本實(shí)用新型涉及市政和工業(yè)固體廢物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于污泥碳化工藝的設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著城市人口的增加，工業(yè)化、城市污廢水處理廠的增設(shè)，污泥產(chǎn)生量逐漸增加，污泥處理成了環(huán)境的焦點(diǎn)。原有技術(shù)的干燥、填埋、堆肥等工藝只是對(duì)污泥進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，污泥的處理如何實(shí)現(xiàn)“減量化”、“無(wú)害化”、“資源化”現(xiàn)已成為諸多企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)中的焦點(diǎn)。污泥碳化技術(shù)是將污泥進(jìn)行無(wú)氧或微氧的條件下的“干溜”，使生化污泥中的細(xì)胞裂解，將其中的水分釋放出來(lái)，同時(shí)又最大限度地保留了污泥中碳質(zhì)的過(guò)程。污泥碳化的優(yōu)勢(shì)在于，污泥碳化是通過(guò)裂解方式將污泥中的水分脫出，能源消耗少，剩余產(chǎn)物中的碳含量高，發(fā)熱量大，而其它工藝大部分是通過(guò)加熱和蒸發(fā)的方式去除污泥中的水分，因此能耗大。碳化后的污泥體積小，污泥中無(wú)有毒氣體等，不會(huì)造成二次污染。并且，污泥碳化技術(shù)不僅能有效處理污泥，還能將其制成具有高附加值的生物炭。所以污泥碳化是一種既不會(huì)損壞環(huán)境又能資源回用的經(jīng)濟(jì)型處理技術(shù)。

污泥碳化工藝通常在高溫高壓工作條件下進(jìn)行。具體的，污泥在反應(yīng)器中進(jìn)行熱調(diào)理與水熱碳化，并由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)形成泥漿。泥漿需要去后續(xù)的生產(chǎn)單元進(jìn)行泥水分離。在泥漿進(jìn)行泥水分離之前，需要將從反應(yīng)器的物料出口排出的物料進(jìn)行減壓，并將減壓后的物料輸入緩沖儲(chǔ)存容器進(jìn)行貯存。

目前國(guó)內(nèi)常采用減壓閥配合閃蒸罐來(lái)進(jìn)行減壓，即污泥在高溫高壓條件反應(yīng)并液化后，泥漿經(jīng)減壓閥釋放到閃蒸罐中，利用反應(yīng)器與閃蒸罐中的壓力差，將泥漿釋放到閃蒸罐中迅速沸騰汽化并進(jìn)行兩相分離。其中，閃蒸罐的作用是提供泥漿迅速汽化和氣液分離所需的空間?？梢钥闯鲩W蒸會(huì)導(dǎo)致泥漿的溫度降低，從而造成能量的浪費(fèi)。并且，閃蒸罐體積較大，占用較大空間，不利于污泥碳化工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。

本實(shí)用新型的其中一個(gè)目的是：提供一種用于污泥碳化工藝的設(shè)備，解決現(xiàn)有技術(shù)中采用減壓閥配合閃蒸罐來(lái)進(jìn)行減壓時(shí)，導(dǎo)致能量浪費(fèi)且設(shè)備占用空間大的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本實(shí)用新型提供了一種用于污泥碳化工藝的設(shè)備，包括沿著物料流通方向依次連接的反應(yīng)器、減壓裝置和緩沖儲(chǔ)存容器，所述反應(yīng)器和所述減壓裝置之間串聯(lián)有熱回收裝置，用于將物料的溫度降低以使得物料進(jìn)入所述減壓裝置之后不出現(xiàn)閃蒸；所述減壓裝置不設(shè)置閃蒸罐。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，不會(huì)因?yàn)闇p壓閥和閃蒸而發(fā)生能量損失，因而熱回收的效率很高。在物料進(jìn)入減壓裝置之前，先將物料通入熱回收裝置中，對(duì)物料攜帶的能量進(jìn)行回收，從而避免能量的浪費(fèi)。此外，經(jīng)過(guò)熱回收裝置之后，物料的溫度被降低，既不會(huì)對(duì)減壓裝置造成損壞，又使得其進(jìn)入所述減壓裝置之后不出現(xiàn)閃蒸，從而本實(shí)用新型的用于污泥碳化工藝的設(shè)備無(wú)需設(shè)置閃蒸罐，實(shí)現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，并節(jié)省工廠的空間。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備的連接關(guān)系示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置的連接關(guān)系示意圖；

