公布日：2023.09.08

申請(qǐng)日：2023.08.07

分類號(hào)：F26B9/06(2006.01)I;F26B5/04(2006.01)I;F26B23/10(2006.01)I;F26B25/06(2006.01)I;F25B30/02(2006.01)I

摘要

本申請(qǐng)涉及一種熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，包括真空干燥機(jī)、冷凝器和循環(huán)熱泵，循環(huán)熱泵包括由冷卻器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)依次連通形成的第一循環(huán)回路，第一循環(huán)回路內(nèi)流通有第一介質(zhì)；真空干燥機(jī)和冷卻器連通于第二循環(huán)回路，第二循環(huán)回路內(nèi)流通有第二介質(zhì)，第二介質(zhì)作為真空干燥機(jī)的熱源；冷凝器和蒸發(fā)器連通于第三循環(huán)回路，第三循環(huán)回路內(nèi)流通有第三介質(zhì)，第三介質(zhì)作為循環(huán)熱泵的余熱源；真空干燥機(jī)的出氣口與冷凝器的進(jìn)氣口連通。該熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)能夠降低污泥干化的成本，提高適用性。

權(quán)利要求書

1.一種熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，包括真空干燥機(jī)（1）、冷凝器（2）和循環(huán)熱泵（3），所述循環(huán)熱泵（3）包括由冷卻器（31）、節(jié)流裝置（32）、蒸發(fā)器（33）和壓縮機(jī)（34）依次連通形成的第一循環(huán)回路（35），所述第一循環(huán)回路（35）內(nèi)流通有第一介質(zhì)；所述真空干燥機(jī)（1）和所述冷卻器（31）連通于第二循環(huán)回路（4），所述第二循環(huán)回路（4）內(nèi)流通有第二介質(zhì)，所述第二介質(zhì)作為所述真空干燥機(jī)（1）的熱源；所述冷凝器（2）和所述蒸發(fā)器（33）連通于第三循環(huán)回路（5），所述第三循環(huán)回路（5）內(nèi)流通有第三介質(zhì)，所述第三介質(zhì)作為所述循環(huán)熱泵（3）的余熱源；所述真空干燥機(jī)（1）的出氣口（11）與所述冷凝器（2）的進(jìn)氣口（21）連通；所述真空干燥機(jī)（1）包括殼體（12）、驅(qū)動(dòng)部（19）以及設(shè)于所述殼體（12）內(nèi)的干燥器（14）和空心軸（13），所述殼體（12）設(shè)有連續(xù)進(jìn)料口（15）和連續(xù)出料口（16）；所述殼體（12）的側(cè)壁設(shè)有夾套，所述夾套開設(shè)有第一入水口（171）和第一出水口（181）；所述干燥器（14）沿軸向設(shè)于所述空心軸（13）的外周壁，所述干燥器（14）內(nèi)設(shè)有干燥熱流腔，所述干燥熱流腔與所空心軸（13）的內(nèi)腔連通，所述空心軸（13）的一端設(shè)有與所述內(nèi)腔連通的第二入水口（131），所述空心軸（13）的另一端設(shè)有與所述內(nèi)腔連通的第二出水口（132），所述空心軸（13）在所述驅(qū)動(dòng)部（19）的作用下帶動(dòng)所述干燥器（14）連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；沿所述空心軸（13）的軸向，所述殼體（12）的內(nèi)腔包括依次布置的第一區(qū)域（121）、第二區(qū)域（122）、第三區(qū)域（123）和第四區(qū)域（124），所述第一區(qū)域（121）和所述第二區(qū)域（122）之間的第一交界位于15%L-25%L范圍內(nèi)，所述第二區(qū)域（122）和所述第三區(qū)域（123）之間的第二交界位于60%L-75%L范圍內(nèi)，所述第三區(qū)域（123）和所述第四區(qū)域（124）之間的第三交界位于80%L-90%L范圍內(nèi)，其中L為所述殼體（12）的長度；位于所述第一區(qū)域（121）和所述第三區(qū)域（123）的干燥器（14）的表面設(shè)置為凸起結(jié)構(gòu)；所述第二區(qū)域（122）和所述第四區(qū)域（124）的干燥器（14）由光面鋼板制成；所述連續(xù)進(jìn)料口（15）位于所述第一區(qū)域（121）的頂部，所述連續(xù)出料口（16）位于所述第四區(qū)域（124）的下部側(cè)壁。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻器（31）包括連通于所述第二循環(huán)回路（4）內(nèi)的第一水箱（311），所述第一水箱（311）內(nèi)存有第二介質(zhì)，并吸收所述第一介質(zhì)冷卻所釋放的熱量；所述蒸發(fā)器（33）包括連通于所述第三循環(huán)回路（5）內(nèi)的第二水箱（331），所述第二水箱（331）內(nèi)存有第三介質(zhì)，所述第一介質(zhì)蒸發(fā)吸收所述第二水箱（331）內(nèi)第三介質(zhì)的熱量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述第三循環(huán)回路（5）內(nèi)還連通有散熱部（6），所述散熱部（6）包括并聯(lián)布置的第三支路（61）和第四支路（62），所述第四支路（62）內(nèi)連通有冷卻塔（63），所述第三支路（61）和所述第四支路（62）還分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥（64）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述第二循環(huán)回路（4）和所述第三循環(huán)回路（5）內(nèi)還分別設(shè)有水處理部，所述水處理部包括加藥裝置（71）、補(bǔ)水裝置（72）和排污裝置（73）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述真空干燥機(jī)（1）內(nèi)的工作壓力為-0.07MPa至-0.09MPa。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥熱流腔內(nèi)和所述夾套內(nèi)，分別通過設(shè)置通道隔板形成回形流道。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述空心軸（13）內(nèi)沿軸向設(shè)有隔板，所述隔板將所述空心軸（13）的內(nèi)腔分隔形成第一腔體和第二腔體，所述第一腔體的側(cè)壁和所述第二腔體的側(cè)壁分別設(shè)有與各所述干燥熱流腔連通的通孔，且所述第一腔體朝向所述連續(xù)進(jìn)料口（15）的一端被封堵，所述第一腔體朝向所述連續(xù)出料口（16）的一端設(shè)有所述第二入水口（131），所述第二腔體朝向所述連續(xù)進(jìn)料口（15）的一端設(shè)有所述第二出水口（132），所述第二腔體朝向所述連續(xù)出料口（16）的一端被封堵。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述出氣口（11）連通的真空除塵器（8），所述真空除塵器（8）的出口與所述冷凝器（2）的進(jìn)氣口（21）相連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述真空除塵器（8）為過濾式除塵器，所述過濾式除塵器位于所述出氣口（11）的正上方。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供一種熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，能夠降低污泥干化的成本，提高適用性。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，包括真空干燥機(jī)、冷凝器和循環(huán)熱泵，所述循環(huán)熱泵包括由冷卻器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)依次連通形成的第一循環(huán)回路，所述第一循環(huán)回路內(nèi)流通有第一介質(zhì)；所述真空干燥機(jī)和所述冷卻器連通于第二循環(huán)回路，所述第二循環(huán)回路內(nèi)流通有第二介質(zhì)，所述第二介質(zhì)作為所述真空干燥機(jī)的熱源；所述冷凝器和所述蒸發(fā)器連通于第三循環(huán)回路，所述第三循環(huán)回路內(nèi)流通有第三介質(zhì)，所述第三介質(zhì)作為所述循環(huán)熱泵的余熱源；所述真空干燥機(jī)的出氣口與所述冷凝器的進(jìn)氣口連通。

在熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)內(nèi)，采用真空干燥機(jī)對(duì)濕污泥進(jìn)行干燥，具體是將濕污泥連續(xù)輸送入密閉的殼體內(nèi)，在抽真空的同時(shí)通過第二介質(zhì)對(duì)濕污泥加熱。通過抽真空，殼體內(nèi)腔壓力降低，水的沸點(diǎn)降低，并極易達(dá)到飽和狀態(tài)，污泥內(nèi)外水蒸汽分壓差加大，污泥內(nèi)部的水分通過壓力差和濃度差擴(kuò)散到表面，水分子在污泥表面獲得足夠的動(dòng)能，在克服分子間的相互引力后，逃逸到殼體內(nèi)的低壓空間，從而被真空泵抽走。水分遷移效率提高，使得真空干化比常壓及微負(fù)壓下干化所用時(shí)間更少，設(shè)備尺寸也可以得到控制。

并且，由于設(shè)備體積小，相應(yīng)的散熱量也較少，且真空狀態(tài)下廢氣中的不凝氣體量極少，故不凝氣體的顯熱損失也非常小，系統(tǒng)能耗比常規(guī)干燥方式低。

采用真空干燥機(jī)對(duì)濕污泥進(jìn)行干燥時(shí)，能夠有效降低濕污泥的水分蒸發(fā)溫度，降低干燥熱源（第二介質(zhì)）的溫度要求，該真空干燥機(jī)可采用圓盤干化或槳葉干化，無需采用高品質(zhì)蒸汽作為熱源，降低對(duì)熱源的溫度要求，具體可采用循環(huán)熱泵的冷卻器循環(huán)加熱第二介質(zhì)，回收利用真空干燥機(jī)在干燥污泥時(shí)排出的尾氣的熱量，通過循環(huán)熱泵對(duì)第二介質(zhì)循環(huán)加熱，可有效降低污泥干化處理的成本，并適用于無高溫蒸汽或其它高溫?zé)嵩吹膱?chǎng)合，適用性廣。

