一种用于污泥低温干化机的转轮热回收系统

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，涉及一种用于污泥低温干化机的转轮热回收系统。

背景技术

目前，节能减排、建设资源型社会已经成为一项非常重要的任务，由于空气源热泵产品在对污泥低温干化上的应用越来越多。所以，降低用于污泥低温干化的空气源热泵系统的能耗已经成为了一个非常重要的方向。

污泥低温干化机包括干燥箱和空气源热泵系统这两个部分；污泥低温干化机的工作原理如下：经过叠螺机、板框压滤机、带式压滤机等机械脱水后，含水率为55-83％的污泥通过顶部进料口进入机器，先经过造粒或挤条装置，根据泥饼的特性造粒或切条，再落入304不锈钢网带传动到干燥箱；在干燥箱中，干燥的热风从网带的底部送入(送风温度75℃)，污泥中的水份吸热后不断汽化，产生大量饱和的水蒸气被带回到网带顶部，热风从干燥箱顶部出风口出来(温度48～56℃)，经热回收结构回收热量后，循环回到蒸发器，通过冷凝除湿的方式把水气收集排出，此时，含饱和度较低水蒸气的空气再经过冷凝器加热到75℃，变成干燥高温的热空气，通过离心风机送回到干燥箱内的网带底部(从干燥箱底部的进风口进入)，进行周期性循环，从而达到污泥干燥脱水的目的。网带采用变频无极调速，干化后的污泥的干度在10％～50％范围内可调。

现有的用于污泥低温干化机干化的空气源热泵系统中的热回收结构，普遍采用的是板式热回收器，其靠波点凝聚热量回收利用，热回收效率较低，不能适用不同空气参数的回风。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种热回收效率高的用于污泥低温干化机的转轮热回收系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明一种用于污泥低温干化机的转轮热回收系统，它包括由依次连接的回风入口、初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、转轮热回收器、蒸发器、冷凝器、离心风机、干燥箱组成的风循环回路(空气循环回路)；还包括由依次连接的所述蒸发器、压缩机、所述冷凝器、干燥过滤器、电子膨胀阀组成的冷媒循环回路；

所述转轮热回收器包括壳体和设在壳体内的转轮，还包括电机及电机轴、传送皮带；所述转轮通过套装在其外面的传送皮带与电机轴连接；所述转轮是用复合纤维或铝合金箔覆以蓄热吸湿防腐蚀材料作为载体加工成波纹板和平板，然后按一层平板、一层波纹板相间卷绕而成的一个圆柱形的蓄热芯体；该圆柱形的蓄热芯体内部，在波纹状板和平板的层与层之间形成有许多蜂窝状通道，即空气流道；该圆柱形的蓄热芯体内部被中间隔板分隔成两个半圆；

转轮热回收器的转轮的一个半圆的一端为入口端与高效过滤器出口连接，另一端为出口端与所述蒸发器的空气入口连接；转轮热回收器的转轮的另一个半圆的另一端为入口端与所述蒸发器的空气出口连接，一端为出口端与所述冷凝器的空气入口连接；离心风机的出风口与干燥箱的进风口连接；干燥箱的出风口与热泵系统的回风入口连接。

进一步地，所述冷凝器为一个大的立式冷凝器或一个大的平铺式冷凝器。

进一步地，所述用于污泥低温干化机的转轮热回收系统，设有对称的两组。

进一步地，每组转轮热回收系统的回风入口分设于两侧边上，每组的初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、转轮热回收器、蒸发器从外侧到内侧依次排列；冷凝器设置于初效过滤器旁边，位于转轮热回收器外侧；离心风机设置于冷凝器旁边，离心风机的入口对着外侧。

更进一步地，冷凝器为一个立式冷凝器；离心风机的入口不靠近冷凝器的热风出口，距离冷凝器的热风出口有一定距离。

更进一步地，冷凝器由一个立式冷凝器和一个平铺式冷凝器两者顺序串接组成，其中，立式冷凝器靠近初效过滤器，平铺式冷凝器靠近离心风机；离心风机的入口靠近冷凝器的热风出口，这样，从冷凝器出来的风(空气)就能很快很容易很方便地被离心风机抽入送到干燥箱中。由此可以更大提高系统的热回收效率。

进一步地，每组转轮热回收系统的回风入口均设置于中间，两组的回风入口合并成一个大的总回风入口；每组的初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、转轮热回收器、蒸发器从内侧到外侧依次排列；冷凝器位于转轮热回收器内侧，由一个立式冷凝器和一个平铺式冷凝器两者顺序串接组成，其中，立式冷凝器靠近初效过滤器，平铺式冷凝器靠近离心风机；离心风机的入口靠近冷凝器的热风出口，这样，从冷凝器出来的风(空气)就能很快很容易很方便地被离心风机抽入送到污泥低温干化机中。由此可以更大提高系统的热回收效率。

