本发明属于污泥干化技术领域，具体为污泥低温干化系统和干化方法，干化系统包括，用于将含水量80％‑60％(重量)的湿污泥加工成条状的面条机，用于将湿污泥含水量降低至10％～50％(重量)的低温射流干化单元，用于将湿污泥含水量降低至10％(重量)以下的低温余热干化单元，以及用于将用于将低温射流干化单元初步干燥的污泥送入低温余热干化单元继续干燥的密闭皮带输送机。本发明的污泥低温干化系统整体处于密闭空间中，污泥低温干化过程中减少了能量流失，防止臭气外溢，影响环境。同时本发明以面条机协同低温射流干化单元和
(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 CN 113955915 A (43)申请公布日 2022.01.21 (21)申请号 7.2 (22)申请日 2021.09.26 (71)申请人 江苏久发环境科技有限公司 地址 213000 江苏省常州市经济开发区遥 观镇留道路98号 (72)发明人 马国良 (74)专利代理机构 常州市英诺创信专利代理事 务所(普通合伙) 32258 代理人 李楠郑云 (51)Int.Cl. C02F 11/13 (2019.01) 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 (54)发明名称 污泥低温干化系统和干化方法 (57)摘要 本发明属于污泥干化技术领域，具体为污泥 低温干化系统和干化方法，干化系统包括，用于 将含水量80％‑60％(重量)的湿污泥加工成条状 的面条机，用于将湿污泥含水量降低至10％～ 50％(重量)的低温射流干化单元，用于将湿污泥 含水量降低至10％(重量)以下的低温余热干化 单元，以及用于将用于将低温射流干化单元初步 干燥的污泥送入低温余热干化单元继续干燥的 密闭皮带输送机。本发明的污泥低温干化系统整 体处于密闭空间中，污泥低温干化过程中减少了 能量流失，防止臭气外溢，影响环境。同时本发明 以面条机协同低温射流干化单元和低温余热干 A 化单元，能大大的提升干燥效率，避免发生粉尘爆炸， 5 且可以有实际效果的减少H S、NH 析出量。 1 2 3 9 5 5 9 3 1 1 N C CN 113955915 A 权利要求书 1/2页 1.一种污泥低温干化系统，其特征是：包括： 面条机，用于将含水量80％‑60％(重量)的湿污泥加工成条状； 用于将湿污泥含水量降低至10％～50％(重量)的低温射流干化单元，包括：与面条机 连接并用于接收和干燥条状湿污泥的第一密闭干化室，用于加热和脱除湿空气中水分并向 密闭干化室提供干燥热空气的干燥射流装置； 用于将湿污泥含水量降低至10％(重量)以下的低温余热干化单元，包括：用于接收并 干燥湿污泥的第二密闭干化室，通过水冷塔换热冷却并将湿热空气冷凝除水生成干冷空气 的冷凝换热器，将干冷空气加热为干热空气的加热换热器； 密闭皮带输送机，密闭皮带输送机的上料端和下料端分别与第一密闭干化室和第二密 闭干化室连接，用于将低温射流干化单元初步干燥的污泥送入低温余热干化单元继续干 燥。 2.依据权利要求1所述的污泥低温干化系统，其特征是：所述第一密闭干化室设有第 一干燥热空气进口和第一湿空气出口，所述干燥射流装置设有第一湿空气进口和第一干燥 空气出口，其中第一湿空气进口与第一湿空气出口密闭连接，还包括第一循环风机，所述第 一循环风机的进气口和出气口分别与第一干燥热空气出口和第一干燥热空气进口密闭连 接。 3.依据权利要求1所述的污泥低温干化系统，其特征是：所述第二密闭干化室，设有 第二干燥热空气进口和第二湿空气出口，所述冷凝换热器设有湿热空气进口和干冷空气出 口，湿热空气进口与第二湿空气出口密闭连接，所述加热换热器设有干冷空气进口和干热 空气出口，干冷空气进口与干冷空气出口密闭连接，还包括第二循环风机，第二循环风机的 进气口和出气口分别与干热空气出口和第二干燥热空气进口密闭连接。 4.依据权利要求1所述的污泥低温干化系统，其特征是：所述低温射流干化装置内沿 着气流行进方向依次设有冷却区和加热区，在冷却区内湿空气被冷凝除水得干燥空气，在 加热区内干燥空气被加热升温，得到干热空气。 5.依据权利要求1所述的污泥低温干化系统，其特征是：所述低温射流干化单元和低 温余热干化单元内分别设置有气体监测装置用于监测甲烷、硫化氢或氨气浓度。 6.