用于处理湿物料的工艺和设备的利记博彩app

专利名称：用于处理湿物料的工艺和设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于通过若干干燥阶段处理湿物料特别是污泥的工艺，并且涉及用来执行该工艺的设备。
背景技术：
为了降低特别是对流干燥工艺中的能耗，通常通过直接反向进给部分流来利用废气的焓，或者通过换热器、再生器或具有热交换器的次级回路来间接地传输热。由于热传输过程中不可避免的温度差，所以这种类型的工艺仅仅在较高的(废气)温度范围内有利。在低的温度范围内，能通过输入能量来显著提高效率。其利用所谓的排出蒸气压縮，其中，通过施加机械能而压縮在干燥期间蒸发的水，然后利用其作为高张力的蒸汽而向干燥工艺额外供热。于是还能利用潜在的热。近来开发了热泵系统，这些热泵系统借助于合适的有机介质和机械能量沿
着发电设备中的Rankine蒸汽循环的线路将排气的热量提高到可用的温度水平。在这些所谓ORC系统中的物料流完全独立于主工艺。
而且，公知的是，污泥干燥工艺包括两个串联布置的干燥器，其中第一干燥器将其废热驱散到第二干燥器，部分干燥的产物在第二阶段被完全干燥。这里，所述两个干燥器不能彼此独立地运行，这是因为工艺发挥作用需要有产物链第一阶段是薄膜蒸发器，只能部分地进行干燥；第二阶段是带式干燥器，要求预先干燥了的结构化产物。

发明内容
于是本发明要解决的问题是，通过将生成能量的干燥工艺的能量流、或者能量流和物料流与消耗工艺链接而提供一种能以经济、能量最佳化的方式干燥湿物料(特别是污泥)的工艺和设备。于是本发明的特征在于，设置至少一个高温干燥工艺和至少一个 低温干燥工艺，其中，来自所述至少一个高温干燥工艺的废热被用来 向所述至少一个低温干燥工艺供热。高温和低温干燥工艺的组合不仅 能一方面有利于具有用于各种产物的干燥装置的设备，而且还能有利 于具有串联设置的干燥阶段的设备。
本发明进一步优选的改型的特征在于，所述高温干燥工艺被设计 为完全干燥工艺。其中，完全干燥工艺是指干燥到干燥物含量超过大
约85%， S卩，产物无需进一步干燥。在部分干燥中，还需要进一步的
干燥阶段。
本发明的有利实施例的特征在于，所述低温干燥工艺被设计为完 全干燥工艺。
本发明进一步有利实施例的特征在于，使所述高温干燥工艺中的 污泥形成颗粒，并将热的颗粒供给到所述低温干燥工艺。
还能在所述低温干燥工艺中预先干燥污泥，并使其形成颗粒，而 且所述热的颗粒然后能被供给到所述高温干燥工艺。
有利的是，仅采用来自所述至少一个高温干燥工艺的废热来向所 述至少一个低温干燥工艺供热。
己表明特别有利的是，所述低温干燥工艺的最后部分设计为冷却阶段。
在本发明的优选实施例中，所述高温干燥工艺被设计为流化床干
燥工艺。这里，能特别好地向湿物料(特别是污泥)传输热。此外，废热
的状态或温度足够高，从而能在进一步的阶段加以利用。本发明进一步有利的改型的特征在于，所述低温干燥工艺被设计 为带式干燥工艺。这种形式的干燥是特别缓和的工艺。
本发明还涉及一种用于利用若干干燥器处理湿物料(特别是污泥) 的设备。
该设备的特征在于，设置至少一个高温干燥器和至少一个低温干 燥器，其中，来自所述至少一个高温干燥器的废热被用来向所述至少
一个低温干燥器供热。高温和低温干燥器的组合不仅能一方面有利于 具有用于各种产物的干燥装置的设备，而且还能有利于其中串联设置 有干燥阶段的情形。
根据本发明的设备的进一步优选的改型的特征在于，所述高温干 燥器设计为完全干燥器，其中完全干燥器实现干燥到干燥度大约为 85%，即，产物无需进一步的干燥。在部分干燥中，需要进一步的干燥 阶段。
本发明的有利实施例的特征在于，所述低温干燥器设计为完全干燥器。
已经表明有利的是，用于来自所述高温干燥器的颗粒的出口管连 接到所述低温干燥器。
本发明的优选改型的特征在于，用于来自所述低温干燥器的颗粒 的出口管连接到所述高温干燥器。
在根据本发明的设备的特别优选的实施例中，所述高温干燥器的 排气管在需要时经由诸如冷凝器的热交换器连接至所述低温干燥器的 循环空气管。本发明进一步有利的改型的特征在于，所述低温干燥器的最后部 分设计为冷却单元。
