机械蒸汽再压缩干燥系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种机械蒸汽再压缩干燥系统，其包括污泥存储池、污泥注射泵、薄层蒸发干燥器、挤压分条成型机、网带干燥机、干泥仓、蒸汽压缩机、旋风除尘器、水洗除尘器、冷凝水缓冲罐、以及与冷凝水缓冲罐相连且用于抽吸系统空气维持真空并排放不凝气体的真空泵。本实用新型专利技术可节省大量能源消耗及冷却水系统消耗。过程中无废气排放，系统无冷却水系统，节省了冷却塔水份蒸发损失。

【技术实现步骤摘要】
机械蒸汽再压缩干燥系统
本技术涉及污泥干燥
，具体涉及一种机械蒸汽再压缩干燥系统。
技术介绍
机械式蒸汽再压缩(MechanicalVaporRecom-pression)系统，简称MVR系统，是一种新型高效节能系统。MVR蒸发技术节能效果显著，与多效蒸发技术相比，MVR系统全部回收了二次蒸汽的潜热，热效率一般相当于5-10效蒸发器。在干燥和蒸发浓缩等工业领域，会产生大量的水蒸汽。水蒸汽携带的能量中绝大部分为潜热，显热仅为很小一部分。机械式蒸汽再压缩系统，有效回收了水蒸汽的潜热，从而达到节能降耗的目的。其工作原理是对蒸发器产生的蒸汽，经机械式蒸汽压缩机作用后，温度、压力、焓值均得到提升，返回蒸发器作为加热的热源，补充液体蒸发需要吸收的热能并维持蒸发温度。系统本身能基本达到热平衡，新鲜蒸汽仅用于补充系统热损失和进出料热焓，从而大幅度减少蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗，达到了降低能耗的目的。MVR用于固体干燥领域的应用较少，传热温差小、干燥时间长、机械传动能耗大、系统需要密封、需要高性能压缩机等均是其应用的制约因素。常见的固体蒸汽干燥技术多采用间接的传导换热或直接的对流换热方式。间接的传导换热常见于空心桨叶机、转盘式干燥器、转鼓式干燥器、夹壁式干燥器等。直接的对流换热常见于过热蒸汽干燥和热风干燥等。它们均需要大温差和机械搅拌或强制对流方式来强化换热。研究表明：固体中水份主要是自由水、间隙水、表层水和化学结合水。依这些水份的蒸发干燥过程中，蒸发速率分为“恒速段”、“降速段”和“最后阶段”。一般污泥含水率低于65％左右后，“恒速段”结束进入较难和更耗能的“降速段”干燥蒸发。南京航空航天大学周雷《基于蒸汽再压缩技术的低温干燥系统设计与节能分析》表明，低温干燥过程，理论上系统能耗随着蒸发温度与压缩机压比的降低而不断下降；与相同条件下的常规低温干燥系统相比，基于蒸汽再压缩技术的低温干燥系统的能耗仅为常规低温回热干燥系统的7.7％。MVR技术应用基于节能原理和现有技术限制，需要低压比压缩和小温差换热，导致干燥时间过长、强化换热的机械搅拌和传动能耗过高而降低了MVR节能效果。同时，过高的蒸发温度导致更多的系统热损耗，为了系统热量平衡而增大对系统补充热量，导致节能效果进一步降低。同时，可实现高压比的螺杆蒸汽压缩机目前市场应用并不常见，也是导致MVR干燥节能应用困难的原因之一。为保证干燥效果还需控制好一定的干燥速度，把MVR技术与真空低温干燥技术相结合是MVR干燥的发展方向，但进入“降速段”后，蒸发速率还是不尽人意。过热蒸汽干燥是指利用过热蒸汽直接与被干燥的物料接触而去除其内部水分的一种新型干燥方式。在相同的温度下，过热蒸汽和热空气相比，由于过热蒸汽存在潜热，所以单位质量的过热蒸汽所携带热量远大于热空气，且用过热蒸汽干燥固体时，由于固体表面是水分蒸发到过热蒸汽，没有扩散阻力。