圖3和圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的前熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5和圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的后熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、前熱交換器；2、后熱交換器；3、第一開(kāi)關(guān)閥；4、第二開(kāi)關(guān)閥；5、第三開(kāi)關(guān)閥；6、第四開(kāi)關(guān)閥；7、流量調(diào)節(jié)閥；8、排氣調(diào)節(jié)閥；9、介質(zhì)熱交換器；10、反應(yīng)器；11、導(dǎo)熱油爐；12、泵；13、介質(zhì)流通管道；14、物料輸送管道；15、減壓裝置；16、第一三通閥；17、第二三通閥；18、第一管路；19、第二管路；20、第三管路；21、第四管路；22、緩沖儲(chǔ)存器；23、第五開(kāi)關(guān)閥。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

不失一般性，本實(shí)施例僅以污泥的碳化工藝為例對(duì)本申請(qǐng)的用于污泥碳化工藝的設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，該用于污泥碳化工藝的設(shè)備，除了用于污泥的碳化工藝，同樣可以適用于其它具有物質(zhì)的類似碳化工藝中。并且，將本實(shí)施例的設(shè)備用于污泥的碳化工藝中時(shí)，其中的物料指的就是污泥，并且，從反應(yīng)器出來(lái)后的液態(tài)物料也就是泥漿。

請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，包括沿著物料流通方向依次連接的反應(yīng)器10、減壓裝置15和緩沖儲(chǔ)存容器，所述反應(yīng)器10和所述減壓裝置15之間串聯(lián)有熱回收裝置，用于將物料的溫度降低以使得物料進(jìn)入所述減壓裝置15之后不出現(xiàn)閃蒸；所述減壓裝置15不設(shè)置閃蒸罐。

本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，不會(huì)因?yàn)闇p壓閥和閃蒸而發(fā)生能量損失，因而熱回收的效率很高。其中，在物料進(jìn)入減壓裝置15之前，先將物料通入熱回收裝置中，對(duì)物料攜帶的能量進(jìn)行回收，從而避免能量的浪費(fèi)?；厥盏哪芰康挠猛静幌?，既可以用于對(duì)進(jìn)入反應(yīng)器10之前的污泥進(jìn)行預(yù)熱，也可以用于給工廠的附屬設(shè)施冬季供暖等。此外，經(jīng)過(guò)熱回收裝置之后，物料也即泥漿的溫度被降低，既不會(huì)對(duì)減壓裝置15造成損壞，又使得其進(jìn)入所述減壓裝置15之后不出現(xiàn)閃蒸，例如，將物料溫度降至60～70℃后再進(jìn)入減壓裝置15。從而本實(shí)用新型的用于污泥碳化工藝的設(shè)備無(wú)需設(shè)置閃蒸罐，實(shí)現(xiàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，并節(jié)省工廠的空間。

請(qǐng)進(jìn)一步參見(jiàn)圖1，反應(yīng)器10的物料入口連接有前熱交換器1，反應(yīng)器10的物料出口連接有后熱交換器2。其中，設(shè)置前熱交換器1的目的是給物料(也即污泥)預(yù)熱，設(shè)置后熱交換器2的主要目的是接收物料(也即泥漿)并回收熱能。其中，后熱交換器2還可以將熱量傳遞給前熱交換器1供污泥預(yù)加熱，具體在后文將做詳細(xì)描述。

為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化本實(shí)施例中用于污泥碳化工藝的設(shè)備的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選熱回收裝置采用上述后熱交換器2，從而無(wú)需額外設(shè)置裝置用于熱回收。該種情況下，經(jīng)過(guò)后熱交換器2之后，物料的溫度必須降低至后續(xù)減壓裝置15可以接受的水平，以保證進(jìn)入減壓裝置15的物料不出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象。當(dāng)然，不排除在設(shè)置有后熱交換器2的基礎(chǔ)上，額外設(shè)置熱回收裝置的情況。

減壓裝置15優(yōu)選但是不必須采用變頻卸壓泵。通過(guò)對(duì)變頻卸壓泵的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)不同壓力的物料輸出，從而在減壓的同時(shí)進(jìn)行壓力控制。并且，只需要借助變頻卸壓泵的出口壓力，就可以將降溫降壓后的物料也即物料輸送至廠區(qū)任意位置的緩沖儲(chǔ)存容器，無(wú)需再借助其它的泵送設(shè)備。此外，由于只有經(jīng)過(guò)充分熱調(diào)理和水熱碳化后的物料才能通過(guò)減壓裝置15送至后續(xù)處理單元，而本實(shí)施例中通過(guò)控制變頻卸壓泵的轉(zhuǎn)速，可以控制整個(gè)裝置的單位處理產(chǎn)量，進(jìn)而控制整個(gè)設(shè)備的產(chǎn)量與質(zhì)量之間的平衡。

