在污(wu)泥的(de)干燥技術中，熱干燥是目(mu)前很常用的(de)干燥手段(duan)。按照對(dui)污(wu)泥的(de)加熱方(fang)式(shi)分(fen)類(lei)，有對(dui)流(liu)、傳導和輻射干燥三種類(lei)型。

在(zai)對流干(gan)燥(zao)(zao)中，干(gan)燥(zao)(zao)介質(zhi)(zhi)和(he)污泥(ni)在(zai)同一個空(kong)間內發(fa)生熱(re)濕傳遞作用(yong)，干(gan)燥(zao)(zao)介質(zhi)(zhi)將熱(re)量傳遞給(gei)污泥(ni)使其內部的(de)水分蒸發(fa)擴散，進入到干(gan)燥(zao)(zao)介質(zhi)(zhi)中去被(bei)帶離污泥(ni)。一般情況下需(xu)將被(bei)降溫(wen)加濕的(de)干(gan)燥(zao)(zao)介質(zhi)(zhi)排(pai)放(fang)至設備(bei)外，導致(zhi)能源(yuan)利用(yong)率較低，此外在(zai)干(gan)燥(zao)(zao)過程(cheng)中干(gan)燥(zao)(zao)介質(zhi)(zhi)與污泥(ni)直接作用(yong)，干(gan)燥(zao)(zao)過程(cheng)中產生的(de)一些(xie)有毒有害物質(zhi)(zhi)也會隨著尾(wei)氣排(pai)出，因(yin)此要對干(gan)燥(zao)(zao)產生的(de)廢水和(he)尾(wei)氣做沒有危害化處理；

在傳導干燥中，濕污泥和加熱(re)(re)媒(mei)(mei)介(jie)不直(zhi)接接觸，加熱(re)(re)媒(mei)(mei)介(jie)（通常為油或(huo)蒸汽(qi)）可回收利用，但(dan)仍(reng)需對(dui)干燥介(jie)質(zhi)進(jin)行后續的尾氣處(chu)理，同時由于是間接傳熱(re)(re)，濕污泥中水分的蒸發效(xiao)率(lv)和設備(bei)的傳熱(re)(re)效(xiao)率(lv)都較低，導致其(qi)整體(ti)的效(xiao)率(lv)不高(gao)。

熱泵污泥(ni)(ni)干燥技術作(zuo)為污泥(ni)(ni)低(di)溫對流干燥工藝中的一種(zhong)，可以在(zai)保證較高的蒸(zheng)發效率和傳(chuan)熱效率的同(tong)時，回收干燥廢氣中的熱量，同(tong)時大(da)幅(fu)降低(di)污泥(ni)(ni)干燥過程(cheng)中的有(you)毒有(you)害物質排放，能夠達到節能減排的有(you)益效果。

熱(re)泵干燥系統分類(lei)

圖1 開敞(chang)式熱泵干燥設備(bei)原理圖

針(zhen)對熱泵干燥系統，其按干燥介質的在系統內的循(xun)環工(gong)作方式(shi)(shi)分類，可分為封閉式(shi)(shi)、半封閉式(shi)(shi)以及開敞式(shi)(shi)三種。 

其中(zhong)開敞式(shi)系統(tong)內的(de)(de)干(gan)燥(zao)介質在對干(gan)燥(zao)物料進(jin)行(xing)除濕之(zhi)后(hou)直接(jie)排放至(zhi)室(shi)外大(da)(da)氣(qi)內，原理如(ru)圖1 所(suo)示。一般的(de)(de)處理過(guo)(guo)(guo)程為環境空氣(qi)先經過(guo)(guo)(guo)熱(re)泵的(de)(de)冷凝器進(jin)行(xing)等濕升(sheng)溫(wen)(wen)，干(gan)燥(zao)介質空氣(qi)被加熱(re)后(hou)經過(guo)(guo)(guo)風機(ji)送至(zhi)干(gan)燥(zao)箱(xiang)內吸(xi)濕降溫(wen)(wen)，然后(hou)進(jin)入熱(re)泵蒸發器同(tong)制(zhi)冷劑換熱(re)被冷卻除濕，同(tong)時(shi)回收(shou)這部分空氣(qi)的(de)(de)顯熱(re)和潛熱(re)，之(zhi)后(hou)再將其排至(zhi)環境大(da)(da)氣(qi)內，這種(zhong)熱(re)泵干(gan)燥(zao)系統(tong)一般適用(yong)于(yu)室(shi)外空氣(qi)濕度不(bu)(bu)大(da)(da)、溫(wen)(wen)度較高的(de)(de)干(gan)熱(re)條件(jian)下，同(tong)時(shi)系統(tong)除濕性能(neng)、能(neng)耗水平受制(zhi)于(yu)外界空氣(qi)條件(jian)的(de)(de)影(ying)響(xiang)，不(bu)(bu)利于(yu)大(da)(da)規模使(shi)用(yong)。

