本發(fā)明涉及市政和工業(yè)固體廢物處理領(lǐng)域，提供一種用于污泥碳化工藝的熱交換裝置。

背景技術(shù)：

生物炭隨著城市人口的增加，工業(yè)化、城市污廢水處理廠的增設(shè)，污泥產(chǎn)生量逐漸增加，污泥處理成了環(huán)境的焦點(diǎn)。原有技術(shù)的干燥、填埋、堆肥等工藝只是對(duì)污泥進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，污泥的處理如何實(shí)現(xiàn)“減量化”、“無(wú)害化”、“資源化”現(xiàn)已成為諸多企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)中的焦點(diǎn)。污泥碳化技術(shù)是將污泥進(jìn)行無(wú)氧或微氧的條件下的“干溜”，使生化污泥中的細(xì)胞裂解，將其中的水分釋放出來，同時(shí)又最大限度地保留了污泥中碳質(zhì)的過程。炭化后的污泥體積小，污泥中無(wú)有毒氣體等，不會(huì)造成二次污染。并且，污泥炭化技術(shù)不僅能有效處理污泥，還能將其制成具有高附加值的活性炭。所以污泥炭化是一種既不會(huì)損壞環(huán)境又能資源回用的經(jīng)濟(jì)型處理技術(shù)。但是，現(xiàn)有污泥炭化系統(tǒng)的換熱裝置，其換熱效果和換熱效率不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

本發(fā)明的其中一個(gè)目的是：提供一種用于污泥碳化工藝的熱交換裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中換熱裝置換熱效果和換熱效率不佳的問題。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了一種用于污泥碳化工藝的熱交換裝置，包括前熱交換單元和后熱交換單元，所述前熱交換單元的物料出口用于連接反應(yīng)器的物料入口，所述后熱交換單元的物料入口用于連接所述反應(yīng)器的物料出口，所述前熱交換單元包括并聯(lián)的多個(gè)前熱交換器組，且多個(gè)所述前熱交換器組交替工作，和/或，所述后熱交換單元包括并聯(lián)的多個(gè)后熱交換器組，且多個(gè)所述后熱交換器組交替工作。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置，包括多組熱交換器組(本申請(qǐng)中，但凡對(duì)熱交換器組不加限定的情況下，其均指前熱交換器組和/或后熱交換器組)。當(dāng)其中一個(gè)熱交換器組對(duì)其中的物料進(jìn)行充分熱交換時(shí)，其它熱交換器組可以將經(jīng)過充分熱交換的物料輸送至污泥水熱碳化系統(tǒng)的后續(xù)裝置中，從而使得物料可以平穩(wěn)緩慢的經(jīng)過各組熱交換器組，以保證物料和熱交換器組中的熱交換介質(zhì)進(jìn)行充分熱交換。此外，由于多個(gè)熱交換器組之間交替工作，從而可以保證熱交換裝置工作連續(xù)進(jìn)行，以提高用于污泥碳化工藝的熱交換裝置的換熱效率。

優(yōu)選的，所述前熱交換單元包括用于熱交換介質(zhì)流通的第一入口和第一出口，所述后熱交換單元包括用于熱交換介質(zhì)流通的第二入口和第二出口，所述第一入口通過第一管路連接所述第二出口，所述第一出口連接所述第二入口，使得所述前熱交換單元和所述后熱交換單元之間形成熱交換介質(zhì)的第一循環(huán)回路。

優(yōu)選的，所述前熱交換器組的數(shù)量為兩個(gè)，且分別包括三臺(tái)串聯(lián)的前熱交換器，沿著物料流通方向依次為一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器，所述第一入口設(shè)置在所述三級(jí)前熱交換器一側(cè)，所述第一出口設(shè)置在所述一級(jí)前熱交換器一側(cè)。

優(yōu)選的，所述后熱交換器組的數(shù)量為兩個(gè)，且分別包括六臺(tái)串聯(lián)的后換交換器，沿著物料流通方向依次為一級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器和六級(jí)后熱交換器，所述第二入口設(shè)置在所述六級(jí)后熱交換器一側(cè)，所述第二出口設(shè)置在所述一級(jí)后熱交換器一側(cè)。