本實(shí)施例中，優(yōu)選卸壓泵為逆向設(shè)計(jì)的多級(jí)螺桿泵，該多級(jí)螺桿泵與傳統(tǒng)加壓泵的流向設(shè)計(jì)相反。具體的，傳統(tǒng)的加壓螺桿泵，物料入口設(shè)置在泵殼體的頂端，而物料出口設(shè)置在泵殼體的側(cè)面；而本實(shí)施例的多級(jí)螺桿泵，其采用逆向設(shè)計(jì)，包括泵殼體，物料入口為高壓力端，且該物料入口設(shè)置在所述泵殼體的側(cè)面，物料出口為低壓力端，且該物料出口設(shè)置在所述泵殼體的頂端，并且該種多級(jí)螺桿泵的旋轉(zhuǎn)方向與普通的加壓螺桿泵相反。此外，該種多級(jí)螺桿泵，其可以通過(guò)配置變頻控制器和制動(dòng)電阻進(jìn)行變頻控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)泵出口壓力和流量的調(diào)節(jié)。

圖1中，后熱交換器2的物料出口和所述緩沖存儲(chǔ)容器之間并聯(lián)有擇一導(dǎo)通的第一管路18和第二管路19，所述第一管路18和第二管路19上均連接有一個(gè)所述減壓裝置15。此處設(shè)置并聯(lián)的兩個(gè)減壓裝置15，從而一臺(tái)正常使用一臺(tái)備用，以防止突發(fā)情況的出現(xiàn)。當(dāng)然，也可以只設(shè)置一個(gè)減壓裝置15。

進(jìn)一步的，圖1中在反應(yīng)器10和熱回收裝置之間設(shè)置有第五開(kāi)關(guān)閥23(后文會(huì)提到第一開(kāi)關(guān)閥、第二開(kāi)關(guān)閥、第三開(kāi)關(guān)閥和第四開(kāi)關(guān)閥的應(yīng)用)，且所述第五開(kāi)關(guān)閥23在所述設(shè)備工作時(shí)導(dǎo)通，在所述設(shè)備待機(jī)時(shí)斷開(kāi)。所述第一管路18和第二管路19物料的公共出口端通過(guò)第三管路20接入所述熱回收裝置的物料入口，使得所述熱回收裝置和減壓裝置15之間形成物料的第一循環(huán)回路；且所述公共出口端通過(guò)第四管路21接入所述緩沖存儲(chǔ)容器；所述第三管路20和所述第四管路21擇一導(dǎo)通。

本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)第一管路18和第二管路19的擇一導(dǎo)通，在第一管路18和第二管路19的公共入口端連接有第一三通閥16，其中，第一三通閥16具體采用的是二位三通閥的形式。同理，為了實(shí)現(xiàn)第三管路20和第四管路21的擇一導(dǎo)通，設(shè)置一個(gè)第二三通閥17，并使得第一管路18和第二管路19的公共出口端連接第二三通閥17的入口，所述第三管路20連接所述第二三通閥17的第一出口，所述第四管路21連接所述第二三通閥17的第二出口。當(dāng)然，此處為了實(shí)現(xiàn)管路的擇一導(dǎo)通，除了采用三通閥之外，還可以采用電控閥、氣動(dòng)閥等，或者還手動(dòng)控制。同樣，第五開(kāi)關(guān)閥23優(yōu)選但是不必須為氣動(dòng)閥門。

當(dāng)本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，第五開(kāi)關(guān)閥23開(kāi)啟，第三管路20斷開(kāi)且第四管路21導(dǎo)通，減壓裝置15減壓后，泥漿僅留有工作余壓并被輸送至緩沖儲(chǔ)存器22。當(dāng)用于污泥碳化工藝的處于待機(jī)模式下時(shí)，為防止泥漿沉降，第五開(kāi)關(guān)閥23斷開(kāi)，第四管路21斷開(kāi)且第三管路20導(dǎo)通，該種情況下減壓裝置15加壓后泥漿被重新輸入到熱回收裝置中，從而在第一循環(huán)回路之間形成自循環(huán)。

本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，根據(jù)工藝生產(chǎn)及檢修的需要，可以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行模式和待機(jī)模式間的自由切換，保證泥漿不在設(shè)備中發(fā)生沉降。

并且，通過(guò)實(shí)踐證明，本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，減壓裝置15與后熱交換器2聯(lián)合使用，對(duì)比傳統(tǒng)使用減壓閥和閃蒸罐的情況，其能量損失可減少50％以上。

在此基礎(chǔ)上，請(qǐng)參見(jiàn)圖2，所述前熱交換器1的數(shù)量為多個(gè)且串聯(lián)形成前熱交換器組，和/或，所述后熱交換器2的數(shù)量為多個(gè)且串聯(lián)形成后熱交換器組。

