一种用于污泥碳化工艺的热交换装置转让专利
申请号 : CN201611264122.7
文献号 : CN106643230B
文献日 : 2018-09-14
发明人 : 张镭 , 高玉君 , 王建宏 , 周业剑
申请人 : 北京顺鸿金建环境科技发展有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于污泥碳化工艺的热交换装置,包括前热交换单元和后热交换单元,所述前热交换单元的物料出口用于连接反应器的物料入口,所述后热交换单元的物料入口用于连接所述反应器的物料出口,其特征在于,所述前热交换单元包括并联的多个前热交换器组,且多个所述前热交换器组交替工作,和/或,所述后热交换单元包括并联的多个后热交换器组,且多个所述后热交换器组交替工作;
所述前热交换单元包括用于热交换介质流通的第一入口和第一出口,所述后热交换单元包括用于热交换介质流通的第二入口和第二出口,所述第一入口通过第一管路连接所述第二出口,所述第一出口连接所述第二入口,使得所述前热交换单元和所述后热交换单元之间形成热交换介质的第一循环回路;
所述前热交换器组的数量为两个,且分别包括三台串联的前热交换器,沿着物料流通方向依次为一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器,所述第一入口设置在所述三级前热交换器一侧,所述第一出口设置在所述一级前热交换器一侧;
所述二级前热交换器和三级前热交换器之间,靠近所述二级前热交换器设置有用于热交换介质流通的第三入口,靠近所述三级前热交换器设置有第三出口;所述第三入口通过第二管路连接所述第二出口,使得所述一级前热交换器、二级前热交换器和所述后热交换单元之间形成热交换介质的第二循环回路,且所述第一管路和所述第二管路择一导通;
所述第三出口通过第三管路连接所述第一入口,使得所述三级前热交换器自身形成热交换介质的第三循环回路;所述第二管路导通时,所述第三循环回路接通;所述第一管路导通时,所述第三循环回路断开;
所述第三管路接入到介质热交换器中,且所述介质热交换器通过接入高温换热管道给所述第三管路中的热交换介质升温。
2.根据权利要求1所述的用于污泥碳化工艺的热交换装置,其特征在于,所述第三入口和所述第三出口之间连接有开关阀,且所述第一管路导通时,所述开关阀接通,所述第二管路导通时,所述开关阀断开。
3.根据权利要求1所述的用于污泥碳化工艺的热交换装置,其特征在于,所述反应器的加热介质入口连接热源装置的出口,所述反应器的加热介质出口通过第四管路连接所述热源装置的回流口,并在所述反应器和所述热源装置之间形成循环加热回路;所述第四管路上并联有所述高温换热管道。
4.根据权利要求3所述的用于污泥碳化工艺的热交换装置,其特征在于,所述高温换热管道和所述第四管路上分别设置有流量调节阀,用于调节所述高温换热管道和所述第四管路中加热介质的流量。
5.根据权利要求3所述的用于污泥碳化工艺的热交换装置,其特征在于,所述热源装置为导热油炉,所述加热介质为导热油。
说明书 :
一种用于污泥碳化工艺的热交换装置
技术领域
背景技术
的处理,污泥的处理如何实现“减量化”、“无害化”、“资源化”现已成为诸多企业关注的焦点中的焦点。污泥碳化技术是将污泥进行无氧或微氧的条件下的“干溜”,使生化污泥中的细
胞裂解,将其中的水分释放出来,同时又最大限度地保留了污泥中碳质的过程。炭化后的污
泥体积小,污泥中无有毒气体等,不会造成二次污染。并且,污泥炭化技术不仅能有效处理
污泥,还能将其制成具有高附加值的活性炭。所以污泥炭化是一种既不会损坏环境又能资
源回用的经济型处理技术。但是,现有污泥炭化系统的换热装置,其换热效果和换热效率不
佳。
发明内容
述后热交换单元的物料入口用于连接所述反应器的物料出口,所述前热交换单元包括并联
的多个前热交换器组,且多个所述前热交换器组交替工作,和/或,所述后热交换单元包括
并联的多个后热交换器组,且多个所述后热交换器组交替工作。
和/或后热交换器组)。当其中一个热交换器组对其中的物料进行充分热交换时,其它热交
换器组可以将经过充分热交换的物料输送至污泥水热碳化系统的后续装置中,从而使得物
