專利名稱：一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備的制作方法
一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及的一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備，屬于環(huán)保設(shè)備類。
背景技術(shù)：
隨著城市污水處理設(shè)施建設(shè)逐步提速和污水集中處理率日益提高，污水處理廠的污泥產(chǎn)生量急劇增長。根據(jù)有關(guān)預(yù)測，我國城市污水量在未來二十年還會(huì)有大幅度增長， 2010年污水排放量將達(dá)到440X 108m3/d ；2020年污水排放量達(dá)到536X 108m3/d ；污泥量通常占污水量的0.3% 0.5% (體積)或者約為污水處理量的 2% (質(zhì)量)。而且，若對污水再進(jìn)行深度處理，污泥量還會(huì)增加0. 5 1倍。目前我國污水處理量和處理率不高 (4. 5% )，且城市污水處理廠每年排放污泥大約900萬t，而且還以每年大約10%的速度增長。大量的未經(jīng)處理的污泥任意堆放和排放對環(huán)境造成了新的污染，其處理處置費(fèi)用通常與污水處理費(fèi)用相當(dāng)。因而，如何將產(chǎn)量巨大，成分復(fù)雜的污泥，經(jīng)過科學(xué)處理后，使其無害化、資源化，已成為我國乃至全世界環(huán)境界深為關(guān)注的焦點(diǎn)之一。我國傳統(tǒng)的污泥處理處置基建投資大、負(fù)荷低、安全性要求高，運(yùn)行管理難度大、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)缺乏等問題，所以造成設(shè)備閑置，浪費(fèi)極大。我國存在大量小型污水處理廠，其污泥絕大部分未能得到妥善處置， 污泥處置已經(jīng)成為污水處理廠設(shè)計(jì)、運(yùn)行中必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié)。污泥處理和處置不僅是我國而且是世界面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。我國于上世紀(jì)20 30年代左右出現(xiàn)了沼氣生產(chǎn)裝置，近幾十年來，沼氣發(fā)酵技術(shù)已廣泛用于處理農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及人類生活中的各種有機(jī)廢棄物并制取沼氣，為人類生產(chǎn)和生活提供了豐富的可再生能源。到2005年底，我國已建成各類大中型沼氣工程3764處，總池容172萬m3，年處理1. 2億噸廢棄物，年產(chǎn)沼氣3. 4億m3，利用沼氣發(fā)電4000萬kwh，供氣138萬戶。其中處理農(nóng)業(yè)廢棄物的沼氣工程運(yùn)行數(shù)量為3556處，總池容100萬m3，廢棄物處理量8710噸，年產(chǎn)沼氣2. 3億m3，供氣用戶數(shù)近132萬戶。我國沼氣發(fā)電存在多種品位的余熱，且各回收利用方式和設(shè)備還十分欠缺。發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的余熱利用三種，①發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的余熱一通過廢熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽一加熱消化器；② 發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的余熱一通過換熱器產(chǎn)生熱水一加熱消化器；③發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的余熱一通過廢氣吸收式冷熱水熱水器一用于空調(diào)系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水中余熱利用，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水中余熱一通過換熱器產(chǎn)生熱水以加熱消化器。然而，在眾多的余熱利用設(shè)計(jì)上，熱源的回收主要利用與加熱蒸汽再發(fā)電或加熱水源或氣體供暖，余熱利用效率不高，應(yīng)用領(lǐng)域十分局限，其在低品位熱源的利用上進(jìn)展緩慢。結(jié)合污泥無害化處理的嚴(yán)峻形勢，研制適應(yīng)各種品位的熱轉(zhuǎn)化利用設(shè)備，將垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱高效回收干化污泥，促進(jìn)污泥快速干化處理，余熱回收干化污泥是污泥無害化處理的重要途徑之一