过热蒸汽干燥的速度和过热蒸汽的温度也是相关的。福建农林大学卢烨的《土豆的过热蒸汽与真空联合干燥》研究和实验表明，低温过热蒸汽在土豆的干燥过程中也能到达比较理想的干燥速度。干燥过程中污染物会随着蒸发过程进入二次蒸汽的冷凝水。南昌航空大学官勇的《城市污泥过热蒸汽干燥冷凝液特性研究》和山东大学洪永强的《高盐有机废水蒸馏压缩过程污染物迁移研究》表明，低温蒸发进入二次蒸汽冷凝水的污染物主要是醇类有机物和氨等，无机盐类含量极低。而高温蒸发过程，污染物成分复杂，污染量更多。传统的高温污泥蒸发，冷凝水需要再次进入污水厂处理后才能达标排放或回用。为了解决上述问题，以下几个专利“CN103011546B”、“CN107098562A”、“CN106495427A”、“CN103708697B”、“CN103588375B”、“CN103285637B”、“CN105254147B”、“CN110040935A”采用了相应的技术手段：1)“一种两段式污泥干化及能量回收系统及其干化工艺”，采用间壁式干化设备和带式干化机的两段干化工艺。采用带式干燥器的热量回收于间壁换热器污泥的二次蒸汽，相当于水份的“两效蒸发”，从而实现节能。2)“两段式污泥干化工艺的新型热能梯级再利用系统”，该系统包括薄层蒸发器及带式干燥机分两段干化的工艺。系统热量输入来自于热电厂高温蒸汽。通过闪蒸罐将I段薄层蒸发器内的一次蒸汽冷凝水闪蒸成低温低压蒸汽，用于II段热风的再加热，从而可以减少新鲜蒸汽的补充量，实现既省蒸汽又省冷却水的目的。3)“MVR过热蒸汽污泥连续干燥系统及工作方法”，该系统采用过热蒸汽作为干燥介质，干燥过程产生的二次蒸汽分成两路：一路小部分蒸汽通过压缩机压缩变成高压的过热蒸汽进入换热器的热端，换热冷凝后进入冷凝水罐；另一路大部分水蒸汽进入换热器冷端，经加热后送回干燥器内。该干燥系统主要采用压缩方法来回收干燥过程产生的二次蒸汽的显热与潜热。4)“机械蒸汽再压缩热泵MVR污泥干化系统”，污泥通过空心桨叶式干燥机干燥处理后产生的二次蒸汽，该二次蒸汽通过压缩机压缩后再回到空心桨叶机体内，回收污泥干燥过程中产生的二次蒸汽的全部潜热。5)“一种污泥MVC蒸发烘干系统及其烘干污泥的方法”，污泥蒸发过程的二次蒸汽通过蒸汽压缩机压缩机后进入烘干装置作为蒸汽补充热源，利用高温冷凝水洗涤净化蒸汽。6)“低温真空脱水干化成套设备及其工艺”,真空系统对被加热的物料腔室抽真空，腔室内蒸发的水蒸汽在换热器中冷凝成为液态水排放，达到低温蒸发的目的。7)“一种污泥过热蒸汽干燥乏汽余热三重利用”,同时回收乏汽显热和潜热，废水循环利用、废气零污染排放。整个装置实现了污泥过热蒸汽干燥乏汽余热三次利用。干燥过程通过对乏汽显热和潜热同时回收，防止干燥过程中产生冷凝，缩短了干燥时间；干燥过程中只需在初始阶段通入过热蒸汽，后期蒸汽循环使用，减少了热源的输入，降低了能耗。8)“一种多层组合自落式污泥干燥装置及干燥方法”采用间接干燥结合过热二次蒸汽的方式干燥污泥，利用MVR蒸发技术有效缩短了干燥的时长。虽然上述技术专利或相关研究在解决了固体干燥节能或MVR技术在干燥领域的应用方法，实施过程中存在的诸多问题，一些问题尚未得到有效解决。例如“CN103011546B”、“CN107098562A”两段式污泥干化过程的热能回收利用过程，相当于“两效蒸发”节能效果。干燥过程全部采用高温蒸汽作为能源，能耗相对于MVR技术还是较高。