本发明的有益效果：

本发明的用于污泥低温干化机的转轮热回收系统，通过转轮进行热回收利用，以不断转动的转轮作为蓄热体，回风通过转轮的一个半圆，而出风同时逆向通过转轮的另一个半圆，以这种方式交替逆向通过转轮，可大大提高系统的热回收效率高。其热回收效率可达75％以上，降低了热泵运行过程中的冷负荷和耗电量，由此达到了节能减排的作用。

本发明的用于污泥低温干化机的转轮热回收系统，与现有技术相比，具有以下优点：

1、能回收显热、潜热。

2、回收效率比较高。

3、能应用于温度较高的回风系统(经污泥低温干化机干化后温度较高的带湿空气)。

4、通过转轮控速(控制转轮的转速)，能适用于不同空气参数的回风。

5、能量回收再利用，降低了热泵运行过程中的冷负荷和耗电量。

附图说明

图1是本发明的用于污泥低温干化机的转轮热回收系统的一种排布结构示意图；

图2是本发明中的转轮热回收器4与离心风机5的侧面结构示意图；

图3是本发明的用于污泥低温干化机的转轮热回收系统的另一种排布结构示意图；

图4是本发明的用于污泥低温干化机的转轮热回收系统的另一种排布结构示意图。图中：1、初效过滤器 2、中效过滤器 3、高效过滤器 4、转轮热回收器 5、离心风机 6、蒸发器 7、冷凝器 8、压缩机 9、干燥过滤器 10、电子膨胀阀 11、回风入口 71、立式冷凝器72、平铺式冷凝器

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本发明一种用于污泥低温干化机的转轮热回收系统，它包括由依次连接的回风入口11、初效过滤器1、中效过滤器2、高效过滤器3、转轮热回收器4、蒸发器6、冷凝器7、离心风机5、干燥箱组成的风(空气)循环回路；还包括由依次连接的所述蒸发器6、压缩机8、所述冷凝器7、干燥过滤器9、电子膨胀阀10组成的冷媒循环回路；

如图2所示，所述转轮热回收器4包括壳体和设在壳体内的转轮，还包括电机及电机轴、传送皮带；所述转轮通过套装在其外面的传送皮带与电机轴连接；所述转轮是用复合纤维或铝合金箔覆以蓄热吸湿防腐蚀材料作为载体加工成波纹板和平板，然后按一层平板、一层波纹板相间卷绕而成的一个圆柱形的蓄热芯体；该圆柱形的蓄热芯体内部，在波纹状板和平板的层与层之间形成有许多蜂窝状通道，即空气流道；该圆柱形的蓄热芯体内部被中间隔板分隔成两个半圆；

转轮热回收器4的转轮的一个半圆的一端为入口端与高效过滤器3出口连接，另一端为出口端与所述蒸发器6的空气入口连接；转轮热回收器4的转轮的另一个半圆的另一端为入口端与所述蒸发器6的空气出口连接，一端为出口端与所述冷凝器7的空气入口连接；离心风机5的出风口与干燥箱的进风口连接；干燥箱的出风口与热泵系统的回风入口11连接。

转轮热回收器4的核心部件是转轮。本发明中的转轮是厂家定制的(在蓄热、吸湿、防腐蚀性能方面提出了特别要求)，是用特殊复合纤维或铝合金箔通过特殊工艺覆以蓄热吸湿防腐蚀材料作为载体，加工成波纹状板和平板状形式，然后按一层平板、一层波纹板相间卷绕而成的一个圆柱形的蓄热芯体；该圆柱形的蓄热芯体是中空的，内部被中间隔板分隔成两个半圆；在该蓄热芯体的波纹状板和平板的层与层之间形成许多蜂窝状通道，即空气流道。该蓄热芯体设计成蜂窝状，形成了一个即能吸湿、接触面积大、传热效率高的蓄热芯体。

本发明中的转轮热回收系统(空气源热泵)的工作过程如下：

冷媒循环回路：进入蒸发器吸收热量前的低温低压的冷媒液体→进入蒸发器6，通过蒸发器6吸收空气中的热量后气化，变成高温低压的气体→进入压缩机8，通过压缩机8做功压缩，变成高温高压气体→进入冷凝器7，经过冷凝器7跟空气交换热量后，变成低温高压的液体→高压液态冷媒经干燥过滤器9干燥过滤，通过膨胀阀10减压，压力下降后，变成低温低压的液体→进入蒸发器6，重复循环该过程。

