專利名稱：污泥造粒與干化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于污泥處理裝置，特別是一種污泥造粒與干化裝置。
背景技術：
污泥是一種常見的有害固體廢棄物，經過高溫焚燒處理后，可徹底殺滅細菌和病 毒，消除惡臭類、二噁英類、多環(huán)芳烴類(如苯并芘)等有害物質，同時高溫燒結可大幅降低 重金屬在水中的可溶出量，使重金屬組分充分固化，所以高溫焚燒是一種將污泥徹底無害 化的有效手段。要保證污泥焚燒達到徹底無害化，需滿足兩個條件(1)爐膛出口煙溫大于 1200°C;(2)固相爐內停留時間在千秒以上?，F(xiàn)有的各種焚燒技術中，火床燃燒方式，特別是 鏈條爐排，在所有的燃燒設備中具有最小的飛灰份額和很長的灰渣停留時間，經過改進后 最適合作為污泥的焚燒設備。但對于高水分含量的濕污泥，焚燒時水分蒸發(fā)大量吸熱，理論 燃燒溫度極低，無法達到上述無害化處理要求，因此通常需要使用高熱值輔助燃料(如柴 油)，才能獲取穩(wěn)定的爐膛高溫，以致焚燒處理費用昂貴，即使在有公共財政補貼的條件下， 其運營經濟性也非常差。如果減少高熱值輔助燃料的消耗，會使得爐膛溫度降低，達不到真 正的污泥無害化處理。因此，未經干化處理的污泥，無其他特殊技術措施時，直接焚燒或在 燃煤鍋爐的爐膛內摻燒達不到徹底無害化的穩(wěn)定溫度條件。只有經過預先干化的污泥，才 可能在成本較低的條件下通過焚燒處理真正實現(xiàn)無害化。此外對于火床燃燒方式，干化后進入爐膛的污泥顆粒必須具有一定的大小和均勻 度，如果其中小于3mm的粉粒太多，會導致燃燒過程中飛灰增加，而飛灰在爐膛中停留時間 極短，達不到徹底無害化的要求，如果污泥顆粒過大，如超過30mm，會導致燃燒不完全，也達 不到徹底無害化的要求，因此在焚燒之前需進行適當的造粒，為焚燒提供良好條件。對于常見的污泥，其初始含水率一般在80%左右，要達到前述污泥焚燒要求的干 化污泥含水率要控制在10% -15% (上限不宜超過20% )，在造粒與干化過程存在幾個問 題(1)污泥本身具有黏結性且導熱系數低，在污泥顆粒干化過程中，由于顆粒內部缺乏高 效的傳熱傳質通道，內部水分很難遷移到表面并蒸發(fā)，導致干燥效率低、干燥時間長；(2) 初始濕污泥含水率太高，造粒時顆粒形狀難以固定，而當污泥干化至目標含水率時，其黏結 性大幅度下降又導致造粒強度不夠，顆粒容易破碎，導致小尺寸粉粒增多，嚴重影響造粒質 量；(3)現(xiàn)有的單一干化設備難以高效經濟地將濕污泥一步干燥到位。因此高質量、高效的 污泥造粒與干化裝置必須考慮強化干燥和增強造粒強度的問題。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種造粒強度高、干燥效果好的污泥造粒與干化裝置。實現(xiàn)本實用新型目的的技術解決方案為本實用新型污泥造粒與干化裝置，包括 污泥倉、添加劑倉、螺桿泵、添加劑提升機、空心槳葉干燥機、壓球機、帶式干燥機、煤斗、返料提升機和尾氣處理裝置，污泥倉通過管道與螺桿泵入口連接，螺桿泵出口通過管道與空 心槳葉干燥機污泥入口連接，添加劑倉入口與添加劑提升機連接，添加劑提升機出口通過 管道與空心槳葉干燥機添加劑入口連接，空心槳葉干燥機污泥出口通過管道與壓球機污泥 入口連接，壓球機污泥出口通過管道與帶式干燥機污泥入口連接，帶式干燥機污泥出口通 過管道與煤斗連接，帶式干燥機返料出口通過管道與返料提升機入口連接，返料提升機出 口通過管道與空心槳葉干燥機返料入口連接，空心槳葉干燥機尾氣排出口、壓球機尾氣排 出口和帶式干燥機尾氣排出口通過管道匯集到一起并與尾氣處理裝置連接。