本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，在多個(gè)前熱交換器之間或者多個(gè)后熱交換器之間形成多級(jí)熱交換，從而可以對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)熱交換，使得物料的熱交換更充分、更均勻，并且可以提高換熱效率以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

其中，前熱交換器組中的多級(jí)前熱交換器，其作用在于給進(jìn)入反應(yīng)器10的物料也即污泥進(jìn)行預(yù)熱，從而使得進(jìn)入到反應(yīng)器10中的污泥達(dá)到設(shè)定溫度，此處的設(shè)定溫度一般但是不局限為50℃～80℃。后熱交換器組中的多級(jí)后熱交換器，作用在于對(duì)從反應(yīng)器10輸出的物料也即泥漿進(jìn)行降溫，從而使得從后熱交換器組輸出后的泥漿可以輸入到后續(xù)減壓裝置中。顯然多級(jí)串聯(lián)的熱交換器(本實(shí)施例中，只要沒(méi)有限定的情況下，熱交換器均指的是前熱交換器和后熱交換器)，其能夠更加有效的實(shí)現(xiàn)以上目的。

由于現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器適用于污泥和泥漿的換熱時(shí)，其容易出現(xiàn)物料粘滯的現(xiàn)象。并且，存在流動(dòng)性差、換熱效率低、換熱周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。因此本實(shí)施例提出一種新的前熱交換器1和后熱交換器2，下面分別描述前熱交換器1和后熱交換器2。

本實(shí)施例的前熱交換器1，請(qǐng)參見(jiàn)圖3和圖4，包括介質(zhì)流通管道13以及設(shè)置在所述介質(zhì)流通管道13中的物料輸送管道14。其中，熱交換介質(zhì)通過(guò)N1口通入到所述介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14之間的空間，之后從N2口流出；物料通過(guò)N3口通入到物料輸送管道14內(nèi)，從而使得熱交換介質(zhì)和物料之間充分接觸，之后從N4口排出。

優(yōu)選介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14均為直線管道，從而減少管道內(nèi)壁對(duì)物料和熱交換介質(zhì)的阻力。并且，優(yōu)選但是不必須，介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14，其橫截面均呈圓形，材質(zhì)均采用316L不銹鋼材質(zhì)。

從圖4中可知，和前熱交換器1的級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)，此處一根所述介質(zhì)流通管道13中設(shè)置的物料輸送管道14的數(shù)量為三根。由于介質(zhì)流通管道13中物料輸送管道14的數(shù)量越多，則物料輸送能力越弱，但是物料與熱交換介質(zhì)之間的熱接觸面積越大。本實(shí)施例針對(duì)污泥的特點(diǎn)，選擇在介質(zhì)流通管道13中設(shè)置三根物料輸送管道14，以在換熱效率和換熱效果之間尋求一個(gè)合理的平衡。當(dāng)然，物料輸送管道14的數(shù)量不受附圖4的限制。

上述前熱交換器1水平布置，也即介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14的軸線均位于水平面上，從而極大的降低了物料輸送的阻力。并且，從圖2中可知，多級(jí)前熱交換器均位于同一水平面上，該種分布節(jié)省空間，且可進(jìn)一步方便物料的泵送。

本實(shí)施例的后熱交換器2，請(qǐng)參見(jiàn)圖5和圖6，也包括介質(zhì)流通管道13以及設(shè)置在所述外管道中的物料輸送管道14。

和上述前熱交換器1不同之處在于，本實(shí)施例的后熱交換器2，其介質(zhì)流通管道13中設(shè)置有七根物料輸送管道14。并且，后熱交換器2豎直放置，從而對(duì)于單個(gè)后熱交換器2而言，泥漿從后熱交換器2頂端輸入，并且從后熱交換器2底端輸出；而熱交換介質(zhì)從后熱交換器2的底端輸入，從后熱交換器2的頂端輸出，以保證泥漿和熱交換介質(zhì)之間換熱充分。

圖2中給出了前熱交換器組包括三級(jí)前熱交換器且后熱交換器組包括六級(jí)后熱交換器的情形。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2不構(gòu)成對(duì)本實(shí)施例的限制，除了前熱交換器組和后熱交換器組均只包括一級(jí)熱交換器的情形以外，其它任意級(jí)數(shù)的前熱交換器組和后熱交換器組均包括在本實(shí)施例的涵蓋范圍中。

綜合預(yù)熱效果和預(yù)熱效率等多個(gè)因素，本實(shí)施例優(yōu)選前熱交換器組包括三臺(tái)前熱交換器1，且沿著物料流通方向依次為一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器。