料可以平稳缓慢的经过各组热交换器组,以保证物料和热交换器组中的热交换介质进行充
分热交换。此外,由于多个热交换器组之间交替工作,从而可以保证热交换装置工作连续进
行,以提高用于污泥碳化工艺的热交换装置的换热效率。
管路连接所述第二出口,所述第一出口连接所述第二入口,使得所述前热交换单元和所述
后热交换单元之间形成热交换介质的第一循环回路。
口设置在所述三级前热交换器一侧,所述第一出口设置在所述一级前热交换器一侧。
器、五级后热交换器和六级后热交换器,所述第二入口设置在所述六级后热交换器一侧,所
述第二出口设置在所述一级后热交换器一侧。
第三入口通过第二管路连接所述第二出口,使得所述一级前热交换器、二级前热交换器和
所述后热交换单元之间形成热交换介质的第二循环回路,且所述第一管路和所述第二管路
择一导通;
路导通时,所述第三循环回路断开;
成循环加热回路;所述第四管路上并联有所述高温换热管道。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
的物料入口连接所述反应器10的物料出口。所述前热交换单元包括并联的多个前热交换器
组,且多个所述前热交换器组交替工作,和/或,所述后热交换单元包括并联的多个后热交
换器组,且多个所述后热交换器组交替工作。
℃。后热交换器组作用在于对从反应器10输出的物料也即生物炭进行降温,从而使得从后
热交换器组输出后的生物炭可以输入到后续卸压装置中。
当其中一个热交换器组对其中的物料进行充分热交换时,其它热交换器组可以将经过充分
热交换的物料输送至污泥水热碳化系统的后续装置中,使得物料可以平稳缓慢的经过各组
热交换器组,以保证物料和热交换器组中的热交换介质进行充分热交换,从而保证获得较
好的换热效果。此外,由于多个热交换器组之间交替工作,从而可以保证热交换装置工作连
续进行,以提高工艺用于污泥碳化的热交换装置的换热效率。
对从反应器10输出的生物炭进行充分降温,并保证用于污泥碳化工艺的热交换装置的换热
效率。
优选前热交换器组和后热交换器组的数量均为多个,从而兼具上述提到的有益效果。
第一循环回路。从而,热交换介质在前热交换器组中对污泥进行预热后,得到温度降低的热
交换介质,之后将该温度降低的热交换介质通入到后热交换器组中对生物炭进行降温。与
此同时,后热交换器组中的热交换介质回收生物炭的热能,得到温度升高的热交换介质。之
后再将该温度升高后的热交换介质被通入到前热交换器组对污泥进行预热,如此循环往
复。
器组的数量均可以为其它任意数。
用控制器控制上述第一开关阀3的通断。从而,当前热交换器组连接的第一开关阀3导通时,
污泥可以在该前热交换器组中流通,并输送至后续反应器10中;当前热交换器组连接的第
一开关阀3断开时,污泥停留在该前热交换器组中进行加热,直至其预热完成。
通时,热交换介质可以在该前热交换器组流通。
热。反之,如果某个前热交换器组的第一开关阀3导通,说明位于前热交换器组中的污泥预
热充分,此时可以断开该前热交换器组对应的第二开关阀4。
的第一开关阀3和第二开关阀4之间的通断同样存在一定联系,以实现多个后热交换器组的
工作交替。
后热交换器组中的热交换介质的流通即可。同理,后热交换器组的第一开关阀3,以及前热
交换器组的第一开关阀3和第二开关阀4的设置位置均不受附图的限制,只要可以实现物料
或者热交换介质的控制即可。
同,此处不再赘述。
表,用于监控各个热交换器的工作状态,并基于监控结果控制该用于污泥碳化工艺的热交
换装置。
热,从而一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器中的污泥温度逐渐升高,最终
从三级前热交换器中输出的污泥达到设定温度。这种分级加热的方法可以使得污泥的预热
更充分、更均匀,并且可以提高换热效率以实现节能的目的,从而从各个方面提高预热效
果。
过三级前热交换器、二级前热交换器和一级前热交换器,最后从一级前热交换器一侧的第
一出口流回后热交换单元。该种情况下,热交换介质进入三级前热交换器时温度最高,经过
二级前热交换器和一级前热交换器后温度逐渐降低,从而满足各个前热交换器1对污泥预
热的要求。
热效率等多个因素得到的优选设计方案。