已经表明特别优选的是，所述高温干燥器设计为流化床干燥器。 这里，能特别好地向湿物料(特别是污泥)传输热。此外，废热的状态或 温度足够高，从而能在进一步的阶段加以利用。
有利的是，所述低温干燥器设计为带式干燥器。利用这种干燥器 能实现特别缓和的干燥。
通过组合两种不同干燥工艺并调节运行参数，来自高温工艺的废 热能满足低温工艺的能量需求。这里，将利用高温热量的工艺称为高 温工艺。类似地，利用低温热来运行低温工艺。因此，高温干燥器和 低温干燥器分别是利用高温热量和低温热量的干燥器。在清洁器的排 出蒸汽或冷凝物内、在热颗粒内、在热油设备的烟气内含有废热。尽 管高温工艺并不在最佳运行点下运行，但是将二者相连接的事实使得 多于80%的湿物料被干燥，而无需额外的热能。于是，蒸发一公吨的 水所需的比能量从(流化床干燥器或带式干燥器在各自最佳工况下分别
所需的)800和860kWh下降到(组合设备中所需的)470kWh。
尽管进行链接，但是该系统的有效性与单独工艺中的有效性一样 高，这是因为采用了已工业认可的工艺，通过对参数作出小的改变， 能相互独立地运行这些工艺，因此如果工艺的一部分中有故障，也能 维持大致一半的干燥效能，当然此时不具有能量网络(energy network) 的优点。
该系统灵活多用，可采用物料网络，但是物料网络并非实现能耗 降低所绝对必须的。然而，通过使物料链接可实现更高的能量节约。在为了实现更高的效能而需要有第二生产线的情况下，该工艺在 经济上尤为划算。在低温工艺中可结合有用于全部颗粒的冷却器；可 选的是，也可对颗粒进行部分干燥并将颗粒从低温干燥回馈到高温干 燥，然而此时需要有单独的冷却器。


下面将基于附图以示例的方式描述本发明，附图中 图l示出了用于两个干燥工艺的能量网络； 图2为物料和能量网络；而且 图3为部分干燥的物料和能量网络。
具体实施例方式
图1示出了具有能量网络的本发明的变型例。湿物料1被供给到 高温干燥器2，并以颗粒3的形式在热和干燥的状态下离开该高温干燥 器2，并在冷却器4内下降到存储温度。通过热油循环系统5施加热， 其中，热油在热油设备6中被加热。循环空气中含有在高温干燥器内 蒸发的水分，而且这些水分在循环空气回路7内被供给到清洗器8，并 在其内冷凝。热在次级回路9内施加到低温干燥器10。该低温干燥器 IO对更多的湿物料ll进行干燥和冷却。如果高温干燥器2发生故障， 从而不能利用废热，则采用第二热油循环系统12来向低温干燥器10 供应所需的能量。这提供了高度的运行可靠性。然后存储和放置来自 高温干燥器2的颗粒13以及来自低温干燥器10的颗粒14，以备进一 步使用。
图2示出了根据本发明的设备的能量和物料网络。
与图l所示的工艺不同，除了湿物料ll之外，还将来自高温干燥 器2的热颗粒3供给到低温干燥器10，这样热的颗粒3能释放其热量， 并与其他物料一起在位于低温干燥器端部处的冷却区域15内冷却。出 于整体经济性的原因，更加经济的方式是安装单独的冷却器16(以虚线
9示出)，而不是采用一体化的冷却区域15。然而，因为来自高温干燥器
2的热颗粒3主要向来自低温干燥器10的其他湿物料11释放其热量， 从而冷却效能相当低，因此热损失相当低。
图3示出了该工艺的变型例，其具有利用部分干燥的物料和能量 网络。该工艺与根据图1的工艺的不同之处在于，低温干燥器10仅仅 进行部分干燥，且部分干燥了的颗粒14'被供给到高温干燥器2，部分 干燥了的颗粒14'在该高温干燥器2内进行进一步干燥、在冷却器4内 与其他的颗粒3—起被冷却，然后以颗粒13的形式被存储起来，并加 以存放以备进一步使用。
没有在所有图示中示出热油次级回路12，也没有图示对热油设备 的烟气进行的不重要的热回收阶段，其中排出的热还通常用来加热低 温干燥器IO的干燥空气。
将利用以下示例来描述详细的运行过程，其中以流体化床干燥器 作为高温工艺的示例，以带式干燥器作为低温工艺示例，不过也可采 用其他的高温或低温工艺。
