專利名稱：干燥污泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I的前序所述的干燥污泥的方法。本發(fā)明特定而言涉及市政廢水廠的污泥處理。
背景技術(shù)：
干燥污泥的目的是為了從污泥材料獲得適合于利用的產(chǎn)物。需要從污泥中去除水。有利地混合污泥與膠結(jié)水硬性組分，然后能更容易地干燥污泥。污泥還被進一步干燥，利用合適方法進行后處理和分選。儲存最終產(chǎn)物且供應(yīng)以用于進一步使用或加工。
去除水需要大量能量，這增加了污泥處理的成本。為了確保具有成本效益的污泥處理，該過程的能量效率必須保持在足夠高的水平。這必須優(yōu)化和利用在該過程中供應(yīng)的能量的量。關(guān)于一般現(xiàn)有技術(shù),例如專利文獻EP 0566689A1描述了一種用于從飛灰和污水污泥產(chǎn)生丸粒的方法。在該方法中，混合的污泥和飛灰形成粒狀，它們常常以兩個干燥步驟來干燥且最終利用單獨冷卻劑來冷卻。在該方法中的干燥以高溫發(fā)生，由此，由于水的高蒸發(fā)能量要求使得難以實現(xiàn)能量效率。專利US 5318184A描述了由多步處理實施的污泥的干燥和?；椒?，其中在高溫發(fā)生干燥。由于其復(fù)雜性，該方法需要在工廠建筑和處理裝置方面進行巨大投資。專利FI 113470B描述了一種污泥堆肥方法，其中目的是通過混合污泥與泥煤或制備的固體污泥顆粒來干燥污泥?？啥逊实奈勰鄬有纬捎陬w粒表面上且通過將顆粒循環(huán)到污泥得到若干層。在所述處理中通過循環(huán)這些顆粒若干次來干燥顆粒。該方法的缺點特別地在于所述目的是通過在污泥中添加干泥煤來干燥污泥，由此損失了用于干燥泥煤的能量，另外，污泥顆粒在內(nèi)部仍然濕潤且干燥減速。而且，在所述處理的不同步驟進行多次循環(huán)導(dǎo)致高的操作和投資成本。在已知的方法中，該目的常常是通過高溫蒸發(fā)水來實施干燥，這并不產(chǎn)生最佳的最終結(jié)果且額外地需要大量能量。通常，被干燥的污泥溫度在干燥之前超過ioo°c。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是介紹一種方法，其解決了上述問題且消除了已知現(xiàn)有技術(shù)的缺點以及提供了具有合理投資成本來干燥污泥的高效能方法。由根據(jù)本發(fā)明的方法提供所述優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的方法由權(quán)利要求中展現(xiàn)的內(nèi)容表征。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的某些有利實施例。根據(jù)本發(fā)明的方法允許以高效能方式來干燥廢污泥。在該方法中，能利用添加于污泥中的水硬性膠結(jié)劑的品質(zhì)和體積來調(diào)整在加熱裝置中形成的污泥骨料的大小。在加熱裝置中形成合適大小的污泥骨料也促進了干燥，因為將污泥骨料加熱到干燥溫度和將濕氣從污泥骨料內(nèi)傳導(dǎo)至表面需要一些時間。污泥膠結(jié)劑混合物和其形成的污泥骨料在加熱裝置中被加熱到適合于干燥的水平。在加熱裝置中形成的熱污泥骨料輸送到干燥裝置，它們在干燥裝置中遇到干燥空氣流。在干燥器中，污泥骨料包含的熱水由于蒸汽分壓差而傳遞到干燥空氣且因此干燥空氣的濕度和能量含量增加。污泥骨料的溫度顯著高于進入干燥裝置的空氣流，由此有效地發(fā)生干燥。由于與選定干燥條件下干燥空氣的蒸汽分壓力相比，污泥骨料包含的熱水的更高蒸汽分壓力導(dǎo)致污泥骨料的快速干燥。通過調(diào)整干燥空氣的循環(huán)速度使得濕度升高到飽和點或接近飽和點而將污泥骨料包含的濕氣有效地傳遞到干燥空氣。潮濕的干燥空氣包含的能量由熱交換器回收，該能量可用在例如產(chǎn)生所需干燥空氣的處理中。本發(fā)明允許受控制的溫度和蒸汽壓力條件，由此最佳地發(fā)生干燥。該處理為高效能的，因為與加熱有關(guān)的處理溫度不會升高到不必要地高。然后，也避免了污泥骨料表面的過快干燥，由此并不會在污泥骨料上形成使干燥減速的表皮。當在干燥過程中在選定溫度條件下，在污泥骨料中的水的蒸汽壓力充分地高于進入干燥裝置的干燥空氣的蒸汽壓力時，污泥骨料吸收的熱能用作驅(qū)動干燥的物理事件。本申請人將這個處理過程稱作超熱干燥過程，因為干燥利用吸收在污泥骨料中的待用于干燥過程的熱能。