[发明专利]热泵回收废蒸汽能量的间接污泥干化装置和方法

说明书

本发明涉及一种热泵回收废蒸汽能量的间接污泥干化装置和方法，干化机的废蒸气出口通过废蒸气管道经过除尘器后再经过高压风机压缩升温后与热泵的冷端进口连接，通过将废蒸汽与放热后的循环热工质在热泵中进行换热实现余热的利用，主要利用废蒸汽的相变潜热，该部分热量占整个干化过程热量的绝大部分（大约80%），传统间接干化方法，该部分热量会白白排出浪费。本发明的污泥干化装置能够对废蒸气的热能进行有效的利用，减少了干化机热源的能耗，降低了运行成本（节约了一半以上的热能），所述热泵为无动力热泵。

技术领域

本发明涉及污泥干化装置和方法，具体涉及热泵回收废蒸汽能量的间接污泥干化装置和方法。

背景技术

随着社会的进步，环境保护深入人心。污水处理量越来越大，产生的污泥量也是越来越大，目前污水处理每年产生的污泥量要达到5000多万吨。污泥围城，污泥成患。污泥得不到好的治理，容易形成二次污染。但是现有的污泥处理处置的运行成本太高，给治理污泥带来的社会经济压力也非常巨大。这是一对棘手的矛盾。

污泥处理处置中最重要的环节就是减量化，这个环节占的投资比例最大，运行成本最高。目前主要是通过干化的技术来去除污泥中的水分以实现污泥减量化。干化技术又分为直接干化和间接干化。直接干化热效率低，而且运行维护复杂，内部正压，设备容易腐蚀，臭气容易溢出，环境不友好。间接干化更加稳定，热效率高，内部负压，没有臭气溢出，环境友好。间接干化是中大型污泥处理处置项目的首选工艺。不过间接干化需要高品位热源，如果没有废热，需要通过燃气或电锅炉产生热源。运行成本高，这个是间接干化的最大弊端。对于没有废热的项目，项目运行经济压力很大。现有的间接干化工艺是圆盘干化机（或者薄层、线性和桨叶干化机）利用一次性蒸汽，通过间壁把热量传给污泥，污泥中的水分蒸发成蒸汽，污泥被干化，同时排出废蒸汽。废蒸汽还需要冷却水冷却。不凝气需要除臭。整个系统能量利用效率低。主要原因是废蒸汽排出系统后没有被资源化利用。

本发明在中国专利：热泵回收废蒸汽能量的间接污泥干化装置和方法，公开号：CN111099810A的基础上进行改进，以减少废蒸汽对干化设备的腐蚀，减少结垢，提高废蒸汽热效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种能够充分利用废蒸气热量的污泥干化装置和余热利用方法。

设计一种热泵回收废蒸汽能量的间接污泥干化装置，包括：用于干化污泥的干化机，干化机包括污泥进口、污泥出口、废蒸气出口、热工质进口和热工质出口，还包括：热泵，热泵包括用于换热的热端和冷端，热端包括热端进口、热端出口，冷端包括冷端进口和冷端出口，其特征在于所述热泵为无动力热泵，靠废蒸气出口侧为热端，靠循环热工质出口侧为冷端；干化机的热工质进口、热工质出口与热泵的冷端出口、冷端进口通过管道连接构成热工质的循环管路，干化机的废蒸气出口通过废蒸气管道经过除尘器后与热泵的热端进口连接，使得废蒸汽在热泵热端对冷端的循环工质进行加热。

上述污泥干化装置还进一步具有如下优化结构：

包括用于储存污泥的污泥容器和用于输送污泥的污泥输送机，污泥容器通过管道经污泥输送机后与干化机的污泥进口连接，污泥容器和热泵的热端出口通过管道与风机连接进行排气。

热泵的冷端出口还与一热源进口管连接，用于补充不足的热量。

上述所述污泥干化装置的余热利用方法如下：

污泥在干化机中干化产生的废蒸气由废蒸气出口排出，热工质由干化机的热工质进口进入对污泥进行换热冷却后由热工质出口排出，其特征在于：废蒸气由高压风机的抽吸作用，依次通过管道进行步骤a和b的处理：

a.进入除尘器除尘，

b.进入热泵热端后，加热来自干化机热工质出口的循环工质，

经过加热的工质汽化成蒸汽回到干化机中对于污泥进行加热干化。

本发明的污泥干化装置能够对废蒸气的热能（主要是相变潜热）进行有效的利用，减少了干化机热源的能耗，降低了运行成本。

附图说明