热能利用集成装置、物料干化系统及干化方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及固废处理技术领域，公开了一种热能利用集成装置、物料干化系统及干化方法。本发明专利技术壳体内由封隔板分隔为三个独立、水平并排设置的腔体，腔体内分别设置有乏汽回热模块、热能提升转化模块和热风吸热模块，循环介质通过热能提升转化模块在乏汽回热模块和热风吸热模块之间独立循环。本发明专利技术循环热效率高，能耗低，系统运行稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
热能利用集成装置、物料干化系统及干化方法
本专利技术涉及固废处理
，特别是涉及一种热能利用集成装置、物料干化系统及干化方法。
技术介绍
物料干化是食品加工处置、固废处置、矿山浆液处置等过程中，化工生产的重要环节和关键技术。为了满足废水排放要求,工业、加工制造业生产过程中产生的高温废水需要进行降温处理,不但浪费了大量的水资源,也浪费了大量热能。而目前污泥固废的处置方式常用的就是耦合大型燃煤锅炉处置，工艺路线主要有直接掺烧和干化掺烧两种，干化掺烧又以蒸汽干化和热风干化两种为主流工艺。传统蒸汽圆盘污泥干化工艺具有技术成熟、处理能力强、对环境影响小、占地小等优点；传统热风干化工艺具有技术成熟，热源品质要求较低，物料适应能力强等优点。但无论热风干化还是蒸汽干化，高能耗成为该技术的发展掣肘，很大程度上降低了该工艺在市场上的竞争力。目前已出现两段式蒸汽-热风余热利用污泥干化工艺，通过闪蒸设备将高温高压蒸汽冷凝水闪蒸成低温低压蒸汽，用于热风再加热，实现二级能量梯级利用系统，该工艺可节省蒸汽，达到节能目的，但在实际生产运行角度而言，存在对进料污泥局限性大，且热风干化系统的高含尘循环热风直接进入蒸汽干化系统的乏汽回热器中与含尘乏汽换热，导致乏汽回热器经常堵塞；据工程现场调研，回热换热器需每星期停运清洗一次，难以实现大型工业化的连续运转。
技术实现思路
本专利技术提供一种循环热效率高，能耗低，系统运行稳定性好的热能利用集成装置、物料干化系统及干化方法。解决的技术问题是：现有的废物处理系统中余热利用率低，系统运行能耗大，余热利用系统管道结构复杂，维修成本较大。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术热能利用集成装置，包括壳体，其特征在于：所述壳体内分为三个独立、水平并排设置的腔体，腔体内分别设置有乏汽回热模块、热能提升转化模块和热风吸热模块，循环介质通过热能提升转化模块在乏汽回热模块和热风吸热模块之间独立循环；乏汽回热模块包括位于腔体内的乏汽换热装置，热风吸热模块包括位于腔体内的热风换热装置，热能提升转化模块包括热泵，热泵的循环介质低温出口通过低介进管与乏汽换热装置中循环介质的第一进口连接，循环介质的第一出口通过低介回管与热泵的循环介质的低温进口连通，热泵的循环介质高温出口通过高介进管与热风换热装置中循环介质的第二进口连通，第二出口通过回液管与低介进管连通；低介进管、低介回管、高介进管和回液管上分别串联有增压泵。本专利技术热能利用集成装置，进一步的，所述乏汽换热装置顶部设置有用于冲洗乏汽流通管道的第一在线清洗装置，热风换热装置顶部设置有用于冲洗热风流通管道的第二在线清洗装置。本专利技术热能利用集成装置，进一步的，所述第一在线清洗装置包括设置在乏汽流通管道内的高压喷嘴，靠近乏汽出口设置，高压喷嘴通过软管与清洗水源连接，软管上串联有电磁阀，电磁阀的信号输出端与电控系统的信号输入端电连接。本专利技术利用热能利用集成装置的物料干化系统，还包括蒸汽干化系统和热风干化系统，蒸汽干化系统包括至少一个蒸汽干化机，以及乏汽冷凝器，蒸汽干化机的出汽口依次与热能利用集成装置中的乏汽换热装置和乏汽冷凝器串连，热风干化系统包括至少一个热风干化机，以及热风冷凝器和热风再热器，热风干化机出气口通过管道依次与热风冷凝器、热能利用集成装置中的热风换热装置和热风再热器串联，热风再热器的出汽口与热风干化机的热风进口连通。本专利技术物料干化系统，进一步的，所述蒸汽干化机的出汽口通过管道与乏汽换热装置的乏汽进口连通，乏汽出口通过管道与乏汽冷凝器连接；热风干化机的出气口与热风冷凝器的热源进口连通，热风冷凝器的热源出口与热风换热装置的热风进口连通，热风换热装置的热风出口与热风再热器的进气口连通。