一种复叠并联二次送风污泥热泵带式干化机组

技术领域

本发明属于制冷热泵技术与干燥机械设备技术交叉领域，具体涉及一种复叠并联二次送风污泥热泵带式干化机组。

背景技术

研究结果表明，污泥干化过程中存在加速、恒速和减速三个阶段。污泥干燥初期为预干燥增速阶段，常温污泥与热空气存在较大温差，污泥吸热升温且速度很快，污泥中的水分开始吸热气化，此阶段从污泥中逸出的水分主要为污泥表面自由水，风速风量风温对于此阶段的污泥干化速度影响较为突出；随着污泥与热空气的温差不断减小，热量传递趋于稳定，水分气化速率也趋于稳定，进入恒速干燥阶段，此阶段风量风速风温对污泥干化速度有较大影响；随着污泥自由水的含量越来越少，间隙水开始蒸发，而间隙水与污泥结合较紧密，气化需要吸收更多的热量，蒸发速度降低进入降速干燥阶段，此阶段空气含湿量和温度对污泥干化速度影响较大。

目前，常见的污泥热泵干化机组均为单次送风，偶尔可见中部设置送风口的设计，但并没有对中部送风进行升温处理，也未对混合风进行再分配处理，导致污泥干化周期较长，污泥从进入干化室到离开的耗时以小时计，污泥干化效率较低。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种具有中部送风升温处理、混合风再分配功能，提高污泥干化速度的复叠并联二次送风污泥热泵带式干化机组。

技术方案：本发明包括循环风道，循环风道包括设置在机组上层的回风风道、设置在机组中层的二次送风风道以及设置在下层的一次送风风道；还包括空气循环处理系统、二级热泵系统、污泥处理系统和一级制冷热泵系统；所述空气循环处理系统包括设置在回风风道入口处的轴流回风风机、位于二次送风风道的下方入口的回风分风阀、设置在二次送风风道出口处的二次送风风机以及设置在一次送风风道出口处的一次送风风机；所述轴流回风风机、二次送风风机和一次送风风机组合实现空气循环，通过回风分风阀和二次送风风机分配一、二次送风的风量；所述一级制冷热泵系统位于一次送风风道，二级热泵系统位于二次送风风道，一级制冷热泵系统和二级热泵系统复叠设置，并列处理一、二次送风风道中的循环空气；所述空气循环处理系统还包括设置在一级制冷热泵系统靠近通道出口侧的一次送风电加热器，以及设置在二级热泵系统靠近通道出口侧的二次送风电加热器。

所述轴流回风风机的出风口设置初效过滤器和中效过滤器，初效过滤器用于回风的粗过滤，将其中可能夹杂的大颗粒污泥分离；中效过滤器用于回风的二次过滤，防止回风中的污泥杂质污染风道及换热器。

所述一次送风风道的入口设有表冷器，用于一次送风的预冷，可以降低一级制冷热泵系统的制冷负荷，或者可以实现一次送风的深度除湿，可以提高系统总体运行效率。

所述二级热泵系统包括依次连接的二级压缩机、二级冷凝器、二级储液器、二级干燥过滤器、二级膨胀阀、蒸发冷凝器、二级气液分离器，其中，二级冷凝器设置在二次送风电加热器左侧，能够对空气进行加热。

所述二级压缩机与二级冷凝器之间设置有二级高压表、二级针阀以及二级高压控制器，能够实时监测二级压缩机的排气压力，并且提供安全控制保护。

所述二级储液器与二级干燥过滤器之间设置有二级球阀，用于二级干燥过滤器清理和更换过程中切断制冷剂流路；所述二级干燥过滤器与二级膨胀阀之间设置有二级电磁阀，能够在停机时切断制冷剂流动。

所述一级制冷热泵系统包括依次连接的一级压缩机、一级冷凝器、蒸发冷凝器、一级储液器、一级干燥过滤器、一级膨胀阀、一级蒸发器、一级气液分离器，其中，一级冷凝器设置在一次送风电加热器左侧，能够先通过一级蒸发器对空气进行深度冷却除湿，然后再加热。