流体化床描述的是这样一种其中流通有气体的流体化的封装床的 状态，其中，大小通常在20至5000微米之间的各个微粒在气体力的 作用下而处于运动状态，这样，这些微粒的表现类似于流体。在这一 状态下，热和物料的传输性能得以极大地提高。可通过流体化气体供 应干燥所需的能量，和/或将干燥所需的能量供应到浸入流体化层内的 热交换器表面。在最佳的污泥干燥中，仅通过热交换器添加能量，该 热交换器能例如利用热油加热。然而，也可通过焚烧所产生的干燥颗 粒而进行加热。流化床工艺包括干燥器2、具有冷凝器8的气体循环系 统7、热油设备6以及污泥处理设备。
惰性气体在回路7内循环，其内，惰性气体将水分从流化床带到冷凝器8，释放出多余的水分，然后继续从冷凝器返回到干燥器2。在 其进入到冷凝器8之前，在旋流器内去除气体携带的灰尘。冷凝器8 还作为清洗器运行，并去除残留的纤细灰尘微粒。为了将它们的浓度 保持为较低，新鲜水被加入并与冷凝物一起被排出。通过次级水回路9 以及对污染物敏感的热交换器去除冷凝热。热油在以天然气为燃料的 锅炉内被例如加热到250'C，并被供给到流化床内的热交换器。烟气通 常在18(TC的温度下离开设备，并能在带式干燥器10内被进一步利用。 污泥被从接收仓泵送到干燥器2，并在被混合到流化床之前利用内置的 分解装置在干燥器2内将污泥结构化为颗粒大小。流化床包含已经被 干燥的颗粒，而且由于有效的交换使得新鲜颗粒也非常迅速地干燥和 硬化。根据图2所示的变型例，这些颗粒在离开流化床干燥器2的时 候是热的，并在利用残留热的带式干燥器10内被冷却。在旋流器内被 去除的灰尘在混合器内与新鲜污泥一起被颗粒化，并被供给到流化床， 以被进一步地干燥。
带式干燥工艺包括干燥器10/冷却器15、气体循环系统、以及污 泥处理装置。
通常载有5 — 20cm高的结构化的湿颗粒层的可透气带在干燥器 10/冷却器15内缓慢运动。热气体从上方流动穿过所述层和带，释放热 并吸收湿气，在该过程中颗粒是干燥的。为了实现充分的利用和干燥， 经过带的相继布置的各个部分而供给气体。环境空气被吸入并且当其 在带的后部流过该热的干燥颗粒时对其进行冷却并在该过程中被加 热。其还在用于次级水回路9的热交换器内并通过与来自热油设备6 的废气混合而被进一步加热，并流动通过前方的带部分。然后，冷却 了的高度饱和的干燥空气的部分流被从第一带部排出，并在进一步的 阶段内加以调节(在清洁器内冷却和饱和化，通过新鲜空气进行稀释和 冷却)，这样使得其能被供给到生物过滤器，以进行除臭。
然而，在未示出的变型例中，如在高温工艺中那样的带冷凝功能的气体循环装置也是可行的。
在混合器内，通过利用合适混合比例的来自流化床2的热的干燥 颗粒与来自带排出物的冷却产物，新鲜污染ll形成为颗粒，并进而将 其分布到具有均匀高度的封装床内的带上。由于从顶部到底部的通流
并且由于起到过滤器作用的带，从而不产生灰尘。 为了组合两个工艺，必须进行以下调节
为了提供合适的温度水平以将能量传输到带式干燥器10，在例如
95"C下、而不是在通常所采用的50—6(TC下来运行从流化床干燥2的 冷凝器8。
因为蒸汽冷凝物具有相对高的污染程度，从而为了运行安全和成 本的原因，采用次级清洁水回路9来加热用于带式干燥回路的气体。
流化床干燥器2内的温度还必须例如从85t:升高到ll(TC，从而 含湿量非常高的循环气体在此处不会冷凝。
二者对流化床干燥的效率和性能都有不利的影响。然而，通过使 用来自冷凝器的废热、来自热油加热器的排出气体以及来自过热流化 床颗粒的相当量的热，能被干燥的污泥多了 70 — 80%，而无需额外的 热能。尽管气体在带式干燥器10内循环需要电力，并且还有额外的投 资成本，但是组合工艺的成本有效性多了 10%。
本发明不限于所示的示例。例如，还可通过在单独的焚烧设备内 焚烧干燥了的颗粒而产生所施加的热。此外，可采用所有类型的干燥 器作为流化床和带式干燥器，只要这些干燥器利用高温热或低温热即 可。
权利要求
1. 一种用于通过若干干燥阶段处理湿物料特别是污泥的工艺，其特征在于设置至少一个高温干燥工艺和至少一个低温干燥工艺，其中来自所述至少一个高温干燥工艺的废热被用来向所述至少一个低温干燥工艺供热。
2. 根据权利要求l所述的工艺，其特征在于所述高温干燥工艺被设计为完全干燥工艺。
