基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010718863.8 (22)申请日 2020.07.23 (66)本国优先权数据 202010380563.3 2020.05.05 CN (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨浦区四平路1239号 (72)发明人 鞠然高乃平刘展鹏 (74)专利代理机构 上海科律专利代理事务所 (特殊普通合伙) 31290 代理人 叶凤 (51)Int.Cl. F26B 17/04(2006.01) F26B 21/00(2006.01) F26B 21/08(2006。

2、.01) F26B 21/04(2006.01) F26B 23/00(2006.01) F26B 25/00(2006.01) F25B 30/02(2006.01) C02F 11/13(2019.01) (54)发明名称 一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系 统 (57)摘要 本发明公开了一种基于空气处理机组的污 泥热泵干燥系统， 包括热泵系统、 空气处理机组 和干燥箱系统。 热泵系统的冷凝器通过热水管道 为污泥干燥提供热源， 蒸发器通过冷水管道为干 燥介质的冷却除湿提供冷源。 所述空气处理机组 包括加热段、 除湿段、 回热器、 风机； 干燥箱系统 中的湿热空气经回热器预冷、 除湿段的除。

3、湿、 加 热段的干燥后最终成为干燥热空气。 干燥热空气 进入干燥箱系统， 与湿污泥热交换后， 变为湿热 空气， 形成干燥系统闭式循环。 本发明采用空气 处理机组集中处理干燥介质， 可同时为两台以上 的干燥箱提供干燥热风， 提高污泥热泵干燥系统 的总处理能力。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 111912211 A 2020.11.10 CN 111912211 A 1.一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统， 其特征在于， 包括热泵系统、 空气处理 机组和干燥箱系统； 热泵系统和空气处理机组之间通过水管连接， 空气处理机组和干燥箱系统之间通过风 管连接； 所述干燥箱系统为工作区， 。

4、包括若干可以独立工作的干燥单元， 各个单元之间通过风 管连通； 每个单元包括出料斗(1)、 传送带(2)、 进料斗(3)、 干燥箱(4)、 多孔板(5)； 所述传送 带(2)将从进料斗(3)中进入的湿污泥运送至出料斗(1)中； 所述送风管(7)送入的干燥热空 气经过多孔板(5)流经传送带(2)， 对湿污泥进行干燥， 成为湿热空气进入回风管(12)中； 所述送风管(7)将干燥热空气送回至干燥箱(4)中， 形成闭式循环； 所述空气处理机组包括加热段(9)、 除湿段(11)、 回热器(10)、 风机(8)； 所述热泵系统包括蒸发器(13)、 压缩机(14)、 冷凝器(15)、 膨胀阀(17)、 和循。

5、环水泵 (18)； 所述风管包括回风管(12)和送风管(7)； 所述水管包括热水管(16)、 冷水管(19)； 所述热水管(16)将冷凝器(15)与空气处理机 组中的加热段(9)连接， 为干燥污泥提供热源； 所述冷水管(19)将蒸发器(13)与空气处理机 组中的除湿段(11)连接， 为工作区湿热空气的冷却除湿提供冷源。 2.如权利要求1所述的一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统， 其特征在于： 所述回热器(10)与除湿段(11)相连通； 所述的除湿段(11)再通过回热器(10)与加热段 (9)相连通； 所述的回风管(12)将干燥箱(4)与回热器(10)连接， 回风管(12)中的湿热空气在回热。

6、 器(10)中经预冷再经过除湿段(11)冷却除湿后为干冷空气； 所述加热段(9)加热经过回热 器(10)预热的空气； 所述风机(8)将加热段(9)产生的干燥热空气送至送风管(7)中用于提 供给工作区。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111912211 A 2 一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统 技术领域： 0001 本发明涉及污泥干燥领域， 特别是一种污泥热泵干燥装置。 技术背景： 0002 随着城镇化建设不断加深和人口不断增长， 污泥产量日益增多， 污泥的处置已经 给污水处理厂带来了极大的挑战。 2018年， 我国含水率80的污泥产生量达到5800多万吨， 据估计， 2022年将达到。

7、8000多万吨。 随着国家对环保要求的提高， 污泥的处理方式由大量填 埋逐渐转为焚烧。 与填埋相比， 污泥焚烧处理方法对污泥含水率的要求较高。 即使经过深度 脱水， 污泥中的水分含量仍超过50， 无法满足污泥焚烧的要求， 因此必须通过干化使污泥 的含水率进一步降低。 0003 目前污泥热干化以传统热干燥技术为主， 具有干燥温度高， 能耗高， 干燥后污泥热 值降低等缺点。 污泥热泵干燥技术相较于传统热干燥技术具有干燥温度低， 能耗低， 保存污 泥热值等优点。 0004 常规的热泵污泥干燥设备将热泵系统与干燥箱系统设计为一体， 干燥热空气从干 燥箱的底部吹出， 在干燥箱中与污泥进行热质交换成为湿热。