對于半封(feng)閉式系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)。其(qi)(qi)工作原理如圖2 所示，其(qi)(qi)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)在(zai)對干(gan)燥(zao)(zao)(zao)物(wu)料進(jin)(jin)(jin)行除(chu)濕之后部分排(pai)放至室外(wai)大(da)氣(qi)(qi)內(nei)，同時還(huan)需要(yao)從室外(wai)大(da)氣(qi)(qi)內(nei)重(zhong)新(xin)補充等(deng)量(liang)的(de)冷(leng)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)至系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)內(nei)。該(gai)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)處理過程為(wei)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)箱出口的(de)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)一部分直接(jie)排(pai)放至大(da)氣(qi)(qi)內(nei)，而(er)另一部分旁通進(jin)(jin)(jin)入(ru)熱(re)泵蒸(zheng)發器(qi)，被(bei)降(jiang)溫(wen)除(chu)濕后同新(xin)吸入(ru)的(de)環境空(kong)(kong)氣(qi)(qi)進(jin)(jin)(jin)行混合(he)，而(er)后兩部分空(kong)(kong)氣(qi)(qi)一同進(jin)(jin)(jin)入(ru)熱(re)泵冷(leng)凝器(qi)被(bei)加熱(re)，經風機加壓后進(jin)(jin)(jin)入(ru)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)箱對干(gan)燥(zao)(zao)(zao)物(wu)料進(jin)(jin)(jin)行除(chu)濕干(gan)燥(zao)(zao)(zao)，循環往(wang)復(fu)。在(zai)這種系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)構型中，干(gan)燥(zao)(zao)(zao)箱出口的(de)干(gan)燥(zao)(zao)(zao)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)的(de)旁通率是(shi)一個影(ying)響系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)性能(neng)的(de)至關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)參數，合(he)理的(de)旁通率能(neng)夠(gou)保(bao)證(zheng)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)較高的(de)處理能(neng)力和能(neng)效水(shui)平。

圖2 半封閉式熱泵干燥設備原理(li)圖

圖3 封閉式(shi)熱泵干燥設(she)備原理圖

圖(tu)4 散熱設(she)備后置原理圖(tu)

圖(tu)5 蒸發器前預(yu)冷原理圖(tu)

圖(tu)6 兩級串聯式(shi)熱泵污泥干燥系統(tong)原理圖(tu)

圖7 多臺熱泵并聯式熱泵污泥干燥系統原理(li)圖

熱(re)泵污泥干燥系統原(yuan)理(li)

在熱(re)泵污泥干(gan)(gan)(gan)燥(zao)系(xi)統(tong)中，干(gan)(gan)(gan)燥(zao)物(wu)料(liao)為(wei)污泥，干(gan)(gan)(gan)燥(zao)介質(zhi)(zhi)(zhi)一般為(wei)空氣，本(ben)質(zhi)(zhi)(zhi)上(shang)熱(re)泵污泥干(gan)(gan)(gan)燥(zao)同常規的(de)污泥熱(re)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)的(de)作用機(ji)理類似，均為(wei)通過干(gan)(gan)(gan)燥(zao)介質(zhi)(zhi)(zhi)同干(gan)(gan)(gan)燥(zao)物(wu)料(liao)的(de)熱(re)濕交換，使物(wu)料(liao)中的(de)水分向外蒸發(fa)擴散，從(cong)而降低物(wu)料(liao)的(de)含水率(lv)。但(dan)在處理吸濕干(gan)(gan)(gan)燥(zao)介質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)方(fang)法上(shang)，熱(re)泵干(gan)(gan)(gan)燥(zao)同常規干(gan)(gan)(gan)燥(zao)手段有著(zhu)明顯(xian)的(de)不同，常規的(de)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)手段一直接將含濕量高的(de)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)介質(zhi)(zhi)(zhi)排放至大氣內(nei)。