其中，“物料流通方向”指的是附圖2中從左至右的方向，從而使得物料最終通入到反應(yīng)器10中。由于一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器對(duì)污泥進(jìn)行分級(jí)預(yù)熱，從而一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器中的污泥溫度逐漸升高，最終從三級(jí)前熱交換器中輸出的污泥達(dá)到設(shè)定溫度。

請(qǐng)進(jìn)一步參見(jiàn)圖2，在三級(jí)前熱交換器一側(cè)設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流入的第一入口，在所述一級(jí)前熱交換器一側(cè)設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流出的第一出口。從而熱交換介質(zhì)從第一入口進(jìn)入之后，依次經(jīng)過(guò)三級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和一級(jí)前熱交換器，最后從一級(jí)前熱交換器一側(cè)的第一出口流回后熱交換器組。該種情況下，熱交換介質(zhì)進(jìn)入三級(jí)前熱交換器時(shí)溫度最高，經(jīng)過(guò)二級(jí)前熱交換器和一級(jí)前熱交換器后溫度逐漸降低，從而滿足各個(gè)前熱交換器1對(duì)污泥預(yù)熱的要求。

由上可知，前熱交換器組中，污泥是從左至右流通，而熱交換介質(zhì)是從右至左流通，也即物料流通方向和熱交換介質(zhì)流通方向相反，使得物料和熱交換介質(zhì)換熱充分。

假設(shè)輸入前熱交換器組的物料，其初始溫度為10℃～30℃，最終離開(kāi)前熱交換器組的物料溫度需要達(dá)到50℃～80℃，那么前熱交換器1的數(shù)量為三個(gè)時(shí)，每個(gè)前熱交換器1只需要對(duì)物料升溫15℃左右。

本實(shí)施例的后熱交換器組，其各個(gè)后熱交換器組分別包括六臺(tái)串聯(lián)的后熱換交換器2，沿著物料流通方向依次為一級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器和六級(jí)后熱交換器。

同理，此處“物料流通方向”指的是附圖2中從左至右的方向，從而使得從反應(yīng)器10輸出的物料進(jìn)入到后熱交換器組中，并通過(guò)后熱交換器組輸入到減壓裝置中。由于一級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器和六級(jí)后熱交換器對(duì)污泥進(jìn)行分級(jí)降溫，從而一級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器和六級(jí)后熱交換器中的泥漿溫度逐漸降低，最終從六級(jí)后熱交換器中輸出的泥漿達(dá)到設(shè)定溫度。

請(qǐng)進(jìn)一步參見(jiàn)圖2，在所述六級(jí)后熱交換器一側(cè)設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流入的第二入口，所述一級(jí)后熱交換器一側(cè)設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流出的第二出口。從而熱交換介質(zhì)從第二入口進(jìn)入之后，依次經(jīng)過(guò)六級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器和一級(jí)后熱交換器，最后從一級(jí)后熱交換器一側(cè)的第二出口流回前熱交換器組。該種情況下，熱交換介質(zhì)進(jìn)入六級(jí)后熱交換器時(shí)溫度最高，經(jīng)過(guò)后續(xù)后熱交換器2后溫度逐漸降低，從而滿足各個(gè)后熱交換器2中對(duì)泥漿降溫的要求。

需要說(shuō)明的是，第二入口除了設(shè)置在六級(jí)后熱交換器一側(cè)，還可以設(shè)置在六級(jí)后熱交換器和五級(jí)后熱交換器之間，并且熱交換介質(zhì)通過(guò)該第二入口進(jìn)入五級(jí)后熱交換器，之后依次進(jìn)入四級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器和一級(jí)后熱交換器。該種情況下，前五級(jí)后熱交換器可以和前熱交換器組之間連接形成閉合回路，而六級(jí)后熱交換器中可以采用和閉合回路中不同的熱交換介質(zhì)。優(yōu)選六級(jí)后熱交換器中采用水作為熱交換介質(zhì)，從而使得六級(jí)后熱交換器中降溫徹底，從六級(jí)后熱交換器輸出的物料滿足設(shè)定要求。

同理，后熱交換器組中，物料從左側(cè)的后熱交換器2流向右側(cè)的后熱交換器2，熱交換介質(zhì)從右側(cè)的后熱交換器2流向左側(cè)的后熱交換器2，也即對(duì)于整個(gè)后熱交換器組而言，物料流通方向和熱交換介質(zhì)流通方向相反，使得物料和熱交換介質(zhì)換熱充分。

其中，根據(jù)從反應(yīng)器10的物料出口處物料溫度和六級(jí)后熱交換器的物料出口處的物料溫度之間的差值，選擇設(shè)置六級(jí)后熱交換器。應(yīng)當(dāng)理解的是，后熱交換器2不局限為六級(jí)。

