一种二氧化碳热泵污泥干化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种二氧化碳热泵污泥干化系统，所述二氧化碳热泵污泥干化系统包括：污泥干燥单元，所述污泥干燥单元用于对污泥进行干燥，得到干化污泥和湿热空气；和二氧化碳热泵机组，所述二氧化碳热泵机组用于将从所述污泥干燥单元流入所述二氧化碳热泵机组的所述湿热空气形成为干燥的高温空气，之后将所述干燥的高温空气返回所述污泥干燥单元，所述干燥的高温空气用作对污泥进行干燥的热源。本发明专利技术采用超临界CO2热泵机组，压缩机排气温度高，CO2潜热高不冷凝，因而可使热风出口温度达到100℃以上，大大增强了干化效率。大大增强了干化效率。大大增强了干化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳热泵污泥干化系统


[0001]本专利技术属于污泥处理
，特别涉及一种二氧化碳热泵污泥干化系统。

技术介绍

[0002]污水处理会产生大量污泥，这种污泥有毒同时含有大量有机物，如何无害化处理这种污泥，成为当今我国一个重要的课题。现有的污泥处理方式主要是填埋和干燥后无公害焚烧。填埋的方式处理污泥既浪费土地资源又会对环境造成二次污染。所以无害化焚烧污泥是目前最有效的一种污泥处理方式。焚烧前一般要对污泥进行预干燥，使其含水量降到一定范围，以改善燃烧条件，达到无害化焚烧的目的。另一方面对于企业来说，污泥属于危险废弃物，按照污泥重量进行计算，处理成本极高，企业负担加重，采用污泥干化设备可有效的对污泥进行减量化处理，降低处理成本。
[0003]现有的污泥干燥设备有多种，如转盘式、闪蒸式、桨叶式及热泵式等干燥设备，其中转盘式、闪蒸式、桨叶式等都存在能耗高、热量损失大的缺点，而现有的污泥热泵干燥设备虽然是一种新型节能的污泥干燥设备，但目前存在的问题是：普通热泵制热温度较低，通常只能达到70℃左右，用于污泥烘干时，由于温度较低，烘干不彻底，烘干后污泥含水率仍然较高，污泥干燥效率低；
[0004]传统污泥干化设备，采用压泥辊轧平泥饼，使泥饼摊开，但是这种方法干燥过程中污泥无法充分摊开、摊薄，容易结成大团块、污泥与热空气接触面积少，导致干燥速率慢，干燥过程产生的恶臭及有害气体易溢出，操作条件差等，特别是当摊开的污泥表面迅速干化后，容易形成硬皮，阻碍污泥内部的水分进一步挥发，若不将污泥进一步粉碎，将使干燥速率减小，热利用率下降；传统污泥干化设备，采用传送带输送污泥，不仅占地面积大，而且由于污泥一般具有一定的粘性，易粘附在输送带上，甚至堵塞传送通道；传送带传送不仅会使热空气的流动受到限制，不能使污泥与热空气之间形成强烈的对流，还会使污泥与传送带接触部分的水分挥发受到阻碍，干燥速率减小，热利用率下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的不足及缺陷，本专利技术的目的在于提供一种二氧化碳热泵污泥干化系统。
[0006]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0007]一种二氧化碳热泵污泥干化系统，所述二氧化碳热泵污泥干化系统包括：污泥干燥单元，所述污泥干燥单元用于对污泥进行干燥，得到干化污泥和湿热空气；
[0008]和二氧化碳热泵机组，所述二氧化碳热泵机组用于将从所述污泥干燥单元流入所述二氧化碳热泵机组的所述湿热空气形成为干燥的高温空气，之后将所述干燥的高温空气返回所述污泥干燥单元，所述干燥的高温空气用作对污泥进行干燥的热源。
[0009]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述二氧化碳热泵机组为超临界二氧化碳热泵机组，优选地，所述二氧化碳热泵机组中的工质为二氧化碳。
[0010]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述所述二氧化碳热泵机组包括蒸发器和冷凝器，所述蒸发器用于使其中流动的CO2工质与从所述污泥干燥单元流入所述蒸发器的所述湿热空气进行热交换，使得所述湿热空气放热、降温而形成为凝结水和除湿冷却后的空气；所述冷凝器用于使其中流动的CO2工质与从所述蒸发器流入所述冷凝器的所述除湿冷却后的空气进行热交换，使得所述除湿冷却后的空气吸热、升温而形成为所述干燥的高温空气；优选地，所述高温空气的温度为80
‑
100℃。
[0011]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述所述二氧化碳热泵机组还包括CO2压缩机和节流膨胀机，所述蒸发器、CO2压缩机、冷凝器和节流膨胀机依次首尾相连接，形成二氧化碳工质的循环回路；其中低温低压的二氧化碳气体在所述蒸发器吸收所述湿热空气的热量形成为低压二氧化碳蒸汽，之后经所述CO2压缩机压缩成为超临界高温高压的二氧化碳蒸汽，接着进入所述冷凝器降温为高温高压的二氧化碳蒸汽，所述二氧化碳蒸汽接着在所述节流膨胀机形成低温低压的二氧化碳气体，返回所述蒸发器；优选地，所述低温低压的二氧化碳气体的温度为40
‑
50℃，压力为30
‑
40公斤；优选地，所述高温高压的二氧化碳蒸汽的温度为80
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100℃，压力为85
‑
95公斤。
[0012]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述蒸发器为翅片式蒸发器，所述冷凝器为翅片式冷凝器。
[0013]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述污泥干燥单元包括多级锤头式污泥干燥机。
