CN111138067A - 干燥机余热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种干燥机余热回收系统，与干燥设备相匹配，包括废气余热回收组件以及凝水余热回收组件，废气余热回收组件的组件进口端与干燥设备的废气排出口相连接，废气余热回收组件的组件出口端与干燥设备的空气流入口相连接，凝水余热回收组件的组件进口端与干燥设备的凝水排出口相连接，凝水余热回收组件的组件出口端一路与外部原料污泥仓内的加热盘管相连接、另一路与原料污泥输送管道外部的加热套管相连接。本发明主要通过利用圆盘干燥机所排出的凝水与废气的热量，实现了对进入干燥机内空气与原料污泥的预热，不仅加速了原料污泥的干燥效率、而且减少了圆盘干燥机的蒸汽消耗量。
Description
技术领域
本发明涉及一种余热回收系统，具体而言，涉及一种适配于现有技术中圆盘干燥机的干燥机余热回收系统，属于污泥处理技术领域。
背景技术
随着我国城市化进程步伐的加快，城市中污水处理设施的建设以及与污水处理有关的各项技术均得到了高速发展。在现有技术条件下，污水处理的同时会产生大量的剩余污泥，这些污泥不仅总量巨大而且增速迅猛。截止2015年，我国城市污水厂日处理能力达到13784万立方米，年产生污泥量约3500万吨，预计到2020年，我国的市政污泥产量将达到6000万吨~9000万吨。
就目前的现状而言，城市污泥经过机械脱水后，其含水率仍高达80％左右，为了实现污泥的资源化利用，必需采用热力干燥脱水技术将污泥的含水率降至30％以下。热力干燥脱水技术通常以蒸汽为热源，用间接加热方式，在诸如圆盘干燥机、浆叶式干燥机、滚筒式干燥机、耙式干燥机等干燥设备内进行热力干燥，使蒸汽凝结为等温的凝水、污泥中的水份蒸发成水蒸汽随吸入的空气外排。
在上述各类干燥设备中，圆盘干燥机是我国污泥干燥领域内的主流机型，从国外引进后，其结构基本没有改进，存在着的大量热能未能利用、蒸汽耗量大、热效率低的缺点。
圆盘干燥机在工作时，为了能够及时带出干燥废汽，要吸入空气；但由于吸入的空气和原料污泥都未经预热，一般只有25℃，因此当这些材料进入圆盘干燥机后，必然会导致蒸汽消耗的增加。
以现有的常规型日处理100T污泥的圆盘干燥机为例，其将污泥含水量由80%降至30%时，其蒸汽消耗量为1535kg/h、耗能975600kj/h，空气消耗量为2484kg/h、耗能70760kj/h，自产不凝气量309.5kg/h，出气口废气总量为2793.5kg/h、约耗能5903000kj/h，干燥脱水量2122kg/h。结合上述数据可以得知，的凝水的显热和大量外排的废气的显热和潜热均未被利用。
综上所述，如何提供一种全新的干燥机余热回收系统，有效地实现对现有技术中干燥设备的热能回收，也就成为了目前行业内技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种适配于现有技术中干燥设备的干燥机余热回收系统，具体如下。
一种干燥机余热回收系统，与干燥设备相匹配，包括用于收集干燥设备排出废气部分余热的废气余热回收组件以及用于收集干燥设备排出凝水部分余热的凝水余热回收组件；
所述废气余热回收组件的组件进口端与所述干燥设备的废气排出口相连接，所述废气余热回收组件的组件出口端与所述干燥设备的空气流入口相连接；
所述凝水余热回收组件的组件进口端与所述干燥设备的凝水排出口相连接，所述凝水余热回收组件的组件出口端一路与外部原料污泥仓内的加热盘管相连接、另一路与原料污泥输送管道外部的加热套管相连接。
优选地，所述干燥设备为圆盘干燥机、浆叶式干燥机、滚筒式干燥机以及耙式干燥机中的任意一种。
优选地，所述干燥设备为圆盘干燥机。
优选地，所述废气余热回收组件包括多圈式除尘器以及多圈式空气预热器；
所述多圈式除尘器的进口端作为所述废气余热回收组件的组件进口端、与所述干燥设备的废气排出口相连接，所述多圈式除尘器的一路出口端与所述多圈式空气预热器的进口端相连接、另一路出口端与所述干燥设备的原料污泥送入口相连接；