一种污泥低温干化方法，其特征是：该方法基于如权利要求1至5中任一项所述的 污泥低温干化系统来进行，包括如下步骤： 1)污泥含水量80％‑60％(重量)时，先由面条机成型成条状，然后送入第一密闭干化 室，与来自干燥射流装置的70‑80℃的干燥热空气进行热交换，污泥得到干燥，携带水分后 的湿空气经由第一湿空气进口排出并被送到干燥射流装置中进行干燥除水并升温，再次形 成干燥热空气后通过第一循环风机再循环进入第一密闭干化室中吸收水分，如此周而复 始，直至污泥在出第一密闭干化室时含水量10％～60％(重量)； 2)将步骤1)干燥后的含水量10％～60％(重量)的污泥通过密闭皮带输送机送入第二 密闭干化室静置摊放，与来自加热换热器的70‑80℃的干热空气进行热交换，污泥得到干 燥，携带水分后的湿热空气进入冷凝换热器，换热冷凝除水后得到40±5℃的干冷空气，干 冷空气再进入加热换热器加热升温再次形成70‑80℃的干热空气后通过第二循环风机再循 环进入第二密闭干化室中吸收水分，如此周而复始，直至污泥在出第二密闭干化室时含水 量低于10％(重量)。 2 2 CN 113955915 A 权利要求书 2/2页 7.依据权利要求6所述的污泥低温干化方法，其特征是：所述加热换热器通过等离子 系统的热蒸汽提供换热热量。 8.依据权利要求6所述的污泥低温干化方法，其特征是：所述等离子系统的热蒸汽温 度为120±5℃，所述热蒸汽经加热换热器换热降温后进行余热再利用。 3 3 CN 113955915 A 说明书 1/4页 污泥低温干化系统和干化方法 技术领域 [0001] 本发明属于污泥干化技术领域，具体涉及一种污泥低温干化系统和干化方法。 背景技术 [0002] 污泥的泥质对污泥处理影响很大，湿污泥的含水率直接影响污泥处理系统运行的 稳定性和经济性。污泥的含水率越高，污泥处理的能耗越大，含水率高，影响污泥干化运行。 现存技术中，污泥干化多采用蒸汽或者热风进行加温，能耗占据整个干化流程总能耗的 70％，但国内目前采用的干化技术对过程热能未进行回收或回收利用率低，没有实现热能 的循环利用，单位干化能耗指标高。中国专利文献(申请号为8.0)提出一种污 泥微波热泵真空干化系统，包括湿污泥螺旋输送机、第一污泥预热器、第二污泥预热器、圆 盘干燥器、干泥螺旋输送机、饱和蒸汽分离器、机械热泵、射流真空泵和热水循环泵，但设备 复杂，对能耗的降低力度小，且污泥干化效率有限。 发明内容 [0003] 为客服上述现存技术中的问题，本发明提供一种设备简单、干化效率高，且能够 大大降低能耗的污泥低温干化系统和干化方法。 [0004] 为实现本发明目的，所采用的技术方案为：一种污泥低温干化系统，包括： [0005] 面条机，用于将含水量80％‑60％(重量)的湿污泥加工成条状； [0006] 用于将湿污泥含水量降低至10％～50％(重量)的低温射流干化单元，包括：与面 条机连接并用于接收和干燥条状湿污泥的第一密闭干化室，用于加热和脱除湿空气中水分 并向密闭干化室提供干燥热空气的干燥射流装置； [0007] 用于将湿污泥含水量降低至10％(重量)以下的低温余热干化单元，包括：用于接 收并干燥湿污泥的第二密闭干化室，通过水冷塔换热冷却并将湿热空气冷凝除水生成干冷 空气的冷凝换热器，将干冷空气加热为干热空气的加热换热器； [0008] 密闭皮带输送机，密闭皮带输送机的上料端和下料端分别与第一密闭干化室和第 二密闭干化室连接，用于将低温射流干化单元初步干燥的污泥送入低温余热干化单元继续 干燥。 [0009] 进一步的，所述第一密闭干化室设有第一干燥热空气进口和第一湿空气出口，所 述干燥射流装置设有第一湿空气进口和第一干燥空气出口，其中第一湿空气进口与第一湿 空气出口密闭连接，还包括第一循环风机，所述第一循环风机的进气口和出气口分别与第 一干燥热空气出口和第一干燥热空气进口密闭连接。 [0010] 进一步的，所述第二密闭干化室，设有第二干燥热空气进口和第二湿空气出口，所 述冷凝换热器设有湿热空气进口和干冷空气出口，湿热空气进口与第二湿空气出口密闭连 接，所述加热换热器设有干冷空气进口和干热空气出口，干冷空气进口与干冷空气出口密 闭连接，还包括第二循环风机，第二循环风机的进气口和出气口分别与干热空气出口和第 二干燥热空气进口密闭连接。 4 4 CN 113955915 A 说明书 2/4页 [0011] 进一步的，所述低温射流干化装置内沿着气流行进方向依次设有冷却区和加热 区，在冷却区内湿空气被冷凝除水得干燥空气，在加热区内干燥空气被加热升温，得到干热 空气。 [0012] 进一步的，为避免循环气中甲烷、硫化氢或氨气集聚，低温射流干化单元和低温 余热干化单元内分别设置有气体监测装置用于监测甲烷、硫化氢或氨气浓度，当含量超标 时对低温射流干化单元和低温余热干化单元内的气体及时补充更换，确保安全性。 [0013] 进一步的，所述加热换热器通过等离子系统的热蒸汽提供换热热量(即将后端用 于干污泥熔融气化的等离子气化系统热量回收利用)，该热量来源与本发明的低温余热干 化方式匹配，每吨80％湿泥干化至10％以下，综合电耗仅35‑45kw.h。 [0014] 一种污泥低温干化方法，该方法基于上述的污泥低温干化系统来进行，包括如下步 骤： [0015] 1)污泥含水量80％‑60％(重量)时，先由面条机成型成条状，然后送入第一密闭干 化室，与来自干燥射流装置的70‑80℃的干燥热空气进行热交换，污泥得到干燥，携带水分 后的湿空气经由第一湿空气进口排出并被送到干燥射流装置中进行干燥除水并升温，再次 形成干燥热空气后通过第一循环风机再循环进入第一密闭干化室中吸收水分，如此周而复 始，直至污泥在出第一密闭干化室时含水量10％～60％(重量)； [0016] 2)将步骤1)干燥后的含水量10％～60％(重量)的污泥通过密闭皮带输送机送入 第二密闭干化室静置摊放，与来自加热换热器的70‑80℃的干热空气进行热交换，污泥得到 干燥，携带水分后的湿热空气进入冷凝换热器，换热冷凝除水后得到40±5℃的干冷空气， 干冷空气再进入加热换热器加热升温再次形成70‑80℃的干热空气后通过第二循环风机再 循环进入第二密闭干化室中吸收水分，如此周而复始，直至污泥在出第二密闭干化室时含 水量低于10％(重量)。 [0017] 进一步的，所述等离子系统的热蒸汽温度为120±5℃，所述热蒸汽经加热换热器 换热降温后进行余热再利用。 [0018] 与现存技术相比，本发明取得了如下有益效果： [0019] 1)本发明的污泥低温干化系统整体处于密闭空间中，污泥低温干化过程中减少了 能量流失，防止臭气外溢，影响环境。 [0020] 2)以面条机协同低温射流干化单元和低温余热干化单元，一方面污泥接触部分最 高温度不超过75℃，协同条状湿污泥，一方面能够有效提升干燥效率；另一方面干燥后物料 可以呈颗粒状，大幅度减少粉尘长生，有很大成效避免发生粉尘爆炸，因此系统运行安全，无爆炸隐 患，无需冲氮运行；最后，本发明的低温干化办法能够有实际效果的减少HS、NH 析出量。 2 3 [0021] 3)第二密闭干化室中污泥静置摊放，与接触面无机械静电摩擦，进一步保证安全 性，干燥后污泥温度为50℃左右，无需冷却。 附图说明 [0022] 图1为本发明实施例1中的污泥低温干化系统。 [0023] 图中附图标记为：1.面条机，2.第一密闭干化室，3.第一循环风机，4.干燥射流装 置，5.密闭皮带输送机，6.冷凝换热器，7.水冷塔，8.第二密闭干化室，9.第二循环风机，10. 加热换热器。 5 5 CN 113955915 A 说明书 3/4页 具体实施方式 [0024] 本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内 容，能够使用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思 路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本 发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0025] 本发明下面结合实施例作进一步详述： [0026] 污泥低温干化系统，见图1，包括面条机1、用于将湿污泥含水量降低至10％～50％ (重量)的低温射流干化单元、用于将湿污泥含水量降低至10％(重量)以下的低温余热干化 单元，以及密闭皮带输送机5。 [0027] 面条机1用于将含水量80％‑60％(重量)的湿污泥加工成条状，条状污泥能增加 污泥堆放层中的间隙率，增加换热面积，提高换热效率。 [0028] 低温射流干化单元包括与面条机1连接并用于接收和干燥条状湿污泥的第一密闭 干化室2和用于加热和脱除湿空气中水分并向密闭干化室提供干燥热空气的干燥射流装置 4。具体的，第一密闭干化室2设有第一干燥热空气进口和第一湿空气出口，所述干燥射流装 置4设有第一湿空气进口和第一干燥空气出口，其中第一湿空气进口与第一湿空气出口密 闭连接，还包括第一循环风机3，所述第一循环风机3的进气口和出气口分别与第一干燥热 空气出口和第一干燥热空气进口密闭连接。