出于環(huán)保節(jié)能目的，所述第一入口通過(guò)第五管路連接所述第二出口，所述第一出口連接所述第二入口，使得所述前熱交換器組和所述后熱交換器組之間形成熱交換介質(zhì)的第二循環(huán)回路。從而，熱交換介質(zhì)在前熱交換器組中對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱后，得到溫度降低的熱交換介質(zhì)，之后將該溫度降低的熱交換介質(zhì)通入到后熱交換器組中對(duì)泥漿進(jìn)行降溫。與此同時(shí)，后熱交換器組中的熱交換介質(zhì)回收泥漿的熱能，得到溫度升高的熱交換介質(zhì)。之后再將該溫度升高后的熱交換介質(zhì)被通入到前熱交換器組對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱，如此循環(huán)往復(fù)。

其中，之所以限定第一入口和第二出口之間通過(guò)第五管路連接，而對(duì)第一出口和第二入口之間的連接方式不做限定，主要因?yàn)楹罄m(xù)需要對(duì)第五管路進(jìn)一步描述。

并且，后熱交換器組回收的熱能除了對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱，還可以用于給工廠的附屬設(shè)施冬季供暖，以充分利用剩余熱能，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。

為了應(yīng)對(duì)后熱交換器組中回收的熱量不足以使前熱交換器組中的污泥預(yù)熱至設(shè)定溫度的情況，在二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器之間，靠近所述二級(jí)前熱交換器設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流通的第三入口，靠近所述三級(jí)前熱交換器設(shè)置有第三出口。當(dāng)然，第三入口可以直接設(shè)置在二級(jí)前熱交換器本體上，第三出口也可以直接設(shè)置在三級(jí)熱交換器本體上。

所述第三入口通過(guò)第六管路連接所述第二出口，使得所述一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和所述后熱交換器組之間形成熱交換介質(zhì)的第三循環(huán)回路，且所述第五管路和所述第六管路擇一導(dǎo)通；所述第三出口通過(guò)第七管路連接所述第一入口，使得所述三級(jí)前熱交換器自身形成熱交換介質(zhì)的第四循環(huán)回路。

當(dāng)后熱交換器組中回收的熱量足以對(duì)前熱交換器組中的污泥充分預(yù)熱時(shí)，第五管路導(dǎo)通且第六管路斷開(kāi)，從后熱交換器組流出的熱交換介質(zhì)會(huì)進(jìn)入三級(jí)前熱交換器，此時(shí)熱交換介質(zhì)在整個(gè)前熱交換器組和后熱交換器組連接形成的第二循環(huán)回路中循環(huán)。

當(dāng)后熱交換器組中回收的熱量不足以對(duì)前熱交換器組中的污泥充分預(yù)熱時(shí)，此時(shí)第六管路導(dǎo)通第五管路斷開(kāi)，從后熱交換器組流出的熱交換介質(zhì)直接進(jìn)入二級(jí)前熱交換器，然后流入一級(jí)前熱交換器。而對(duì)于溫度要求較高的三級(jí)前熱交換器，其通過(guò)第四循環(huán)回路進(jìn)行加熱。

由此可知，所述第六管路導(dǎo)通時(shí)，所述第四循環(huán)回路接通；所述第五管路導(dǎo)通時(shí)，所述第四循環(huán)回路斷開(kāi)。

請(qǐng)參見(jiàn)圖2，可以在第五管路上設(shè)置第三開(kāi)關(guān)閥5(后續(xù)有對(duì)第一開(kāi)關(guān)閥3和第二開(kāi)關(guān)閥4的描述)，從而通過(guò)第三開(kāi)關(guān)閥5的通斷控制第五管路的通斷。并且，第六管路的通斷也可以通過(guò)閥實(shí)現(xiàn)(附圖2中沒(méi)有畫(huà)出設(shè)置在第六管路上的閥)。當(dāng)?shù)诹苈穼?dǎo)通時(shí)，為了防止第四循環(huán)回路中的熱交換介質(zhì)流入到二級(jí)前熱交換器中，在第三入口和第三出口之間設(shè)置有第四開(kāi)關(guān)閥6，從而當(dāng)?shù)谖骞苈窋嚅_(kāi)第六管路導(dǎo)通時(shí)，控制第四開(kāi)關(guān)閥6斷開(kāi)；當(dāng)?shù)谖骞苈穼?dǎo)通第六管路斷開(kāi)時(shí)，控制第四開(kāi)關(guān)閥6導(dǎo)通。

