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专利号: 2024106496080
申请人: 山东万物生机械技术有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2025-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用市政污泥制备陶粒的装置,其特征在于,包括由上游至下游依次设置的污泥预处单元(A),造粒成型单元(B)和烧制单元(C);

所述污泥预处单元(A)包括:

重力浓缩部,包括重力浓缩池(1),所述重力浓缩池(1)上部直径大,下部直径小,呈锥形,所述重力浓缩池(1)内设有中心传动轴(11),所述中心传动轴(11)轴上安装有螺旋形桨叶(12),所述中心传动轴(11)用于带动所述螺旋形桨叶(12)以5‑10转/分钟的转速转动;

离心脱水部,包括设置于所述重力浓缩池(1)下游的高速离心脱水机(2),所述高速离心脱水机(2)为立式圆筒形,所述高速离心脱水机(2)的内部设置有转鼓(21),所述转鼓(21)的内壁设有若干环形阶梯状凸起,所述转鼓(21)的转速为800‑1200转/分钟;所述转鼓(21)的出料口还连接有螺旋输送器(22);

热风干化部,包括干化窑(3),所述干化窑(3)的进料口与螺旋输送器(22)的出料口相连接;所述干化窑(3)内设有螺旋形抄板,所述干化窑(3)的筒体与水平方向呈倾斜以设置形成高端和低端,所述干化窑(3)的进料口位于所述干化窑(3)的高端;

所述造粒成型单元(B)包括螺旋挤压造粒部,所述螺旋挤压造粒部包括螺旋挤压造粒机(4);所述螺旋挤压造粒机(4)设置有机筒和料斗(41),所述料斗(41)呈倒锥形,所述料斗(41)的入口端与所述螺旋输送器(22)相连接,所述料斗(41)的入口端与所述机筒相连接;

所述螺旋挤压造粒机(4)内设置有螺旋轴(42),所述螺旋轴(42)为变径双螺杆结构,所述螺旋轴(42)的上游端螺距大、螺深浅,下游端螺距小、螺深大;

所述造粒成型单元(B)还包括生坯预烘干部,所述生坯预烘干部包括隧道式辊道烘干窑(5),所述隧道式辊道烘干窑(5)内依次设置有入口区、恒温区和出口区,所述恒温区的热风温度为500℃以下;

还包括振动筛(51),所述振动筛(51)设置于所述螺旋挤压造粒机(4)与所述隧道式辊道烘干窑(5)之间,所述振动筛(51)的筛面倾角为15‑20°,振动频率为15‑25Hz;

所述烧制单元(C)还包括分区控温烧制部,所述分区控温烧制部包括辊道窑(6),所述辊道窑(6)内依次设置有预热区、烧结区和冷却区;预热区温度为800‑1000℃,烧结区温度为1100‑1200℃,冷却区温度为500‑800℃;

所述烧制单元(C)还包括出料冷却部,所述出料冷却部包括冷却筛(62),所述冷却筛(62)设置于所述辊道窑(6)的出料端,所述冷却筛(62)的筛面为双层结构,上层为粗筛网,下层为细筛网。

2.如权利要求1所述利用市政污泥制备陶粒的装置,其特征在于,还包括除铁装置,所述除铁装置设置于所述干化窑(3)与螺旋挤压造粒机(4)之间。

3.如权利要求1所述利用市政污泥制备陶粒的装置,其特征在于,所述隧道式辊道烘干窑(5)的窑体为长形隧道状,所述入口区、所述恒温区和所述出口区均设置有辊道输送带;

所述隧道式辊道烘干窑(5)还连接有热风供应装置。

4.如权利要求3所述利用市政污泥制备陶粒的装置,其特征在于,所述烧制单元(C)包括进料输送部和分区控温烧制部,所述进料输送部包括皮带输送机(61),所述皮带输送机(61)设置于所述隧道式辊道烘干窑(5)与所述分区控温烧制部之间。

5.如权利要求4所述的利用市政污泥制备陶粒的装置,其特征在于,所述预热区、所述烧结区和所述冷却区分别配备有独立的燃烧器和温控系统,所述温控系统包括PLC控制装置和实时温度监测系统。

6.一种利用市政污泥制备陶粒的工艺方法,其特征在于,基于如权利要求1‑5任一项所述的利用市政污泥制备陶粒的装置,所述利用市政污泥制备陶粒的工艺方法包括以下步骤:S1、污泥输送至重力浓缩池(1)后,在重力作用下缓慢下沉,同时中心传动轴(11)带动螺旋形桨叶(12)缓慢旋转,促进泥水分离,上清液由溢流口排出,浓缩后的污泥经重力浓缩池(1)的排泥口排出;

S2、由重力浓缩池(1)的排泥口排出的浓缩污泥送入高速离心脱水机(2)中,污泥在高速旋转的转鼓(21)内受离心力作用进行泥水分离,分离出的水由转鼓(21)底部排走,分离形成的污泥由转鼓(21)的出料口排出;

S3、污泥由螺旋输送器(22)输送至干化窑(3),在干化窑(3)内受螺旋抄板的提升和翻动,呈螺旋状缓慢移动;热风由干化窑(3)的窑尾鼓风机送入,污泥与热风充分接触,经干化后的污泥由干化窑(3)低端的出料口排出,含水率降至15%以下;

S4、干化窑(3)输出的污泥输送至螺旋挤压造粒机(4)内,螺旋挤压造粒机(4)内的螺旋轴(42)旋转,污泥在上游端大螺距浅螺纹段快速前移,下游端小螺距深螺纹段受到强烈挤压、剪切作用,体积减小,密度增大,通过模孔型腔受剪切力作用,被塑形为球形颗粒状的生坯陶粒,由螺旋挤压造粒机(4)的出料端挤出;

S5、生坯陶粒由输送至振动筛(51)进行分离,筛面在激振器的高频振动下使碎粒和粉尘通过筛孔排出,完整的生坯陶粒则由输送至隧道式辊道烘干窑(5)内;

S6、生坯陶粒缓慢通过隧道式辊道烘干窑(5),热风由隧道式辊道烘干窑(5)的窑尾送入,热风与与生坯陶粒逆流接触,通过恒温区时,热风温控在500℃以下,蒸发陶粒表面水分;

S7、经隧道式辊道烘干窑(5)预烘干后的陶粒经皮带输送机(61)进入辊道窑(6),陶粒依次通过辊道窑(6)的预热区、烧结区和冷却区;在预热区,陶粒被加热至800‑1000℃;进入烧结区后,温度升至1100‑1200℃,陶粒内部发生烧结反应;最后在冷却区缓慢冷却至500‑

800℃;

S8、辊道窑(6)烧制后的陶粒由辊道窑(6)的出料口输送至振动冷却筛(62),在冷却筛(62)筛面的振动和自重作用下缓慢前移,陶粒冷却至环境温度。

7.如权利要求6所述的利用市政污泥制备陶粒的工艺方法,其特征在于,

由重力浓缩池(1)排泥口排出的浓缩后的污泥,经过缓冲罐进入高速离心脱水机(2),缓冲罐内液位计监测污泥液位,控制系统根据液位信号自动调节重力浓缩池(1)排泥速度和高速离心脱水机(2)进料速度;

在步骤S7中,陶粒依次通过辊道窑(6)的预热区、烧结区和冷却区还包括,各分区的温度传感器实时采集各分区温度,传送至PLC控制装置,PLC控制装置通过调节各分区的燃烧器燃料量和空燃比实现相应分区的精确控温,使各个分区的温度波动不超过±5℃。