優(yōu)選的，所述二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器之間，靠近所述二級(jí)前熱交換器設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流通的第三入口，靠近所述三級(jí)前熱交換器設(shè)置有第三出口；所述第三入口通過第二管路連接所述第二出口，使得所述一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和所述后熱交換單元之間形成熱交換介質(zhì)的第二循環(huán)回路，且所述第一管路和所述第二管路擇一導(dǎo)通；

所述第三出口通過第三管路連接所述第一入口，使得所述三級(jí)前熱交換器自身形成熱交換介質(zhì)的第三循環(huán)回路；所述第二管路導(dǎo)通時(shí)，所述第三循環(huán)回路接通；所述第一管路導(dǎo)通時(shí)，所述第三循環(huán)回路斷開；

所述第三管路接入到介質(zhì)熱交換器中，且所述介質(zhì)熱交換器通過接入高溫?fù)Q熱管道給所述第三管路中的熱交換介質(zhì)升溫。

優(yōu)選的，所述第三入口和所述第三出口之間連接有開關(guān)閥，且所述第一管路導(dǎo)通時(shí)，所述開關(guān)閥接通，所述第二管路導(dǎo)通時(shí)，所述開關(guān)閥斷開。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)器的加熱介質(zhì)入口連接熱源裝置的出口，所述反應(yīng)器的加熱介質(zhì)出口通過第四管路連接所述熱源裝置的回流口，并在所述反應(yīng)器和所述熱源裝置之間形成循環(huán)加熱回路；所述第四管路上并聯(lián)有所述高溫?fù)Q熱管道。

優(yōu)選的，所述高溫?fù)Q熱管道和所述第四管路上分別設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)所述高溫?fù)Q熱管道和所述第四管路中加熱介質(zhì)的流量。

優(yōu)選的，所述熱源裝置為導(dǎo)熱油爐，所述加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置的連接關(guān)系示意圖；

圖2和圖3是本發(fā)明實(shí)施例的前熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4和圖5是本發(fā)明實(shí)施例的后熱交換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、前熱交換器；2、后熱交換器；3、第一開關(guān)閥；4、第二開關(guān)閥；5、第三開關(guān)閥；6、第四開關(guān)閥；7、流量調(diào)節(jié)閥；8、排氣調(diào)節(jié)閥；9、介質(zhì)熱交換器；10、反應(yīng)器；11、導(dǎo)熱油爐；12、泵；13、介質(zhì)流通管道；14、物料輸送管道。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

請(qǐng)參見圖1，本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置，包括前熱交換單元和后熱交換單元，所述前熱交換單元的物料出口連接反應(yīng)器10的物料入口，所述后熱交換單元的物料入口連接所述反應(yīng)器10的物料出口。所述前熱交換單元包括并聯(lián)的多個(gè)前熱交換器組，且多個(gè)所述前熱交換器組交替工作，和/或，所述后熱交換單元包括并聯(lián)的多個(gè)后熱交換器組，且多個(gè)所述后熱交換器組交替工作。

其中，前熱交換器組作用在于給進(jìn)入反應(yīng)器10的物料也即污泥進(jìn)行預(yù)熱，從而使得進(jìn)入到反應(yīng)器10中的污泥達(dá)到設(shè)定溫度，此處的設(shè)定溫度一般但是不局限為50℃～80℃。后熱交換器組作用在于對(duì)從反應(yīng)器10輸出的物料也即生物炭進(jìn)行降溫，從而使得從后熱交換器組輸出后的生物炭可以輸入到后續(xù)卸壓裝置中。

本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置，由于包括多組熱交換器組(本申請(qǐng)中，但凡對(duì)熱交換器組不加限定的情況下，其均指前熱交換器組和/或后熱交換器組)，從而當(dāng)其中一個(gè)熱交換器組對(duì)其中的物料進(jìn)行充分熱交換時(shí)，其它熱交換器組可以將經(jīng)過充分熱交換的物料輸送至污泥水熱碳化系統(tǒng)的后續(xù)裝置中，使得物料可以平穩(wěn)緩慢的經(jīng)過各組熱交換器組，以保證物料和熱交換器組中的熱交換介質(zhì)進(jìn)行充分熱交換，從而保證獲得較好的換熱效果。此外，由于多個(gè)熱交換器組之間交替工作，從而可以保證熱交換裝置工作連續(xù)進(jìn)行，以提高工藝用于污泥碳化的熱交換裝置的換熱效率。

