專(zhuān)利名稱(chēng)：用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙囪式處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能的利用和污泥干燥領(lǐng)域，具體涉及一種用于污泥干燥的太
陽(yáng)能煙囪式處理裝置。
背景技術(shù)：
化石燃料的使用破壞了環(huán)境與生態(tài)，同時(shí)其有限的儲(chǔ)存也是人類(lèi)面臨的極大挑 戰(zhàn)。太陽(yáng)熱能是取之不盡的可再生能源，它的探索和利用對(duì)實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與自然的可持續(xù) 發(fā)展有著重要意義，可以克服目前燃料供給的不可持續(xù)性矛盾，必將成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展新 的增長(zhǎng)點(diǎn)，具有廣闊市場(chǎng)前景。 污泥是生活和工業(yè)污水處理的副產(chǎn)物，這種副產(chǎn)物富含微生物、病原體、病毒等， 具有較強(qiáng)的污染性質(zhì)，如果處置不當(dāng)，會(huì)形成廣泛的污染傳播。污泥干燥目的有(1)減小污 泥體積，方便運(yùn)輸和處理；(2)降低污泥運(yùn)輸和最終處置成本；(3)改善污泥的外觀，使其達(dá) 到衛(wèi)生穩(wěn)定化處理；(4)能源化利用，污泥干燥后表面水份去除，熱值相當(dāng)于褐煤，具有較 大的能源利用價(jià)值。污泥干燥方式通常有熱能干燥和太陽(yáng)能干燥。熱能干燥有分直接干燥 和間接干燥。直接干燥是用燃燒后的煙氣加熱污泥，使污泥水份溢出，這會(huì)增加煙氣量，導(dǎo) 致煙氣的處理成本增加。間接干燥是煙氣或蒸汽通過(guò)間壁加熱方式加熱污泥，使水份溢出， 這種間壁加熱式傳熱效率略低。太陽(yáng)能干燥現(xiàn)在主要利用溫室棚加熱污泥，利用了自然能 源，成本低，但臭氣較難收集，干燥的效率較低。 現(xiàn)有的太陽(yáng)能煙囪技術(shù)主要用于發(fā)電，其基本原理是利用太陽(yáng)能集熱棚加熱空氣 以及煙囪產(chǎn)生上曳的氣流效應(yīng)，驅(qū)動(dòng)空氣渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)所需的 熱空氣是通過(guò)集熱棚的溫室效應(yīng)產(chǎn)生的。集熱棚由半透明的棚頂和支撐結(jié)構(gòu)組成，半透明 的棚頂材料通常為玻璃、聚碳酸酯或塑料膜，支撐結(jié)構(gòu)采用混凝土或鋼支架。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型專(zhuān)利的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種節(jié)能、環(huán)保的一 種用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙囪式處理裝置。 本實(shí)用新型利用可再生能源_太陽(yáng)能干燥污泥，利用太陽(yáng)能煙囪和風(fēng)機(jī)技術(shù)產(chǎn)生 動(dòng)力，同時(shí)利用螺旋污泥干燥機(jī)強(qiáng)化傳熱效果，結(jié)合間壁加熱方式優(yōu)點(diǎn)，取代目前的太陽(yáng)能 溫室棚加熱污泥方式，避免其臭氣外逸和干燥效率低缺點(diǎn)，并達(dá)到干燥污泥的目的。 本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙囪式處理裝置，包括太陽(yáng)能集熱棚、太陽(yáng)能煙囪、軸流風(fēng) 機(jī)和螺旋污泥干燥機(jī)，所述太陽(yáng)能集熱棚放在地面，包括透光板和集熱板，由透光板和集熱 板圍成密閉空腔，透光板采用透光玻璃，集熱板表面有黑鉻涂層，透光板位于集熱板的上 端；太陽(yáng)能集熱棚與太陽(yáng)能煙閨連通，太陽(yáng)能煙閨通過(guò)固定支架固定在集熱板上，太陽(yáng)能煙 囪包括煙囪管道和固定支架，煙囪管道采用下大上小的錐形結(jié)構(gòu)；太陽(yáng)能煙囪通過(guò)入口管 與軸流風(fēng)機(jī)連通，軸流風(fēng)機(jī)密封殼體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸和葉片，轉(zhuǎn)軸為空心軸，伸入螺旋污泥干燥