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備，采用真空熱管實(shí)現(xiàn)低品位熱源回收利用，并對污泥實(shí)施二次干化，提高余熱利用效率。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。所述的干化污泥設(shè)備由攪拌干化倉2、輸送干化倉7、電動(dòng)機(jī)1、中空攪拌器4和輸送機(jī)組8組成，輸送干化倉7 封閉連接在攪拌干化倉2的下方，且攪拌干化倉2的出口位于輸送干化倉7內(nèi)部，污泥輸送機(jī)組8設(shè)置在輸送干化倉7內(nèi)部，污泥輸送機(jī)組8由上傳送帶和下傳送帶組成，上傳送帶位于攪拌干化倉2的出口和輸送干化倉7的出口之間，下傳送帶位于攪拌干化倉2的出口下方和輸送干化倉7的出口上方之間，中空攪拌器5由中空軸和中空螺旋槳葉片組成且貫穿設(shè)置在攪拌干化倉2內(nèi)部，中空軸上開設(shè)有螺旋槽，中空的螺旋槳葉片對應(yīng)固定連接在螺旋槽上，中空攪拌器5的一端通過聯(lián)軸器與固定在支架7上的電動(dòng)機(jī)1的軸連接，攪拌干化倉2的內(nèi)壁設(shè)置有與中空的螺旋槳葉片外形相匹配的錠子3，錠子3的外壁上固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管，攪拌干化倉的外壁上固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管，上傳送帶和下傳送帶內(nèi)部均固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管，所述發(fā)電機(jī)組的冷凝盤管的出水口、煙氣出口和廢水出口分別經(jīng)閥門經(jīng)管道連接到中空攪拌器6的進(jìn)口，中空攪拌器6的出口由管道分別連接冷凝水排水閥、煙氣排氣閥和廢水排水閥，攪拌干化倉2的上部設(shè)置有氣體出口和輸送干化倉7的側(cè)壁上設(shè)置有氣體出口，攪拌干化倉2和輸送干化倉7上的氣體出口通過管道連接抽風(fēng)機(jī)9的氣體進(jìn)口，抽風(fēng)機(jī)9的氣體出口通過管道連接冷凝器10，冷凝器10的液體出口連接冷凝水收集容器，冷凝器10的氣體出口連接氣體凈化裝置。所述的發(fā)電機(jī)組為垃圾填埋沼氣發(fā)電機(jī)組。攪拌干化倉2的氣體出口處設(shè)置有傳感器組5，傳感器組5由溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器組成。 由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備根據(jù)需要可分別將垃圾填埋沼氣發(fā)電機(jī)機(jī)組冷凝水、煙氣和廢水等余熱通過中空攪拌器對進(jìn)入該設(shè)備的污泥進(jìn)行加熱干化處理，也可將發(fā)電機(jī)組的冷凝水進(jìn)行循環(huán)利用，降低煙氣和廢水排放溫度；攪拌干化倉外壁和錠子的外壁上設(shè)置真空熱管以及在輸送干化倉中設(shè)置真空熱管，將攪拌干化倉中的低品位熱源再次回收利用并在輸送干化倉中再次干化污泥，實(shí)現(xiàn)了對垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱的二次利用。同時(shí)，采用中空螺旋槳葉片和在攪拌干化倉內(nèi)設(shè)置與固定設(shè)置在中空攪拌軸上的中空螺旋槳葉片外形相配合的錠子，增大了污泥干化蒸發(fā)面積。通過設(shè)置在輸送干化倉內(nèi)部的輸送機(jī)組將攪拌干化倉一次干化后的污泥壓縮成薄層，增加了污泥的在輸送干化倉內(nèi)部的干化蒸發(fā)面積，縮短了污泥整體干化時(shí)間，再通過設(shè)置在上傳送帶和下傳送帶內(nèi)部的真空熱管對攪拌干化倉內(nèi)一次干化后的污泥進(jìn)行再次干化，加速了污泥的干化速度。本發(fā)明的垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理、 余熱利用效率高、污泥干化效果好、連續(xù)作業(yè)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。