并且，當(dāng)本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置工作連續(xù)進(jìn)行時(shí)，其還可以提高預(yù)熱回收率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果。

當(dāng)前熱交換器組的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，可以對(duì)進(jìn)入反應(yīng)器10的污泥進(jìn)行充分預(yù)熱，并保證用于污泥碳化工藝的熱交換裝置的換熱效率。當(dāng)后熱交換器組的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，可以對(duì)從反應(yīng)器10輸出的生物炭進(jìn)行充分降溫，并保證用于污泥碳化工藝的熱交換裝置的換熱效率。

而本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置，既包括前熱交換器組或后熱交換器組的數(shù)量為多個(gè)的情況，還包括前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均為多個(gè)的情況。優(yōu)選前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均為多個(gè)，從而兼具上述提到的有益效果。

進(jìn)一步的，所述前熱交換單元包括用于熱交換介質(zhì)流通的第一入口和第一出口，所述后熱交換單元包括用于熱交換介質(zhì)流通的第二入口和第二出口。

出于環(huán)保節(jié)能目的，所述第一入口通過第一管路連接所述第二出口，所述第一出口連接所述第二入口，使得所述前熱交換單元和所述后熱交換單元之間形成熱交換介質(zhì)的第一循環(huán)回路。從而，熱交換介質(zhì)在前熱交換器組中對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱后，得到溫度降低的熱交換介質(zhì)，之后將該溫度降低的熱交換介質(zhì)通入到后熱交換器組中對(duì)生物炭進(jìn)行降溫。與此同時(shí)，后熱交換器組中的熱交換介質(zhì)回收生物炭的熱能，得到溫度升高的熱交換介質(zhì)。之后再將該溫度升高后的熱交換介質(zhì)被通入到前熱交換器組對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱，如此循環(huán)往復(fù)。

其中，之所以限定第一入口和第二出口之間通過第一管路連接，而對(duì)第一出口和第二入口之間的連接方式不做限定，主要因?yàn)楹罄m(xù)需要對(duì)第一管路進(jìn)一步描述。

并且，后熱交換器組回收的熱能除了對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)熱，還可以用于給工廠的附屬設(shè)施冬季供暖，以充分利用剩余熱能，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。

圖1中，前熱交換器組和后熱交換器組均為兩個(gè)。需要說明的是，附圖1不構(gòu)成對(duì)本實(shí)施例的限制，本實(shí)施例的用于污泥碳化工藝的熱交換裝置，其前熱交換器組和后熱交換器組的數(shù)量均可以為其它任意數(shù)。

本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)前熱交換器組之間的交替工作，優(yōu)選但是不必須前熱交換單元的物料入口通過兩個(gè)第一開關(guān)閥3分別連接兩個(gè)所述前熱交換器組。并且，可以采用控制器控制上述第一開關(guān)閥3的通斷。從而，當(dāng)前熱交換器組連接的第一開關(guān)閥3導(dǎo)通時(shí)，污泥可以在該前熱交換器組中流通，并輸送至后續(xù)反應(yīng)器10中；當(dāng)前熱交換器組連接的第一開關(guān)閥3斷開時(shí)，污泥停留在該前熱交換器組中進(jìn)行加熱，直至其預(yù)熱完成。

當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)前熱交換器組之間的交替工作，除了通過第一開關(guān)閥3控制物料的流通之外，還需要設(shè)置第二開關(guān)閥4控制熱交換介質(zhì)的流通。

從圖1中可知，本實(shí)施例中，在前熱交換單元的熱交換介質(zhì)的第一出口位置設(shè)置有兩個(gè)第二開關(guān)閥4，分別連接兩個(gè)前熱交換器組，從而前熱交換器組對(duì)應(yīng)的第二開關(guān)閥4導(dǎo)通時(shí)，熱交換介質(zhì)可以在該前熱交換器組流通。

對(duì)于某一個(gè)前熱交換器組而言，如果第一開關(guān)閥3斷開，此時(shí)導(dǎo)通該前熱交換器組對(duì)應(yīng)的第二開關(guān)閥4，從而使得流通的熱交換介質(zhì)對(duì)該前熱交換器組中的污泥進(jìn)行充分預(yù)熱。反之，如果某個(gè)前熱交換器組的第一開關(guān)閥3導(dǎo)通，說明位于前熱交換器組中的污泥預(yù)熱充分，此時(shí)可以斷開該前熱交換器組對(duì)應(yīng)的第二開關(guān)閥4。