8、空气后， 通过出风口直接进入 热泵系统， 依次与热泵系统的冷凝段与蒸发段完成热交换成为干燥热空气后， 再从干燥箱 底部吹出， 形成闭式循环。 传统热泵干燥箱具有节能， 环境友好的特点。 但是由于干燥箱系 统与热泵系统设计为一体， 容量大的污泥热泵干燥设备尺寸大， 结构复杂， 设备噪音也大。 污泥干燥设备中热泵系统也存在易腐蚀等问题。 因此很有必要设计一套污泥热泵干燥系 统， 在进一步提高污泥热泵干燥系统处理量的同时， 降低工作区噪音， 减少循环空气对热泵 系统的腐蚀。 发明内容： 0005 针对现有技术存在的不足， 本发明的目的在于提供一种基于空气处理机组的污泥 热泵干燥系统。 将热泵系统与干。

9、燥箱系统分离， 通过空气处理机组将两个系统相连接。 该空 气处理机组可集中处理干燥介质， 减少干燥介质对热泵系统的腐蚀； 所采用的干燥箱系统 可由2台以上干燥箱并联组成， 从而提高污泥热泵干燥系统的总处理能力。 0006 为了实现上述技术效果， 本发明采用如下技术方案： 0007 一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统， 其特征在于， 包括热泵系统、 空气处 理机组和干燥箱系统； 0008 热泵系统和空气处理机组之间通过水管连接， 空气处理机组和干燥箱系统之间通 过风管连接； 0009 所述干燥箱系统为工作区， 包括若干可以独立工作的干燥单元， 各个单元之间通 过风管连通； 每个单元包括出料斗。

10、(1)、 传送带(2)、 进料斗(3)、 干燥箱(4)、 多孔板(5)； 所述 传送带(2)将从进料斗(3)中进入的湿污泥运送至出料斗(1)中； 所述送风管(7)送入的干燥 热空气经过多孔板(5)流经传送带(2)， 对湿污泥进行干燥， 成为湿热空气进入回风管(12) 说明书 1/4 页 3 CN 111912211 A 3 中； 0010 所述送风管(7)将干燥热空气送回至干燥箱(4)中， 形成闭式循环； 0011 所述空气处理机组包括加热段(9)、 除湿段(11)、 回热器(10)、 风机(8)； 0012 所述热泵系统包括蒸发器(13)、 压缩机(14)、 冷凝器(15)、 膨胀阀(17)。

11、、 和循环水 泵(18)； 0013 所述风管包括回风管(12)和送风管(7)； 0014 所述水管包括热水管(16)、 冷水管(19)； 所述热水管(16)将冷凝器(15)与空气处 理机组中的加热段(9)连接， 为干燥污泥提供热源； 所述冷水管(19)将蒸发器(13)与空气处 理机组中的除湿段(11)连接， 为工作区湿热空气的冷却除湿提供冷源。 0015 所述回热器(10)与除湿段(11)相连通； 所述的除湿段(11)再通过回热器(10)与加 热段(9)相连通； 0016 所述的回风管(12)将干燥箱(4)与回热器(10)连接， 回风管(12)中的湿热空气在 回热器(10)中经预冷再经过除湿。

12、段(11)冷却除湿后为干冷空气； 所述加热段(9)加热经过 回热器(10)预热的空气； 所述风机(8)将加热段(9)产生的干燥热空气送至送风管(7)中用 于提供给工作区。 0017 本发明的一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统， 其循环工作原理为： 0018 所述回风管12中的湿热空气在回热器10中经预冷再经过除湿段11冷却除湿后为 干冷空气， 后再经加热段9加热形成干燥热空气； 干燥热空气经风机8送至送风管7中， 送风 管7与干燥箱4底部连通， 干燥热空气在干燥箱4中与湿污泥热交换后变为湿热空气， 湿热空 气从干燥箱4上部进入回风管12， 从而形成闭合循环干燥系统。 0019 与现有技术相。

13、比， 本发明的有益效果是： 热泵系统与干燥系统分为两个相对独立 的系统， 干燥介质在空气处理机组中进行集中处理， 减少了干燥介质对热泵系统的腐蚀。 热 泵系统的位置不再局限于干燥设备内部， 其容量， 大小均可以根据干燥箱的需求进行调整， 并且不会增加干燥箱系统的尺寸和结构复杂性。 此外热泵系统的位置可以根据污泥处理厂 的实际情况布置在远离工作区的地方， 降低工作区的噪音。 附图说明 0020 图1是本发明一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统的结构示意图。 0021 图中： 出料斗1、 传送带2、 进料斗3、 干燥箱4、 多孔板5、 风阀6、 送风管7、 风机8、 加热 段9、 回热器10、 。

14、除湿段11、 回风管12、 蒸发器13、 压缩机14、 冷凝器15、 热水管16、 膨胀阀17、 水泵18、 冷水管19。 具体实施方式 0022 下面结合附图对本发明作进一步描述。 以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案， 而不能以此来限制本发明的保护范围。 0023 一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统， 其特征在于， 包括干燥箱系统、 空气 处理机组和热泵系统； 0024 热泵系统和空气处理机组之间通过水管连接， 空气处理机组和干燥箱系统之间通 过风管连接； 所述水管包括热水管16、 冷水管19； 所述风管包括送风管7和回风管12； 说明书 2/4 页 4 CN 111912。

