一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法?？蛇m用于大多數(shù)工業(yè)污泥處置夕卜，也適用于城市污水廠污泥的脫水干化減容和資源化循環(huán)利用處理。
【背景技術(shù)】
[0002]此前，傳統(tǒng)處理污泥是以燃煤爐熱風(fēng)或鍋爐高溫蒸汽作為主要烘干熱源工藝。數(shù)十年來(lái)，曾過于依賴國(guó)外上世紀(jì)工業(yè)革命后的焚燒法、填埋法;不僅投資大，運(yùn)行成本高，還耗時(shí)費(fèi)力；傳統(tǒng)焚燒除需高耗能外，還需首先解決污泥脫水后含水率仍高達(dá)75%-85%，焚燒前必須再脫水到可入爐條件;而填埋法由于污泥自身的化學(xué)成分和物理組分特性復(fù)雜，必然占用大量土地，對(duì)生態(tài)環(huán)境極易產(chǎn)生二次污染;傳統(tǒng)的電阻式加熱(電爐絲加熱、電加熱圈加熱、電加熱管加熱)可節(jié)能30 %，但老式電阻式加熱方式一邊加熱一邊散熱，導(dǎo)致加熱的熱效率不高而且很費(fèi)電;我國(guó)近十幾年來(lái)，大專院校、科研院所和企業(yè)同仁在實(shí)驗(yàn)室做過大量污泥脫水裝置與工藝方法研究，但鮮見工業(yè)規(guī)模應(yīng)用；長(zhǎng)期以來(lái)，污泥成為困擾企業(yè)發(fā)展的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法。
[0004]本發(fā)明通過下述方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法，包括以下步驟:
[0006]第一步，對(duì)待處理的污泥進(jìn)行攪拌，分解凝結(jié)固體，使污泥中的固液物處在均勻混合狀態(tài)，達(dá)到物理分散；
[0007]第二步，將第一步處理后的污泥導(dǎo)入高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)，高速變化的電磁場(chǎng)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的渦流，使得污泥中的介質(zhì)水分子不僅獲得極化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化熱能，也產(chǎn)生介質(zhì)水由內(nèi)向外的傳質(zhì)動(dòng)能，溫度保持在220 °C_240°C之間持續(xù)60分鐘，同時(shí)將污泥再次均勻混合并擠壓推送；
[0008]第三步，將第二步處理后的污泥，再為260°C-280°C高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)升溫處理；
[0009]第四步，將第三步處理后的污泥在高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)降溫處理，溫度保持在180°C-20(TC，污泥經(jīng)降溫分解并進(jìn)行壓榨后，經(jīng)后續(xù)攪拌降溫變?yōu)榉勰?，直接外運(yùn)或存入殘泥箱作集中利用。
[0010]在所述第一步中，還包括清除污泥中的雜物和投加除臭氧化劑。
[0011 ]在所述第二步、第三步、和第四步中的污泥在加熱、脫水干化過程中產(chǎn)生的含水熱尾氣進(jìn)行氣液分離，其中，系統(tǒng)熱尾氣返回引入第一步做余熱分解凝結(jié)固體，尾氣經(jīng)過噴淋降溫后送入污水處理廠處理。
[0012]本發(fā)明方法的有益效果為:
[0013]本發(fā)明是一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法，從污泥的處置方法到工藝量化，從工業(yè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，到減量化與無(wú)害化環(huán)境友好利用，不僅可為相關(guān)企業(yè)解決污泥處理處置長(zhǎng)期困擾企業(yè)發(fā)展的一大難題，還可為企業(yè)創(chuàng)造資源化、效能化的綜合財(cái)富效益。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0015]—種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法，包括以下步驟:
[0016]第一步，對(duì)待處理的污泥進(jìn)行攪拌，分解凝結(jié)固體，使污泥中的固液物處在均勻混合狀態(tài)，達(dá)到物理分散；
[0017]第二步，將第一步處理后的污泥導(dǎo)入高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)，高速變化的電磁場(chǎng)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的渦流，使得污泥中的介質(zhì)水分子不僅獲得極化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化熱能，也產(chǎn)生介質(zhì)水由內(nèi)向外的傳質(zhì)動(dòng)能，溫度保持在220 °C_240°C之間持續(xù)60分鐘，同時(shí)將污泥再次均勻混合并擠壓推送；
[0018]第三步，將第二步處理后的污泥，再為260°C-280°C高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)升溫處理；
[0019]第四步，將第三步處理后的污泥在高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)降溫處理，溫度保持在180°C-20(TC，污泥經(jīng)降溫分解并進(jìn)行壓榨后，經(jīng)后續(xù)攪拌降溫變?yōu)榉勰?，直接外運(yùn)或存入殘泥箱作集中利用。
[0020]在所述第一步中，還包括清除污泥中的雜物和投加除臭氧化劑。
[0021 ]在所述第二步、第三步、和第四步中的污泥在加熱、脫水干化過程中產(chǎn)生的含水熱尾氣進(jìn)行氣液分離，其中，系統(tǒng)熱尾氣返回引入第一步做余熱分解凝結(jié)固體，尾氣經(jīng)過噴淋降溫后送入污水處理廠處理。
[0022]在實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的尾氣是經(jīng)引風(fēng)機(jī)、阻燃器、水噴淋洗等系統(tǒng)設(shè)備處理后冷卻輸出到污水處理廠處理。但對(duì)石油石化含油污泥在用本干化法處理過程中產(chǎn)生的水蒸汽，經(jīng)氣液分離后的水，還應(yīng)再經(jīng)沉淀槽或池進(jìn)行油/水分離后，油可回收利用；水送污水廠或直接二次回用。
[0023]下面結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用狀況對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0024]I)將待處理的污泥送入攪拌罐混合攪拌；
[0025]2)攪拌罐內(nèi)通過攪拌機(jī)高速攪拌分散凝結(jié)體，打散生物絮團(tuán)，使污泥中的固體和液體完全處于混合狀態(tài)；
[0026]3)進(jìn)行一級(jí)電磁能處理，使其污泥在電磁能的加載作用下，通過螺旋擠壓推進(jìn)，高溫產(chǎn)生的蒸汽導(dǎo)入氣液分離器，熱源蒸汽氣流通過管道阻燃器-管道進(jìn)入污泥原料罐二次熱源利用。而尾氣通過引風(fēng)機(jī)冷卻水箱，污泥送入二級(jí)電磁能處理。
[0027]實(shí)際生產(chǎn)中將污泥傳入一級(jí)電磁能處理的螺桿式管體內(nèi)，通過對(duì)電磁能射頻頻率智能化調(diào)整、換熱器和操作監(jiān)控系統(tǒng)，控制器將交流電整流、濾波、逆變與電磁能加熱端相連接，管體溫度傳感器將信號(hào)送給控制器，實(shí)現(xiàn)控制與保護(hù)。其整流電路將交流電轉(zhuǎn)變成可調(diào)脈動(dòng)直流電壓，再經(jīng)濾波電容逆變?yōu)樯漕l電壓，高速變化的電磁場(chǎng)在管體內(nèi)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的渦流，使其螺旋管體自行高速發(fā)熱，管體內(nèi)污泥中的介質(zhì)水分子在強(qiáng)電磁場(chǎng)作用下，獲得動(dòng)能并迅即轉(zhuǎn)化為熱能。臥螺槳葉在連續(xù)推進(jìn)中將固液體污泥再次混合并均勻擠壓。根據(jù)物料含水比例調(diào)整螺桿動(dòng)力電機(jī)轉(zhuǎn)速，管體溫控在220 0C -240 °C。管體中的污泥在電磁射頻熱交換的環(huán)境內(nèi)以環(huán)狀式運(yùn)動(dòng)遞進(jìn)。