风(空气)循环回路：从干燥箱的出风口出来的回风(55℃左右)从空气源热泵系统的回风入口11进入风管道，依次经初效过滤器1、中效过滤器2、高效过滤器3过滤后，进入转轮热回收器4的转轮的一个半圆，经转轮热回收器4，与逆向进入转轮热回收器4的转轮的另一个半圆的出风进行换热降温后，进入蒸发器6与冷媒换热后降温除湿；从蒸发器6出来的降温除湿后的出风，逆向进入转轮热回收器4的转轮的另一个半圆，与进入转轮热回收器4的转轮的一个半圆的回风进行换热升温后，再经冷凝器7吸收冷媒的热量后(空气经过冷凝器7后变热，冷凝器7相当于一个热源)，变成高温热空气(75℃左右的热风，出风)，通过离心风机5打入干燥箱去干化污泥；从干燥箱的出风口出来的干化后的带湿空气(回风)，从回风入口11进入风管道，依次经初效过滤器1、中效过滤器2、高效过滤器3过滤后，进入转轮热回收器4的一个半圆(回风)，与逆向进入转轮热回收器4的转轮的另一个半圆的出风(经冷凝器7后变热的热风)换热，重复循环该过程。图1中的带箭头的走线方向为风(空气)流向。

本发明中的转轮式热回收器4的工作原理如下：

以转轮作为蓄热芯体，从干燥箱的出风口出来的带一定温度(热量)和湿度的回风通过转轮的一个半圆，从蒸发器6出来的降温除湿后的出风同时逆向通过转轮的另一个半圆；回风将热量释放给蓄热芯体，回风温度降低，蓄热芯体的温度升高；而后，冷的出风接触到热的蓄热芯体时，由于存在温度差，蓄热芯体将热量释放给出风，出风温度升高。

一方面，回风的温度热量经过转轮热回收器4的时候，被吸附在转轮热回收器4的一个半圆的蓄热芯体(平板、波纹板)上，转轮热回收器4转半圈后，回风的温度热量就与从冷凝器7出来的出风的温度热量汇集在一起被离心风机5吸走，被送去干燥箱干化污泥；另一方面，从蒸发器6出来降温除湿后的出风从转轮热回收器4的另一个半圆中经过，与蓄热芯体进行换热预升温。这样，回风中多余的温度热量就被热回收再利用了。

从蒸发器6出来降温除湿后的出风从转轮热回收器4的另一个半圆(风通道)中经过时，主要是完成风循环，因为，此时，冷的出风与热的蓄热芯体之间的温度差不是很大，进行的热交换较少(温度升高不多)。从蒸发器6出来降温除湿后的出风主要还是靠后面的冷凝器7升高了温度。

整个污泥低温干化系统及转轮热回收系统的空气密闭循环运行，没有新风进入。

如图1所示，所述用于污泥低温干化机的转轮热回收系统，设有对称的两组；每组转轮热回收系统的回风入口11分设于两侧边上，每组的初效过滤器1、中效过滤器2、高效过滤器3、转轮热回收器4、蒸发器6从外侧到内侧依次排列；冷凝器7为一个立式冷凝器，设置于初效过滤器1旁边，位于转轮热回收器4外侧；离心风机5设置于冷凝器7旁边，离心风机5的入口对着外侧，离心风机5的入口不靠近冷凝器7的热风出口，距离冷凝器7的热风出口有一定距离(离心风机5的入口靠外侧一点，冷凝器7的热风出口靠内侧一点)。

实施例2

如图3所示，所述用于污泥低温干化机的转轮热回收系统，设有对称的两组；每组转轮热回收系统的回风入口11分设于两侧边上，每组的初效过滤器1、中效过滤器2、高效过滤器3、转轮热回收器4、蒸发器6从外侧到内侧依次排列；冷凝器7设置于初效过滤器1旁边，位于转轮热回收器4外侧；冷凝器7由一个立式冷凝器71和一个平铺式冷凝器72两者顺序串接组成，其中，立式冷凝器71靠近初效过滤器1，平铺式冷凝器72靠近离心风机5；平铺式冷凝器72的冷风出口靠外侧，离心风机5设置于平铺式冷凝器72旁边，离心风机5的入口对着外侧，离心风机5的入口靠近冷凝器7(平铺式冷凝器72)的冷风出口，这样，从冷凝器7出来的风(空气)也能很快很容易很方便地被离心风机5抽入送到污泥低温干化机中。由此，相比实施例1中，可以更大提高系统的热回收效率。

图3中的带箭头的走线方向为风(空气)流向。

实施例3

如图4所示，所述用于污泥低温干化机的转轮热回收系统，设有对称的两组；每组转轮热回收系统的回风入口11均设置于中间，两组转轮热回收系统的回风入口11合并成一个大的总回风入口；每组的初效过滤器1、中效过滤器2、高效过滤器3、转轮热回收器4、蒸发器6从内侧到外侧依次排列；冷凝器7设置于初效过滤器1旁边，位于转轮热回收器4内侧；冷凝器7由一个立式冷凝器71和一个平铺式冷凝器72两者顺序串接组成，其中，立式冷凝器71靠近初效过滤器1，平铺式冷凝器72靠近离心风机5；离心风机5的入口靠近冷凝器7(平铺式冷凝器72)的冷风出口，这样，从冷凝器7(平铺式冷凝器72)出来的风(空气)就能很快很容易很方便地被离心风机5抽入送到污泥低温干化机中。由此，相比实施例1中，可以更大提高系统的热回收效率。

图4中的带箭头的走线方向为风(空气)流向。