(57)【要約】【課題】汚泥乾燥時の排ガス浄化および熱回収を効率的に行うことができるシステムおよび方法を提供する。【解決手段】第一の熱交換媒体に第一の熱交換流路２内を循環させて、第一の熱交換器２２内で汚泥処理用のプロセスガスを加熱させる第一の熱交換流路２と、第二の熱交換器２４内の第一の熱交換媒体に第二の液状の熱交換媒体３２３の熱を移動させる第二の浄化および熱交換流路３と、熱交換後の該排ガスの少なくとも一部が吸気口を介して第一の熱交換器２２に戻されてプロセスガスを再循環させる第四の浄化ガス回収流路と、分離された液体が熱交換槽３１の清浄液入口３１１に再び送られる第三の汚液分離流路と、汚泥処理された排ガスが熱交換槽３１に均一に入ることを可能にするために熱交換槽３１の吸気導管の上流に配置されるガス分配装置３２と、を備える排ガス浄化および熱回収システム。【選択図】図１
2019000845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥処理用の排ガス浄化および熱回収システムであって、
第一の熱交換器と、該第一の熱交換器の下流に配置される第二の熱交換器および第三の熱交換器とを含む第一の熱交換流路であって、第一の熱交換媒体に該第一の熱交換流路内を循環させて、前記第一の熱交換器内で汚泥処理用のプロセスガスを加熱させる第一の熱交換流路と、
第二の液状の熱交換媒体を含有する熱交換槽を含む第二の浄化および熱交換流路であって、汚泥処理後の排ガスが、前記熱交換槽に排出され、該熱交換槽内の前記第二の液状の熱交換媒体によって洗浄され、冷却されるように該第二の液状の熱交換媒体に前記熱を移動させ、前記第二の熱交換器が、該熱交換槽内の該第二の液状の熱交換媒体と熱交換関係にあって、該第二の熱交換器内の前記第一の熱交換媒体に該第二の液状の熱交換媒体の熱を移動させる第二の浄化および熱交換流路と、
第四の浄化ガス回収流路であって、前記熱交換槽の前記排ガスは、前記第三の熱交換器中を流れて、該第三の熱交換器中を流れる前記第一の熱交換媒体と熱を交換し、該第四の浄化ガス回収流路中を流れ、熱交換後の該排ガスの少なくとも一部が、吸気口を介して前記第一の熱交換器に戻されて前記プロセスガスを再循環させる第四の浄化ガス回収流路と、
前記排ガスを洗浄した後に汚液を分離するための、前記熱交換槽の汚れと該熱交換槽の清浄液入口との間に設けられる汚液分離槽を含む第三の汚液分離流路であって、該分離された液体が、該熱交換槽の該清浄液入口に再び送られる第三の汚液分離流路と、
前記汚泥処理された排ガスが前記熱交換槽に均一に入ることを可能にするために該熱交換槽の吸気導管の上流に配置されるガス分配装置と、を備える排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項２】
前記熱交換槽からの排ガスを捕集するための該熱交換槽の上方に配置されるガス収集装置をさらに備え、該ガス収集装置によって捕集された排ガスは、該排ガスが戻される前に、前記第三の熱交換器中を流れる前記第一の熱交換媒体との熱交換のために該第三の熱交換器中を流れる請求項１に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項３】
前記第二の熱交換器は、前記第三の熱交換器の上流または下流に直列に配置される請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項４】
前記第二の熱交換器は、前記第三の熱交換器と並列に配置される請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項５】
前記排ガスが戻される前に該排ガスを消泡するために前記第三の熱交換器の下流に消泡装置が配置される請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項６】
前記第一の熱交換流路は、前記第一の熱交換器の上流に配置される圧縮機と、該第一の熱交換器の下流かつ前記第二の熱交換器の上流に配置される絞り弁とを備える熱交換回路によって構成され、該圧縮機は、前記第一の熱交換媒体を圧縮し、かつ該圧縮した第一の熱交換媒体を該第一の熱交換器に送るために使用され、該第一の熱交換媒体は、該第一の熱交換器内で前記プロセスガスを加熱し、次に該絞り弁を介して該第二の熱交換器に流入する請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項７】
前記熱交換槽は、該熱交換槽の底部の近くに配置される前記清浄液入口および廃液出口と、該熱交換槽の上部に配置される汚液出口とを含む請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項８】
該排ガス浄化および熱回収システムは、前記熱交換槽の底部の近くに配置される圧縮ガス入口と、制御弁と、該熱交換槽の該底部の近くの導管とを含む第五の圧縮ガス流路をさらに含み、該制御弁は、必要に応じて該圧縮ガス入口を介して該導管に圧縮ガスを導入し、かつ該導管に設けられる複数の開口を通して該熱交換槽の前記第二の液状の熱交換媒体に圧縮ガスを注入し、かつ次に該圧縮ガスを前記排ガスとともに排出するように構成される請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項９】
前記第二の液状の熱交換媒体は、水、清浄液およびイオン液体のうちの一つ以上である請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項１０】
前記第二の熱交換器は前記熱交換槽内に配置される請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項１１】
前記排ガスは、前記熱交換槽内の水位より下方で該熱交換槽に排出され、該熱交換槽は、該水位よりも下方に吸気導管を備える請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項１２】
前記プロセスガスは空気であり、該プロセスガスは、通気装置によって前記第一の熱交換器から汚泥乾燥装置に送り込まれる請求項１または２に記載の排ガス浄化および熱回収システム。
【請求項１３】
汚泥処理用の排ガス浄化および熱回収方法であって、
第一の熱交換器と、該第一の熱交換器の下流に配置される第二の熱交換器および第三の熱交換器とを含む第一の熱交換流路であって、第一の熱交換媒体に該第一の熱交換流路内を循環させて、該第一の熱交換器内で汚泥処理用のプロセスガスを加熱させる第一の熱交換流路を設けることと、
第二の液状の熱交換媒体を含有する熱交換槽を含む第二の浄化および熱交換流路であって、汚泥処理後の排ガスが、該熱交換槽へ排出され、該熱交換槽内の該第二の液状の熱交換媒体によって洗浄され、冷却されるように該第二の液状の熱交換媒体に前記熱を移動させ、前記第二の熱交換器が、該熱交換槽内の該第二の液状の熱交換媒体と熱交換関係にあって、該第二の熱交換器内の前記第一の熱交換媒体に該第二の液状の熱交換媒体の熱を移動させる第二の浄化および熱交換流路を設けることと、