附圖是本發(fā)明的垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。所述的干化污泥設(shè)備由攪拌干化倉2、輸送干化倉7、電動(dòng)機(jī)1、中空攪拌器4和輸送機(jī)組8組成，輸送干化倉7 封閉連接在攪拌干化倉2的下方，且攪拌干化倉2的出口位于輸送干化倉7內(nèi)部，污泥輸送機(jī)組8設(shè)置在輸送干化倉7內(nèi)部，污泥輸送機(jī)組8由上傳送帶和下傳送帶組成，上傳送帶位于攪拌干化倉2的出口和輸送干化倉7的出口之間，下傳送帶位于攪拌干化倉2的出口下方和輸送干化倉7的出口上方之間，將干化后的污泥排放出設(shè)備外部。污泥進(jìn)口設(shè)置在攪拌干化倉2的頂部，靠近中空攪拌器5進(jìn)口一端。中空攪拌器5由中空軸和中空螺旋槳葉片組成且貫穿設(shè)置在攪拌干化倉2內(nèi)部， 中空軸上開設(shè)有螺旋槽，中空的螺旋槳葉片對應(yīng)固定連接在螺旋槽上。中空的攪拌器4以及固定設(shè)置在攪拌軸4上的中空的螺旋槳葉片用于增加熱媒介機(jī)組冷凝水、煙氣和廢水的與污泥之間的熱交換面積。中空攪拌器5的一端通過聯(lián)軸器與固定在支架7上的電動(dòng)機(jī)1的軸連接，攪拌干化倉2的內(nèi)壁設(shè)置有與中空的螺旋槳葉片外形相匹配的錠子3，錠子3是壓縮污泥的傳輸空間，降低污泥層的厚度，縮短了余熱干化污泥的導(dǎo)熱距離，進(jìn)而相對增加了干化污泥的加熱面積和蒸發(fā)面積。導(dǎo)熱媒介用于吸收垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱能量，且將此能量傳輸并轉(zhuǎn)化為污泥干化的能量。錠子3的外壁上固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管，攪拌干化倉的外壁上固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管，上傳送帶和下傳送帶內(nèi)部均固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管。真空熱管中充填具有超強(qiáng)熱活性和熱敏感性的多種無機(jī)活性金屬及其化合物組成的導(dǎo)熱媒介。輸送機(jī)組8用于將污泥壓縮成薄層，縮短干化污泥時(shí)的導(dǎo)熱距離，且將干化后的污泥傳輸出至輸送干化倉7出口，真空熱管用于吸收攪拌干化倉2中污泥顆粒和蒸發(fā)水汽、熱氣體的余熱能量，進(jìn)而在輸送干化倉7中再次干化污泥。所述發(fā)電機(jī)組的冷凝盤管的出水口、煙氣出口和廢水出口分別經(jīng)閥門經(jīng)管道連接到中空攪拌器6的進(jìn)口，中空攪拌器6的出口由管道分別連接冷凝水排水閥、煙氣排氣閥和廢水排水閥，當(dāng)采用電機(jī)組的冷凝盤管中的熱水時(shí)，直接打開對應(yīng)設(shè)置在干化污泥設(shè)備上的冷凝水進(jìn)水閥和排水閥，將發(fā)電機(jī)組外部熱源用于污泥干化，并快速降低冷凝水的溫度， 實(shí)現(xiàn)冷凝水循環(huán)應(yīng)用；當(dāng)采用煙氣作為干化污泥的熱源是，則對應(yīng)打開設(shè)置在干化污泥設(shè)備上的煙氣進(jìn)氣閥和排氣閥，將煙氣攜帶的熱源用于干化污泥，降低煙氣溫度和熱量，再將煙氣經(jīng)排氣閥釋放至煙氣凈化裝置；而當(dāng)采用發(fā)電機(jī)組廢水時(shí)，則對應(yīng)打開設(shè)置在干化污泥設(shè)備上的廢水進(jìn)水閥和排水閥，將廢水的余熱利用并降低器排放溫度后排放至指定廢水排放處。所述的發(fā)電機(jī)組可采用垃圾填埋沼氣發(fā)電機(jī)組或熱力發(fā)電機(jī)組。攪拌干化倉2的上部設(shè)置有氣體出口和輸送干化倉7的側(cè)壁上設(shè)置有氣體出口， 攪拌干化倉2和輸送干化倉7上的氣體出口通過管道連接抽風(fēng)機(jī)9的氣體進(jìn)口，抽風(fēng)機(jī)9 用于將攪拌干化倉2和輸送干化倉7中的水汽和氣體及時(shí)抽出。抽風(fēng)機(jī)9的氣體出口通過管道連接冷凝器10，冷凝器10的液體出口連接冷凝水收集容器，冷凝器10的氣體出口連接氣體凈化裝置。冷凝器10用于實(shí)現(xiàn)氣液分離，氣體凈化裝置用于除去氣體中的有毒有害物質(zhì)以及臭氣，冷凝器10分離出來的液體進(jìn)入冷凝水收集容器儲存，可根據(jù)水質(zhì)進(jìn)行適宜的資源應(yīng)用。攪拌干化倉2的氣體出口處設(shè)置有傳感器組5，傳感器組5由溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器組成。傳感器組5用于測量工作時(shí)的攪拌干化倉內(nèi)部的溫度、濕度、壓力和蒸發(fā)水汽的流量。