所述多圈式空气预热器的一路进口端与所述多圈式除尘器的一路出口端相连接，所述多圈式空气预热器的一路出口端作为所述废气余热回收组件的组件出口端、与所述干燥设备的空气流入口相连接。
优选地，所述废气余热回收组件还包括多圈式终冷器；
所述多圈式终冷器的一路进口端与所述多圈式空气预热器的另一路出口端相连接，所述多圈式终冷器的一路出口端与外部废气除臭系统相连接。
优选地，所述多圈式空气预热器上的另一路进口端作为空气入口、与外部大气相连通；
所述多圈式终冷器内部还环绕设置有冷却管路，所述冷却管路的循环水进口与循环水出口均与外部水路相连接。
优选地，所述凝水余热回收组件包括凝水罐及凝水泵；
所述凝水罐的进口端作为所述凝水余热回收组件的组件进口端、与所述干燥设备的凝水排出口相连接，所述凝水罐的出口端与所述凝水泵的进口端相连接；
所述凝水泵的进口端与所述凝水罐的出口端相连接，所述凝水泵的出口端作为所述凝水余热回收组件的组件出口端、与外部原料污泥仓内的加热盘管相连接。
优选地，所述原料污泥仓内部设置有加热盘管，所述原料污泥仓外部连接有原料污泥泵，所述原料污泥泵借助所述原料污泥输送管道与所述干燥设备的原料污泥送入口相连接，所述原料污泥输送管道的外周侧套设有加热套管，所述加热盘管的一端与所述凝水泵的出口端相连接，所述加热盘管的另一端与所述加热套管相连接，所述加热套管的外周侧还开设有凝水出口。
优选地，系统内各部件间的连接方式为管路连接。
与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：
本发明所提供的一种干燥机余热回收系统，与目前行业内通用的圆盘干燥机相匹配，通过利用圆盘干燥机所排出的凝水与废气的热量，实现了对进入干燥机内空气与原料污泥的预热，不仅加速了原料污泥的干燥效率、而且减少了圆盘干燥机的蒸汽消耗量。
同时，由于原料污泥经过预热处理，温度提高后污泥的粘度显著降低，使得其输送过程更为顺畅，从而进一步降低了原料污泥泵的功耗。
此外，本发明还为本领域内其他干燥设备余热回收系统的设计方案提供了参考依据，使用者可以通过对本发明的适应性调整和改进，将其应用于其他的相关设备及技术方案中，具有十分广阔的应用前景。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
其中： 1、废气排出口；2、空气流入口；3、凝水排出口；4、原料污泥送入口；5、污泥排出口；6、多圈式除尘器；7、多圈式空气预热器；8、多圈式终冷器；9、冷却管路；10、凝水罐；11、凝水泵；12、原料污泥仓；13、加热盘管；14、原料污泥泵；15、原料污泥输送管道；16、加热套管；17、凝水出口。
具体实施方式
如图1所示，本发明揭示了一种适配于现有技术中干燥设备的干燥机余热回收系统，具体如下。
一种干燥机余热回收系统，与干燥设备相匹配，所述干燥设备可以为圆盘干燥机、浆叶式干燥机、滚筒式干燥机以及耙式干燥机中的任意一种，在本实施例中优选为圆盘干燥机。所述干燥设备上设置有污泥排出口5。
系统包括用于收集干燥设备排出废气部分余热的废气余热回收组件以及用于收集干燥设备排出凝水部分余热的凝水余热回收组件。所述废气余热回收组件的组件进口端与所述干燥设备的废气排出口1相连接，所述废气余热回收组件的组件出口端与所述干燥设备的空气流入口2相连接。所述凝水余热回收组件的组件进口端与所述干燥设备的凝水排出口3相连接，所述凝水余热回收组件的组件出口端一路与外部原料污泥仓12内的加热盘管13相连接、另一路与原料污泥输送管道15外部的加热套管16相连接。
进一步而言，所述废气余热回收组件包括一多圈式除尘器6以及一多圈式空气预热器7。
所述多圈式除尘器6的进口端作为所述废气余热回收组件的组件进口端、与所述干燥设备的废气排出口1相连接，所述多圈式除尘器6的一路出口端与所述多圈式空气预热器7的进口端相连接、另一路出口端与所述干燥设备的原料污泥送入口4相连接。