前記第二の液状の熱交換媒体で前記熱交換槽を満たすことと、
前記プロセスガスが前記第一の熱交換器内で加熱され、次に汚泥乾燥装置に送られ、該汚泥乾燥装置から排出される前記排ガスが前記第二の液状の熱交換媒体によって洗浄され、かつ冷却されるように該第二の液状の熱交換媒体に前記熱を移動させるように該排ガスが前記熱交換槽に投入されるように、前記第一の熱交換流路および前記第二の浄化および熱交換流路を始動させることと、
前記熱交換槽の前記排ガスを、前記第三の熱交換器中を流れる前記第一の熱交換媒体との熱交換のために該第三の熱交換器中に流し、かつ第四の浄化ガス回収流路中に流し、熱交換後の該排ガスの少なくとも一部が、吸気口を通して前記第一の熱交換器に戻されて前記プロセスガスを再循環させることと、
前記排ガスを洗浄した後に汚水を分離するために前記熱交換槽の汚液出口と該熱交換槽の清浄液入口との間に汚液分離槽を設けることと、
前記分離させた液体を前記熱交換槽の前記清浄液入口に再び戻すことと、を含む排ガス浄化および熱回収方法。
【請求項１４】
前記熱交換槽から排ガスを捕集するために該熱交換槽の上方にガス収集装置を配置することをさらに含み、該ガス収集装置によって捕集された排ガスは、該排ガスが戻される前に、前記第三の熱交換器中を流れる前記第一の熱交換媒体との熱交換のために該第三の熱交換器中を流れる請求項１３に記載の排ガス浄化および熱回収方法。
【請求項１５】
前記第二の熱交換器は、前記第三の熱交換器の上流または下流に直列に配置される請求項１３または１４に記載の排ガス浄化および熱回収方法。
【請求項１６】
前記第二の熱交換器は、前記第三の熱交換器と並列に配置される請求項１３または１４に記載の排ガス浄化および熱回収方法。
【請求項１７】
前記排ガスが戻される前に該排ガスを消泡するために前記第三の熱交換器の下流に消泡装置が配置される請求項１３または１４に記載の排ガス浄化および熱回収方法。
【請求項１８】
前記汚泥処理された排ガスが前記熱交換槽に均一に入ることを可能にするために該熱交換槽の吸気導管の上流にガス分配装置が配置される請求項１３または１４に記載の排ガス浄化および熱回収方法。
【請求項１９】
前記熱交換槽は、該熱交換槽の底部の近くに配置される清浄液入口および廃液出口と、該熱交換槽の上部に配置される汚液出口とを含み、前記第二の液状の熱交換媒体は、補充される必要があるとき、該清浄液入口から該熱交換槽に導入され、該熱交換槽内の水位が該汚液出口に達するとき、該第二の液状の熱交換媒体は該汚液出口から流出し、該熱交換槽が洗浄される必要があるとき、該第二の液状の熱交換媒体は該廃液出口から排出される請求項１３または１４に記載の排ガス浄化および熱回収方法。
【請求項２０】
前記熱交換槽の底部の近くに配置される圧縮ガス入口と、制御弁と、該熱交換槽の該底部の近くの導管とを含む第五の圧縮ガス流路を設けることをさらに含み、該制御弁は、必要に応じて該圧縮ガス入口を介して該導管に圧縮ガスを導入し、かつ該導管に設けられる複数の開口を通して該熱交換槽の前記第二の液状の熱交換媒体に前記圧縮ガスを注入し、かつ次に該圧縮ガスを前記排ガスとともに排出するように構成される請求項１３または１４に記載の排ガス浄化および熱回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥処理用の排ガス浄化および熱回収システムおよび方法に関し、特に、汚泥乾燥用の排ガス浄化および熱回収システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶え間ない都市化の進行とともに、工業生産および日常生活において発生し、かつ処理が必要な下水の量は徐々に増加しており、また、下水処理の副産物として、汚泥の排出量も増加している。しかし、汚泥処理は下水処理よりも困難である。現在のところ、汚泥乾燥処理が比較的効果的な汚泥処理方法である。より優れた乾燥処理方法は、大抵、直接型の乾燥を採用しており、乾燥した乾燥媒体が回収および再利用される。
【０００３】
中国発明特許ＣＮ２０１０１０１０１０２４．８（特許文献１）では、潜熱交換型の多相変化汚泥乾燥方法および装置を開示している。該装置は、概して、蒸気を導入して、脱水した汚泥が乾燥機に運ばれた後に該汚泥を乾燥させる。該汚泥を常にかき混ぜることにより、該汚泥は十分に加熱され、蒸発して水分が抜かれ、乾燥という目的を達成する。潜熱ポンプを用いて、該汚泥が乾燥した後に前記蒸気を回収し、該蒸気内の熱エネルギーは、蒸気発生装置に通されて、乾燥用の補助的な熱源として低温の蒸気を発生させ、該低温の蒸気は、次に、汚泥乾燥に用いられ、バイオフィルタによって濾過された排ガスが、無害な状態で大気に排出される。該特許文書で採用されている該装置および方法は、低温蒸気によって前記汚泥を乾燥することができ、前記発生した排ガス内の前記蒸気の熱は、前記潜熱交換ポンプによって交換され、前記回収された熱は、汚泥乾燥用の熱源として用いられ、それによって熱循環を達成する。
【０００４】
上記汚泥乾燥のプロセスでは、大量の排ガスが放出されることになり、該排ガスの組成は複雑かつ多様であり、該排ガスは、様々な有機ガスおよび無機ガスの混合体であり、該排ガスは、そのまま排出された場合、周囲の環境に深刻な二次汚染を招くことになり、人間の生活環境を大きく損なうことになり、かつ熱の損失を招くことになる。
【０００５】
したがって、生物学的濾過、排ガス吸収塔、集塵器などのいくつかの排ガス処理方法が存在する。しかし、これらは、現在、効果的な排ガス処理および熱回収などの処理機能を達成することが困難であり、乾燥した排ガスの多くは、処理された時点で排出され、該排ガスが保持する熱が再循環および再利用なされないままであることにより、乾燥のエネルギーコストが増加する。熱回収装置を用いても、熱回収は不十分なことが多く、該排ガスに含まれる汚泥不純物が、該熱回収装置を閉塞し、腐食を招く可能性がある。
【０００６】
上記特許または先行技術の上記装置は、前記汚泥乾燥後に前記排ガスの熱回収および再利用を実現することができるが、前記汚泥乾燥プロセスにおいて該排ガスに保持される前記汚泥不純物は、該装置を閉塞し、熱回収の効率に影響を及ぼす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許第２０１０１０１０１０２４．８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、汚泥乾燥時の排ガス浄化および熱回収を効率的に行うことができるシステムおよび方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
上記問題を解決するために、本発明は、汚泥処理用の排ガス浄化および熱回収システムおよび方法を提案する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、汚泥処理用の排ガス浄化および熱回収システムであって、
