一种半固态废物干化处置装置的制作方法

1.本技术涉及半固态废物干化领域，尤其是涉及一种半固态废物干化处置装置。


背景技术：

2.随着城市人口的不断增加及生活污水处理率的提高，市政污水污泥的产出量也随之不断增加，截至2017年，市政湿污泥年产量已超过了4000万吨，如果合理利用，污泥作为水泥窑替代燃料将得到很大开发；为了降低污泥的含水率，以便于污泥的运送、堆积、利用或作进一步处理，常采用污泥浓缩并将浓缩后的污泥进行干化处理；污泥干化又称污泥脱水，是指通过渗滤或蒸发等作用，从污泥中去除大部分含水量的过程；污泥干化常用的设备为污泥干化机，污泥在干化机内部实现烘干脱水。
3.相关技术中记载的一种污泥干化机，外接有热水管以及冷水管，热水管以及冷水管均向污泥干化机内部延伸，且热水管与冷水管在干化机内部相互连通，热水管连通有水泵；热水管连通有温度较高的热水源，即通过对自来水进行加热升温以形成热媒并将热媒接入热水管中，干化机对热水管中热媒的热量进行利用，热媒与干化机内部的空气进行换热，空气中的热量用于烘干浓缩后的污泥；经过换热后的热媒则变成温度较低的冷媒且冷媒通过冷水管排出；此外，干化机的顶部设置有与干化机内部连通的排气管道，用于排出污泥烘干的过程中产生的高温高湿尾气。
4.针对上述相关技术方案，发明人发现：热水管接通的热水源，为通过对自来水进行燃料燃烧加热或电加热以实现自来水的加热升温进而形成的热媒，需要专用的燃料燃烧以及电能供给，一定程度上增加了污泥烘干的能源消耗和成本。


技术实现要素：

5.为了减少污泥烘干过程中的能源消耗进而降低污泥烘干的成本，本技术提供一种半固态废物干化处置装置。
6.本技术提供的一种半固态废物干化处置装置采用如下的技术方案：
7.一种半固态废物干化处置装置，包括干化机、水泵、相互连通的冷水管以及热水管，还包括与烟囱连通的进烟管，进烟管连通有烟气余热换热器，烟气余热换热器连通有排烟管，排烟管与烟囱连通；冷水管与烟气余热换热器的进水口连通，热水管与烟气余热换热器的出水口连通。
8.通过采用上述技术方案，冷水管中的冷媒流入烟气余热换热器中，同时，烟囱中的高温废气或烟雾通过进烟管进入到烟气余热换热器中，冷水管中的冷媒与高温废气或烟雾在烟气余热换热器中进行热量交换，冷媒吸收高温废气或烟雾中的热量而温度升高并形成热媒，热媒通过热水管进入到干化机中；进入到干化机中的热媒与干化机中的待烘干污泥进行热量交换，待烘干污泥吸收热量而产生高温高湿尾气并被烘干成可供窑使用的替代燃料；热媒进而温度降低并变成冷媒进入到冷水管中，如此循环往复以使高温废气或烟雾中的热量通过热媒传递至待烘干污泥中进而实现污泥干化；这一过程减少使用了专门对冷媒
进行的燃料燃烧加热或电加热，而是主要利用了烟囱中的高温废气或烟雾所包含的热量，减少了污泥烘干过程中的能源消耗进而降低了污泥烘干的成本。
9.可选的，进烟管上连通有新风管道，新风管道连通有热风源。
10.通过采用上述技术方案，当烟囱中的高温废气或烟雾较少以至于无法满足冷媒的热量交换时，打开热风源以通过新风管道向进烟管内部补充高温气体，以满足冷媒与从充足的高温气体进行热量交换并形成满足干化机使用温度的热媒。
11.可选的，干化机连通有排气管道，排气管道连通有回热器；冷水管连通有冷水支管，冷水支管与回热器的进水口连通，回热器的出水口连通有热水支管，热水支管与热水管连通。
12.通过采用上述技术方案，高温高湿尾气通过排气管道进入到回热器中，同时部分冷媒通过冷水支管进入到回热器中，冷媒与高温高湿尾气之间在回热器中进行热量交换，冷媒温度升高进而形成可供干化机使用的热媒并通过热水支管流入热水管中，进而实现对高温高湿尾气中潜热的利用，进一步减少了能源消耗。
