熱泵乾燥

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流程簡介

連續式熱泵污泥乾燥機屬於可⻑時間運作之設備。
汙泥得以持續入內進行乾燥,並在若干時間排出後,達到所需乾燥狀態。
此外,人員在啟動設備後,僅需注意汙泥出入順暢,不需繁複操作設備。
設備主要由三個循環構成,分別是污泥乾燥循環、空氣循環與冷媒循環。

污泥乾燥循環
污泥⾛向⽰意圖

污泥乾燥機通常設置在污⽔處理製程終端,因此在進⼊乾燥機前,會有污泥如何輸送⾄⼊料處的議題。此部分⼤多依客戶現地現狀進⾏客製化的設計。在污泥輸送⾄⼊料槽,便算是進⾏設備內部。

⼊料槽

⼊料槽主要有⼆個裝構,分別為攪拌機與佈泥機,他們主要作⽤即是將污泥能平均的散布於輸送層架上。讓污泥顆粒⼤⼩穩定,在層架上厚度平均,並擁有⾜夠的間隙。

⼊料前客製輸送設備⽰意圖
⼊料槽⼊料⽰意圖
輸送層架

當污泥從⼊料槽進⼊到輸送層架後,便開始進⾏乾燥作業,從進⼊設備後⼀直到乾燥完成輸出,需要經過約 1.5 ⼩時⾄ 2 ⼩時。因此輸送層架的速度是⾮常緩慢穩定的運⾏。輸送層架的層數標準為三層,但可按照客製需求⽽有所增減。

污泥於層架上⽰意
出料捲屑

當污泥乾燥完成後,從設備輸出的⽅式。也會依客戶需求⽽有所不同。常⾒的⽅式會使⽤捲屑螺桿輸出⾄像是太空包或料⾞的機構。

出料⽅式之⼀:太空包

熱泵循環流程
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  • 1壓縮機:熱泵循環動力來源,將氣態冷媒壓縮。
  • 2油分離器:分離出冷凍油,導回壓縮機。
  • 3冷凝器:冷媒凝結釋放潛熱,加熱空氣。
  • 4膨脹閥:調節冷媒流量,使其低溫低壓。
  • 5蒸發器:冷媒蒸發吸熱,降溫空氣並凝結水氣。
  • 6氣液分離器:分離氣液態冷媒,穩定壓縮機運轉。
乾燥循環流程
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  • 1由熱泵送出的高溫乾燥空氣。
  • 2空氣經過乾燥物後變為飽和空氣送回熱泵內部。
  • 3飽和空氣經過低溫冷排凝結水氣並收集排出。
  • 4送風機位置,空氣循環動力來源。
  • 5低溫空氣經過高溫熱排,重新成為高溫乾燥空氣送出熱泵。
熱源比較

設乾燥物的作業環境需求為 65°C,以除去 1kg 水為基準做估算,水的汽化潛熱約為 560kcal/kg ,而乾燥過程使水蒸發的熱量需求為 60% - 70% ,故乾燥 1kg 水總熱量需 800 卡。

比較項目 熱泵 電熱鍋爐 燃油鍋爐 燃氣鍋爐
使用能源 燃料油 天然氣
熱值 (A) 860 卡/度 860 卡/度 9120 卡/L 8000 卡/m³
熱效率 (B) 400% 95% 65% 75%
有效熱值 (A*B)=(C) 3440 卡/度 817 卡/度 5928 卡/L 6000 卡/m³
800卡 耗能需求 (D)
1-[(C-800)/C]
0.23 度 0.98 度 0.135 L 0.133 m³
能源單價 (E) 3$/度 3$/度 18.6$/L 15$/m³
能耗費用 (D*E) 0.69$ 2.94$ 2.51$ 2.00$
安全性 極高 電熱、管路、漏電 漏油、爆炸、火災 漏油、爆炸、火災
環保程度 無汙染 無汙染 油汙、廢氣 溫室氣體排放
使用年限 (年) 10-15 5-8 6-9 6-9
熱泵熱源優勢
高效節能

僅需對壓縮機供電,利用工質形式轉換過程,移轉環境熱能,比一般電熱節能約 75%。

安全可靠

設備建置不需額外安裝電熱、燃油/氣體等管路,無漏電、火災等隱憂,且維護費用低廉。

環保無汙

供熱過程無廢棄物、排放物產生,內部工質(冷媒)可持續循環利用。

耐用時長

無需額外進行管路維護,視壓縮機使用情況,其設備壽命可達 10-15 年。