所述一级压缩机与一级冷凝器之间设置依次设置有一级高压表、一级针阀和一级高压控制器，能够实时监测一级压缩机的排气压力，并且提供安全控制保护。

所述污泥处理系统包括多个平行错位布置的污泥输送带，且相邻两层污泥输送带运转方向相反；所述污泥输送带上设有多个网孔，便于循环空气从中通过。

所述污泥输送带的顶层右上方设有污泥成型切条机；所述污泥输送带的底层下方设有一次送风匀流器；所述污泥输送带中间层位于二次送风风道出口处上方设置混合匀流器，用于一、二次送风的混合均流。

有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果在于：根据污泥处于不同干化阶段时空气参数对其影响程度不同，从而进行送风二次分配、处理与优化，提高了机组污泥干化速度，解决现有污泥热泵干化机组干化周期长、总体干化效率不高的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做进一步详细描述。

如图1所示，本发明包括循环风道、空气循环处理系统、二级热泵系统、污泥处理系统和一级制冷热泵系统，其中，循环风道包括设置在机组上层的回风风道、设置在机组中层的二次送风风道以及设置在下层的一次送风风道，本实施例中，通过机组框架和保温壁板实现风道设置，并同时实现循环空气与制冷热泵系统的物理分离，避免可能出现的循环空气对制冷热泵系统的腐蚀危害。

空气循环处理系统包括回风分风阀101、二次送风电加热器102、中效过滤器103、初效过滤器104、轴流回风风机105、二次送风风机106、一次送风均流器107、混合均流器108、一次送风风机109、一次送风电加热器110、滴水盘111、表冷器112。回风分风阀101位于二次送风风道的下方入口，二次送风风机106设置在二次送风风道出口处，二次送风风机106用于从污泥干化室中部进行二次送风，并且其功率调整是实现回风风量分配的措施之一。通过回风分风阀101和二次送风风机106分配一、二次送风的风量，在不同含湿量不同性质的污泥干化过程中，一、二次送风量需要进行调整优化。二次送风电加热器102设置在二级热泵系统靠近通道出口侧，采用加热量可调设计，在不同含湿量不同性质的污泥干化过程中，二次送风的温度需要调整优化。轴流回风风机105设置在回风风道入口处，属于空气循环的动力设备，其将空气从污泥干化室吸入风道开始处理流程。轴流回风风机105的出风口设置初效过滤器104和中效过滤器103，初效过滤器104用于回风的粗过滤，将其中可能夹杂的大颗粒污泥分离；中效过滤器103用于回风的二次过滤，防止回风中的污泥杂质污染风道及换热器。一次送风均流器107用于一次送风的均流，保证一次送风可以分布均匀，实现污泥后期干化效果的一致性。混合均流器108用于一、二次送风的混合均流，保证混合风可以分布均匀，实现污泥前中期干化效果的一致性。一次送风风机109设置在一次送风风道出口处，用于从机组底部进行一次送风。轴流回风风机105、二次送风风机106和一次送风风机109共同组成机组空气循环的动力源。一次送风电加热器110设置在一级制冷热泵系统靠近通道出口侧的，一次送风电加热器110的加热量可调，用于在不同干化工况中对一次送风进行温度调节，保证污泥后期的干化效果。滴水盘111设置在一次送风风道下方，数量为两个，用于一次送风冷却除湿时的冷凝水收集，并采用压差自动排水装置，自动排水的过程中实现液封效果，防止排水过程中的漏风问题。表冷器112设置在一次送风风道的入口，用于一次送风的预冷，降低一级制冷热泵系统的制冷负荷，实现一次送风的深度除湿，可以提高系统总体运行效率。

二级热泵系统位于二次送风风道，二级热泵系统包括二级压缩机201、二级低压表202、二级针阀203、二级气液分离器204、二级高压表205、二级高低压控制器206、二级高压控制器207、蒸发冷凝器208、二级膨胀阀209、二级电磁阀210、二级干燥过滤器211、二级球阀212、二级储液器213、二级冷凝器214。二级压缩机201、二级冷凝器214、二级储液器213、二级干燥过滤器211、二级膨胀阀209、蒸发冷凝器208、二级气液分离器204依次连接，实现二级热泵循环，其中，二级冷凝器214设置在二次送风电加热器102左侧，二级冷凝器214采用管翅式，用于加热二次送风以提高二次送风的温度。二级压缩机201与二级冷凝器214之间设置有二级高压表205、二级针阀203以及二级高压控制器207，二级高压表205用于监测二级压缩机201的排气压力，二级高压控制器207实现二级压缩机201排气压力的安全控制保护。蒸发冷凝器208采用板片式。二级储液器213与二级干燥过滤器211之间设置有二级球阀212，用于二级干燥过滤器211清理和更换过程中切断制冷剂流路。二级干燥过滤器211与二级膨胀阀209之间设置有二级电磁阀210，停机时切断制冷剂流动。二级气液分离器204与二级压缩机201之间设有二级低压表202，用于监测二级压缩机201的吸气压力。二级压缩机201进出口设置二级高低压控制器2-06，实现吸排气压力的安全控制。

