转加热轴(2)机构为单轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文通，
申请(专利权)人：朱文通，
类型：发明
国别省市：浙江,33