另外，真空干燥機(jī)內(nèi)由于抽真空形成負(fù)壓，能夠避免出現(xiàn)臭氣外溢的現(xiàn)象。同時(shí)，真空干化環(huán)境下，干燥機(jī)腔內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，可輔助殺滅污泥中的大部分好氧細(xì)菌及有害微生物，干化出來的污泥成品為污泥資源化利用提供有利的條件。

當(dāng)然，還可通過真空干燥機(jī)處理其它要求低溫干燥的熱敏性物料，也可以處理易氧化、易爆、強(qiáng)刺激性等危險(xiǎn)物料。對(duì)于常規(guī)污泥來說，由于無氧低溫，因此消除了常規(guī)圓盤干化或槳葉干化存在的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

可選地，所述冷卻器包括連通于所述第二循環(huán)回路內(nèi)的第一水箱，所述第一水箱內(nèi)存有第二介質(zhì)，并吸收所述第一介質(zhì)冷卻所釋放的熱量；所述蒸發(fā)器包括連通于所述第三循環(huán)回路內(nèi)的第二水箱，所述第二水箱內(nèi)存有第三介質(zhì)，所述第一介質(zhì)蒸發(fā)吸收所述第二水箱內(nèi)第三介質(zhì)的熱量。

可選地，所述第三循環(huán)回路內(nèi)還連通有散熱部，所述散熱部包括并聯(lián)布置的第三支路和第四支路，所述第四支路內(nèi)連通有冷卻塔，所述第三支路和所述第四支路還分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

可選地，所述第二循環(huán)回路和所述第三循環(huán)回路內(nèi)還分別設(shè)有水處理部，所述水處理部包括加藥裝置、補(bǔ)水裝置和排污裝置。

可選地，所述真空干燥機(jī)內(nèi)的工作壓力為-0.07MPa至-0.09MPa。

可選地，所述真空干燥機(jī)包括殼體、驅(qū)動(dòng)部以及設(shè)于所述殼體內(nèi)的干燥器和空心軸，所述殼體設(shè)有連續(xù)進(jìn)料口和連續(xù)出料口；所述殼體的側(cè)壁設(shè)有夾套，所述夾套開設(shè)有第一入水口和第一出水口；所述干燥器沿軸向設(shè)于所述空心軸的外周壁，所述干燥器內(nèi)設(shè)有干燥熱流腔，所述干燥熱流腔與所空心軸的內(nèi)腔連通，所述空心軸的一端設(shè)有與所述內(nèi)腔連通的第二入水口，所述空心軸的另一端設(shè)有與所述內(nèi)腔連通的第二出水口。所述空心軸在所述驅(qū)動(dòng)部的作用下帶動(dòng)所述干燥器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

可選地，所述干燥熱流腔內(nèi)和所述夾套內(nèi)，分別通過設(shè)置通道隔板形成回形流道。

可選地，所述空心軸內(nèi)沿軸向設(shè)有隔板，所述隔板將所述空心軸的內(nèi)腔分隔形成第一腔體和第二腔體，所述第一腔體的側(cè)壁和所述第二腔體的側(cè)壁分別設(shè)有與各所述干燥熱流腔連通的通孔，且所述第一腔體朝向所述連續(xù)進(jìn)料口的一端被封堵，所述第一腔體朝向所述連續(xù)出料口的一端設(shè)有所述第二入水口，所述第二腔體朝向所述連續(xù)進(jìn)料口的一端設(shè)有所述第二出水口，所述第二腔體朝向所述連續(xù)出料口的一端被封堵。

可選地，沿所述空心軸的軸向，所述殼體的內(nèi)腔包括依次布置的第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域和第四區(qū)域，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的第一交界位于15%L-25%L范圍內(nèi)，所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域之間的第二交界位于60%L-75%L范圍內(nèi)，所述第三區(qū)域和所述第四區(qū)域之間的第三交界位于80%L-90%L范圍內(nèi)，其中L為所述殼體的長度；位于所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域的干燥器的表面設(shè)置為凸起結(jié)構(gòu)；所述連續(xù)進(jìn)料口位于所述第一區(qū)域的頂部，所述連續(xù)出料口位于所述第四區(qū)域的下部側(cè)壁。

可選地，還包括與所述出氣口連通的真空除塵器，所述真空除塵器的出口與冷凝器的進(jìn)氣口相連通。

可選地，所述真空除塵器為過濾式除塵器，所述過濾式除塵器位于所述出氣口的正上方。

（發(fā)明人：王正陽;陳曉雷;章華熔;吳煒洪;彭存）