本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點本實用新型污泥造粒與干化裝置，將污 泥干化分成調制預干化、造粒和深度干化三個階段，造粒過程設在調制預干化和深度干化 之間；分別采用螺桿泵和添加劑提升機把污泥和添加劑送入空心槳葉干燥機，污泥和添加 劑在空心槳葉干燥機中進行混捏(即調制)并被加熱，污泥中的部分水分蒸發(fā)，將污泥干燥 到含水率在65% -50%之間，預干化段污泥含水率高，是空心槳葉干燥機的優(yōu)勢工作區(qū)間， 同時該干燥機還起到將物料和添加劑充分混捏(即調制)的作用，預干化后的調制污泥在 重力作用下落入工作面加熱型壓球機壓制成直徑30mm-40mm的顆粒，壓制成球后的污泥顆 粒在重力作用下落入帶式干燥機并被過熱蒸汽直接加熱干燥至設定的含水率，所得到的干 化污泥顆粒在重力作用下送入煤斗儲存以供外部鍋爐焚燒之用，在污泥造粒和干化過程中 產生的毒害氣體(尾氣)經匯集后送入尾氣處理裝置進行無害化處理，避免了直接排放所 引起的氣體污染，帶式干燥機在工作過程產生的少量細粉采用返料提升機提升回流入空心 槳葉干燥機重新參與污泥調制預干化過程，避免了細粉直接排放所引起的固體污染；由于 調制預干化和造粒后的污泥顆粒表面不粘，解決了污泥粘結帶式干燥機導致設備無法正常 運行的問題，可避免使用其他設備成本或運行費用更高的干燥設備；采用添加劑與污泥充 分混捏(調制)后再干燥、造粒，一方面，添加劑給污泥干燥提供了傳熱傳質通道，使內部水 分更易遷移至表面，強化了傳質過程，提高了干燥效率，另一方面，添加劑提供了污泥附著 的骨架，增強了造粒強度，深度干化過程中顆粒不容易破碎；采用工作面加熱型壓球機壓制 污泥顆粒，避免了污泥在造粒過程中的粘結，且造粒強度高，成本低；空心槳葉干燥機、壓球 機、帶式干燥機從高到低布置，中間只需管道連接，過程簡單，成本低。

附圖為本實用新型污泥造粒與干化裝置的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。本實用新型污泥造粒與干化裝置，包括污泥倉1、添加劑倉2、螺桿泵3、添加劑提 升機4、空心槳葉干燥機5、壓球機6、帶式干燥機7、煤斗8、返料提升機9和尾氣處理裝置 10，污泥倉1通過管道與螺桿泵3入口連接，螺桿泵3出口通過管道與空心槳葉干燥機污泥 入口 11連接，添加劑倉2入口與添加劑提升機4連接，添加劑提升機4出口通過管道與空 心槳葉干燥機添加劑入口 12連接，空心槳葉干燥機污泥出口 15通過管道與壓球機污泥入 口 16連接，壓球機污泥出口 17通過管道與帶式干燥機污泥入口 19連接，帶式干燥機污泥 出口 21通過管道與煤斗8連接，帶式干燥機返料出口 22通過管道與返料提升機9入口連