為了使得第四循環(huán)回路具有加熱效果，可以將第七管路接入到介質(zhì)熱交換器9中，且所述介質(zhì)熱交換器9通過(guò)接入高溫?fù)Q熱管道給所述第七管路中的熱交換介質(zhì)升溫。該介質(zhì)熱交換器9不同于上述前熱交換器1和后熱交換器2，其作用就在于給第七管路中的熱交換介質(zhì)加熱升溫。

從圖2中可知，為了給反應(yīng)器10中的物料進(jìn)行加熱，在反應(yīng)器10的加熱介質(zhì)入口和加熱介質(zhì)出口之間設(shè)置有熱源裝置。具體地，所述加熱介質(zhì)入口連接熱源裝置的出口，所述加熱介質(zhì)出口通過(guò)第八管路連接所述熱源裝置的回流口，并在所述反應(yīng)器10和所述熱源裝置之間形成循環(huán)加熱回路。

本實(shí)施例中，優(yōu)選高溫?fù)Q熱管道和第八管路并聯(lián)，從而高溫?fù)Q熱管道采用給反應(yīng)器10加熱的熱源裝置作為熱源，無(wú)需額外設(shè)置熱源，以減小整個(gè)用于污泥碳化工藝的設(shè)備的占地空間。

本實(shí)施例中，優(yōu)選熱源裝置為導(dǎo)熱油爐11，從而從導(dǎo)熱油爐11進(jìn)入到反應(yīng)器10中的加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。并且，優(yōu)選但是不必須前熱交換器組和后熱交換器組中的介質(zhì)也是導(dǎo)熱油。此時(shí)，第七管路和高溫?fù)Q熱管道接入的所述介質(zhì)熱交換器9中進(jìn)行導(dǎo)熱油和導(dǎo)熱油之間的熱交換。

為了對(duì)所述第八管路和所述高溫?fù)Q熱管道中的導(dǎo)熱油流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以在高溫?fù)Q熱管道和所述第八管路上分別設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥7。優(yōu)選高溫?fù)Q熱管道和第八管路上的流量調(diào)節(jié)閥7相關(guān)，從而當(dāng)高溫?fù)Q熱管道上流量調(diào)節(jié)閥7開(kāi)度減小時(shí)，第八管路上的流量調(diào)節(jié)閥7開(kāi)度增大；反之，當(dāng)高溫?fù)Q熱管道上流量調(diào)節(jié)閥7開(kāi)度增大時(shí)，第八管路上的流量調(diào)節(jié)閥7開(kāi)度減小。

此外，從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)后熱交換器2均對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)排氣調(diào)節(jié)閥8，該排氣調(diào)節(jié)閥8可以用于排出熱交換介質(zhì)中的氣體。并且，在熱交換介質(zhì)的回路上設(shè)置有泵12，用于泵送熱交換介質(zhì)。

值得強(qiáng)調(diào)的是，在多個(gè)串聯(lián)的熱交換器形成一個(gè)熱交換器組的基礎(chǔ)上，還可以設(shè)置多個(gè)熱交換器組，且多個(gè)熱交換器組之間并聯(lián)。例如圖2中，并聯(lián)的前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均為兩個(gè)，從而兩個(gè)熱交換器組可以交替工作。當(dāng)然，附圖2不構(gòu)成對(duì)本實(shí)施例的限制，本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，其前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均可以為其它任意數(shù)。

具體的，當(dāng)其中一個(gè)熱交換器組對(duì)其中的物料進(jìn)行充分熱交換時(shí)，其它熱交換器組可以將經(jīng)過(guò)充分熱交換的物料輸送至污泥水熱碳化系統(tǒng)的后續(xù)裝置中，使得物料可以平穩(wěn)緩慢的經(jīng)過(guò)各組熱交換器組，以保證物料和熱交換器組中的熱交換介質(zhì)進(jìn)行充分熱交換。此外，由于多個(gè)熱交換器組之間交替工作，從而可以保證熱交換裝置工作連續(xù)進(jìn)行，以提高用于污泥碳化工藝的設(shè)備的換熱效率。

并且，當(dāng)本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備工作連續(xù)進(jìn)行時(shí)，其還可以提高預(yù)熱回收率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果。

其中，當(dāng)前熱交換器組的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，可以對(duì)進(jìn)入反應(yīng)器10的污泥進(jìn)行充分預(yù)熱，并保證用于污泥碳化工藝的設(shè)備的換熱效率。當(dāng)后熱交換器組的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，可以對(duì)從反應(yīng)器10輸出的泥漿進(jìn)行充分降溫，并保證用于污泥碳化工藝的設(shè)備的換熱效率。