3機(jī)殼體內(nèi)；螺旋污泥干燥機(jī)殼體內(nèi)還設(shè)有污泥入口、空心螺旋、水份出口和污泥出口 ；轉(zhuǎn)軸 兩端分別通過(guò)軸承固定在螺旋污泥干燥機(jī)的殼體上，其中一端伸入軸流風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)，葉片 固定在轉(zhuǎn)軸伸入軸流風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)的端部，另一端通過(guò)密封墊排風(fēng)管連通；空心螺旋固定在 轉(zhuǎn)軸上，用于加熱和攪拌螺旋污泥干燥機(jī)殼體內(nèi)的污泥。 為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，所述軸流風(fēng)機(jī)與螺旋污泥干燥機(jī)，以及螺旋污泥 干燥機(jī)與排風(fēng)管之間都通過(guò)密封墊密封。 所述軸流風(fēng)機(jī)和螺旋污泥干燥機(jī)放置在同一個(gè)固定平臺(tái)上。 所述太陽(yáng)能集熱棚還包括蓄熱水箱，集熱板下面裝有蓄熱水箱。所述集熱板呈360度圓周布置，半徑為30-50m ;太陽(yáng)能煙囪高度為10_15m。 所述葉片多個(gè)，多個(gè)葉片都固定在轉(zhuǎn)軸上，位于軸流風(fēng)機(jī)密封殼體內(nèi)。 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果 (1)本實(shí)用新型利用太陽(yáng)能干燥污泥，同時(shí)利用太陽(yáng)能煙囪和風(fēng)機(jī)技術(shù)產(chǎn)生動(dòng)力， 利用運(yùn)動(dòng)的空心螺旋的間壁加熱污泥方式，是利用可再生能源-太陽(yáng)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煙氣或 蒸汽干燥，節(jié)約化石燃料。 (2)利用太陽(yáng)能煙囪技術(shù)，流動(dòng)的空氣產(chǎn)生動(dòng)力代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電機(jī)來(lái)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)，達(dá)到 節(jié)電效果。
(3)利用運(yùn)動(dòng)的空心螺旋的間壁加熱污泥方式，利用了熱空氣的余熱，處理固體廢
棄物效率高。

圖1是用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙囪式處理裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但本實(shí)用新型要求保 護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施方式表述的范圍。 如圖1所示，用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙囪式處理裝置包括太陽(yáng)能集熱棚1、太陽(yáng)能 煙囪2、入口管3、軸流風(fēng)機(jī)4、螺旋污泥干燥機(jī)5、排風(fēng)管6、軸承7和密封墊8。