同理，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)后熱交換器組之間的交替工作，同樣可以通過設(shè)置第一開關(guān)閥3控制物料流通，并且通過設(shè)置第二開關(guān)閥4控制熱交換介質(zhì)的流通。其中，后熱交換器組的第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4之間的通斷同樣存在一定聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)后熱交換器組的工作交替。

從圖1中可知，后熱交換器組的第二開關(guān)閥4設(shè)置在熱交換介質(zhì)的第二入口處，當(dāng)然也可以將第二開關(guān)閥4設(shè)置在熱交換介質(zhì)的第二出口處或者是其它位置，只要可以控制后熱交換器組中的熱交換介質(zhì)的流通即可。同理，后熱交換器組的第一開關(guān)閥3，以及前熱交換器組的第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4的設(shè)置位置均不受附圖的限制，只要可以實(shí)現(xiàn)物料或者熱交換介質(zhì)的控制即可。

并且需要說明的是，當(dāng)熱交換器組的數(shù)量為兩個(gè)以外的其它數(shù)量時(shí)，也可以通過第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4實(shí)現(xiàn)交替工作，其原理和熱交換器組數(shù)量為兩個(gè)時(shí)候的原理相同，此處不再贅述。

其中，優(yōu)選每隔5～8分鐘切換熱交換器組對(duì)應(yīng)的第一開關(guān)閥3和第二開關(guān)閥4的通斷，從而控制熱交換器組之間的交替。并且，對(duì)應(yīng)每個(gè)熱交換器可以分別設(shè)置一個(gè)監(jiān)控儀表，用于監(jiān)控各個(gè)熱交換器的工作狀態(tài)，并基于監(jiān)控結(jié)果控制該用于污泥碳化工藝的熱交換裝置。

從圖1中可知，本實(shí)施例的前熱交換單元，其各個(gè)前熱交換器組均包括三臺(tái)前熱交換器1，且沿著物料流通方向依次為一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器。

其中，“物料流通方向”指的是附圖1中從左至右的方向，從而使得物料最終通入到反應(yīng)器10中。由于一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器對(duì)污泥進(jìn)行分級(jí)預(yù)熱，從而一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器中的污泥溫度逐漸升高，最終從三級(jí)前熱交換器中輸出的污泥達(dá)到設(shè)定溫度。這種分級(jí)加熱的方法可以使得污泥的預(yù)熱更充分、更均勻，并且可以提高換熱效率以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，從而從各個(gè)方面提高預(yù)熱效果。

請(qǐng)進(jìn)一步參見圖1，將前熱交換單元的第一入口設(shè)置在三級(jí)前熱交換器一側(cè)，并將第一出口設(shè)置在所述一級(jí)前熱交換器一側(cè)。從而熱交換介質(zhì)從第一入口進(jìn)入之后，依次經(jīng)過三級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和一級(jí)前熱交換器，最后從一級(jí)前熱交換器一側(cè)的第一出口流回后熱交換單元。該種情況下，熱交換介質(zhì)進(jìn)入三級(jí)前熱交換器時(shí)溫度最高，經(jīng)過二級(jí)前熱交換器和一級(jí)前熱交換器后溫度逐漸降低，從而滿足各個(gè)前熱交換器1對(duì)污泥預(yù)熱的要求。

由上可知，前熱交換單元中，污泥是從左至右流通，而熱交換介質(zhì)是從右至左流通，也即物料流通方向和熱交換介質(zhì)流通方向相反，使得物料和熱交換介質(zhì)換熱充分。

當(dāng)然，需要說明的是，本實(shí)施例的前熱交換器組，其前熱交換器1的數(shù)量不局限為三個(gè)，還可以是任意個(gè)。本實(shí)施例中之所以選擇前熱交換器1為三個(gè)，是綜合預(yù)熱效果和預(yù)熱效率等多個(gè)因素得到的優(yōu)選設(shè)計(jì)方案。