而本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的設(shè)備，既包括前熱交換器組或后熱交換器組的數(shù)量為多個(gè)的情況，還包括前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均為多個(gè)的情況。優(yōu)選前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均為多個(gè)，從而兼具上述提到的有益效果。

本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)前熱交換器組之間的交替工作，優(yōu)選但是不必須兩個(gè)所述前熱交換器組的物料入口分別連接一個(gè)第一開(kāi)關(guān)閥3。并且，可以采用控制器控制上述第一開(kāi)關(guān)閥3的通斷。從而，當(dāng)前熱交換器組連接的第一開(kāi)關(guān)閥3導(dǎo)通時(shí)，污泥可以在該前熱交換器組中流通，并輸送至后續(xù)反應(yīng)器10中；當(dāng)前熱交換器組連接的第一開(kāi)關(guān)閥3斷開(kāi)時(shí)，污泥停留在該前熱交換器組中進(jìn)行加熱，直至其預(yù)熱完成。

當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)前熱交換器組之間的交替工作，除了通過(guò)第一開(kāi)關(guān)閥3控制物料的流通之外，還需要設(shè)置第二開(kāi)關(guān)閥4控制熱交換介質(zhì)的流通。

從圖2中可知，本實(shí)施例中，在兩個(gè)前熱交換器組的第一出口位置分別連接有一個(gè)第二開(kāi)關(guān)閥4，從而前熱交換器組對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)閥4導(dǎo)通時(shí)，熱交換介質(zhì)可以在該前熱交換器組流通。

對(duì)于某一個(gè)前熱交換器組而言，如果第一開(kāi)關(guān)閥3斷開(kāi)，此時(shí)導(dǎo)通該前熱交換器組對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)閥4，從而使得流通的熱交換介質(zhì)對(duì)該前熱交換器組中的污泥進(jìn)行充分預(yù)熱。反之，如果某個(gè)前熱交換器組的第一開(kāi)關(guān)閥3導(dǎo)通，說(shuō)明位于前熱交換器組中的污泥預(yù)熱充分，此時(shí)可以斷開(kāi)該前熱交換器組對(duì)應(yīng)的第二開(kāi)關(guān)閥4。

同理，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)后熱交換器組之間的交替工作，同樣可以通過(guò)設(shè)置第一開(kāi)關(guān)閥3控制物料流通，并且通過(guò)設(shè)置第二開(kāi)關(guān)閥4控制熱交換介質(zhì)的流通。其中，后熱交換器組的第一開(kāi)關(guān)閥3和第二開(kāi)關(guān)閥4之間的通斷同樣存在一定聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)后熱交換器組的工作交替。

從圖2中可知，后熱交換器組的第二開(kāi)關(guān)閥4設(shè)置在熱交換介質(zhì)的第二入口處，當(dāng)然也可以將第二開(kāi)關(guān)閥4設(shè)置在熱交換介質(zhì)的第二出口處或者是其它位置，只要可以控制后熱交換器組中的熱交換介質(zhì)的流通即可。同理，后熱交換器組的第一開(kāi)關(guān)閥3，以及前熱交換器組的第一開(kāi)關(guān)閥3和第二開(kāi)關(guān)閥4的設(shè)置位置均不受附圖的限制，只要可以實(shí)現(xiàn)物料或者熱交換介質(zhì)的控制即可。

并且需要說(shuō)明的是，當(dāng)熱交換器組的數(shù)量為兩個(gè)以外的其它數(shù)量時(shí)，也可以通過(guò)第一開(kāi)關(guān)閥3和第二開(kāi)關(guān)閥4實(shí)現(xiàn)交替工作，其原理和熱交換器組數(shù)量為兩個(gè)時(shí)候的原理相同，此處不再贅述。

其中，優(yōu)選每隔5～8分鐘切換熱交換器組對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)閥3和第二開(kāi)關(guān)閥4的通斷，從而多個(gè)控制熱交換器組之間的交替。并且，對(duì)應(yīng)每個(gè)熱交換器可以分別設(shè)置一個(gè)監(jiān)控儀表，用于監(jiān)控各個(gè)熱交換器的工作狀態(tài)，并基于監(jiān)控結(jié)果控制該用于污泥碳化工藝的設(shè)備。

附圖2中，為了區(qū)分熱交換介質(zhì)、加熱介質(zhì)和物料的輸送管路，熱交換介質(zhì)的第二循環(huán)回路、第三循環(huán)回路和第四循環(huán)回路用虛線表示，循環(huán)加熱回路用點(diǎn)畫(huà)線表示，物料的輸送管路用實(shí)現(xiàn)表示。

上述提到的閥的類型不受限制，其可以是任意現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)的閥。

以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。