第一の熱交換器と、該第一の熱交換器の下流に配置される第二の熱交換器および第三の熱交換器とを含む第一の熱交換流路であって、第一の熱交換媒体に該第一の熱交換流路内を循環させて、前記第一の熱交換器内で汚泥処理用のプロセスガスを加熱させる第一の熱交換流路と、
第二の液状の熱交換媒体を含有する熱交換槽を含む第二の浄化および熱交換流路であって、汚泥処理後の前記排ガスが、前記熱交換槽に排出され、該熱交換槽内の前記第二の液状の熱交換媒体によって洗浄され、冷却されるように該第二の液状の熱交換媒体に前記熱を移動させ、前記第二の熱交換器が、該熱交換槽内の該第二の液状の熱交換媒体と熱交換関係にあって、該第二の熱交換器内の前記第一の熱交換媒体に該第二の液状の熱交換媒体の熱を移動させる第二の浄化および熱交換流路と、
第四の浄化ガス回収流路であって、前記熱交換槽の前記排ガスは、前記第三の熱交換器中を流れて、該第三の熱交換器中を流れる前記第一の熱交換媒体と熱を交換し、該第四の浄化ガス回収流路中を流れ、熱交換後の該排ガスの少なくとも一部が、吸気口を介して前記第一の熱交換器に戻されて前記プロセスガスを再循環させる第四の浄化ガス回収流路と、
前記排ガスを浄化した後に前記汚液を分離するための、前記熱交換槽の汚れと該熱交換槽の清浄液入口との間に設けられる汚液分離槽を含む第三の汚液分離流路であって、該分離された液体が、前記熱交換槽の前記清浄液入口に再び送られる第三の汚液分離流路と
を備える排ガス浄化および熱回収システムが提供される。
【００１１】
好ましくは、上記排ガス浄化および熱回収システムは、前記熱交換槽からの排ガスを捕集するための該熱交換槽の上方に配置されるガス収集装置をさらに備え、該ガス収集装置によって捕集された排ガスは、該排ガスが戻される前に、前記第三の熱交換器中を流れる前記第一の熱交換媒体との熱交換のために該第三の熱交換器中を流れる。
【００１２】
好ましくは、前記第二の熱交換器は、前記第三の熱交換器の上流または下流に直列に配置される。
【００１３】
好ましくは、前記第二の熱交換器は、前記第三の熱交換器と並列に配置される。
【００１４】
好ましくは、前記排ガスが戻される前に該排ガスを消泡するために前記第三の熱交換器の下流に消泡装置が配置される。
【００１５】
好ましくは、前記第一の熱交換流路は、前記第一の熱交換器の上流に配置される圧縮機と、該第一の熱交換器の下流かつ前記第二の熱交換器の上流に配置される絞り弁とを備える熱交換回路によって構成され、該圧縮機は、前記第一の熱交換媒体を圧縮し、かつ該圧縮した第一の熱交換媒体を該第一の熱交換器に送るために使用され、該第一の熱交換媒体は、該第一の熱交換器内で前記プロセスガスを加熱し、次に該絞り弁を介して該第二の熱交換器に流入する。
【００１６】
好ましくは、前記汚泥処理された排ガスが前記熱交換槽に均一に入ることを可能にするために該熱交換槽の吸気導管の上流にガス分配装置が配置される。
【００１７】
好ましくは、前記熱交換槽は、該熱交換槽の前記底部の近くに配置される清浄液入口および廃液出口と、該熱交換槽の前記上部に配置される汚液出口とを含み、前記第二の液状の熱交換媒体は、補充される必要があるとき、該清浄液入口から該熱交換槽に導入され、該熱交換槽内の前記水位が該汚液出口に達するとき、該第二の液状の熱交換媒体は該汚液出口から流出し、該熱交換槽が浄化される必要があるとき、該第二の液状の熱交換媒体は該廃液出口から排出される。
【００１８】
好ましくは、前記排ガス浄化および熱回収システムは、前記熱交換槽の前記底部の近くに配置される圧縮ガス入口と、制御弁と、該熱交換槽の該底部の近くの導管とを含む第五の圧縮ガス流路をさらに含み、該制御弁は、必要に応じて該圧縮ガス入口を介して該導管に圧縮ガスを導入し、かつ該導管に設けられる複数の開口を通して該熱交換槽の前記第二の液状の熱交換媒体に圧縮ガスを注入し、かつ次に該圧縮ガスを前記排ガスとともに排出するように構成される。
【００１９】
好ましくは、前記第二の液状の熱交換媒体は、水、清浄液およびイオン液体のうちの一つ以上である。
【００２０】
好ましくは、前記第二の熱交換器は前記熱交換槽内に配置される。
【００２１】
好ましくは、前記排ガスは、前記熱交換槽内の前記水位より下方で該熱交換槽に排出される。
【００２２】
好ましくは、前記熱交換槽は、前記水位よりも下方に吸気導管を備える。
【００２３】
好ましくは、前記プロセスガスは空気である。
【００２４】
好ましくは、前記プロセスガスは、通気装置によって前記第一の熱交換器から前記汚泥乾燥装置に送り込まれる。
【００２５】
本発明の一態様によれば、汚泥処理用の排ガス浄化および熱回収方法であって、
第一の熱交換器と、該第一の熱交換器の下流に配置される第二の熱交換器および第三の熱交換器とを含む第一の熱交換流路であって、第一の熱交換媒体に該第一の熱交換流路内を循環させて、該第一の熱交換器内で汚泥処理用のプロセスガスを加熱させる第一の熱交換流路を設けることと、
第二の液状の熱交換媒体を含有する熱交換槽を含む第二の浄化および熱交換流路であって、汚泥処理後の前記排ガスは、該熱交換槽へ排出され、該熱交換槽内の該第二の液状の熱交換媒体によって洗浄され、冷却されるように該第二の液状の熱交換媒体に前記熱を移動させ、前記第二の熱交換器が、該熱交換槽内の該第二の液状の熱交換媒体と熱交換関係にあって、該第二の熱交換器内の前記第一の熱交換媒体に該第二の液状の熱交換媒体の熱を移動させる第二の浄化および熱交換流路を設けることと、
前記第二の液状の熱交換媒体で前記熱交換槽を満たすことと、
前記プロセスガスが前記第一の熱交換器内で加熱され、次に汚泥乾燥装置に送られ、該汚泥乾燥装置から排出される前記排ガスが前記第二の液状の熱交換媒体によって洗浄され、かつ冷却されるように該第二の液状の熱交換媒体に前記熱を移動させるように該排ガスが前記熱交換槽に投入されるように、前記第一の熱交換流路および前記第二の浄化および熱交換流路を始動させることと、
前記熱交換槽の前記排ガスを、前記第三の熱交換器中を流れる前記第一の熱交換媒体との熱交換のために該第三の熱交換器中に流し、かつ前記第四の浄化ガス回収流路中に流し、熱交換後の該排ガスの少なくとも一部が、吸気口を通して前記第一の熱交換器に戻されて前記プロセスガスを再循環させることと、
前記排ガスを洗浄した後に前記汚水を分離するために前記熱交換槽の汚液出口と該熱交換槽の清浄液入口との間に汚液分離槽を設けることと、
前記分離させた液体を前記熱交換槽の前記清浄液入口に再び戻すことと、を含む排ガス浄化および熱回収方法が提供される。
【００２６】
好ましくは、前記方法は、前記熱交換槽から排ガスを捕集するために該熱交換槽の上方にガス収集装置を配置することをさらに含み、該ガス収集装置によって捕集された該排ガスは、該排ガスが戻される前に、前記第三の熱交換器中を流れる前記第一の熱交換媒体との熱交換のために該第三の熱交換器中を流れる。
【００２７】
好ましくは、前記第二の熱交換器は、前記第三の熱交換器の上流または下流に直列に配置される。
【００２８】
好ましくは、前記第二の熱交換器は、前記第三の熱交換器と並列に配置される。
【００２９】
好ましくは、前記排ガスが戻される前に該排ガスを消泡するために前記第三の熱交換器の下流に消泡装置が配置される。
【００３０】