污泥处理系统包括污泥清扫刷301、污泥输送带302、污泥导流槽303、污泥成型切条机304、干污泥输送机305。污泥清扫刷301与污泥输送带302接触，用于清扫粘于污泥输送带302上的污泥，以及当污泥从上层输送带掉落下层输送带中能够遮挡，防止污泥在此过程中从污泥输送带302上掉落。污泥输送带302有多个，平行错位布置，且相邻两层污泥输送带运转方向相反；本实施例中，污泥输送带采用四层立体设置，两两分别位于二次送风出口的上、下方。污泥输送带302上设有多个网孔，便于循环空气从中通过。由于二次送风设计导致中间相邻两层污泥输送带的距离相对较大，采用污泥导流槽303可以防止处于干化后期的污泥扬尘，污泥导流槽303位于中间两条污泥输送带的右侧。污泥输送带302右上方设有污泥成型切条机304，用于污泥的成型切条，科学合理的形状切割可以实现污泥与循环空气之间的最佳传热传质效果。污泥输送带302右下方设有干污泥输送机305，用于污泥干化过程完成后的输送，其螺旋结构设计可以防止干污泥输送过程中的漏风现象。污泥输送带302下方设有一次送风匀流器107。污泥输送带302中间层位于二次送风风道出口处上方设置混合匀流器108，用于一、二次送风的混合均流。

污泥从机组顶部的污泥成型切条机304进入污泥干化室，由于重力自然掉落在污泥输送带302，并随着污泥输送带302从干化室顶部流转到底部，在此过程中通过与循环空气传热传质实现干化过程，最后通过干化室底部的干污泥输送机305离开干化室。

一级制冷热泵系统位于一次送风风道，一级制冷热泵系统和二级热泵系统复叠设置，并列处理一、二次送风风道中的循环空气。一级制冷热泵系统包括一级冷凝器401、一级高压控制器402、一级针阀403、一级高压表404、一级压缩机405、一级低压表406、一级高低压控制器407、一级气液分离器408、一级蒸发器409、一级膨胀阀410、一级球阀411、一级储液器412、一级干燥过滤器413、一级电磁阀414。一级压缩机405、一级冷凝器401、蒸发冷凝器208、一级储液器412、一级干燥过滤器413、一级膨胀阀410、一级蒸发器409、一级气液分离器408依次连接，实现一级制冷热泵循环，其中，一级冷凝器401设置在一次送风电加热器110左侧。一级压缩机405与一级冷凝器401之间设置依次设置有一级高压表404、一级针阀403和一级高压控制器402，一级高压表404用于监测一级压缩机405的排气压力，一级高压控制器402用于一级压缩机405排气压力的安全控制。一级蒸发器409采用管翅式，用于一次送风的冷却除湿。一级储液器412与一级干燥过滤器413之间设置有一级球阀411，用于一级干燥过滤器413清理和更换过程中切断制冷剂流路。一级气液分离器408与一级压缩机405之间设有一级低压表406，用于监测一级压缩机405的吸气压力。一级压缩机405进出口设置一级高低压控制器407，实现吸排气压力的安全控制。

本发明的工作过程如下：轴流回风风机105将空气从污泥干化室吸入回风风道，依次通过初效过滤器104、中效过滤器103之后，通过回风分风阀101的开度与二次送风风机106进行风量分配。一部分回风通过中间的二次送风风道，被二级热泵系统的二级冷凝器214和二次送风电加热器102加热后再通过二次送风风机106送入污泥干化室；另一部分回风则向下通过回风分风阀101后，依次经过表冷器112、一级制冷热泵系统的一级蒸发器409实现冷却除湿，之后再经过一级制冷热泵系统的一级冷凝器401和一次送风电加热器110实现再热，升温后的干燥空气被一次送风风机109从底部送入污泥干化室。一、二次送风在污泥干化室的中部混合，继续对污泥干化室上部的污泥进行干化，满足高含湿量污泥对大风量和高风温的需求。