太陽(yáng)能集熱 棚1放在地面，包括透光板l-l、集熱板1-2和蓄熱水箱1-3，由透光板1-1和集熱板1-2圍 成密閉空腔，透光板采用透光玻璃，集熱板表面有黑鉻涂層(杭州煌家太陽(yáng)能設(shè)備有限公 司生產(chǎn))，以增強(qiáng)吸熱效果，集熱板呈360度圓周布置，透光板1-1位于集熱板1-2的上端； 集熱板1-2下面裝有蓄熱水箱l-3，蓄熱水箱1-3可以使被加熱的空氣溫度穩(wěn)定，緩解因太 陽(yáng)日照強(qiáng)度隨時(shí)間的波動(dòng)；集熱棚1固定在地面上；太陽(yáng)能集熱棚1與太陽(yáng)能煙囪2連通， 太陽(yáng)能煙囪2通過(guò)固定支架2-2固定在集熱板1-2上，太陽(yáng)能煙囪2包括煙囪管道2-1和 固定支架2-2，煙囪管道2-1采用下大上小的錐形結(jié)構(gòu)， 一方面有利于煙囪管道2-1的穩(wěn)定， 另一方面可以提高管內(nèi)空氣的流速；太陽(yáng)能煙囪2高度為10-15m ;太陽(yáng)能煙囪2通過(guò)入口 管3與軸流風(fēng)機(jī)4連通，軸流風(fēng)機(jī)4密封殼體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸4-1和葉片4-2，轉(zhuǎn)軸4-1為空心 軸，伸入螺旋污泥干燥機(jī)5殼體內(nèi)；螺旋污泥干燥機(jī)5殼體內(nèi)還設(shè)有污泥入口 5-l、空心螺 旋5-2、水份出口 5-3和污泥出口 5-4。轉(zhuǎn)軸4-1兩端分別通過(guò)軸承7固定在螺旋污泥干燥 機(jī)5的殼體上，其中一端伸入軸流風(fēng)機(jī)4殼體內(nèi)，葉片4-2可以是一個(gè)或者多個(gè)，都固定在轉(zhuǎn)軸4-1伸入軸流風(fēng)機(jī)4殼體內(nèi)的端部，另一端通過(guò)密封墊8排風(fēng)管6連通；空心螺旋5-2 固定(焊接)在轉(zhuǎn)軸4-l上，用于加熱和攪拌螺旋污泥干燥機(jī)5殼體內(nèi)的污泥。熱空氣在 空心螺旋內(nèi)流動(dòng)，外面為濕污泥，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)也起到攪拌污泥，強(qiáng)化了傳熱效果。軸流 風(fēng)機(jī)4與螺旋污泥干燥機(jī)5，以及螺旋污泥干燥機(jī)5與排風(fēng)管6之間都通過(guò)密封墊8密封， 軸流風(fēng)機(jī)4和螺旋污泥干燥機(jī)5放置在一固定平臺(tái)上。 軸流風(fēng)機(jī)根據(jù)太陽(yáng)能煙囪的動(dòng)力大小和污泥干燥的需要，葉片4-2可為單個(gè)或者 多個(gè)，多個(gè)葉片4-2都固定在轉(zhuǎn)軸4-1上，位于軸流風(fēng)機(jī)4密封殼體內(nèi)。 本實(shí)用新型太陽(yáng)能煙囪出口氣流速度轉(zhuǎn)化為軸流風(fēng)機(jī)4的動(dòng)力，該動(dòng)力能滿(mǎn)足螺 旋污泥干燥機(jī)5動(dòng)力要求，而太陽(yáng)能煙囪出口的空氣熱量與溫度滿(mǎn)足污泥干燥的要求。太 陽(yáng)通過(guò)透光板照射到集熱板上，集熱板的高溫加熱集熱棚的空氣，使集熱棚的空氣密度降 低，沿著太陽(yáng)能煙閨上行，產(chǎn)生流動(dòng)動(dòng)能，動(dòng)能的大小可由式(1)確定。
r,c?！? D2 g U , 1 "E7、 ( J ) 4p-0.00353g/7(- 其中，Ap為太陽(yáng)能煙囪產(chǎn)生的總壓頭(靜壓Pa)， Cp為空氣定壓比熱(J. kg一1. K—0 ，g為重力加速度(m. s—2)， nral i為太陽(yáng)能集熱棚收集效率(% ) ;R。。n為集熱棚半徑(m)，
〖流』
(kg. s—"，H為太陽(yáng)能煙囪高度
Y oo為環(huán)境空氣密度(kg.m—3)，m為煙囪入口熱空氣質(zhì)〗 (m) ;G為太陽(yáng)能輻射能量密度(W.m—2)。 式(1)源于參考文獻(xiàn)X. P Zhou， J. K. Yang， B. Xiao， et al. Analysis of chimney height forsolar chimney power plant. Applied Thermal Engineering,2009， (29): 178-185.。 由伯努里方程可知，靜壓Ap可以轉(zhuǎn)化為氣流速度V2應(yīng)滿(mǎn)足式(2): -
2g (2) V2， K分別為太陽(yáng)能煙囪出口和入口的空氣流速(m. s—0 ， g為重力加速度。 氣流速度動(dòng)能使軸流風(fēng)機(jī)獲得的功率可表示為式(3):
0.00353g2i/(
2c2 2