[0028]4) 二級(jí)電磁能高溫處理，使污泥在電磁能加載的作用下，通過螺旋擠壓推進(jìn)，高溫產(chǎn)生的氣液導(dǎo)入氣液分離器，熱源蒸汽氣流通過管道阻燃器-管道13進(jìn)入I污泥原料罐二次熱源利用。尾氣通過引風(fēng)機(jī)冷卻水箱，污泥送入三級(jí)電磁能干化。
[0029]5) 二級(jí)電磁能高溫干化處理，使其污泥在螺旋擠壓過程中保壓控溫，含水量通過高溫產(chǎn)生的氣液導(dǎo)入氣液分離器，熱源蒸汽氣流通過管道阻燃器經(jīng)管道進(jìn)入污泥原料罐二次熱源利用。尾氣通過引風(fēng)機(jī)送風(fēng)冷卻水，污泥干化后的干泥落入攪拌箱，干泥顆?；蚰喾垩b入殘泥箱外運(yùn)或送至殘泥資源化利用。
[0030]本發(fā)明為一種應(yīng)用射頻電磁能用于污泥脫水干化減容工業(yè)應(yīng)用技術(shù)。采用對(duì)清潔電能智能化操控調(diào)整射頻電路頻率，實(shí)現(xiàn)電磁能對(duì)介質(zhì)水分子的離子極化;將電磁能送入含水80%左右的污泥中，獲得對(duì)介質(zhì)(水)的轉(zhuǎn)化熱能；S卩，含水污泥在交變電磁場(chǎng)的強(qiáng)力作用下，介質(zhì)水以分子態(tài)同時(shí)獲得高速交變的傳質(zhì)動(dòng)能的迅速脫水方法。其原理是通過電磁控制電路將交流電整流、濾波、逆變?yōu)榭烧{(diào)脈動(dòng)直流電，再經(jīng)濾波電容逆變?yōu)樯漕l電壓，高速變化的電流流過保溫線圈會(huì)產(chǎn)生高速變化的磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)內(nèi)的磁力線通過導(dǎo)磁性金屬材料時(shí)，會(huì)在金屬體內(nèi)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的渦流，使金屬材料本身自行高速發(fā)熱，從而達(dá)到對(duì)管體內(nèi)污泥中的水分子在強(qiáng)電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生離子極化，介質(zhì)離子帶電荷從電磁場(chǎng)快速獲得動(dòng)能，相互發(fā)生活渤摩擦碰撞，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為極化熱能。其熱能利用率最高可達(dá)95%，在有效的時(shí)間內(nèi)使殘泥中含水率可降至30%以下，這就是介質(zhì)水的非蒸發(fā)性由內(nèi)向外的快速污泥脫水干化過程。
[0031]本發(fā)明采用清潔電能源，通過射頻電路獲得快速交變的射頻電磁能，不僅使污泥中的水快速獲得離子極化運(yùn)動(dòng)的熱能，且還將能量集中用于對(duì)介質(zhì)水的干化與由內(nèi)向外傳質(zhì)的動(dòng)能，不僅加熱速度快，且熱效率高;特別對(duì)石油、化工類存高安全風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)，可預(yù)防和避免熱源給企業(yè)帶來(lái)的不安全因素和防爆隱患；
[0032]本發(fā)明可替代傳統(tǒng)鍋爐的熱風(fēng)、蒸汽、高溫油等熱法對(duì)流、傳導(dǎo)等方法對(duì)污泥的處理技術(shù)，且投資小、占地少、設(shè)備先進(jìn)、工藝創(chuàng)新、操作簡(jiǎn)便、易全程實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)控制；
[0033]本發(fā)明是對(duì)濕污泥的電磁能離子極化脫水干化的工業(yè)規(guī)模應(yīng)用方法；
[0034]干化過程中不需要外接加熱設(shè)備，屬由內(nèi)向外傳質(zhì)非蒸發(fā)工藝；
[0035]本發(fā)明對(duì)污泥處理可實(shí)現(xiàn)“四化”、“三利用”，即:污泥處理減量化、無(wú)害化、資源化和效能化;污泥經(jīng)干化后可制成復(fù)合型肥料，可作綠化植被土利用；也可用做工程填埋和建筑材料利用。
[0036]工業(yè)污泥初水分在80%以上，干化后污泥含水率約為30% (也可根據(jù)殘泥資源化用途需要調(diào)整脫水率)，干污泥成松散粉粒狀可與煤粉混合直接進(jìn)入鍋爐燃燒，污泥的熱值依來(lái)源不同，約在2000-3000kcal左右;可與高有機(jī)質(zhì)可燃廢棄物混合燃燒利用，節(jié)省能源；也可將干化后污泥制成肥料或當(dāng)作生產(chǎn)建筑材料的填料添加，或直接填埋也不會(huì)造成二次污染，完全可達(dá)到環(huán)境友好利用要求;此設(shè)備能耗低、使用電磁能(電能+磁能)的污泥脫水干化，具有通過智能調(diào)頻合理控制溫度與加載泥量，動(dòng)力消耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低噪音、用工量小、整套裝置低溫運(yùn)行，還可降低生產(chǎn)區(qū)和廠區(qū)周邊環(huán)境的熱污染等。