“CN106495427A”MVR过热蒸汽污泥连续干燥系统及工作方法，二次蒸汽的显热与潜热，用于进料污泥的预热。基于物料质量和热量衡算，二次蒸汽的潜热热量远大于污泥的预热热量，降低了热量回收比例。“CN103708697B”、“CN103588375B”利用MVR蒸发技术通过空心桨叶式或其他间接热传导烘干装置来干燥污泥，在实践过程中需要对系统大量补充热量，同时污泥在进入“降速段”后蒸发时间过长，机械传动或搅拌强化传热及热量损失导致节能收益下降。“CN103285637B”低温真空脱水干化成套设备及其工艺和“CN105254147B”一种污本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械蒸汽再压缩干燥系统，其特征在于其包括存储常温污泥来料且内有冷凝水换热盘管(111)的污泥存储池(110)、与污泥存储池(110)输出相连且设有夹套式换热器(121)的污泥注射泵(120)、与污泥注射泵(120)输出相连的薄层蒸发干燥器(130)、与薄层蒸发干燥器(130)输出相连的挤压分条成型机(140)、与挤压分条成型机(140)输出相连的网带干燥机(150)、与网带干燥机(150)输出相连的干泥仓(160)、设置在薄层蒸发干燥器(130)和网带干燥机(150)之间的蒸汽压缩机(220)、与网带干燥机(150)相连且用于分离二次蒸汽和污泥粉尘的旋风除尘器(230)、与旋风除尘器(230)输出相连且用于对二次蒸汽水洗清洁的水洗除尘器(240)、与薄层蒸发干燥器(130)相连且收集冷凝水的冷凝水缓冲罐(310)、以及与冷凝水缓冲罐(310)相连且用于抽吸系统空气维持真空并排放不凝气体的真空泵(400)。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械蒸汽再压缩干燥系统，其特征在于其包括存储常温污泥来料且内有冷凝水换热盘管(111)的污泥存储池(110)、与污泥存储池(110)输出相连且设有夹套式换热器(121)的污泥注射泵(120)、与污泥注射泵(120)输出相连的薄层蒸发干燥器(130)、与薄层蒸发干燥器(130)输出相连的挤压分条成型机(140)、与挤压分条成型机(140)输出相连的网带干燥机(150)、与网带干燥机(150)输出相连的干泥仓(160)、设置在薄层蒸发干燥器(130)和网带干燥机(150)之间的蒸汽压缩机(220)、与网带干燥机(150)相连且用于分离二次蒸汽和污泥粉尘的旋风除尘器(230)、与旋风除尘器(230)输出相连且用于对二次蒸汽水洗清洁的水洗除尘器(240)、与薄层蒸发干燥器(130)相连且收集冷凝水的冷凝水缓冲罐(310)、以及与冷凝水缓冲罐(310)相连且用于抽吸系统空气维持真空并排放不凝气体的真空泵(400)。


2.根据权利要求1所述的机械蒸汽再压缩干燥系统，其特征在于：所述薄层蒸发干燥器(130)包括至少一个筒形加热仓、位于筒形加热仓内侧且表面均匀分布多个刮板的刮板转子、位于筒形加热仓外侧且驱动刮板转子旋转的电机、与水洗除尘器(240)输出相连的蒸汽入口(131)、与冷凝水缓冲罐(310)的输入相连的蒸汽及冷凝水出口(132)、与污...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹俊杰，
申请(专利权)人：苏州翔云节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32