好ましくは、前記汚泥処理された排ガスが前記熱交換槽に均一に入ることを可能にするために該熱交換槽の吸気導管の上流にガス分配装置が配置される。
【００３１】
好ましくは、前記熱交換槽は、該熱交換槽の前記底部の近くに配置される清浄液入口および廃液出口と、該熱交換槽の前記上部に配置される汚液出口とを含み、前記第二の液状の熱交換媒体は、補充される必要があるとき、該清浄液入口から該熱交換槽に導入され、該熱交換槽内の前記水位が該汚液出口に達するとき、該第二の液状の熱交換媒体は該汚液出口から流出し、該熱交換槽が洗浄される必要があるとき、該第二の液状の熱交換媒体は該廃液出口から排出される。
【００３２】
好ましくは、前記方法は、前記熱交換槽の前記底部の近くに配置される圧縮ガス入口と、制御弁と、該熱交換槽の該底部の近くの導管とを含む第五の圧縮ガス流路を設けることをさらに含み、該制御弁は、必要に応じて該圧縮ガス入口を介して該導管に圧縮ガスを導入し、かつ該導管に設けられる複数の開口を通して該熱交換槽の前記第二の液状の熱交換媒体に圧縮ガスを注入し、かつ次に該圧縮ガスを前記排ガスとともに排出するように構成される。
【００３３】
本発明の汚泥処理用の排ガス浄化および熱回収システムおよび方法により、空気が前記吸気口から流入し、まず前記圧縮機を通過し、次に前記第一の熱交換器まで流れる。該第一の熱交換器は該空気を加熱し、該加熱された空気は、前記通気装置によって加圧され、前記汚泥乾燥装置に送り込まれる。該汚泥乾燥装置では、加熱された空気がプロセスガスとして用いられて汚泥乾燥処理に関与する。該加熱された空気が汚泥不純物を伴う排ガスになった後、該排ガスは、該汚泥乾燥装置から排出され、導管を介して前記ガス分配装置に流入する。該排ガス内の前記熱を前記第二の液状の熱交換媒体に移動させて気液間の熱交換を達成し、それによって該排ガスの熱回収を達成するように、該排ガスは、前記ガス分配装置内で捕集され、かつ前記吸気ラインを通して前記熱交換槽内の該第二の液状の熱交換媒体に排出される。この熱交換の間、該排ガスの温度は低下し、該第二の液状の熱交換媒体の前記水位よりも上に自動的に浮上し、次に前記ガス収集装置によって集められる。熱交換および洗浄が行われた該排ガスは、まとめて前記第三の熱交換器に入り、次に前記消泡装置に送られる。該消泡装置は、熱交換および洗浄が行われた該排ガスを消泡して浄化ガスを発生させるために用いられる。該消泡装置によって処理された該浄化ガスは未だ多少の熱を保持しており、該熱交換槽によって浄化された該排ガスは、前記吸気口を通して該第一の熱交換器に戻されて、前記プロセスガスを再循環させて、該ガス内の前記熱を前記第一の熱交換器に回収して、熱回収効率をさらに向上させ、かつエネルギー消費を低減させる。当然のことながら、該浄化された排ガスは、必要に応じて、前記空気出口を通して環境中またはその他の処理装置に排出されてもよく、または、該浄化された排ガスの一部は、該吸気口を通して該第一の熱交換器に戻されて該プロセスガスを再循環させ、該浄化された排ガスの残りの部分は、該空気出口を通して排出される。
【００３４】
一方、前記圧縮機は、前記第一の熱交換媒体を圧縮し、該圧縮した第一の熱交換媒体を前記第一の熱交換器に排出する。該第一の熱交換器では、該第一の熱交換媒体は、該第一の熱交換器中を流れる前記空気に熱を放出して、該第一の熱交換媒体と該空気の間の熱交換を達成する。該凝縮された第一の熱交換媒体は、次に絞り弁を通過して前記第二の熱交換器および／または前記第三の熱交換器に至る。上述のように、前記熱交換槽内の前記第二の液状の熱交換媒体は、前記排ガス内の前記熱を吸収し、該第二の液状の熱交換媒体の温度上昇を引き起こす。したがって、該第二の熱交換器では、該第一の熱交換媒体は、該第二の液状の熱交換媒体内の該熱を吸収して蒸発し、それによって該第一の熱交換媒体と該第二の液状の熱交換媒体の間の熱交換を達成し、それによって該第二の液状の熱交換媒体の前記温度を下げる。該熱交換槽内の該第二の液状の熱交換媒体は、このようにして、該第二の液状の熱交換媒体に排出される該排ガスの該熱を吸収し続けることができる。該第二の液状の熱交換媒体に該排ガスの該熱を移動させ、次に該第二の液状の熱交換媒体によって該第二の熱交換器に熱エネルギーを移動させることにより、多相変換による熱エネルギー移動が実現し、熱エネルギー移動効率が大幅に向上し、前記ガス捕集装置は、該熱交換槽から排出された該排ガスを収集し、該排ガスを用いて該第三の熱交換器内の該第一の熱交換媒体に熱を移動させて、該排ガス内の該熱をさらに回収し、該排ガス、該第二の液状の熱交換媒体および該第一の熱交換媒体の熱移動により、熱を十分に回収しかつ熱損失を低減することができ、それによってエネルギー消費を低減する。上記プロセスから、本発明のプロセスが独創的であり、乾燥速度を向上させるように、熱エネルギー効率比ＣＯＰが３．０から８．０に達し、かつ汚泥乾燥効果が優れるように独特な熱交換方法を通して迅速かつ効果的に前記熱回収が実現できることが分かる。さらに、該排ガス内の前記汚泥不純物を効果的に洗浄して、設備の耐用年数をさらに保証し、該排ガスが前記熱交換時に該設備を閉塞または腐食させることを防止し、かつ排熱回収効率を上げるように、本発明は、前記第二の液状の熱交換媒体を用いて該排ガスを洗浄する。
【００３５】
汚液分離槽による前記熱交換槽内の汚液の回収により、該汚液は未だ多少の熱を保持しており、該汚液によって分離される液体が該熱交換槽に再導入され、それによって該液体の再循環を実現させるだけでなく、該液体が保持する該熱の一部の回収も達成され、それによって前記熱回収効率をさらに向上させる。
【００３６】
本発明は、次の技術的効果のうちの一つ以上を提供する。
（１）前記排ガスがまず前記ガス分配装置を通過した後、該排ガスは、前記吸気ラインを介して前記熱交換槽に入りながら、前記第二の液状の熱交換媒体によって洗浄され、同時に、該第二の液状の熱交換媒体は、該排ガス内の前記熱エネルギーを吸収して熱移動を達成し、それによって汚泥排ガスの熱交換プロセスでの設備の閉塞および腐食を防止し、かつ該排ガスの熱回収の効率を向上させる。
【００３７】
（２）省エネルギー効果が優れている。前記排ガス浄化システムにより、効率的な熱回収が達成され、汚泥乾燥効率が向上する。
【００３８】
（３）より十分な熱交換を保証するために、本発明には第三の熱交換器が追加的に設けられるため、前記ガスおよび前記液体の前記熱移動後の前記排ガスは、該第三の熱交換器の前記第一の熱交換媒体との熱移動が再度行われ、熱回収の効率を向上させる。
【００３９】
（４）前記第二の液状の熱交換媒体に前記排ガスの前記熱を移動させ、次に該第二の液状の熱交換媒体によって該第二の熱交換媒体に前記熱エネルギーを移動させることにより、多相変化による熱エネルギー移動が実現し、該熱エネルギーの熱移動効率が大幅に上がり、該排ガス、該第二の液状の熱交換媒体および前記第一の熱交換媒体の熱エネルギー移動により、本発明は、熱を十分に回収し、熱損失を低減し、それによってエネルギー消費を低減できる。
【００４０】