如圖8所(suo)示，在這種處(chu)理方案中，干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)介質(zhi)(zhi)先通(tong)過(guo)加(jia)熱(re)器(qi)加(jia)熱(re)（一(yi)般為(wei)蒸汽或者電加(jia)熱(re)），然后(hou)通(tong)過(guo)風機進入干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)箱(xiang)內，通(tong)過(guo)與(yu)被干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)物料進行(xing)熱(re)量(liang)和濕(shi)量(liang)的交換，將干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)物料加(jia)熱(re)并(bing)吸(xi)收來(lai)自被干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)物料中的濕(shi)分(fen)，而后(hou)定期從干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)室內排出一(yi)部分(fen)高含濕(shi)量(liang)的干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)介質(zhi)(zhi)，同時還需補充(chong)等量(liang)的冷介質(zhi)(zhi)來(lai)維持干(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)循環。

圖(tu)8 常規(gui)污泥熱干燥設備原理(li)圖(tu)

圖(tu)9 熱泵污泥干(gan)燥設(she)備原理圖(tu)

結(jie)論

本文(wen)總結梳理了熱泵(beng)污泥(ni)干(gan)燥系統(tong)的(de)(de)(de)分類、原理以及技術特點等內(nei)容，并在此基礎上對(dui)熱泵(beng)污泥(ni)干(gan)燥的(de)(de)(de)系統(tong)流程進行了特定的(de)(de)(de)優化，得(de)到了以下結論：

（1）目前應用(yong)于(yu)實(shi)際(ji)生產的熱(re)泵干(gan)燥(zao)系(xi)統按干(gan)燥(zao)介質(zhi)的循環方(fang)式(shi)(shi)分類，主(zhu)要有(you)封(feng)(feng)閉(bi)式(shi)(shi)、半封(feng)(feng)閉(bi)式(shi)(shi)以(yi)及開(kai)敞式(shi)(shi)三種類型(xing)，其各(ge)自適用(yong)的范(fan)圍不甚相同，適用(yong)于(yu)污泥(ni)干(gan)燥(zao)的主(zhu)要為封(feng)(feng)閉(bi)式(shi)(shi)和半封(feng)(feng)閉(bi)式(shi)(shi)熱(re)泵干(gan)燥(zao)系(xi)統；

（2）熱泵污(wu)泥(ni)干(gan)燥系(xi)統相比于常規的污(wu)泥(ni)熱干(gan)燥系(xi)統具(ju)有較大(da)的優勢，具(ju)有低能耗(hao)、低污(wu)染、低損失和高保(bao)障(zhang)性的特點，但也存(cun)在一些如干(gan)燥時間(jian)長(chang)、設備容量小以及(ji)投資費(fei)用高等問題。

針對常(chang)規的熱(re)(re)泵(beng)污(wu)泥干(gan)燥(zao)(zao)系(xi)統工作(zuo)過(guo)程的流程設(she)計不(bu)合理，本(ben)節總結提出了散熱(re)(re)設(she)備后置(zhi)熱(re)(re)泵(beng)污(wu)泥干(gan)燥(zao)(zao)系(xi)統、蒸發器前(qian)預(yu)冷熱(re)(re)泵(beng)污(wu)泥干(gan)燥(zao)(zao)系(xi)統、兩級串聯(lian)式(shi)熱(re)(re)泵(beng)污(wu)泥干(gan)燥(zao)(zao)系(xi)統以(yi)及多臺(tai)熱(re)(re)泵(beng)并聯(lian)式(shi)熱(re)(re)泵(beng)污(wu)泥干(gan)燥(zao)(zao)系(xi)統等多種優化方(fang)案(an)。

聲(sheng)明：本文(wen)轉自上海污泥中心(xin)。本文(wen)版(ban)權(quan)歸原(yuan)作者(zhe)所有，不代表本網站觀點(dian)，僅供學(xue)習交流之用，不做商(shang)業用途。如文(wen)中的內容、圖片、音頻、視頻等存在(zai)第三方的在(zai)先知識產權(quan)，請及時聯(lian)系我們(men)刪(shan)除。