13.可选的，回热器的排气口连通有冷凝器，冷凝器的出水口连通有中水管，中水管连通有中水池。
14.通过采用上述技术方案，高温高湿尾气中包含从污泥中蒸发的水蒸气，当高温高湿尾气进入到冷凝器中后，水蒸气在冷凝器中预冷冷凝成中水，这些中水通过冷凝器的出水口进入到中水管中并汇入中水池中进行收集，实现了对水资源的回收利用。
15.可选的，冷水管上设置有水表并连通有补水管，补水管连通有自来水源，补水管上设置有用于控制补水管通断的开关阀。
16.热媒在热水管中以及冷媒在冷水管中形成一个循环，在这一过程中存在热媒或冷媒的消耗导致进入到干化机中的热媒量减少；通过采用上述技术方案，实现了对热媒或冷媒的补充，当水表所显示冷水管中的冷媒流量小于冷水管流量既定值时，打开开关阀以实现向冷水管中添加水源即冷媒。
17.可选的，干化机上开设有供待烘干污泥进入的填料口，干化机的一侧设置有螺旋上料机，螺旋上料机的出料口与填料口连通。
18.通过采用上述技术方案，当需要向干化机内部添加待烘干污泥时，可将污泥通过螺旋上料机送至干化机内部，进而方便待烘干污泥的添料。
19.可选的，螺旋上料机的进料口处设置有污泥仓。
20.通过采用上述技术方案，通过运输车辆将待烘干污泥送入厂内后将待烘干污泥添加入污泥仓中，进入到污泥仓中的待烘干污泥进而通过螺旋上料机加入至干化机中，进而实现干化机的自动添料。
21.可选的，冷凝器上设置有降温水管，降温水管与自来水源连通；降温水管在冷凝器内部连通有排水管，排水管向冷凝器外部延伸。
22.冷凝器中的冷媒与高温高湿尾气进行热量交换，进而使冷凝器的内部温度较高；通过采用上述技术方案，降温水管中的温度较低的自来水进入到冷凝器内部，并与冷凝器内部的温度较高的空气进行热量交换，继而实现对冷凝器内部的降温处理；经过热量交换后的降温水管中的自来水温度升高并通过排水管排出。
23.综上所述，本技术具有以下技术效果：
24.1.通过设置了干化机、水泵、冷水管、热水管、烟气余热换热器、进烟管以及排烟管，减少使用了专门对冷媒进行的燃料燃烧加热或电加热，而是主要利用了烟囱中的高温废气或烟雾所包含的热量，减少了污泥烘干过程中的能源消耗进而降低了污泥烘干的成本；
25.2.通过设置了排气管道、回热器、冷水支管以及热水支管，实现对高温高湿尾气中潜热的利用，进一步减少了能源消耗；
26.3.通过设置了冷凝器、中水管以及中水池，高温高湿尾气中的水蒸气在冷凝器中预冷冷凝成中水，这部分中水可供冷媒使用也可作他用，实现了对水资源的回收利用。
附图说明
27.图1是本技术实施例中的半固态废物干化装置的整体结构示意图；
28.图2是本技术实施例中的半固态废物干化装置在另一视角的整体结构示意图。
29.图中，1、烟囱；2、干化机；3、烘干供水组件；31、水泵；32、冷水管；33、热水管；34、水表；35、补水管；36、开关阀；4、烟气余热换热组件；41、进烟管；42、烟气余热换热器；43、排烟管；44、新风管道；5、尾气处理组件；51、排气管道；52、回热器；53、冷水支管；54、热水支管；55、冷凝器；56、中水管；57、中水池；58、降温水管；59、排水管；6、添料组件；61、螺旋上料机；62、污泥仓。
具体实施方式
30.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“冷”、“热”、“冷媒”、“热媒”、“高温”和“高湿”均为相对关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的工艺或模块必须具有特定的方位、状态和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