在根據(jù)本發(fā)明的該方法中，諸如污泥和合適水硬性膠結(jié)劑的原材料利用單獨混合器混合或者所述材料在所述處理過程期間混合。通過添加水硬性膠結(jié)劑，諸如飛灰，水泥或石灰，可以調(diào)整在混合物加熱中所形成的污泥骨料的大小。混合物被輸送到處理裝置，處理裝置從混合物形成各種大小的污泥骨料。利用合適燃燒器使得處理裝置的溫度升高，由此污泥混合物塊和其形成的污泥骨料被加熱到適合于干燥的溫度。所述處理的煙氣循環(huán)回到該處理，由此能量效率得到提高且去除的煙氣變得盡可能潔凈。在污泥-膠結(jié)劑混合物溫度升高所需的一段時間之后，所形成的污泥骨料從加熱裝置輸送到干燥器，在干燥器中，它們遇到干空氣或氣體流。干燥空氣為從室外空氣獲得的空氣，其通過熱交換器加熱到低于被干燥的污泥骨料之一 10-30°C的溫度。此溫差等效于100-600毫巴的水蒸汽分壓差。冷卻和干燥時由污泥顆粒釋放到干燥空氣中的熱能在熱交換器的橫流中回收。冷卻的橫流和水被從所述處理過程輸送出來。干燥的產(chǎn)物顆粒在后處理之后被輸送以進行分選或直接輸送到終端儲存。


在下面將利用某些有利實施例并參考附圖來詳細地描述本發(fā)明。圖I示出實施根據(jù)本發(fā)明的方法的處理過程。圖2示出根據(jù)所述方法的顆粒在所述處理過程中的干燥。圖3示意性地示出根據(jù)圖I方法的污泥膠結(jié)劑顆粒的超熱形成和其干燥。
具體實施例方式圖I至圖3示出干燥污泥的方法。根據(jù)該方法的處理過程包括預(yù)處理和混合原材料1，加熱并形成污泥骨料2，干燥污泥骨料并回收能量3，后處理4，分選產(chǎn)物顆粒5和最終產(chǎn)物的中間儲存6。取決于被處理的材料，原材料I的預(yù)處理和混合利用適合于該目的的處理裝置而發(fā)生。所述目標是為了制備材料使得將形成適合大小的污泥骨料進行干燥。預(yù)處理的污泥、2b輸送到加熱裝置2a，其以處理過程所需的速度行進穿過加熱裝置2a。裝置溫度由燃燒器2c升高使得所形成的污泥骨料3b的溫度為80°C，變化范圍為70-90°C，其最優(yōu)于污泥骨料的干燥。處理過程的煙氣2d經(jīng)由返回通道2e循環(huán)回到處理過程，由此能量效率得到改進且移除的排出氣體2f變得盡可能清潔。在將污泥骨料輸送到干燥器3之前通過在污泥中添加適量的合適水硬性膠結(jié)劑而將污泥骨料形成為適合于干燥污泥的大小。由于使用與污泥包含的水起化學(xué)反應(yīng)的例如飛灰的膠結(jié)劑，由此灰的量和品質(zhì)能影響到污泥骨料的大小和其它性質(zhì)。污泥骨料的大小在3-20mm之間變化，取決于污泥和水硬性膠結(jié)劑的性質(zhì)。
污泥骨料3b輸送到傾斜定位的干燥裝置3a下端，其中污泥骨料由合適的傳遞元件(在附圖中未圖示)行進到該裝置上端。以充分流量向該裝置上端吹送空氣，其溫度顯著地比進入干燥裝置下端的污泥骨料的溫度低(諸如10-30°C )且其濕度等于室外空氣的絕對濕度。吹送空氣的最佳溫度為60°C，變化范圍為55-75°C。由于熱污泥骨料包含的水的蒸汽分壓力高于相對污泥骨料進入的干燥空氣所包含的水的蒸汽分壓力(ΛΡΗ20 = 100-600mBar)，由污泥骨料包含的熱水傳遞到干燥空氣3h使得離開裝置下端的干燥空氣3d的溫度幾乎等于進入干燥裝置下端的污泥骨料的溫度且其相對濕度幾乎為100%。干燥是有效的，因為其基于隨溫度變化的水的蒸汽分壓力的變化。所述處理過程的溫度保持在上述值，足以進行干燥，由此水從更高蒸汽分壓力狀態(tài)向更低蒸汽分壓力傳遞。干燥的污泥骨料3c在后處理4和分選5之后被傳送到儲存6。通過調(diào)整干燥器的空氣溫度和空氣量，可以調(diào)整離開干燥器的產(chǎn)物顆粒的干燥物質(zhì)含量。離開干燥裝置的干燥空氣3d經(jīng)由合適的熱交換器3e沿著通道3f從所處處理過程輸送出來。由空氣流3d包含的濕氣形成的冷凝水3k回收在熱交換器中。由熱交換器3e回收的能量將進入干燥裝置的干燥空氣3h加熱到比進入干燥裝置的污泥骨料溫度低10-30°C的溫度。干燥空氣3h由室外空氣3g生成，室外空氣3g的溫度在-25°C與+25 °C之間變化。附圖和其相關(guān)描述僅用于說明本發(fā)明。關(guān)于其細節(jié)，方法和實施它的處理裝置能在所附權(quán)利要求的范圍和本發(fā)明的描述中提出的發(fā)明構(gòu)思內(nèi)變化。