只需要对物料升温15℃左右。
级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器。
热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后
热交换器对污泥进行分级降温,从而一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、
四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器中的生物炭温度逐渐降低,最终从六
级后热交换器中输出的生物炭达到设定温度。这种分级降温的方法可以使得生物炭的降温
更彻底、更均匀,并且可以提高换热效率以实现节能的目的,从而全面达到降温效果。
入之后,依次经过六级后热交换器、五级后热交换器、四级后热交换器、三级后热交换器、二
级后热交换器和一级后热交换器,最后从一级后热交换器一侧的第二出口流回前热交换单
元。该种情况下,热交换介质进入六级后热交换器时温度最高,经过后续后热交换器2后温
度逐渐降低,从而满足各个后热交换器2中对生物炭降温的要求。
之后依次进入四级后热交换器、三级后热交换器、二级后热交换器和一级后热交换器。该种
情况下,前五级后热交换器可以和前热交换单元之间连接形成闭合回路,而六级后热交换
器中可以采用和闭合回路中不同的热交换介质。优选六级后热交换器中采用水作为热交换
介质,从而使得六级后热交换器中降温彻底,从六级后热交换器输出的物料满足设定要求。
物料流通方向和热交换介质流通方向相反,使得物料和热交换介质换热充分。并且,本实施
例的后热交换器组,其后热交换器2的数量不局限为六个,还可以是任意个。
级。
有用于热交换介质流通的第三入口,靠近所述三级前热交换器设置有第三出口。当然,第三
入口可以直接设置在二级前热交换器本体上,第三出口也可以直接设置在三级热交换器本
体上。
所述第二管路择一导通;所述第三出口通过第三管路连接所述第一入口,使得所述三级前
热交换器自身形成热交换介质的第三循环回路。
热交换介质在整个前热交换单元和后热交换单元连接形成的第一循环回路中循环。
器,然后流入一级前热交换器。而对于温度要求较高的三级前热交换器,其通过第三循环回
路进行加热。
二管路上的阀)。当第二管路导通时,为了防止第三循环回路中的热交换介质流入到二级前
热交换器中,在第三入口和第三出口之间设置有第四开关阀6,从而当第一管路断开第二管
路导通时,控制第四开关阀6断开;当第一管路导通第二管路断开时,控制第四开关阀6导
通。
质热交换器9不同于上述前热交换器1和后热交换器2,其作用就在于给第三管路中的热交
换介质加热升温。
加热介质出口通过第四管路连接所述热源装置的回流口,并在所述反应器10和所述热源装
置之间形成循环加热回路。
换装置的占地空间。
导热油。此时,第三管路和高温换热管道接入的所述介质热交换器9中进行导热油和导热油
之间的热交换。
量调节阀7相关,从而当高温换热管道上流量调节阀7开度减小时,第四管路上的流量调节
阀7开度增大;反之,当高温换热管道上流量调节阀7开度增大时,第四管路上的流量调节阀
7开度减小。
用于泵送热交换介质。
输送管路用实现表示。
前热交换器1和后热交换器2,下面分别描述前热交换器1和后热交换器2。
道13和物料输送管道14之间的空间,之后从N2口流出;物料通过N3口通入到物料输送管道
14内,从而使得热交换介质和物料之间充分接触,之后从N4口排出。
面均呈圆形,材质均采用316L不锈钢材质。
物料输送能力越弱,但是物料与热交换介质之间的热接触面积越大。本实施例针对污泥的
特点,选择在介质流通管道13中设置三根物料输送管道14,以在换热效率和换热效果之间
寻求一个合理的平衡。当然,物料输送管道14的数量不受附图3的限制。
言,生物炭从后热交换器2顶端输入,并且从后热交换器2底端输出;而热交换介质从后热交
换器2的底端输入,从后热交换器2的顶端输出,以保证生物炭和热交换介质之间换热充分。
修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要
求范围当中。