所述多圈式空气预热器7的一路进口端与所述多圈式除尘器6的一路出口端相连接，所述多圈式空气预热器7的一路出口端作为所述废气余热回收组件的组件出口端、与所述干燥设备的空气流入口2相连接，所述多圈式空气预热器7上的另一路进口端作为空气入口、与外部大气相连通。
除上述硬件外，所述废气余热回收组件还包括一多圈式终冷器8。
所述多圈式终冷器8的一路进口端与所述多圈式空气预热器7的另一路出口端相连接，所述多圈式终冷器8的一路出口端与外部废气除臭系统相连接。所述多圈式终冷器8内部还环绕设置有冷却管路9，所述冷却管路9的循环水进口与循环水出口均与外部水路相连接。
进一步而言，所述凝水余热回收组件包括凝水罐10及凝水泵11。
所述凝水罐10的进口端作为所述凝水余热回收组件的组件进口端、与所述干燥设备的凝水排出口3（在本实施例中，所述干燥设备的凝水排出口3与蒸汽进口相同）相连接，所述凝水罐10的出口端与所述凝水泵11的进口端相连接。
所述凝水泵11的进口端与所述凝水罐10的出口端相连接，所述凝水泵11的出口端作为所述凝水余热回收组件的组件出口端、与外部原料污泥仓12内的加热盘管13相连接。
所述原料污泥仓12内部设置有加热盘管13，所述原料污泥仓12外部连接有原料污泥泵14，所述原料污泥泵14借助所述原料污泥输送管道15与所述干燥设备的原料污泥送入口4相连接，所述原料污泥输送管道15的外周侧套设有加热套管16，所述加热盘管13的一端与所述凝水泵11的出口端相连接，所述加热盘管13的另一端与所述加热套管16相连接，所述加热套管16的外周侧还开设有凝水出口17。
需要补充说明的是，在本方案中，系统内各部件间的连接方式为管路连接。
本发明所提供的一种干燥机余热回收系统，与目前行业内通用的圆盘干燥机相匹配，通过利用圆盘干燥机所排出的凝水与废气的热量，实现了对进入干燥机内空气与原料污泥的预热，不仅加速了原料污泥的干燥效率、而且减少了圆盘干燥机的蒸汽消耗量。
同时，由于原料污泥经过预热处理，温度提高后污泥的粘度显著降低，使得其输送过程更为顺畅，从而进一步降低了原料污泥泵的功耗。
以下三张表格量化了现有技术的方案与本新型方案的余热回收及不同预热温度的效果。其中，表一为不进行余热回收时的物料平衡与热平衡表；表二为物料预热到80℃时的物料平衡与热平衡表；表三为物料预热到90℃时的物料平衡与热平衡表。
表一
| 入方 | 出方 |
| 蒸汽 7594000j/h | 废气 5903000 j/h |
| 空气（25℃） 70760j/h | 凝水 975600kj/h |
| 原料污泥（25℃） 395200j/h | 干污泥 628900kj/h |
| 热损失 560500j/h | |
| 总计 8068000 j/h | 总计 8068000 j/h |
表二
| 入方 | 出方 |
| 蒸汽 6577000j/h | 废气 5903000 j/h |
| 空气（80℃） 226400j/h | 凝水 975600kj/h |
| 原料污泥（80℃） 126500j/h | 干污泥 628900kj/h |
| 热损失 560500j/h | |
| 总计 8068000 j/h | 总计 8068000 j/h |
预热后的蒸汽消耗比为6577000/7594000=86.6%；
表一
| 入方 | 出方 |
| 蒸汽 6319000j/h | 废气 5903000 j/h |
| 空气（90℃） 254700j/h | 凝水 975600kj/h |
| 原料污泥（90℃） 1423000j/h | 干污泥 628900kj/h |
| 热损失 560500j/h | |
| 总计 8068000 j/h | 总计 8068000 j/h |
预热后的蒸汽消耗比为6319000/7594000=83.21%。
上述结果表明，余热不回收的蒸汽7594000j/h、设定为100％，当空气和原料污泥预热到80℃时，可节能13.4％；而当空气和原料污泥预热到90℃时，可节能17.8％。节能效果显著。