(3) 其中，p為風(fēng)機(jī)功率(w) ， n為軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)換效率 太陽(yáng)能煙囪高度H、空氣流量m以及軸流風(fēng)機(jī)功率P選擇符合以上(1) (2) (3)式的 關(guān)系，最后由(3)式求得。如集熱板呈360度圓周布置，半徑為30-50m;太陽(yáng)能煙囪高度為 10-15m。 太陽(yáng)能煙囪出口的空氣熱量與溫度滿(mǎn)足污泥干燥的要求，其定量關(guān)系滿(mǎn)足(4)、 (5)式。
r(/f) = r - +
co〃 j2
(4) mcp(T(H)_T2) = Mcm(T2—T工).......(5)[0036] 其中，Tin為太陽(yáng)能煙囪入口處空氣溫度(K) ， 1\螺旋污泥干燥機(jī)內(nèi)污泥入口溫度 (K)， L螺旋污泥干燥機(jī)內(nèi)污泥出口溫度(K)， CM螺旋污泥干燥機(jī)內(nèi)污泥比熱(J. kg-、 K-"， M污泥質(zhì)量流量(kg. s—0， Cp為空氣定壓比熱(J.kg—、K—0 ;m為煙囪入口熱空氣質(zhì)量流量 (kg. s—0 ; nMl i為太陽(yáng)能集熱棚收集效率(％ ) ;R。。u為集熱棚半徑(m) ， T(H)太陽(yáng)能煙囪 出口的空氣溫度。 利用上述裝置的一種太陽(yáng)能煙囪污泥干燥方法太陽(yáng)能通過(guò)透光板1-1照射到集 熱板1-2上，集熱板1-2的高溫加熱集熱棚1內(nèi)的空氣，使集熱棚1的空氣密度降低，沿著太 陽(yáng)能煙囪2上行，產(chǎn)生流動(dòng)動(dòng)能，動(dòng)能的大小與空氣的溫度和太陽(yáng)能煙囪管2-1高度有關(guān)， 太陽(yáng)能煙閨2通過(guò)固定支架2-2固定在集熱板1-2上，后與集熱棚1 一起固定在地面上；加 熱后具有動(dòng)能的空氣通過(guò)入口管3引入到軸流風(fēng)機(jī)4，沖擊軸流風(fēng)機(jī)葉片4-2而帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸
4- 1旋轉(zhuǎn)，螺旋污泥干燥機(jī)5與軸流風(fēng)機(jī)4共轉(zhuǎn)軸4-l，通過(guò)軸流風(fēng)機(jī)4轉(zhuǎn)軸4-1帶動(dòng)螺旋 污泥干燥機(jī)5內(nèi)的空心螺旋5-2旋轉(zhuǎn)，高溫空氣通過(guò)軸流風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)軸4-1流入空心螺旋
5- 2 ;空心螺旋5-2的外側(cè)是有污泥入口 5-1加入的高水份污泥，通過(guò)空心螺旋5-2的攪拌 和加熱，污泥水份蒸發(fā)，由水份出口 5-3排出，干燥后的污泥由污泥出口 5-4收集，放出熱量 后的空心螺旋5-2內(nèi)冷空氣由排出管6排放。以上過(guò)程，太陽(yáng)能經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能集熱棚1轉(zhuǎn)化 成空氣熱能，經(jīng)太陽(yáng)能煙囪2產(chǎn)生動(dòng)能，在軸流風(fēng)機(jī)4轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)軸4-l的機(jī)械能，在螺旋污 泥干燥機(jī)5把空氣熱能加熱污泥，完成整個(gè)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程和污泥干燥。
權(quán)利要求用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙囪式處理裝置，其特征在于包括太陽(yáng)能集熱棚、太陽(yáng)能煙囪、軸流風(fēng)機(jī)和螺旋污泥干燥機(jī)，所述太陽(yáng)能集熱棚放在地面，包括透光板和集熱板，由透光板和集熱板圍成密閉空腔，透光板采用透光玻璃，集熱板表面有黑鉻涂層，透光板位于集熱板的上端；太陽(yáng)能集熱棚與太陽(yáng)能煙囪連通，太陽(yáng)能煙囪通過(guò)固定支架固定在集熱板上，太陽(yáng)能煙囪包括煙囪管道和固定支架，煙囪管道采用下大上小的錐形結