（５）上記プロセスは単純で、優れた乾燥効果を有し、熱回収が迅速かつ効率的に達成でき、それによって前記効果および速度を向上する。
【００４１】
（６）前記第二の熱交換流路に入る前記排ガスは、臭気の発生を防止し、二次汚染を防止し、非常に環境に優しくなるために、密閉環境で処理および熱回収される。
【００４２】
（７）熱交換および浄化後の前記排ガスは、再利用のために前記吸気口に再循環させることができ、汚泥乾燥効率を向上させ、熱損失を低減する。
【００４３】
（８）前記消泡装置によって処理された前記浄化された排ガスは、未だ多少の熱を保持しており、前記吸気口に再循環させて再利用することができ、熱回収がさらに達成できる。
【００４４】
（９）汚液分離槽を設けることにより、排ガスを洗浄した後の前記汚水が分離され、該分離された液体は、前記熱交換槽に再循環させ、次に前記排ガスと熱を交換して前記第二の液状の熱交換媒体の循環利用を達成する。
【００４５】
本発明の他の例示的な実施形態は、以下で提供される詳細な説明から明らかになるだろう。該詳細な説明および具体例は、本発明の例示的な実施形態を開示するが、専ら説明のためのものであって、本発明の範囲を限定することは意図していないと理解すべきである。
【００４６】
少なくとも一つの実施形態を次の図面に関連して以下で説明するが、以下の図面では、同一の参照番号は同一の要素を指している。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る排ガス浄化および熱回収システムの好適な一実施形態の概略図である。
【図２】本発明に係る排ガス浄化および熱回収システムの別の好適な一実施形態の概略図である。
【図３】本発明に係る排ガス浄化および熱回収システムのさらに別の好適な一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下の説明は、本質的に一例に過ぎず、本発明、本発明の用途、または使用法を限定する意図は全くない。前記図面を参照すると、図１は、本発明に係る排ガス浄化および熱回収システムの好適な一実施形態の概略図である。図２は、本発明に係る排ガス浄化および熱回収システムの別の好適な一実施形態の概略図である。図３は、本発明に係る排ガス浄化および熱回収システムのさらに別の好適な一実施形態の概略図である。
【００４９】
図１に示すように、本発明に係る排ガス浄化および熱回収システムは、圧縮機２１と、第一の熱交換器２２と、絞り弁２３と、該第一の熱交換器２２の下流に直列に配置される第二の熱交換器２４とを含む熱交換回路によって構成される第一の熱交換流路２を含み、前記第一の熱交換媒体が、該第一の熱交換流路２内を循環して、該第一の熱交換器２２内で汚泥処理用のプロセスガスを加熱する。該第一の熱交換流路２は、第三の熱交換器２５をさらに含む。
【００５０】
図１に示すように、前記第二の熱交換器２４は、前記第三の熱交換器２５の下流に直列に配置される。しかし、該第二の熱交換器２４は、図２に示すように、該第三の熱交換器２５の上流に直列に配置されることもできる。また、該第二の熱交換器２４は、図３に示すように、該第三の熱交換器２５と並列に配置されることもできる。
【００５１】
前記第一の熱交換媒体は、前記熱交換回路内を循環する。前記圧縮機２１は、気体状態の該第一の熱交換媒体を圧縮し、該圧縮した高温、高圧の第一の熱交換媒体を前記第一の熱交換器２２に排出する。該第一の熱交換媒体は、該第一の熱交換器２２内を流れる前記プロセスガス（例えば、外部からの空気）によって該第一の熱交換器２２内で凝縮され、液体になり、該プロセスガスはこのようにして加熱される。
【００５２】
本発明の一実施形態によれば、前記第一の熱交換器２２は凝縮器に対応する。前記凝縮された第一の熱交換媒体は、低温かつ低圧の液体状で前記絞り弁２３を介して前記第二の熱交換器２４および／または前記第三の熱交換器２５に入る。該第二の熱交換器２４および／または該第三の熱交換器２５では、該第一の熱交換媒体は、前記第二の浄化および熱交換流路３から熱を吸収し、蒸発する。したがって、該第二の熱交換器２４および／または該第三の熱交換器２５は蒸発器に対応する。該蒸発した第一の熱交換媒体は、新たな圧縮循環のために前記圧縮機２１に吸引される。該第一の熱交換媒体は、例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ４０７ｃ、Ｒ４１０ａなどである。当業者であれば、該第一の熱交換器２２、該第二の熱交換器２４および該第三の熱交換器２５は、本発明の範囲から逸脱することなく、任意のその他の適切なタイプの熱交換器になり得ることが分かるだろう。
【００５３】
本発明の好適な一実施形態によれば、前記プロセスガスは、前記第一の熱交換器２２中を流れる前に、まず前記圧縮機２１中を流れ、該圧縮機２１の冷却を補助することで予熱され、それにより熱回収効率が上がる。
【００５４】
本発明の一実施形態では、汚泥を処理しかつ排ガスを排出するために、前記第一の熱交換器２２の下流に汚泥処理装置が配置される。汚泥の熱乾燥のプロセスでは、大量の排ガスが放出される。該排ガスの組成は複雑かつ多様であり、様々な有機ガスおよび無機ガスの混合体であり、該排ガスは、そのまま排出された場合、周囲の環境に深刻な二次汚染を招き、人間の生活環境に深刻な損害を招く可能性がある。排ガスには廃熱が存在するため、該排ガスは、そのまま排出されれば熱の損失を招くことになる。本発明の一実施形態では、該汚泥処理装置を汚泥乾燥装置１として示す。当業者であれば、該汚泥処理装置は、本発明の範囲から逸脱することなく、任意のその他の適切なタイプの汚泥処理装置にすることもできることが分かるだろう。
【００５５】
本発明に係る上記排ガス浄化および熱回収システムは、前記第二の液状の熱交換媒体３２３を収容する熱交換槽３１を含む第二の浄化および熱交換流路３をさらに含む。汚泥処理後の前記排ガスは、該熱交換槽３１に排出され、該熱交換槽３１内の該第二の液状の熱交換媒体３２３によって洗浄され、かつ、冷却されるように該第二の液状の熱交換媒体３２３に熱を移動させる。前記第二の熱交換器２４は該熱交換槽３１内に配置され、該第二の熱交換器２４は、該熱交換槽３１内の該第二の液状の熱交換媒体と熱を交換する関係にあって、該第二の熱交換器２４内の前記第一の熱交換媒体に該第二の液状の熱交換媒体３２３の熱を移動させる。該熱交換槽３１では、該排ガスは、該第二の液状の熱交換媒体と直接熱を交換するだけでなく、該第二の熱交換器２４と熱を直接交換し、該熱を該第一の熱交換媒体に移動させるため、該排ガスと該第二の液状の熱交換媒体と該第一の熱交換媒体との間の該熱交換により、エネルギー消費を低減するように、該排ガス内の該熱が十分に回収され、前記熱損失を低減することができる。当然のことながら、該熱交換槽３１の内部には、必要に応じて複数の第二の熱交換器２４が配置されてもよく、該複数の第二の熱交換器２４は、該第一の熱移動交換媒体への該第二の液状の熱交換媒体３２３の熱移動効率を高めるように直列または並列に配置されてもよい。該第二の浄化および熱交換流路３に入る排ガスは、密閉された環境で処理および熱回収され、臭気の発生が防止され、二次汚染がなくなり、かつ非常に環境に優しくなる。