32.参照图1和图2，本技术提供了一种半固态废物干化处置装置，包括干化机2、为干化机2提供热媒的烘干供水组件3、为烘干供水组件3提供热源的烟气余热换热组件4、用于处理高温高湿尾气的尾气处理组件5以及用于向干化机2内部添加待烘干污泥的添料组件6；当需要对待烘干污泥进行烘干处理时，将待烘干污泥通过添料组件6加入至干化机2内部，待烘干污泥在干化机2内部与烘干供水组件3中的热媒进行热量交换，待烘干污泥吸收热媒中的热量进而实现烘干，热媒失去部分热量并变成冷媒，冷媒进入到烟气余热换热组件4吸收热量并重新变成可供干化机2利用的热媒；在污泥烘干的过程中，待烘干污泥中的水受热蒸发成水蒸气并携带着其他气体一同构成高温高湿尾气，高温高湿尾气进入到尾气处理组件5中并被尾气处理组件5回收处理，减少了尾气排放。
33.具体的，烘干供水组件3包括热水管33与冷水管32，热水管33从干化机2外部向干化机2内部延伸，冷水管32在干化机2内部与热水管33连通并向干化机2外部延伸，热水泵31上设置有水泵31，冷水管32内部流动有冷媒且热水管33内部流动有热媒，热媒在热水管33中流入干化机2中，与待烘干污泥交换热量后变成冷媒流入冷水管32中；此外，冷水管32与热水管33均与烟气余热换热组件4内部连通，烟气余热换热组件4对冷水管32中的冷媒进行加热并使冷媒变成热媒流入热水管33中，进而形成冷媒与热媒相互转化的循环水回路。
34.当然，在污泥烘干的过程中，冷水管32中的冷媒以及热水管33中的热媒存在泄漏
或蒸发，进而导致进入到干化机2中的热媒流量无法满足干化机2的使用需求；为此，在冷水管32上设置有水表34并连通有补水管35，补水管35外接有自来水源且补水管35上设置有用于控制补水管35通断的开关阀36；当水表34所显示冷水管32中的冷媒流量小于冷水管32流量既定值时，打开开关阀36以实现向冷水管32中添加自来水源即冷媒，当水表34读数回升至冷水管32流量既定值以能够满足干化机2对热媒的使用量需求时，关闭开关阀36以使补水管35与自来水源断开即可。
35.其中，烟气余热换热组件4包括进烟管41和排烟管43，进烟管41与内部排放有大量高温废气或烟雾的烟囱1连通，排烟管43同样与烟囱1连通，且排烟管43与烟囱1连通的端口位于进烟管41与烟囱1连通的端口上方；进烟管41与排烟管43之间设置有烟气余热换热器42，进烟管41远离烟囱1的一端与烟气余热换热器42的进气口连通，排烟管43远离烟囱1的一端与烟气余热换热器42的排气口连通，冷水管32远离干化机2的一端与烟气余热换热器42的进水口连通，热水管33远离干化机2的一端与烟气余热换热器42的出水口连通。
36.当经过干化机2的热媒变成冷媒并流入冷水管32后，冷媒持续进入到烟气余热换热器42中，同时，烟囱1中的高温废气或烟雾通过进烟管41进入到烟气余热换热器42中，冷水管32中的冷媒与高温废气或烟雾在烟气余热换热器42中进行热量交换，冷媒吸收高温废气或烟雾中的热量而温度升高并形成热媒，热媒通过热水管33重新被水泵31泵入至干化机2中；热媒温度降低并变成冷媒进入到冷水管32中并重新流入烟气余热换热器42中，如此循环往复以使高温废气或烟雾中的热量通过热媒传递至待烘干污泥中进而实现污泥干化；这一过程减少使用了专门对冷媒进行的燃料燃烧加热或电加热，而是主要利用了烟囱1中的高温废气或烟雾所包含的热量，减少了污泥烘干过程中的能源消耗进而降低了污泥烘干的成本。
37.当然，烟囱1中的高温废气或烟雾的量难免存在不充足的情况，进而导致热媒的温度难以升高至能够满足干化机2使用需求的温度；为此，在进烟管41上连通有新风管道44，新风管道44上连通有热风源，热风源可采用水蒸气或其他源头的烟气等，均凡能够实现向进烟管41内部输送高温的气体或烟雾即可；当烟囱1中的高温废气或烟雾较少以至于无法满足冷媒的热量交换时，打开热风源以通过新风管道44向进烟管41内部补充高温气体，以满足冷媒与从充足的高温气体进行热量交换并形成满足干化机2使用温度的热媒。