假設(shè)輸入前熱交換單元的物料，其初始溫度為10℃～30℃，最終離開前熱交換單元的物料溫度需要達(dá)到50℃～80℃，那么前熱交換器1的數(shù)量為三個(gè)時(shí)，每個(gè)前熱交換器1只需要對(duì)物料升溫15℃左右。

進(jìn)一步從圖1中可知，本實(shí)施例的后熱交換單元，其各個(gè)后熱交換器組分別包括六臺(tái)串聯(lián)的后熱換交換器2，沿著物料流通方向依次為一級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器和六級(jí)后熱交換器。

同理，此處“物料流通方向”指的是附圖1中從左至右的方向，從而使得從反應(yīng)器10輸出的物料進(jìn)入到后熱交換單元中，并通過后熱交換單元輸入到卸壓裝置中。由于一級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器和六級(jí)后熱交換器對(duì)污泥進(jìn)行分級(jí)降溫，從而一級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器和六級(jí)后熱交換器中的生物炭溫度逐漸降低，最終從六級(jí)后熱交換器中輸出的生物炭達(dá)到設(shè)定溫度。這種分級(jí)降溫的方法可以使得生物炭的降溫更徹底、更均勻，并且可以提高換熱效率以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，從而全面達(dá)到降溫效果。

請(qǐng)進(jìn)一步參見圖1，將后熱交換單元的所述第二入口設(shè)置在所述六級(jí)后熱交換器一側(cè)，并將所述第二出口設(shè)置在所述一級(jí)后熱交換器一側(cè)。從而熱交換介質(zhì)從第二入口進(jìn)入之后，依次經(jīng)過六級(jí)后熱交換器、五級(jí)后熱交換器、四級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器和一級(jí)后熱交換器，最后從一級(jí)后熱交換器一側(cè)的第二出口流回前熱交換單元。該種情況下，熱交換介質(zhì)進(jìn)入六級(jí)后熱交換器時(shí)溫度最高，經(jīng)過后續(xù)后熱交換器2后溫度逐漸降低，從而滿足各個(gè)后熱交換器2中對(duì)生物炭降溫的要求。

需要說明的是，第二入口除了設(shè)置在六級(jí)后熱交換器一側(cè)，還可以設(shè)置在六級(jí)后熱交換器和五級(jí)后熱交換器之間，并且熱交換介質(zhì)通過該第二入口進(jìn)入五級(jí)后熱交換器，之后依次進(jìn)入四級(jí)后熱交換器、三級(jí)后熱交換器、二級(jí)后熱交換器和一級(jí)后熱交換器。該種情況下，前五級(jí)后熱交換器可以和前熱交換單元之間連接形成閉合回路，而六級(jí)后熱交換器中可以采用和閉合回路中不同的熱交換介質(zhì)。優(yōu)選六級(jí)后熱交換器中采用水作為熱交換介質(zhì)，從而使得六級(jí)后熱交換器中降溫徹底，從六級(jí)后熱交換器輸出的物料滿足設(shè)定要求。

同理，后熱交換單元中，物料從左側(cè)的后熱交換器2流向右側(cè)的后熱交換器2，熱交換介質(zhì)從右側(cè)的后熱交換器2流向左側(cè)的后熱交換器2，也即對(duì)于整個(gè)后熱交換單元而言，物料流通方向和熱交換介質(zhì)流通方向相反，使得物料和熱交換介質(zhì)換熱充分。并且，本實(shí)施例的后熱交換器組，其后熱交換器2的數(shù)量不局限為六個(gè)，還可以是任意個(gè)。

其中，根據(jù)從反應(yīng)器10的物料出口處物料溫度和六級(jí)后熱交換器的物料出口處的物料溫度之間的差值，選擇設(shè)置六級(jí)后熱交換器。應(yīng)當(dāng)理解的是，后熱交換器2不局限為六級(jí)。

為了應(yīng)對(duì)后熱交換單元中回收的熱量不足以使前熱交換單元中的污泥預(yù)熱至設(shè)定溫度的情況，在二級(jí)前熱交換器和三級(jí)前熱交換器之間，靠近所述二級(jí)前熱交換器設(shè)置有用于熱交換介質(zhì)流通的第三入口，靠近所述三級(jí)前熱交換器設(shè)置有第三出口。當(dāng)然，第三入口可以直接設(shè)置在二級(jí)前熱交換器本體上，第三出口也可以直接設(shè)置在三級(jí)熱交換器本體上。