其中低温射流干化装置内沿着气流行进方向依 次设有冷却区和加热区，在冷却区内湿空气被冷凝除水得干燥空气，在加热区内干燥空气 被加热升温，得到干热空气。 [0029] 用于将湿污泥含水量降低至10％(重量)以下的低温余热干化单元包括用于接收 并干燥湿污泥的第二密闭干化室8、通过水冷塔7换热冷却并将湿热空气冷凝除水生成干冷 空气的冷凝换热器6，以及将干冷空气加热为干热空气的加热换热器10。具体的，第二密闭 干化室8，设有第二干燥热空气进口和第二湿空气出口，所述冷凝换热器6设有湿热空气进 口和干冷空气出口，湿热空气进口与第二湿空气出口密闭连接，所述加热换热器10设有干 冷空气进口和干热空气出口，干冷空气进口与干冷空气出口密闭连接，还包括第二循环风 机9，第二循环风机9的进气口和出气口分别与干热空气出口和第二干燥热空气进口密闭连 接。 [0030] 密闭皮带输送机5的上料端和下料端分别与第一密闭干化室2和第二密闭干化室8 连接，用于将低温射流干化单元初步干燥的污泥送入低温余热干化单元继续干燥。 [0031] 为避免循环气中甲烷、硫化氢或氨气集聚，低温射流干化单元和低温余热干化 单元内分别设置有气体监测装置用于监测甲烷、硫化氢或氨气浓度，当含量超标时对低温 射流干化单元和低温余热干化单元内的气体及时补充更换，确保安全性。 [0032] 一种污泥低温干化方法，该方法基于上述的污泥低温干化系统来进行，包括如下步 骤： [0033] 1)污泥含水量80％‑60％(重量)时，先由面条机1成型成条状，然后送入第一密闭 干化室2，与来自干燥射流装置4的70‑80℃的干燥热空气进行热交换，污泥得到干燥，携带 水分后的湿空气经由第一湿空气进口排出并被送到干燥射流装置4中进行干燥除水并升 温，再次形成干燥热空气后通过第一循环风机3再循环进入第一密闭干化室2中吸收水分， 如此周而复始，直至污泥在出第一密闭干化室2时含水量10％～60％(重量)； 6 6 CN 113955915 A 说明书 4/4页 [0034] 2)将步骤1)干燥后的含水量10％～60％(重量)的污泥通过密闭皮带输送机5送入 第二密闭干化室8静置摊放，与来自加热换热器10的70‑80℃的干热空气进行热交换，污泥 得到干燥，携带水分后的湿热空气进入冷凝换热器6，换热冷凝除水后得到40±5℃的干冷 空气，干冷空气再进入加热换热器10加热升温再次形成70‑80℃的干热空气后通过第二循 环风机9再循环进入第二密闭干化室8中吸收水分，如此周而复始，直至污泥在出第二密闭 干化室8时含水量低于10％(重量)。 [0035] 考虑到加热换热器10通过等离子系统的热蒸汽提供换热热量(即将后端用于干污 泥熔融气化的等离子气化系统热量回收利用)，该热量来源与本发明的低温余热干化方式 匹配，等离子系统的热蒸汽温度为120±5℃，热蒸汽经加热换热器10换热降温后进行余热 再利用，因此每吨80％湿泥干化至10％以下，综合电耗仅35‑45kw.h。 [0036] 本实施例的污泥低温干化系统整体处于密闭空间中，污泥低温干化过程中减少了 能量流失，防止臭气外溢，影响环境。以面条机1协同低温射流干化单元和低温余热干化单 元，一方面污泥接触部分最高温度不超过75℃，协同条状湿污泥，一方面能够有效提升干燥 效率；另一方面干燥后物料可以呈颗粒状，大幅度减少粉尘长生，有很大成效避免发生粉尘爆炸，因 此系统运行安全，无爆炸隐患，无需冲氮运行；最后，本发明的低温干化办法能够有实际效果的减少 H S、NH 析出量。第二密闭干化室8中污泥静置摊放，与接触面无机械静电摩擦，进一步保证 2 3 安全性，干燥后污泥温度为50℃左右，无需冷却。 [0037] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围以内。 [0038] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做 广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接， 也可以是电连接；可以是直接相连，也能够最终靠中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的 连通。对于本领域的普通技术人员而言，能够最终靠详细情况理解上述术语在本发明中的具 体含义。 7 7 CN 113955915 A 说明书附图 1/1页 图1 8 8
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