權(quán)利要求
1.一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述的干化污泥設(shè)備由攪拌干化倉O)、輸送干化倉(7)、電動(dòng)機(jī)(1)、中空攪拌器(4)和輸送機(jī)組 (8)組成，輸送干化倉(7)封閉連接在攪拌干化倉O)的下方，且攪拌干化倉O)的出口位于輸送干化倉(7)內(nèi)部，污泥輸送機(jī)組(8)設(shè)置在輸送干化倉(7)內(nèi)部，污泥輸送機(jī)組(8) 由上傳送帶和下傳送帶組成，上傳送帶位于攪拌干化倉O)的出口和輸送干化倉(7)的出口之間，下傳送帶位于攪拌干化倉( 的出口下方和輸送干化倉(7)的出口上方之間，中空攪拌器(5)由中空軸和中空螺旋槳葉片組成且貫穿設(shè)置在攪拌干化倉O)內(nèi)部，中空軸上開設(shè)有螺旋槽，中空的螺旋槳葉片對應(yīng)固定連接在螺旋槽上，中空攪拌器(5)的一端通過聯(lián)軸器與固定在支架(7)上的電動(dòng)機(jī)(1)的軸連接，攪拌干化倉O)的內(nèi)壁設(shè)置有與中空的螺旋槳葉片外形相匹配的錠子(3)，錠子(3)的外壁上固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管， 攪拌干化倉的外壁上固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管，上傳送帶和下傳送帶內(nèi)部均固定設(shè)置有均勻分布的真空熱管，所述發(fā)電機(jī)組的冷凝盤管的出水口、煙氣出口和廢水出口分別經(jīng)閥門經(jīng)管道連接到中空攪拌器(6)的進(jìn)口，中空攪拌器(6)的出口由管道分別連接冷凝水排水閥、煙氣排氣閥和廢水排水閥，攪拌干化倉O)的上部設(shè)置有氣體出口和輸送干化倉(7)的側(cè)壁上設(shè)置有氣體出口，攪拌干化倉⑵和輸送干化倉(7)上的氣體出口通過管道連接抽風(fēng)機(jī)(9)的氣體進(jìn)口，抽風(fēng)機(jī)(9)的氣體出口通過管道連接冷凝器(10)，冷凝器 (10)的液體出口連接冷凝水收集容器，冷凝器(10)的氣體出口連接氣體凈化裝置。
2.如權(quán)利要求書1所述的一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)組為垃圾填埋沼氣發(fā)電機(jī)組。
3.如權(quán)利要求書1所述的一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備，其特征在于攪拌干化倉( 的氣體出口處設(shè)置有傳感器組(5)，傳感器組( 由溫度傳感器、濕度傳感器、 壓力傳感器和流量傳感器組成。
全文摘要
一種垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱干化污泥設(shè)備，屬于環(huán)保設(shè)備類。該設(shè)備采用垃圾填埋沼氣發(fā)電機(jī)機(jī)組冷凝水、煙氣和廢水等余熱，通過干化污泥設(shè)備的中空攪拌器對進(jìn)入該設(shè)備的污泥進(jìn)行加熱干化處理，也可將發(fā)電機(jī)組的冷凝水進(jìn)行循環(huán)利用，降低煙氣和廢水排放溫度；攪拌干化倉外壁和錠子的外壁上設(shè)置真空熱管以及在輸送干化倉中設(shè)置真空熱管，將攪拌干化倉中的低品位熱源再次回收利用并在輸送干化倉中再次干化污泥，實(shí)現(xiàn)了對垃圾填埋沼氣發(fā)電余熱的二次利用。本發(fā)明的干化污泥設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理、余熱利用效率高、污泥干化效果好、連續(xù)作業(yè)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F11/12GK102351396SQ20111016319
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者李先旺, 李江山, 胡竹云, 薛強(qiáng) 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所