15、211 A 4 0025 所述干燥箱系统为工作区， 包括若干可以独立工作的干燥单元， 各个干燥单元之 间通过风管连通， 各个干燥单元和空气处理机组之间通过风管连接； 每个干燥单元包括出 料斗1、 传送带2、 进料斗3、 干燥箱4、 多孔板5和风阀6； 干燥箱4为箱体结构， 为干燥容器， 干 燥箱4通过送风管7与空气处理机组连通； 在干燥箱4与送风管7之间安装风阀6， 通过调节风 阀6阀门大小， 控制送风管7送入干燥箱4的风量； 在干燥箱的底部安装多孔板5布置， 起到均 匀气流的作用； 进料斗3为湿污泥进入干燥箱4的进料口， 湿污泥经进料斗3后落在传送带2 上， 在传送带2上与干燥空气发生热交换。

16、， 干燥空气变为湿热空气， 而干燥后的污泥经传送 带2运送至出料斗1中； 所述湿热空气经干燥箱4上部的回风口进入回风管12； 干燥箱系统可 由2台以上干燥箱并联组成， 从而提高污泥热泵干燥系统的总处理能力； 干燥箱4的数量可 以根据热泵系统的制热量和单个干燥箱的污泥处理量进行选择； 0026 所述空气处理机组包括加热段9、 除湿段11、 回热器10、 风机8； 所述回热器10与加 热段9和除湿段11相连通； 加热段9为空气加热区， 通过热水管16与加热段9中的空气进行热 量交换， 加热加热段9中的空气， 加热后的空气经风机8送入送风管7中； 除湿段11为空气冷 却除湿区， 通过冷水管19与除湿。

17、段11中的空气进行热量交换， 降低除湿段11中空气的湿度， 变为干冷空气； 由干燥箱回风管12中的湿热空气输送至回热器10， 回热器10先将湿热空气 的部分热量传递给除湿段11的干冷空气， 对除湿段11的干冷空气进行预热， 回热器10的湿 热空气变为湿冷空气， 随后湿冷空气进入除湿段11， 在除湿段11除湿， 除湿后的空气经回热 器10再进入加热段9， 进行加热干燥， 最终形成干燥热空气； 0027 所述热泵系统包括蒸发器13、 压缩机14、 冷凝器15、 膨胀阀17、 循环水泵18； 冷凝器 15用于持续加热热水管16中的水； 蒸发器13用于持续冷却冷水管19中的水； 循环水泵18为 热水管。

18、16和冷水管19中水的循环流动提供动能； 冷凝器15和循环水泵18的配合作用， 促使 热水管16中始终保持热水； 而蒸发器13和循环水泵18的配合作用， 促使冷水管19中始终保 持冷水； 0028 送风管7连接空气处理机组中加热段9与干燥箱系统中的干燥箱4底部， 送风管7用 于输送空气处理机组中的干燥热空气； 回风管12连接空气处理机组中回热器10与干燥箱系 统中的干燥箱4上部,回风管12用于输送干燥箱系统中的湿热空气； 所述回风管12连接各干 燥箱的回风口， 收集各干燥箱内的湿热空气并输送至回热器。 0029 所述热水管16将冷凝器15与空气处理机组中的加热段9连接， 为干燥加热段9中的 空。

19、气提供热源。 所述冷水管19将蒸发器13与空气处理机组中的除湿段11连接， 为除湿段11 中空气的冷却除湿提供冷源。 0030 本发明的一种基于空气处理机组的污泥热泵干燥系统， 其循环工作原理为： 0031 所述回风管12中的湿热空气在回热器10中经预冷再经过除湿段11冷却除湿后为 干冷空气， 后再经加热段9加热形成干燥热空气； 干燥热空气经风机8送至送风管7中， 送风 管7与干燥箱4底部连通， 干燥热空气在干燥箱4中与湿污泥热交换后变为湿热空气， 湿热空 气从干燥箱4上部进入回风管12， 从而形成闭合循环干燥系统。 0032 进一步限定技术方案， 所述送风管7中使用风阀6调节进入干燥箱中干燥热空气的 风量。 0033 具体的， 所述压缩机14为螺杆式压缩机。 0034 所述热水管16在加热段9与干燥介质换热的部分、 冷水管19在除湿段11的部分， 以 说明书 3/4 页 5 CN 111912211 A 5 及回热器10均采用耐腐蚀、 导热系数高的金属材料。 0035 所述干燥箱中的进料斗3与出料斗1在进出料结束后自动关闭， 确保干燥箱4为密 闭状态。 0036 所述多孔板5孔隙率为0.250.35。 说明书 4/4 页 6 CN 111912211 A 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 111912211 A 7 。