本专利技术物料干化系统，进一步的，所述蒸汽干化机的疏水出口通过第一并管与热风换热装置的热风进口连通。本专利技术物料干化系统，进一步的，所述热风再热器的疏水出口通过第二并管与热风换热装置的热风进口连通。本专利技术物料干化系统的干化方法，包括以下步骤：步骤一、湿物料进入蒸汽干化机蒸干，含有杂质的高温蒸汽进行余热回收降温后，进行冷凝，回收的余热进入热能利用集成装置进行热能再利用；步骤二、湿物料进入热风干化机干燥，含有杂质和水汽的热风进行降温除水后再次进行预热和加热，然后送入热风干化机循环干化湿物料，预热过程中利用热能利用集成装置中热泵回收升温后的热能进行加热。本专利技术干化方法，进一步的，步骤一具体包括以下步骤：1.1、湿物料被高温蒸汽加热蒸发，蒸干后排出蒸汽干化机；1.2、干化乏汽在热能利用集成装置中进行热能回收，与乏汽换热装置中的循环介质热交换降温，循环介质从乏汽换热装置中回收余热后进入热泵，热泵将部分循环介质加热后送至热风吸热模块再利用，剩余部分循环介质降温后送回乏汽换热装置循环吸热；1.3、回收热能的干化乏汽冷却后排出蒸汽干化系统，进行后续处理。本专利技术干化方法，进一步的，步骤二具体包括以下步骤：2.1、湿物料经过高温热风加热干燥，干化后排出热风干化机；2.2、蒸发出的含有杂质和水汽的热风降温冷却以除去热风中的大量水汽和杂质；2.3、冷却干燥后的热风进入热风换热装置，利用经过热能提升转化模块处理后的热能进行预热；2.4、预热的热风在热风再热器中与高温蒸汽换热，升温后再进入热风干化机，循环利用。本专利技术热能利用集成装置、物料干化系统及干化方法与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术热能利用集成装置中将乏汽回热、热风预热和连接的热能循环系统一体化设置，集乏汽热能回收和热风预热于一体，用于连接蒸汽干化和热风干化两条处理线，实现热能的循环利用。本专利技术使用的热泵为增温型热泵，将从乏汽换热装置中回收的热能集中至一部分循环介质中送至热风换热装置中作为热源对冷却干燥的热风进行预热，剩余部分降温后的循环介质重新送回乏汽换热装置中，循环吸收热能，实现了热能回收利用的循环连续运转。可广泛适用于固废处理、制药及食品行业等。本专利技术物料干化系统包括蒸汽干化和热风干化两段处理线，各自产生的含有大量杂质的高温蒸汽分别处理，并利用热泵回收利用蒸汽干化系统中的乏汽热能，将其引入热风干化系统中，为干燥冷却的热风进行预热，为热风的循环使用提供保障，大大降低了热风循环所耗费的热能，降低了整体干化系统的能耗损失，提高了热能的利用率和循环热效率。本专利技术中循环介质有着独立的循环系统，与蒸汽干化系统中的乏汽和热风干化系统中的热风均为非接触换热，循环介质中不会融入杂质，有效避免了乏汽回热器和热风预热器的堵塞，提高了系统运行的稳定性和连续性，也有效提高了热能利用率，大幅度降低了污泥干化的能耗。下面结合附图对本专利技术的热能利用集成装置、物料干化系统及干化方法作进一步说明。附图说明图1为本专利技术热能利用集成装置的结构示意图；图2为物料干化系统的连接结构示意图。附图标记：1-壳体；11-封隔板；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热能利用集成装置，包括壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）内分为三个独立、水平并排设置的腔体，腔体内分别设置有乏汽回热模块、热能提升转化模块和热风吸热模块，循环介质通过热能提升转化模块在乏汽回热模块和热风吸热模块之间独立循环；/n乏汽回热模块包括位于腔体内的乏汽换热装置（2），热风吸热模块包括位于腔体内的热风换热装置（3），热能提升转化模块包括热泵（4），热泵（4）的循环介质低温出口通过低介进管（41）与乏汽换热装置（2）中循环介质的第一进口连接，循环介质的第一出口通过低介回管（42）与热泵（4）的循环介质的低温进口连通，热泵（4）的循环介质高温出口通过高介进管（43）与热风换热装置（3）中循环介质的第二进口连通，第二出口通过回液管（44）与低介进管（41）连通；低介进管（41）、低介回管（42）、高介进管（43）和回液管（44）上分别串联有增压泵。/n