所述第三入口通過第二管路連接所述第二出口，使得所述一級(jí)前熱交換器、二級(jí)前熱交換器和所述后熱交換單元之間形成熱交換介質(zhì)的第二循環(huán)回路，且所述第一管路和所述第二管路擇一導(dǎo)通；所述第三出口通過第三管路連接所述第一入口，使得所述三級(jí)前熱交換器自身形成熱交換介質(zhì)的第三循環(huán)回路。

當(dāng)后熱交換單元中回收的熱量足以對(duì)前熱交換單元中的污泥充分預(yù)熱時(shí)，第一管路導(dǎo)通且第二管路斷開，從后熱交換單元流出的熱交換介質(zhì)會(huì)進(jìn)入三級(jí)前熱交換器，此時(shí)熱交換介質(zhì)在整個(gè)前熱交換單元和后熱交換單元連接形成的第一循環(huán)回路中循環(huán)。

當(dāng)后熱交換單元中回收的熱量不足以對(duì)前熱交換單元中的污泥充分預(yù)熱時(shí)，此時(shí)第二管路導(dǎo)通第一管路斷開，從后熱交換單元流出的熱交換介質(zhì)直接進(jìn)入二級(jí)前熱交換器，然后流入一級(jí)前熱交換器。而對(duì)于溫度要求較高的三級(jí)前熱交換器，其通過第三循環(huán)回路進(jìn)行加熱。

由此可知，所述第二管路導(dǎo)通時(shí)，所述第三循環(huán)回路接通；所述第一管路導(dǎo)通時(shí)，所述第三循環(huán)回路斷開。

請(qǐng)參見圖1，可以在第一管路上設(shè)置第三開關(guān)閥5，從而通過第三開關(guān)閥5的通斷控制第一管路的通斷。并且，第二管路的通斷也可以通過閥實(shí)現(xiàn)(附圖1中沒有畫出設(shè)置在第二管路上的閥)。當(dāng)?shù)诙苈穼?dǎo)通時(shí)，為了防止第三循環(huán)回路中的熱交換介質(zhì)流入到二級(jí)前熱交換器中，在第三入口和第三出口之間設(shè)置有第四開關(guān)閥6，從而當(dāng)?shù)谝还苈窋嚅_第二管路導(dǎo)通時(shí)，控制第四開關(guān)閥6斷開；當(dāng)?shù)谝还苈穼?dǎo)通第二管路斷開時(shí)，控制第四開關(guān)閥6導(dǎo)通。

為了使得第三循環(huán)回路具有加熱效果，可以將第三管路接入到介質(zhì)熱交換器9中，且所述介質(zhì)熱交換器9通過接入高溫?fù)Q熱管道給所述第三管路中的熱交換介質(zhì)升溫。該介質(zhì)熱交換器9不同于上述前熱交換器1和后熱交換器2，其作用就在于給第三管路中的熱交換介質(zhì)加熱升溫。

從圖1中可知，為了給反應(yīng)器10中的物料進(jìn)行加熱，在反應(yīng)器10的加熱介質(zhì)入口和加熱介質(zhì)出口之間設(shè)置有熱源裝置。具體地，所述加熱介質(zhì)入口連接熱源裝置的出口，所述加熱介質(zhì)出口通過第四管路連接所述熱源裝置的回流口，并在所述反應(yīng)器10和所述熱源裝置之間形成循環(huán)加熱回路。

本實(shí)施例中，優(yōu)選高溫?fù)Q熱管道和第四管路并聯(lián)，從而高溫?fù)Q熱管道采用給反應(yīng)器10加熱的熱源裝置作為熱源，無(wú)需額外設(shè)置熱源，以減小整個(gè)用于污泥碳化工藝的熱交換裝置的占地空間。

本實(shí)施例中，優(yōu)選熱源裝置為導(dǎo)熱油爐11，從而從導(dǎo)熱油爐11進(jìn)入到反應(yīng)器10中的加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。并且，優(yōu)選但是不必須前熱交換單元和后熱交換單元中的介質(zhì)也是導(dǎo)熱油。此時(shí)，第三管路和高溫?fù)Q熱管道接入的所述介質(zhì)熱交換器9中進(jìn)行導(dǎo)熱油和導(dǎo)熱油之間的熱交換。