此外，本发明还为本领域内其他干燥设备余热回收系统的设计方案提供了参考依据，使用者可以通过对本发明的适应性调整和改进，将其应用于其他的相关设备及技术方案中，具有十分广阔的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种干燥机余热回收系统，与干燥设备相匹配，其特征在于：包括用于收集干燥设备排出废气部分余热的废气余热回收组件以及用于收集干燥设备排出凝水部分余热的凝水余热回收组件；
所述废气余热回收组件的组件进口端与所述干燥设备的废气排出口（1）相连接，所述废气余热回收组件的组件出口端与所述干燥设备的空气流入口（2）相连接；
所述凝水余热回收组件的组件进口端与所述干燥设备的凝水排出口（3）相连接，所述凝水余热回收组件的组件出口端一路与外部原料污泥仓（12）内的加热盘管（13）相连接、另一路与原料污泥输送管道（15）外部的加热套管（16）相连接。
2.根据权利要求1所述的干燥机余热回收系统，其特征在于：所述干燥设备为圆盘干燥机、浆叶式干燥机、滚筒式干燥机以及耙式干燥机中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的干燥机余热回收系统，其特征在于：所述干燥设备为圆盘干燥机。
4.根据权利要求1所述的干燥机余热回收系统，其特征在于：所述废气余热回收组件包括多圈式除尘器（6）以及多圈式空气预热器（7）；
所述多圈式除尘器（6）的进口端作为所述废气余热回收组件的组件进口端、与所述干燥设备的废气排出口（1）相连接，所述多圈式除尘器（6）的一路出口端与所述多圈式空气预热器（7）的进口端相连接、另一路出口端与所述干燥设备的原料污泥送入口（4）相连接；
所述多圈式空气预热器（7）的一路进口端与所述多圈式除尘器（6）的一路出口端相连接，所述多圈式空气预热器（7）的一路出口端作为所述废气余热回收组件的组件出口端、与所述干燥设备的空气流入口（2）相连接。
5.根据权利要求4所述的干燥机余热回收系统，其特征在于：所述废气余热回收组件还包括多圈式终冷器（8）；
所述多圈式终冷器（8）的一路进口端与所述多圈式空气预热器（7）的另一路出口端相连接，所述多圈式终冷器（8）的一路出口端与外部废气除臭系统相连接。
6.根据权利要求5所述的干燥机余热回收系统，其特征在于：所述多圈式空气预热器（7）上的另一路进口端作为空气入口、与外部大气相连通；
所述多圈式终冷器（8）内部还环绕设置有冷却管路（9），所述冷却管路（9）的循环水进口与循环水出口均与外部水路相连接。
7.根据权利要求1所述的干燥机余热回收系统，其特征在于：所述凝水余热回收组件包括凝水罐（10）及凝水泵（11）；
所述凝水罐（10）的进口端作为所述凝水余热回收组件的组件进口端、与所述干燥设备的凝水排出口（3）相连接，所述凝水罐（10）的出口端与所述凝水泵（11）的进口端相连接；
所述凝水泵（11）的进口端与所述凝水罐（10）的出口端相连接，所述凝水泵（11）的出口端作为所述凝水余热回收组件的组件出口端、与外部原料污泥仓（12）内的加热盘管（13）相连接。
8.根据权利要求7所述的干燥机余热回收系统，其特征在于：所述原料污泥仓（12）内部设置有加热盘管（13），所述原料污泥仓（12）外部连接有原料污泥泵（14），所述原料污泥泵（14）借助所述原料污泥输送管道（15）与所述干燥设备的原料污泥送入口（4）相连接，所述原料污泥输送管道（15）的外周侧套设有加热套管（16），所述加热盘管（13）的一端与所述凝水泵（11）的出口端相连接，所述加热盘管（13）的另一端与所述加热套管（16）相连接，所述加热套管（16）的外周侧还开设有凝水出口（17）。
9.根据权利要求1~8任一所述的干燥机余热回收系统，其特征在于：系统内各部件间的连接方式为管路连接。
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