[0014]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述多级锤头式污泥干燥机包括壳体和位于所述壳体内的多个旋转锤头。
[0015]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述多个旋转锤头在所述多级锤头式污泥干燥机内由上至下交错排布；优选地，所述旋转锤头包括转子和沿所述转子旋转方向排布的多个锤头。
[0016]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，每个所述旋转锤头的旋转方向与相邻旋转锤头的旋转方向相反。
[0017]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述多级锤头式污泥干燥机上设有污泥入口、排泥口和用于控制所述排泥口开启的刀闸阀；优选地，所述多级锤头式污泥干燥机下方设有干化污泥收集槽，用于收集所述述多级锤头式污泥干燥机排出的污泥。
[0018]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述多级锤头式污泥干燥机顶部设有出风口，底部设有进风口，所述出风口通过风管与所述蒸发器、冷凝器和进风口依次首尾相连，与所述多级锤头式污泥干燥机内部腔体相贯通而共同构成热空气循环通路。
[0019]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述出风口与蒸发器之间设有引风机；优选地，所述出风口与引风机之间设有过滤器，所述过滤器优选为活性炭过滤器。
[0020]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述二氧化碳热泵污泥干化系统还包括泥饼粉碎机和螺旋输送机，所述螺旋输送机用于将经过所述泥饼粉碎机粉碎的泥饼送入所述污泥干燥单元；优选地，所述泥饼粉碎机和螺旋输送机之间设置
有排泥斗。
[0021]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述泥饼粉碎机内设有主动轴、从动轴和固定于所述主动轴、从动轴上的铣刀；优选地，所述泥饼粉碎机上设置有用于驱动所述主动轴的驱动部件，所述驱动部件优选为电机。
[0022]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述螺旋输送机为无轴螺旋输送机。
[0023]在上述二氧化碳热泵污泥干化系统中，作为一种优选实施方式，所述出风口和进风口之间依次设置有所述引风机和高温干热空气形成管路。
[0024]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0025](1)本专利技术污泥先经过泥饼粉碎机粗碎后再进入干燥机，可增加污泥与热空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳热泵污泥干化系统，其特征在于，所述二氧化碳热泵污泥干化系统包括：污泥干燥单元，所述污泥干燥单元用于对污泥进行干燥，得到干化污泥和湿热空气；和二氧化碳热泵机组，所述二氧化碳热泵机组用于将从所述污泥干燥单元流入所述二氧化碳热泵机组的所述湿热空气形成为干燥的高温空气，之后将所述干燥的高温空气返回所述污泥干燥单元，所述干燥的高温空气用作对污泥进行干燥的热源。2.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵污泥干化系统，其特征在于，所述二氧化碳热泵机组为超临界二氧化碳热泵机组，优选地，所述二氧化碳热泵机组中的工质为二氧化碳。3.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵污泥干化系统，其特征在于，所述二氧化碳热泵机组包括蒸发器和冷凝器，所述蒸发器用于使其中流动的CO2工质与从所述污泥干燥单元流入所述蒸发器的所述湿热空气进行热交换，使得所述湿热空气放热、降温而形成为凝结水和除湿冷却后的空气；所述冷凝器用于使其中流动的CO2工质与从所述蒸发器流入所述冷凝器的所述除湿冷却后的空气进行热交换，使得所述除湿冷却后的空气吸热、升温而形成为所述干燥的高温空气；优选地，所述高温空气的温度为80
‑
100℃。4.根据权利要求3所述的二氧化碳热泵污泥干化系统，其特征在于，所述所述二氧化碳热泵机组还包括CO2压缩机和节流膨胀机，所述蒸发器、CO2压缩机、冷凝器和节流膨胀机依次首尾相连接，形成二氧化碳工质的循环回路；其中低温低压的二氧化碳气体在所述蒸发器吸收所述湿热空气的热量形成为低压二氧化碳蒸汽，之后经所述CO2压缩机压缩成为超临界高温高压的二氧化碳蒸汽，接着进入所述冷凝器降温为高温高压的二氧化碳蒸汽，所述二氧化碳蒸汽接着在所述节流膨胀机形成低温低压的二氧化碳气体，返回所述蒸发器；优选地，所述低温低压的二氧化碳气体的温度为40
‑
50℃，压力为30
‑
40公斤；优选地，所述高温高压的二氧化碳蒸汽的温度为80
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100℃，压力为85
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95公斤；优选地，所述蒸发器为翅片式蒸发器，所述冷凝器为翅片式冷凝器。5.根据权利要求1所述的二氧化碳热泵污泥干化系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭垚，张春玲，李艳，
申请(专利权)人：山水环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：