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然，方法和裝置的技術(shù)布置能取決于其使用目的而變。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解到發(fā)明構(gòu)思可應(yīng)用于很多骨料和材料。本發(fā)明的實施例能根據(jù)使用條件和客戶要求且在根據(jù)生產(chǎn)實施的布置范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種干燥污泥(2b)的方法，其包括預(yù)處理并混合原材料(I )，形成并加熱污泥骨料(2)，干燥所形成的污泥骨料且回收能量(3)，后處理(4)，分選產(chǎn)物顆粒(5)以及中間儲存最終產(chǎn)物(6)，其特征在于 -將所述預(yù)處理的污泥(2b)輸送到處理裝置(2a)，在該處理裝置中所述污泥形成為合適大小的污泥骨料，且 -升高所述處理裝置(2a)的溫度，由此在所述處理裝置中吸收的能量傳遞給形成的污泥骨料，以及-將所述形成的污泥骨料(3b)輸送到干燥器(3a)，在所述干燥器(3a)中，所述污泥骨料遇到干燥空氣流(3h)，所述干燥空氣流的溫度顯著地低于被干燥的所述污泥骨料的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于， -在所述干燥器中由所述污泥骨料包含的熱水由于分蒸汽壓差而傳遞到干燥空氣且所述干燥空氣的濕度和能量含量因此增加，且 -所述干燥利用吸收在所述污泥骨料中的熱能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，通過調(diào)整所述干燥器的空氣溫度和空氣量來調(diào)整離開所述干燥器的產(chǎn)物顆粒的干燥物質(zhì)含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的方法，其特征在于，利用離開所述干燥器的干燥空氣的能量來產(chǎn)生新干燥空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的方法，其特征在于，由燃燒器(2c)來升高所述處理裝置的溫度且煙氣(2d)循環(huán)回到所述處理裝置(2c )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的方法，其特征在于，在將污泥輸送到所述干燥器(3a)之前，通過在所述污泥中添加適量的合適水硬性粘結(jié)劑，諸如飛灰、水泥或石灰來形成合適大小的污泥骨料用于干燥污泥，且所述水硬性膠結(jié)劑與所述污泥包含的水起化學(xué)反應(yīng)，由此所述膠結(jié)劑的量和品質(zhì)能影響所述污泥骨料的大小和其它性質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的方法，其特征在于， -將所形成的污泥骨料(3b)輸送到所述干燥器(3a)，在所述干燥器(3a)中，所述污泥骨料遇到干燥空氣流(3h)，所述干燥空氣流(3h)的溫度比被干燥的所述污泥骨料的溫度低大約10-30°C，被干燥的所述污泥骨料的溫度為大約70-90°C，以及 -所述污泥骨料(3b)中水的蒸汽分壓力充分地，諸如以大約100-600mBar，高于在選定溫度下的干燥處理中所述干燥空氣(3h)的蒸汽壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及干燥污泥(2b)的方法，其包括預(yù)處理并混合原材料(1)，形成并加熱污泥骨料(2)，干燥所形成的污泥骨料且回收能量(3)，后處理(4)，分選產(chǎn)物顆粒(5)且中間儲存最終產(chǎn)物(6)。根據(jù)該方法，將預(yù)處理的污泥(2b)輸送到處理裝置(2a)，其中將污泥形成為合適大小的污泥骨料，且升高該處理裝置(2a)的溫度，由此，在處理裝置中吸收的能量傳遞到形成的污泥骨料且將所形成的污泥骨料(3b)輸送到干燥器(3a)，在干燥器(3a)中，它們遇到干燥空氣流(3h)，干燥空氣流(3h)的溫度顯著低于所干燥的污泥骨料的溫度。
文檔編號C02F11/12GK102639452SQ201080042626
公開日2012年8月15日 申請日期2010年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者E.皮賴南, J.帕爾科 申請人:凱努恩廢物處理公司, 恩維托普公司