【００５６】
本発明の一実施形態では、前記第二の液状の熱交換媒体は水である。しかし、該第二の液状の熱交換媒体は水に限定されず、洗浄液、イオン液体などのその他の適切な液体を用いることもできる。
【００５７】
排ガスは熱交換槽３１で洗浄され、前記第二の液状の熱交換媒体に熱を移動させることで冷却される。それによって該排ガスの浄化および熱の回収が達成される。冷却された後、該第二の液状の熱交換媒体内の該排ガスは、該第二の液状の熱交換媒体の前記水位よりも上に自動的に浮上し、前記ガス収集装置６によって捕集される。
【００５８】
前記排ガスから熱を得る前記第二の液状の熱交換媒体は、次に、該熱を、前記第二の熱交換器２４を介して該第二の熱交換器２４内を流れる前記第一の熱交換媒体に移動させて、該第一の熱交換媒体を蒸発させる。
【００５９】
本発明に係る上記排ガス浄化および熱回収システムは、熱交換および洗浄が行われた前記熱交換槽３１からの前記排ガスを捕集するために該熱交換槽３１の上方に配置されるガス収集装置６をさらに含む。該排ガスは、冷却されるように該熱交換槽３１内の前記第二の液状の熱交換媒体３２３に前記熱を移動させ、それにより該熱を回収する。冷却された後、該第二の液状の熱交換媒体内の該排ガスは、該第二の液状の熱交換媒体の前記水位よりも上に自動的に浮上し、前記ガス収集装置６によって捕集される。熱交換および洗浄が行われ、かつ該ガス収集装置６によって捕集された該排ガスは、前記第三の熱交換器２５中を流れる前記第一の熱交換媒体と熱交換するために該第三の熱交換器２５中を流れる。当然のことながら、該熱交換槽３１の上方には、必要に応じて複数の第三の熱交換器２５が配置されてもよい。該複数の第三の熱交換器２５は、直列に配置されても並列に配置されてもよく、該複数の第三の熱交換器２５中を、熱交換および洗浄が行われ、かつ前記ガス収集装置６によって捕集された該排ガスが流れて、該複数の熱交換器の該第一の熱交換媒体と熱を交換し、熱交換効率が上昇する。
【００６０】
前記第二の熱交換器２４および／または前記第三の熱交換器２５中を流れる前記第一の熱交換媒体は、加熱されて蒸発し、前記第一の熱交換器２２に戻されて上記循環プロセスを繰り返す。
【００６１】
本発明に係る上記排ガス浄化および熱回収システムは、前記熱交換槽３１によって浄化された前記排ガスが、吸気口５を通して前記第一の熱交換器２２へ戻されて前記プロセスガスを再循環させる第四の浄化ガス回収流路をさらに含む。当然のことながら、該浄化された排ガスは、必要に応じて、空気出口３２２を通して環境中にまたはその他の処理装置にただ単に排出されてもよく、または、該浄化された排ガスの一部は、前記吸気口５を通して該第一の熱交換器２２に戻されて該プロセスガスを再循環させ、残りの部分は、該空気出口３２２から抜かれる。該第四の浄化ガス回収流路は、導管、制御弁、および逆止弁を含む任意の適切な装置を含んでもよい。
【００６２】
本発明の一実施形態では、前記第三の熱交換器２５の下流に前記消泡装置８が配置される。該消泡装置８は、前記熱交換および洗浄が行われた排ガスを消泡して浄化ガスを発生させるためのものである。本発明の一実施形態では、該浄化ガスは、前記圧縮機２１または前記第一の熱交換器２２に戻される。該消泡装置８によって処理された該浄化ガスは、未だ多少の熱を保持しており、再利用のために前記吸気口５へ再循環させることができ、さらなる熱回収が達成可能である。当然のことながら、該浄化ガスは、必要に応じて、前記空気出口３２２を通して環境中またはその他の処理装置にただ単に排出されてもよく、または、該浄化ガスの一部は、該吸気口を通して前記第一の熱交換器２２に戻されて前記プロセスガスを循環させ、残りの部分は、該空気出口３２２によって排出される。
【００６３】
前記浄化ガスは、前記空気出口３２２を介して環境中に排出されることもできる。前記消泡装置８は、メッシュデミスタ、パッキングデミスタなどを含むがそれらに限定されない。
【００６４】
本発明に係る上記排ガス浄化および熱回収システムは第三の汚液分離流路をさらに含む。該第三の汚液分離流路は汚液分離槽７を含む。本発明の一実施形態では、該汚液分離槽７は、前記排ガスを洗浄した後で汚水を分離するために、前記熱交換槽３１の前記汚液出口３１５と該熱交換槽３１の前記清浄液入口３１１の間に配置され、該分離された液体は、該熱交換槽の該清浄液入口３１１に再び送られる。該汚液分離槽７は、汚液入口７０１、清浄液出口７０２、清浄水入口７０３、および汚泥出口７０４を含む。該汚液入口７０１、該清浄液出口７０２、および該清浄水入口７０３は、全て、該汚液分離槽７の前記上部に設けられるが、該汚泥出口７０４は、該汚液分離槽７の前記底部に設けられる。該清浄水入口７０３には制御弁７０５が設けられ、該清浄液出口７０２にはポンプ７０７が設けられ、該汚泥出口７０４には制御弁７０６が設けられる。該汚液入口７０１は、前記熱交換槽３１の前記汚液出口３１５と流体連通していて、該熱交換槽３１から排出される前記汚液を受容する。該清浄液出口７０２は、該熱交換槽３１の前記清浄液入口３１１と流体連通していて、該汚液分離槽７内で分離された前記清浄液（汚泥を除去した液体）を該熱交換槽３１に返す。前記清浄水入口７０３を用いて、該汚液分離槽７に真水（すなわち、前記第二の液状の熱交換媒体）を注入する。
【００６５】
前記熱交換槽３１を出た前記汚水は、前記汚水入口７０１を通って前記汚液分離槽７へ入る。該汚水は、該汚液分離槽７内で沈殿および分離し、前記汚泥は、該汚液分離槽７の前記底部に沈殿する。該汚水が十分な時間をかけて該汚液分離槽７内で沈殿した後、前記ポンプ７０７を作動させて、前記分離させた清浄液を該熱交換槽の前記清浄液入口３１１に送る。該汚液分離槽７内で沈殿した汚泥が特定の量に達したとき、前記制御弁７０６を開放して、該汚泥を前記汚泥出口７０４から排出する。該汚液分離槽の前記水位が所定の水位を下回ったとき、前記制御弁７０５を開放して、前記清浄水入口７０３から清浄水を導入して該清浄水を補給し、該水位を所定の水位まで上げてもよい。
【００６６】
任意であるが、前記第三の汚液分離流路は、前記汚液分離槽７から前記熱交換槽３１へ前記清浄液を圧送するためのポンプ７０７をさらに含んでもよい。
【００６７】
任意であるが、前記熱交換槽３１の前記汚液出口３１５と前記汚液分離槽７の前記汚液入口７０１の間には、さらなる熱交換器（図示せず）が設けられてもよい。該熱交換槽３１から流出する前記汚液内の熱を前記第一の熱交換媒体に移動させて前記熱回収効率をさらに向上させるように、該さらなる熱交換器中には前記第一の熱交換媒体が流れる。
【００６８】
