公布日：2023.09.08
申請日：2023.08.07
分類號：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
本申請涉及一種熱泵循環干燥系統，包括真空干燥機、冷凝器和循環熱泵，循環熱泵包括由冷卻器、節流裝置、蒸發器和壓縮機依次連通形成的第一循環回路，第一循環回路內流通有第一介質；真空干燥機和冷卻器連通于第二循環回路，第二循環回路內流通有第二介質，第二介質作為真空干燥機的熱源；冷凝器和蒸發器連通于第三循環回路，第三循環回路內流通有第三介質，第三介質作為循環熱泵的余熱源；真空干燥機的出氣口與冷凝器的進氣口連通。該熱泵循環干燥系統能夠降低污泥干化的成本，提高適用性。
權利要求書
1.一種熱泵循環干燥系統，其特征在于，包括真空干燥機（1）、冷凝器（2）和循環熱泵（3），所述循環熱泵（3）包括由冷卻器（31）、節流裝置（32）、蒸發器（33）和壓縮機（34）依次連通形成的第一循環回路（35），所述第一循環回路（35）內流通有第一介質；所述真空干燥機（1）和所述冷卻器（31）連通于第二循環回路（4），所述第二循環回路（4）內流通有第二介質，所述第二介質作為所述真空干燥機（1）的熱源；所述冷凝器（2）和所述蒸發器（33）連通于第三循環回路（5），所述第三循環回路（5）內流通有第三介質，所述第三介質作為所述循環熱泵（3）的余熱源；所述真空干燥機（1）的出氣口（11）與所述冷凝器（2）的進氣口（21）連通；所述真空干燥機（1）包括殼體（12）、驅動部（19）以及設于所述殼體（12）內的干燥器（14）和空心軸（13），所述殼體（12）設有連續進料口（15）和連續出料口（16）；所述殼體（12）的側壁設有夾套，所述夾套開設有第一入水口（171）和第一出水口（181）；所述干燥器（14）沿軸向設于所述空心軸（13）的外周壁，所述干燥器（14）內設有干燥熱流腔，所述干燥熱流腔與所空心軸（13）的內腔連通，所述空心軸（13）的一端設有與所述內腔連通的第二入水口（131），所述空心軸（13）的另一端設有與所述內腔連通的第二出水口（132），所述空心軸（13）在所述驅動部（19）的作用下帶動所述干燥器（14）連續轉動；沿所述空心軸（13）的軸向，所述殼體（12）的內腔包括依次布置的第一區域（121）、第二區域（122）、第三區域（123）和第四區域（124），所述第一區域（121）和所述第二區域（122）之間的第一交界位于15%L-25%L范圍內，所述第二區域（122）和所述第三區域（123）之間的第二交界位于60%L-75%L范圍內，所述第三區域（123）和所述第四區域（124）之間的第三交界位于80%L-90%L范圍內，其中L為所述殼體（12）的長度；位于所述第一區域（121）和所述第三區域（123）的干燥器（14）的表面設置為凸起結構；所述第二區域（122）和所述第四區域（124）的干燥器（14）由光面鋼板制成；所述連續進料口（15）位于所述第一區域（121）的頂部，所述連續出料口（16）位于所述第四區域（124）的下部側壁。
2.根據權利要求1所述的熱泵循環干燥系統，其特征在于，所述冷卻器（31）包括連通于所述第二循環回路（4）內的第一水箱（311），所述第一水箱（311）內存有第二介質，并吸收所述第一介質冷卻所釋放的熱量；所述蒸發器（33）包括連通于所述第三循環回路（5）內的第二水箱（331），所述第二水箱（331）內存有第三介質，所述第一介質蒸發吸收所述第二水箱（331）內第三介質的熱量。
3.根據權利要求1所述的熱泵循環干燥系統，其特征在于，所述第三循環回路（5）內還連通有散熱部（6），所述散熱部（6）包括并聯布置的第三支路（61）和第四支路（62），所述第四支路（62）內連通有冷卻塔（63），所述第三支路（61）和所述第四支路（62）還分別設有調節閥（64）。
4.根據權利要求1所述的熱泵循環干燥系統，其特征在于，所述第二循環回路（4）和所述第三循環回路（5）內還分別設有水處理部，所述水處理部包括加藥裝置（71）、補水裝置（72）和排污裝置（73）。
5.根據權利要求1所述的熱泵循環干燥系統，其特征在于，所述真空干燥機（1）內的工作壓力為-0.07MPa至-0.09MPa。
6.根據權利要求1-5任一項所述的熱泵循環干燥系統，其特征在于，所述干燥熱流腔內和所述夾套內，分別通過設置通道隔板形成回形流道。
7.根據權利要求1-5任一項所述的熱泵循環干燥系統，其特征在于，所述空心軸（13）內沿軸向設有隔板，所述隔板將所述空心軸（13）的內腔分隔形成第一腔體和第二腔體，所述第一腔體的側壁和所述第二腔體的側壁分別設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進料口（15）的一端被封堵，所述第一腔體朝向所述連續出料口（16）的一端設有所述第二入水口（131），所述第二腔體朝向所述連續進料口（15）的一端設有所述第二出水口（132），所述第二腔體朝向所述連續出料口（16）的一端被封堵。
8.根據權利要求1-5任一項所述的熱泵循環干燥系統，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）的進氣口（21）相連通。