為了對(duì)所述第四管路和所述高溫?fù)Q熱管道中的導(dǎo)熱油流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以在高溫?fù)Q熱管道和所述第四管路上分別設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥7。優(yōu)選高溫?fù)Q熱管道和第四管路上的流量調(diào)節(jié)閥7相關(guān)，從而當(dāng)高溫?fù)Q熱管道上流量調(diào)節(jié)閥7開度減小時(shí)，第四管路上的流量調(diào)節(jié)閥7開度增大；反之，當(dāng)高溫?fù)Q熱管道上流量調(diào)節(jié)閥7開度增大時(shí)，第四管路上的流量調(diào)節(jié)閥7開度減小。

此外，從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)后熱交換器2均對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)排氣調(diào)節(jié)閥8，該排氣調(diào)節(jié)閥8可以用于排出熱交換介質(zhì)中的氣體。并且，在熱交換介質(zhì)的回路上設(shè)置有泵12，用于泵送熱交換介質(zhì)。

附圖1中，為了區(qū)分熱交換介質(zhì)、加熱介質(zhì)和物料的輸送管路，熱交換介質(zhì)的第一循環(huán)回路、第二循環(huán)回路和第三循環(huán)回路用虛線表示，循環(huán)加熱回路用點(diǎn)畫線表示，物料的輸送管路用實(shí)現(xiàn)表示。

此外，現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器適用于污泥和生物炭的換熱時(shí)，其容易出現(xiàn)物料粘滯的現(xiàn)象。并且，存在流動(dòng)性差、換熱效率低、換熱周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。因此本實(shí)施例提出一種新的前熱交換器1和后熱交換器2，下面分別描述前熱交換器1和后熱交換器2。

本實(shí)施例的前熱交換器1，請(qǐng)參見圖2和圖3，包括介質(zhì)流通管道13以及設(shè)置在所述介質(zhì)流通管道13中的物料輸送管道14。其中，熱交換介質(zhì)通過N1口通入到所述介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14之間的空間，之后從N2口流出；物料通過N3口通入到物料輸送管道14內(nèi)，從而使得熱交換介質(zhì)和物料之間充分接觸，之后從N4口排出。

優(yōu)選介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14均為直線管道，從而減少管道內(nèi)壁對(duì)物料和熱交換介質(zhì)的阻力。并且，優(yōu)選但是不必須，介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14，其橫截面均呈圓形，材質(zhì)均采用316L不銹鋼材質(zhì)。

從圖3中可知，和前熱交換器1的級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)，此處一根所述介質(zhì)流通管道13中設(shè)置的物料輸送管道14的數(shù)量為三根。由于介質(zhì)流通管道13中物料輸送管道14的數(shù)量越多，則物料輸送能力越弱，但是物料與熱交換介質(zhì)之間的熱接觸面積越大。本實(shí)施例針對(duì)污泥的特點(diǎn)，選擇在介質(zhì)流通管道13中設(shè)置三根物料輸送管道14，以在換熱效率和換熱效果之間尋求一個(gè)合理的平衡。當(dāng)然，物料輸送管道14的數(shù)量不受附圖3的限制。

上述前熱交換器1水平布置，也即介質(zhì)流通管道13和物料輸送管道14的軸線均位于水平面上，從而極大的降低了物料輸送的阻力。

本實(shí)施例的后熱交換器2，請(qǐng)參見圖4和圖5，也包括介質(zhì)流通管道13以及設(shè)置在所述外管道中的物料輸送管道14。

和上述前熱交換器1不同之處在于，本實(shí)施例的后熱交換器2，其介質(zhì)流通管道13中設(shè)置有七根物料輸送管道14。并且，后熱交換器2豎直放置，從而對(duì)于單個(gè)后熱交換器2而言，生物炭從后熱交換器2頂端輸入，并且從后熱交換器2底端輸出；而熱交換介質(zhì)從后熱交換器2的底端輸入，從后熱交換器2的頂端輸出，以保證生物炭和熱交換介質(zhì)之間換熱充分。

上述提到的閥的類型不受限制，其可以是任意現(xiàn)有技術(shù)中公開的閥。

以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。