4接，返料提升機9出口通過管道與空心槳葉干燥機返料入口 13連接，空心槳葉干燥機尾氣 排出口 14、壓球機尾氣排出口 18和帶式干燥機尾氣排出口 20通過管道匯集到一起并與尾 氣處理裝置10連接。污泥倉1中的污泥采用螺桿泵3輸送到空心槳葉干燥機污泥入口 11， 添加劑倉2中的添加劑采用添加劑提升機4輸送到空心槳葉干燥機添加劑入口 12，污泥和 添加劑在空心槳葉干燥機5中進行混捏(即調制)和初步干化(即預干化)，得到的污泥和 添加劑混合物(成為調制污泥)通過空心槳葉干燥機污泥出口 15排出后進入壓球機6進 行造粒，得到的調制污泥顆粒通過壓球機污泥出口 17排出后進入帶式干燥機7進行深度干 化，帶式干燥機7采用過熱蒸汽做干燥介質，由帶式干燥機蒸汽入口 23輸入，深度干化后的 調制污泥顆粒由帶式干燥機污泥出口 21排入煤斗8中供外部的鍋爐焚燒使用，空心槳葉干 燥機5、壓球機6、帶式干燥機7工作過程產生的氣體(尾氣)分別由空心槳葉干燥機尾氣 排出口 14、壓球機尾氣排出口 18、帶式干燥機尾氣排出口 20排出，經匯集后送入尾氣處理 裝置10進行處理，帶式干燥機7工作過程產生的細粉由帶式干燥機返料出口 22排出并采 用返料提升機9經由空心槳葉干燥機返料入口 13輸回空心槳葉干燥機5參與調制和預干 化。本實用新型污泥造粒與干化裝置，帶式干燥機7的下方設有帶式干燥機蒸汽入口 23，帶式干燥機7采用過熱蒸汽作為干燥介質，蒸汽由帶式干燥機蒸汽入口 23輸入。本實用新型污泥造粒與干化裝置，壓球機6選用工作面加熱型裝置。本實用新型污泥造粒與干化裝置，空心槳葉干燥機5、壓球機6、帶式干燥機7從高 到低布置。本實用新型污泥造粒與干化裝置，添加劑倉2中的添加劑采用短纖維狀物質或球 形度小的顆粒狀物質，包括切碎的秸桿、麻刀、稻殼，其尺寸為3mm-60mm，添加劑的質量占濕 污泥質量的5% -20%。本實用新型污泥造粒與干化裝置，空心槳葉干燥機污泥出口 15的含水率在 65% -50%之間，壓球機6壓制成的污泥顆粒尺寸直徑為30mm-40mm，帶式干燥機污泥出口 21的含水率小于20%，污泥顆粒尺寸直徑為20mm-30mm。本實用新型的工作過程如下污泥倉中的濕污泥采用螺桿泵輸送至空心槳葉干 燥機污泥入口，添加劑倉中的稻殼采用添加劑提升機輸送至添加劑入口，濕污泥和添加劑 在空心槳葉干燥機中混合并被預干化到含水率60%，預干化后的污泥在重力作用進入壓 球機，壓制成型后的污泥顆粒在重力作用下進入帶式干燥機進行深度干化，得到直徑20毫 米-30毫米(該粒徑范圍內顆粒占總量的比率>95%)、含水率為15%左右的污泥顆粒，該 污泥顆粒經帶式干燥機污泥出口排入煤斗供后續(xù)焚燒裝置使用，帶式干燥機產生的少量直 徑較小的粉料(3毫米以下的污泥和添加劑)通過返料提升機輸回空心槳葉干燥機與濕污 泥進行混合和預干化，空心槳葉干燥機、壓球機、帶式干燥機中所產生的氣相產物即尾氣匯 集后送入尾氣處理設備進行無害化處理。下面結合具體實施例對本實用新型作進一步描述。如圖1所示，一個處理量為每小時5噸濕污泥的造粒與干化裝置，包括倉容100噸 的污泥倉和倉容10噸的添加劑倉，輸送能力每小時5噸的螺桿泵，提升量每小時0. 5噸的 斗式添加劑提升機，蒸發(fā)量每小時2. 5噸、采用1兆帕蒸汽加熱的雙螺桿式空心槳葉干燥 機，處理量每小時3噸、工作面為加熱型的壓球機，蒸發(fā)量每小時1. 33噸、采用0. 1兆帕、180攝氏度過熱蒸汽加熱的帶式干燥機，提升量每小時0. 15噸的斗式返料提升機，還包括外部配用的煤斗和尾氣處理設備，添加劑采用稻殼，此外，切碎的秸桿和麻刀也可作為添加 劑。