38.对于高温高湿尾气的回收利用，进一步解释为，尾气处理组件5包括设置在干化机2顶部并与干化机2内部连通的排气管道51，排气管道51连通有回热器52，回热器52的进水口连通有冷水支管53且回热器52的出水口连通有热水支管54，冷水支管53与冷水管32连通，热水支管54与热水管33连通；高温高湿尾气通过排气管道51进入到回热器52中，同时部分冷媒通过冷水支管53被泵入到回热器52中，冷媒与高温高湿尾气之间在回热器52中进行热量交换，冷媒温度升高进而形成可供干化机2使用的热媒并通过热水支管54流汇入至热水管33中，进而实现对高温高湿尾气中潜热的利用，进一步减少了能源消耗；而对于经过热量交换后的高温高湿尾气则通过回热器52的排气口排出回热器52；为了防止冷水支管53内部的冷媒或热水支管54内部的热媒倒流，可在冷水支管53与热水支管54上设置单向阀或液压泵（图中未示出）即可。
39.为了实现对从回热器52排出的高温高湿尾气的进一步回收利用，回热器52的排气口连通有用于冷凝高温高湿尾气中水蒸气的冷凝器55，冷凝器55的出水口连通有中水管
56，中水管56连通有中水池57；当高温高湿尾气进入到冷凝器55中后，水蒸气在冷凝器55中预冷冷凝成中水，这些中水通过冷凝器55的中水口进入到中水管56中并汇入中水池57中进行收集，这部分中水可供冷媒使用也可作他用，总之实现了对水资源的回收利用。
40.在上述过程中，冷凝器55中的冷媒与高温高湿尾气进行热量交换，进而导致冷凝器55的内部温度较高，为了实现对冷凝器55内部的降温效果，冷凝器55上固定有降温水管58，降温水管58的一端向冷凝器55内部延伸且另一端向冷凝器55外部延伸并与自来水源连通；降温水管58在冷凝器55内部连通有排水管59，排水管59向冷凝器55外部延伸；当冷凝器55内部的温度较高时，打开自来水源以使降温水管58中的温度较低的自来水即冷媒进入到冷凝器55内部，并与冷凝器55内部的温度较高的空气进行热量交换，继而实现对冷凝器55内部的降温处理；经过热量交换后的降温水管58中的自来水温度升高并通过排水管59排出，这部分水可排入至中水池57中或作为干化机2的冷媒使用。
41.具体的，添料组件6包括设置在干化机2一侧的螺旋上料机61，螺旋上料机61沿着从远离到靠近干化机2的方向向上倾斜至干化机2的上方；干化机2的顶部开设有供待烘干污泥进入的填料口，螺旋上料机61上端的出料口与干化机2的填料口连通，且螺旋上料机61下端的进料口位置处固定有污泥仓62；当需要向干化机2内部添加待烘干污泥时，通过运输车辆将待烘干污泥送入厂内后将待烘干污泥添加入污泥仓62中，进入到污泥仓62中的待烘干污泥进而通过螺旋上料机61加入至干化机2中，进而实现干化机2的自动添料。
42.综上所述，本技术的使用过程为：利用低温干化技术对待烘干污泥即半固态废物进行预处理，采用现有窑头烟囱1中的烟气作为热源，利用了烟囱1中的高温废气或烟雾所包含的热量，减少了污泥烘干过程中的能源消耗进而降低了污泥烘干的成本；待烘干污泥与热媒在干化机2内进行热交换，蒸发带走的水分进入冷凝器55成为冷凝水即中水在中水池57中被收集起来，同时通过回热器52回收了高温高湿尾气中的潜热，减少了系统的热能损失；干化后的污泥被输送入窑中用作替代燃料，提高了污泥的热值，进而达到燃料替代的目的。
43.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。