9.根據權利要求8所述的熱泵循環干燥系統，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。
發明內容
本申請的目的是提供一種熱泵循環干燥系統，能夠降低污泥干化的成本，提高適用性。
為解決上述技術問題，本申請提供一種熱泵循環干燥系統，包括真空干燥機、冷凝器和循環熱泵，所述循環熱泵包括由冷卻器、節流裝置、蒸發器和壓縮機依次連通形成的第一循環回路，所述第一循環回路內流通有第一介質；所述真空干燥機和所述冷卻器連通于第二循環回路，所述第二循環回路內流通有第二介質，所述第二介質作為所述真空干燥機的熱源；所述冷凝器和所述蒸發器連通于第三循環回路，所述第三循環回路內流通有第三介質，所述第三介質作為所述循環熱泵的余熱源；所述真空干燥機的出氣口與所述冷凝器的進氣口連通。
在熱泵循環干燥系統內，采用真空干燥機對濕污泥進行干燥，具體是將濕污泥連續輸送入密閉的殼體內，在抽真空的同時通過第二介質對濕污泥加熱。通過抽真空，殼體內腔壓力降低，水的沸點降低，并極易達到飽和狀態，污泥內外水蒸汽分壓差加大，污泥內部的水分通過壓力差和濃度差擴散到表面，水分子在污泥表面獲得足夠的動能，在克服分子間的相互引力后，逃逸到殼體內的低壓空間，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壓下干化所用時間更少，設備尺寸也可以得到控制。
并且，由于設備體積小，相應的散熱量也較少，且真空狀態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，系統能耗比常規干燥方式低。
采用真空干燥機對濕污泥進行干燥時，能夠有效降低濕污泥的水分蒸發溫度，降低干燥熱源（第二介質）的溫度要求，該真空干燥機可采用圓盤干化或槳葉干化，無需采用高品質蒸汽作為熱源，降低對熱源的溫度要求，具體可采用循環熱泵的冷卻器循環加熱第二介質，回收利用真空干燥機在干燥污泥時排出的尾氣的熱量，通過循環熱泵對第二介質循環加熱，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熱源的場合，適用性廣。
另外，真空干燥機內由于抽真空形成負壓，能夠避免出現臭氣外溢的現象。同時，真空干化環境下，干燥機腔內處于缺氧狀態，可輔助殺滅污泥中的大部分好氧細菌及有害微生物，干化出來的污泥成品為污泥資源化利用提供有利的條件。
當然，還可通過真空干燥機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、強刺激性等危險物料。對于常規污泥來說，由于無氧低溫，因此消除了常規圓盤干化或槳葉干化存在的爆炸風險。
可選地，所述冷卻器包括連通于所述第二循環回路內的第一水箱，所述第一水箱內存有第二介質，并吸收所述第一介質冷卻所釋放的熱量；所述蒸發器包括連通于所述第三循環回路內的第二水箱，所述第二水箱內存有第三介質，所述第一介質蒸發吸收所述第二水箱內第三介質的熱量。
可選地，所述第三循環回路內還連通有散熱部，所述散熱部包括并聯布置的第三支路和第四支路，所述第四支路內連通有冷卻塔，所述第三支路和所述第四支路還分別設有調節閥。
可選地，所述第二循環回路和所述第三循環回路內還分別設有水處理部，所述水處理部包括加藥裝置、補水裝置和排污裝置。
可選地，所述真空干燥機內的工作壓力為-0.07MPa至-0.09MPa。
可選地，所述真空干燥機包括殼體、驅動部以及設于所述殼體內的干燥器和空心軸，所述殼體設有連續進料口和連續出料口；所述殼體的側壁設有夾套，所述夾套開設有第一入水口和第一出水口；所述干燥器沿軸向設于所述空心軸的外周壁，所述干燥器內設有干燥熱流腔，所述干燥熱流腔與所空心軸的內腔連通，所述空心軸的一端設有與所述內腔連通的第二入水口，所述空心軸的另一端設有與所述內腔連通的第二出水口。所述空心軸在所述驅動部的作用下帶動所述干燥器連續轉動。
可選地，所述干燥熱流腔內和所述夾套內，分別通過設置通道隔板形成回形流道。
可選地，所述空心軸內沿軸向設有隔板，所述隔板將所述空心軸的內腔分隔形成第一腔體和第二腔體，所述第一腔體的側壁和所述第二腔體的側壁分別設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進料口的一端被封堵，所述第一腔體朝向所述連續出料口的一端設有所述第二入水口，所述第二腔體朝向所述連續進料口的一端設有所述第二出水口，所述第二腔體朝向所述連續出料口的一端被封堵。
可選地，沿所述空心軸的軸向，所述殼體的內腔包括依次布置的第一區域、第二區域、第三區域和第四區域，所述第一區域和所述第二區域之間的第一交界位于15%L-25%L范圍內，所述第二區域和所述第三區域之間的第二交界位于60%L-75%L范圍內，所述第三區域和所述第四區域之間的第三交界位于80%L-90%L范圍內，其中L為所述殼體的長度；位于所述第一區域和所述第三區域的干燥器的表面設置為凸起結構；所述連續進料口位于所述第一區域的頂部，所述連續出料口位于所述第四區域的下部側壁。
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。
（發明人：王正陽;陳曉雷;章華熔;吳煒洪;彭存）