權利要求一種污泥造粒與干化裝置，其特征在于包括污泥倉[1]、添加劑倉[2]、螺桿泵[3]、添加劑提升機[4]、空心槳葉干燥機[5]、壓球機[6]、帶式干燥機[7]、煤斗[8]、返料提升機[9]和尾氣處理裝置[10]，污泥倉[1]通過管道與螺桿泵[3]入口連接，螺桿泵[3]出口通過管道與空心槳葉干燥機污泥入口[11]連接，添加劑倉[2]入口與添加劑提升機[4]連接，添加劑提升機[4]出口通過管道與空心槳葉干燥機添加劑入口[12]連接，空心槳葉干燥機污泥出口[15]通過管道與壓球機污泥入口[16]連接，壓球機污泥出口[17]通過管道與帶式干燥機污泥入口[19]連接，帶式干燥機污泥出口[21]通過管道與煤斗[8]連接，帶式干燥機返料出口[22]通過管道與返料提升機[9]入口連接，返料提升機[9]出口通過管道與空心槳葉干燥機返料入口[13]連接，空心槳葉干燥機尾氣排出口[14]、壓球機尾氣排出口[18]和帶式干燥機尾氣排出口[20]通過管道匯集到一起并與尾氣處理裝置[10]連接。
2.根據權利要求1所述的污泥造粒與干化裝置，其特征在于帶式干燥機[7]的下方 設有帶式干燥機蒸汽入口 [23]，帶式干燥機[7]采用過熱蒸汽作為干燥介質，蒸汽由帶式 干燥機蒸汽入口 [23]輸入。
3.根據權利要求1所述的污泥造粒與干化裝置，其特征在于壓球機[6]選用工作面 加熱型裝置。
4.根據權利要求1所述的污泥造粒與干化裝置，其特征在于空心槳葉干燥機[5]、壓 球機[6]、帶式干燥機[7]從高到低布置。
5.根據權利要求1所述的污泥造粒與干化裝置，其特征在于添加劑倉[2]中的添 加劑采用短纖維狀物質或球形度小的顆粒狀物質，包括切碎的秸桿、麻刀、稻殼，其尺寸為 3mm-60mm，添加劑的質量占濕污泥質量的5% -20%。
6.根據權利要求1所述的污泥造粒與干化裝置，其特征在于空心槳葉干燥機污泥出 口 [15]的含水率在65%-50%之間，壓球機[6]壓制成的污泥顆粒尺寸直徑為30mm-40mm， 帶式干燥機污泥出口 21的含水率小于20%，污泥顆粒尺寸直徑為20mm-30mm。
專利摘要本實用新型公開了一種污泥造粒與干化裝置，包括污泥倉、添加劑倉、螺桿泵、添加劑提升機、空心槳葉干燥機、壓球機、帶式干燥機、返料提升機、煤斗、尾氣處理裝置，螺桿泵和添加劑提升機分別把污泥和添加劑分別輸入空心槳葉干燥機進行混合并預干化至含水率65-50％，然后在重力作用下進入低位的工作面加熱型壓球機壓制成30-40mm的顆粒，然后在重力作用下進入更低位的帶式干燥機進行深度干化，干化得到含水率小于20％、直徑20mm-30mm的污泥顆粒產物在重力作用下送入煤斗供焚燒使用，系統(tǒng)中產生的造粒與干化尾氣匯集后送入尾氣處理裝置做無害化處理。本實用新型裝置結構簡單，成本低、運行費用便宜，并提高了干燥效率，增強了造粒強度，避免了氣體污染。
文檔編號B01J2/00GK201593014SQ20092028479
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權日2009年12月8日
發(fā)明者劉心志, 張后雷, 朱曙光, 熊榮輝 申請人:南京理工大學