[0037]盡管已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做了較為詳細(xì)的闡述和列舉，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)上述實(shí)施例做出修改或者采用等同的替代方案，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，對(duì)待處理的污泥進(jìn)行攪拌，分解凝結(jié)固體，使污泥中的固液物處在均勻混合狀態(tài)，達(dá)到物理分散； 第二步，將第一步處理后的污泥導(dǎo)入高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)，高速變化的電磁場(chǎng)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的渦流，使得污泥中的介質(zhì)水分子不僅獲得極化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化熱能，也產(chǎn)生介質(zhì)水由內(nèi)向外的傳質(zhì)動(dòng)能，溫度保持在220°c-240°c之間持續(xù)60分鐘，同時(shí)將污泥再次均勻混合并擠壓推送； 第三步，將第二步處理后的污泥，再為260 0C-280 °C高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)升溫處理； 第四步，將第三步處理后的污泥在高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)降溫處理，溫度保持在180°C-20(TC，污泥經(jīng)降溫分解并進(jìn)行壓榨后，經(jīng)后續(xù)攪拌降溫變?yōu)榉勰?，直接外運(yùn)或存入殘泥箱作集中利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法，其特征在于:在所述第一步中，還包括清除污泥中的雜物和投加除臭氧化劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法，其特征在于:在所述第二步、第三步、和第四步中的污泥在加熱、脫水干化過程中產(chǎn)生的含水熱尾氣進(jìn)行氣液分離，其中，系統(tǒng)熱尾氣返回引入第一步做余熱分解凝結(jié)固體，尾氣經(jīng)過噴淋降溫后送入污水處理廠處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法，包括以下步驟：第一步，對(duì)待處理污泥攪拌分解團(tuán)塊固體，使污泥固液充分混合達(dá)均勻調(diào)質(zhì)分散態(tài)；第二步，將第一步處理后的污泥導(dǎo)入高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)加溫反應(yīng)，第三步，將第二步處理后的污泥在高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)升溫處理，溫度保持在260℃?280℃；第四步，將第三步處理后的污泥在高速變化的電磁場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)降溫處理。本發(fā)明是一種應(yīng)用射頻電磁能的污泥干化方法，從污泥的處置方法到工藝量化，從工業(yè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，到減量化與無(wú)害化環(huán)境友好利用，可為企業(yè)創(chuàng)造資源綜合效能化財(cái)富效益。
【IPC分類】C02F11/12
【公開號(hào)】CN105712603
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610055572
【發(fā)明人】陳默, 楊林, 尹志濤, 陳曦
【申請(qǐng)人】惠州市中環(huán)科技環(huán)保工程有限公司