(jié)構(gòu)；太陽(yáng)能煙囪通過(guò)入口管與軸流風(fēng)機(jī)連通，軸流風(fēng)機(jī)密封殼體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸和葉片，轉(zhuǎn)軸為空心軸，伸入螺旋污泥干燥機(jī)殼體內(nèi)；螺旋污泥干燥機(jī)殼體內(nèi)還設(shè)有污泥入口、空心螺旋、水份出口和污泥出口；轉(zhuǎn)軸兩端分別通過(guò)軸承固定在螺旋污泥干燥機(jī)的殼體上，其中一端伸入軸流風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)，至少一個(gè)葉片固定在轉(zhuǎn)軸伸入軸流風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)的端部，另一端通過(guò)密封墊排風(fēng)管連通；空心螺旋固定在轉(zhuǎn)軸上，用于加熱和攪拌螺旋污泥干燥機(jī)殼體內(nèi)的污泥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙閨式處理裝置，其特征在于所述軸流風(fēng)機(jī)與螺旋污泥干燥機(jī)，以及螺旋污泥干燥機(jī)與排風(fēng)管之間都通過(guò)密封墊密封。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙囪式處理裝置，其特征在于所述軸流風(fēng)機(jī)和螺旋污泥干燥機(jī)放置在同一個(gè)固定平臺(tái)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙閨式處理裝置，其特征在于所述太陽(yáng)能集熱棚還包括蓄熱水箱，集熱板下面裝有蓄熱水箱。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙閨式處理裝置，其特征在于所述集熱板呈360度圓周布置，半徑為30-50m ;太陽(yáng)能煙囪高度為10_15m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙閨式處理裝置，其特征在于所述葉片為多個(gè)，多個(gè)葉片都固定在轉(zhuǎn)軸上，位于軸流風(fēng)機(jī)密封殼體內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了用于污泥干燥的太陽(yáng)能煙囪式處理裝置。該裝置包括太陽(yáng)能集熱棚、太陽(yáng)能煙囪、軸流風(fēng)機(jī)、螺旋污泥干燥機(jī)。太陽(yáng)能集熱棚由透光板和集熱板圍成密閉空腔；太陽(yáng)能集熱棚與太陽(yáng)能煙囪連通，太陽(yáng)能煙囪包括煙囪管道和固定支架，煙囪管道采用下大上小的錐形結(jié)構(gòu)；太陽(yáng)能煙囪通過(guò)入口管與軸流風(fēng)機(jī)連通，軸流風(fēng)機(jī)密封殼體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸和葉片，轉(zhuǎn)軸為空心軸，伸入螺旋污泥干燥機(jī)殼體內(nèi)。本實(shí)用新型通過(guò)太陽(yáng)能集熱棚溫室技術(shù)收集太陽(yáng)能，使空氣在太陽(yáng)能煙囪內(nèi)產(chǎn)生流動(dòng)，流動(dòng)空氣動(dòng)力在軸流風(fēng)機(jī)中形成旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，再由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)螺旋污泥干燥機(jī)，利用空氣間壁傳熱技術(shù)對(duì)含水污泥進(jìn)行干燥節(jié)能節(jié)電，并達(dá)到固體廢棄物處理效果。
文檔編號(hào)C02F11/12GK201512465SQ200920236748
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者樓波 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)