【技术特征摘要】
1.热能利用集成装置，包括壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）内分为三个独立、水平并排设置的腔体，腔体内分别设置有乏汽回热模块、热能提升转化模块和热风吸热模块，循环介质通过热能提升转化模块在乏汽回热模块和热风吸热模块之间独立循环；
乏汽回热模块包括位于腔体内的乏汽换热装置（2），热风吸热模块包括位于腔体内的热风换热装置（3），热能提升转化模块包括热泵（4），热泵（4）的循环介质低温出口通过低介进管（41）与乏汽换热装置（2）中循环介质的第一进口连接，循环介质的第一出口通过低介回管（42）与热泵（4）的循环介质的低温进口连通，热泵（4）的循环介质高温出口通过高介进管（43）与热风换热装置（3）中循环介质的第二进口连通，第二出口通过回液管（44）与低介进管（41）连通；低介进管（41）、低介回管（42）、高介进管（43）和回液管（44）上分别串联有增压泵。


2.根据权利要求1所述的热能利用集成装置，其特征在于：所述乏汽换热装置（2）顶部设置有用于冲洗乏汽流通管道的第一在线清洗装置（12），热风换热装置（3）顶部设置有用于冲洗热风流通管道的第二在线清洗装置（13）。


3.根据权利要求2所述的热能利用集成装置，其特征在于：所述第一在线清洗装置（12）包括设置在乏汽流通管道内的高压喷嘴，靠近乏汽出口设置，高压喷嘴通过软管与清洗水源连接，软管上串联有电磁阀，电磁阀的信号输出端与电控系统的信号输入端电连接。


4.利用权利要求1-3任意一项所述的热能利用集成装置的物料干化系统，其特征在于：还包括蒸汽干化系统和热风干化系统，
蒸汽干化系统包括至少一个蒸汽干化机（5），以及乏汽冷凝器（51），蒸汽干化机（5）的出汽口依次与热能利用集成装置中的乏汽换热装置（2）和乏汽冷凝器（51）串连，
热风干化系统包括至少一个热风干化机（6），以及热风冷凝器（61）和热风再热器（7），热风干化机（6）出气口通过管道依次与热风冷凝器（61）、热能利用集成装置中的热风换热装置（3）和热风再热器（7）串联，热风再热器（7）的出汽口与热风干化机（6）的热风进口连通。


5.根据权利要求4所述的物料干化系统，其特征在于：所述蒸汽干化机（5）的出汽口通过管道与乏汽换热装置（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春晖，王利，伊然，张琴，文华，李明明，王一杰，
申请(专利权)人：北京国电龙源环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11