3. 根据权利要求l或2所述的工艺，其特征在于所述低温干燥工 艺被设计为完全干燥工艺。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其特征在于所述高 温干燥工艺中的污泥被形成颗粒，并将热颗粒供给到所述低温干燥工 艺。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的工艺，其特征在于所述低 温干燥工艺中的污泥被预先干燥并形成颗粒，并将热颗粒供给到所述 高温干燥工艺。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的工艺，其特征在于仅采用 来自所述至少一个高温干燥工艺的废热来向所述至少一个低温干燥工 艺供热。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的工艺，其特征在于所述低 温干燥工艺的最后部分设计为冷却阶段。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的工艺，其特征在于所述高 温干燥工艺被设计为流化床干燥工艺。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的工艺，其特征在于所述低 温干燥工艺被设计为带式干燥工艺。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的工艺，其特征在于在单 独的焚烧设备中通过对所产生的颗粒进行焚烧而生成热。
11. 一种用于通过若干干燥器处理湿物料特别是污泥的设备，其 特征在于设置至少一个高温干燥器(2)和至少一个低温干燥器(10)，其中 来自所述至少一个高温干燥器(2)的废热被用来向所述至少一个低温干 燥器(10)供热。
12. 根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述高温干燥器(2) 设计为完全干燥器。
13. 根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于所述低温干 燥器(10)设计为完全干燥器。
14. 根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其特征在于用 于来自所述高温干燥器(2)的热颗粒的出口管(3)连接到所述低温干燥器 (10)。
15. 根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其特征在于用 于来自所述低温干燥器(10)的热颗粒的出口管(14')连接到所述高温干 燥器(2)。
16. 根据权利要求11至15中任一项所述的设备，其特征在于来 自所述高温干燥器(2)的排气管(7)经由例如冷凝器的热交换器(8)连接 至所述低温干燥器(10)的循环空气管。
17. 根据权利要求11至16中任一项所述的设备，其特征在于所 述低温干燥器(10)的最后部分设计为冷却单元(15)。
18. 根据权利要求11至17中任一项所述的设备，其特征在于所 述高温干燥器(2)设计为流化床干燥器。
19. 根据权利要求11至18中任一项所述的设备，其特征在于所 述低温干燥器(10)设计为带式干燥器。
20. 根据权利要求11至19中任一项所述的设备，其特征在于设 置单独的用于所产生的颗粒的焚烧设备，以生成热。
全文摘要
本发明涉及一种用于分若干干燥阶段处理湿物料、特别是处理污泥的工艺。其设置至少一个高温干燥工艺(2)和至少一个低温干燥工艺(10)，其中，来自所述至少一个高温干燥工艺(2)的废热被用来向所述至少一个低温干燥工艺(10)供热。该工艺可用来实现显著的节能，具有显著的经济效率。本发明还涉及一种用于执行该工艺的设备。
文档编号C02F11/12GK101472848SQ200780023297
公开日2009年7月1日 申请日期2007年6月15日 优先权日2006年6月21日
发明者于尔根·盖耶, 克劳斯·斯坦克, 阿明·万普朗 申请人:安德里茨技术资产管理有限公司