本発明の前記好適な実施形態によれば、前記排ガスが前記熱交換槽３１に均一に入ることができるようにするために、該熱交換槽３１の前記吸気ラインの上流にガス分配装置３２が配置される。該ガス分配装置３２は、導管を通して該熱交換槽３１および前記汚泥乾燥装置１とガス連通している。特に、該ガス分配装置３２と該熱交換槽３１を接続する前記吸気ライン３２１は、該熱交換槽３１内の前記第二の液状の熱交換媒体の前記水位よりも下に挿入され、該吸気ライン３２１は、該ガスと液体の間の十分な熱交換を保証するのに十分な深さに挿入される。本発明によれば、汚泥排ガスの熱交換時の設備の閉塞および腐食を防止し、かつ排ガスの熱回収効率を向上させるように、該排ガスは、まず該ガス分配装置３２を通過し、次に洗浄のために該吸気ライン３２１を介して該熱交換槽３１内の該第二の液状の熱交換媒体に入り、同時に、該第二の液状の熱交換媒体は、該排ガス内の熱エネルギーを吸収して熱移動を実現する。
【００６９】
本発明の好適な実施形態によれば、前記熱交換槽３１は、該熱交換槽３１の前記底部の近くに設けられる清浄液入口３１１および廃液出口３１３、および該熱交換槽３１の上部に設けられる汚液出口３１５を含む。
【００７０】
前記熱交換槽は制御弁３１４も含む。前記排ガスは汚泥不純物を含有するため、該熱交換槽３１内の気液間の相互作用の間、該排ガス内の該汚泥不純物は、前記第二の液状の熱交換媒体３２３によって洗浄され、該第二の液状の熱交換媒体３２３内に残る。該第二の液状の熱交換媒体３２３の清浄度を保つため、かつ熱交換効率を保証するために、前記ポンプ７０７を作動させて、前記熱交換槽３１の前記底部における前記清浄液入口３１１から該熱交換槽３１に第二の液状の熱交換媒体（例えば、水）を導入してもよい。該熱交換槽３１内の前記水位が前記汚液出口３１５に達したとき、該第二の液状の熱交換媒体３２３は、該汚液出口３１５から流出する。
【００７１】
前記液体内の前記汚泥不純物が増加し続けると、前記熱交換槽３１内の該液体は汚くなり、それによって前記入ってくる排ガスの前記熱交換および洗浄に影響を及ぼし、一部の装置は、点検または交換も必要になる。この目的のため、前記ポンプ７０７を停止させて前記水の供給を止めてもよく、前記制御弁３１４を開放して、該液体が前記熱交換槽３１の前記底部における前記廃液出口３１３から排出されることができるようにし、次に、逆の操作が行われて、該熱交換槽３１に補充する。
【００７２】
本発明の好適な一実施形態によれば、上記排ガス浄化および熱回収システムは、制御弁３１８と、前記熱交換槽３１の前記底部の近くに配置される圧縮ガス入口３１６と、該熱交換槽３１の該底部の近くに配置される導管３１７とを含む第五の圧縮ガス流路をさらに含む。前記圧縮ガスは、該圧縮ガス入口３１６を介して該導管３１７に入り、該導管に設けられる複数の小孔を通って該熱交換槽３１の前記第二の液状の熱交換媒体に注入され、次に、熱交換および洗浄が行われる前記排ガスとともに、前記ガス収集装置６または前記第三の熱交換器２５に入る。
【００７３】
前記熱交換槽３１内の前記汚泥不純物が、前記第二の熱交換器２４の前記熱交換の効率に影響を及ぼすほど堆積した場合、前記制御弁３１８を開放して、圧縮ガスが前記圧縮ガス入口３１６から該熱交換槽３１内で前記底部の近くに設けられる前記導管３１７へと流れることができるようにしてもよい。その後、該圧縮ガスは、該導管３１７に設けられる複数の小孔を通って押し出され、該熱交換槽３１の該底部における該汚泥不純物が攪拌されて、前記汚液出口３１５からの汚泥不純物の排出が容易になる。前記第二の液状の熱交換媒体３２３から出ていく該圧縮ガスは、該熱交換槽３１の上方の前記ガス収集装置６へと捕集され、次に、該ガス収集装置６内の熱交換および洗浄が行われた前記排ガスとともに前記第三の熱交換器２５に入る。次に、該排ガスは、前記第一の熱交換器２２または前記圧縮機２１へ戻されるが、当然のことながら、該浄化された排ガスは、必要に応じて、前記空気出口３２２を介して環境中またはその他の処理装置にただ単に排出されてもよく、または、該浄化された排ガスの一部は、前記吸気口５を通して該第一の熱交換器２２に戻されて前記プロセスガスを再循環させ、残りの部分は、前記空気出口３２２から排出される。
【００７４】
本発明の好適な一実施形態によれば、熱交換および洗浄が行われた前記排ガスが、前記第三の熱交換器２５中を流れる前記第一の熱交換媒体との熱交換のために該第三の熱交換器２５を直接通過するように、前記ガス収集装置６は設けられなくてもよい。
【００７５】
任意ではあるが、前記消泡装置８と前記第一の熱交換器２２の間には、さらなる熱交換器（図示せず）が設けられてもよい。前記第一の熱交換媒体は、該消泡装置８から流出する前記排ガス内の前記熱を該第一の熱交換媒体に移動させるように該さらなる熱交換器から流れて、前記熱回収効率をさらに向上させる。
【００７６】
本発明の好適な一実施形態によれば、前記第二の熱交換器２４は、前記熱交換槽３１内に直接設置されることよって、十分な熱交換を達成する。
【００７７】
本発明の好適な一実施形態によれば、前記プロセスガスは空気である。しかし、該プロセスガスは、本発明に適した任意のその他の気体とすることもできる。
【００７８】
本発明の好適な一実施形態によれば、前記プロセスガスは、前記通気装置４によって前記第一の熱交換器２２から前記汚泥処理装置に送り込まれる。該通気装置４は、好ましくはブロワ装置および／または通風装置である。
【００７９】
本発明の好適な一実施形態によれば、前記汚泥処理装置は汚泥乾燥装置１である。しかし、該汚泥処理装置は、任意のその他の汚泥処理装置とすることもできる。前記排ガス、すなわち、前記乾燥処理後の前記廃ガスは、該汚泥乾燥装置１から前記第二の浄化および熱交換流路３へ排出される。
【００８０】
上記排ガス浄化および熱回収システムが実際に使用されるときは、前記プロセスガスは、周囲環境の大気から取り込まれ、次の動作ステップが概して採用される。
【００８１】
まず、前記第一の熱交換流路２および前記第二の浄化および熱交換流路３を始動させる。前記ポンプ７０７を作動させて、前記第二の液状の熱交換媒体３２３、例えば、水を、前記清浄液入口３１１から前記熱交換槽３１に注入する。通常の条件下では、該第二の液状の熱交換媒体３２３は、該熱交換槽３１内で所定の水位に到達する。次に、該ポンプ７０７を停止させる。
【００８２】
空気が前記吸気口５から入り、まず前記圧縮機２１中を通って、次に前記第一の熱交換器２２まで流れる。該第一の熱交換器２２は該空気を加熱し、該加熱された空気は、前記通気装置４（例えば、ブロワおよび／または通風ファン）によって加圧され、次に前記汚泥乾燥装置１に送り込まれる。該汚泥乾燥装置１において、該加熱された空気は、プロセスガスとして用いられて汚泥乾燥処理に関与する。該加熱された空気が汚泥不純物を伴う排ガスになった後、該排ガスは、該汚泥乾燥装置１から排出され、導管を介して前記ガス分配装置３２に流入する。該排ガスは、該排ガス内の前記熱を前記第二の液状の熱交換媒体に移動させて気液間の熱交換を達成し、該排ガス内の該熱の熱回収を達成するように、該ガス分配装置３２内に捕集され、かつ前記吸気ライン３２１を通して前記熱交換槽３１内の該第二の液状の熱交換媒体３２３に排出される。この熱交換中、該排ガスは、温度が低下し、該第二の液状の熱交換媒体３２３の前記水位よりも上方に自動的に浮上し、次に前記ガス収集装置６によって捕集される。
【００８３】
同時に、前記圧縮機２１は、前記第一の熱交換媒体を圧縮し、該圧縮した第一の熱交換媒体を前記第一の熱交換器２２に排出する。該第一の熱交換器２２では、該第一の熱交換媒体は、該第一の熱交換器２２中を流れる前記空気に熱を放出して、該第一の熱交換媒体と該空気との間の熱交換を達成する。該凝縮した第一の熱交換媒体は、次に前記絞り弁２３を通過して、前記第二の熱交換器２４および／または前記第三の熱交換器２５に至る。前述のように、前記熱交換槽３１内の前記第二の熱交換媒体３２３は、前記排ガス内の前記熱を吸収し、温度が上昇する。したがって、該第二の液状の熱交換媒体３２３の該温度を低下させるように、該第一の熱交換媒体は、該第二の熱交換器２４において該第二の液状の熱交換媒体３２３内の該熱を吸収して蒸発することができ、それによって該第一の熱交換媒体と該第二の液状の熱交換媒体３２３の間の前記熱交換を達成する。したがって、該熱交換槽３１内の該第二の液状の熱交換媒体３２３は、該第二の液状の熱交換媒体３２３に排出される該排ガスの該熱を吸収し続けることができる。該排ガスの該熱を該第二の液状の熱交換媒体３２３に移動させ、次に前記熱エネルギーを該第二の液状の熱交換媒体によって該第二の熱交換器に移動させることによって、多相変化の熱移動が達成され、熱移動効率が大幅に向上し、該排ガスと該第二の液状の熱交換媒体３２３と該第一の熱交換媒体との間の該熱交換により、前記エネルギー消費を低減するように、該熱は十分に回収されることができ、前記熱損失は低減する。
【００８４】
前記排ガスが汚泥不純物を含有するため、前記熱交換槽３１内での前記気液間の相互作用時は、該排ガス内の該汚泥不純物は、前記第二の液状の熱交換媒体３２３によって洗浄され、該第二の液状の熱交換媒体３２３内に残る。
【００８５】
続いて、前記第二の液状の熱交換媒体３２３の清浄度を維持するために、前記ポンプ７０７を必要に応じて作動させて、水などの該第二の液状の熱交換媒体３２３を前記熱交換槽３１の前記底部における前記清浄液入口３１１に導入してもよい。該第二の液状の熱交換媒体３２３は、該熱交換槽３１内の前記水位が前記汚液出口３１５に達したとき、該汚液出口３１５から排出される。通常の条件下では、該第二の液状の熱交換媒体３２３は、該熱交換槽３１内の所定の水位に達する。次に、該ポンプ７０７を停止させる。
【００８６】
前記液体内の前記汚泥不純物が増加し続けると、前記熱交換槽３１内の該液体が汚くなり、該液体が、今度は前記入ってくる排ガスの熱交換および洗浄に影響を及ぼし、一部の装置は点検または交換も必要になる。この目的のため、前記ポンプ７０７を停止させて、前記水の供給を停止してもよく、前記制御弁３１４を開放して、該液体が該熱交換槽３１の前記底部における前記廃液出口３１３から排出されることができるようにする。次に、逆の操作を行って、該熱交換槽３１に補充する。
【００８７】
前記熱交換槽３１内の前記汚泥不純物が前記第二の熱交換器２４の前記熱交換の効率に影響を及ぼすほど堆積した場合、前記制御弁３１８を開放して、圧縮ガスが前記圧縮ガス入口３１６から該熱交換槽３１内の前記底部の近くに設けられる前記導管３１７へと流れることができるようにしてもよい。その後、該圧縮ガスは、該導管３１７に設けられる複数の小孔を通って押し出され、該熱交換槽３１の該底部における該汚泥不純物が攪拌されて、前記汚液出口３１５からの汚泥不純物の排出が容易になる。前記第二の液状の熱交換媒体３２３から出ていく該圧縮ガスは、該熱交換槽３１の上方の前記ガス収集装置６へと捕集され、次に、該ガス収集装置６内の熱交換および洗浄が行われた前記排ガスとともに前記第三の熱交換器２５に入り、次に前記消泡装置８に送られる。該消泡装置８は、前記熱交換および洗浄が行われた該排ガスを消泡して浄化ガスを発生させるためのものである。本発明の一実施形態では、該浄化ガスは、前記圧縮機２１または前記第一の熱交換器２２に戻される。該消泡装置８によって処理された該浄化ガスは、未だ多少の熱を保持しており、再利用のために前記吸気口５へ再循環させることができ、熱回収がさらに達成可能である。当然のことながら、該浄化ガスは、必要に応じて、前記空気出口５を介して環境中またはその他の処理装置にただ単に排出されてもよく、または、該浄化ガスの一部は、該吸気口５を通って前記第一の熱交換器２２に戻されて前記プロセスガスを再循環させ、残りの部分は、該空気出口３２２から排出される。
【００８８】
前記熱交換槽３１から出ていく前記汚水は、前記汚水入口７０１を通って前記汚液分離槽７に入る。該汚水は、該汚液分離槽７内で沈殿および分離され、前記汚泥は、該汚液分離槽７の前記底部に沈殿する。該汚水が十分な時間をかけて該汚液分離槽７内で沈殿した後、前記ポンプ７０７を作動させて、前記分離した清浄液を該熱交換槽の前記清浄液入口３１１に送る。該汚液分離槽７内で沈殿した汚泥が特定の量に達したとき、前記制御弁７０６を開放して、該汚泥を前記汚泥出口７０４から排出する。該汚液分離槽７の該底部の該汚泥を洗浄する必要があるときは、前記制御弁７０５を開放して、前記清浄水入口７０３から清浄水を導入して該汚液分離槽７の該底部の該汚泥を洗い流してもよい。該汚液分離槽７を設けることにより、前記第二の液状の熱交換媒体を再循環させるように、前記排ガスを洗浄した後の該汚水が分離され、該分離された液体は、該熱交換槽３１に再循環され、次に該排ガスと熱を交換する。
【００８９】
本発明は、特定の好適な実施形態およびその変形を説明した。当業者は、本明細書を読んで理解したとき、その他の変形および変更に想到するだろう。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最適な形態として開示された前記特定の実施形態に限られず、本発明は、添付の特許請求の範囲内に含まれる全ての実施形態を含むことになることを意図している。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、特に、汚泥乾燥用の排ガス浄化および熱回収システムおよび方法に利用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１      汚泥乾燥装置
２      第一の熱交換流路
３      第二の浄化および熱交換流路
４      通気装置
５      吸気口
６      ガス収集装置
７      汚液分離槽
７０１  汚水入口
７０２  清浄液出口
７０３  清浄水入口
７０４  汚泥出口
７０５  制御弁
７０６  制御弁
７０７  ポンプ
８      消泡装置
２１    圧縮機
２２    第一の熱交換器
２３    絞り弁
２４    第二の熱交換器
２５    第三の熱交換器
３１    熱交換槽
３１１  清浄液入口
３１３  廃液出口
３１４  制御弁
３１５  汚液出口
３１６  圧縮ガス入口
３１７  導管
３１８  制御弁
３２    ガス分配装置
３２１  吸気ライン
３２２  空気出口
３２３  第二の液状の熱交換媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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