[0001] 本发明涉及干燥设备技术领域，具体说是一种生活垃圾焚烧协同污泥干化焚烧系统及工艺。

[0002] 生活污泥是指城市污水处理厂中处理过程中产生的含水率较高、有机质含量较高的固体废物；随着城市化进程的加速，生活污泥的产生量也越来越大，对城市环境产生了一
定的影响；干化处理是将含水率较高的生活污泥经过干化处理，使其含水率降低至30％以
下的处理方法；干化处理具有高效、节能、环保等优点，因此在生活污泥处理中得到了广泛
应用；然而，干化处理过程中产生的生活污泥干固废物体积较大，难以直接填埋或焚烧；而
采用生活垃圾协同焚烧的方法能够将生活污泥干固废物的垃圾体积减少约80％至90％，这
不仅节约了土地资源，还降低了填埋场对环境的长期污染风险；提高了资源利用率；

[0003] 生活污泥干化与生活垃圾协同焚烧的主要流程如下:首先，生活污泥经脱水处理，使污泥含水率从约98％降到60％‑80％，再将脱水后的污泥输送至污泥干燥机中进行干化
处理，然后将生活污泥和生活垃圾混合，送入焚烧炉中进行高温烧，焚烧产生的烟气经热交
换器和烟气净化装置，使得烟气被净化符合国家排放标准后，将其排放出去；在烧过程中，
生活垃圾能够提供足够的热量，使得生活污泥得以完全燃烧，同时也能够减少燃烧过程中
产生的有害气体和尾气的排放；

[0004] 现有的污泥干燥机在使用的过程中，循环的热空气由下到上穿过输送带上的污泥，从而带走污泥中的水分，但是污泥在刚开始干燥时，污泥的表面与热空气接触，使得污
泥表面水分蒸发较快，从而容易形成干燥层，污泥的干燥层具有较低的透气性和热导率，不
仅阻挡热量传递到污泥内部，还会导致污泥内部的水蒸气难以穿透干燥层，从而使得污泥
内部的水分蒸发变得困难，导致污泥干燥不完全，进而在干化焚烧的过程中，需要消耗额外
的热能来蒸发水分；这不仅会降低焚烧炉的整体效率，还会使得污泥中的有机物无法完全
燃烧，从而产生更多的水蒸气和有害气体，增加烟气净化系统的负担，并导致烟气排放不达
标，造成环境污染等问题。

[0005] 鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种生活垃圾焚烧协同污泥干化焚烧系统及工艺，解决了上述技术问题。

[0037] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0038] 如图1至图9所示，本发明所述的一种生活垃圾焚烧协同污泥干化焚烧系统，包括污泥干化机：所述污泥干化机还包括：

[0039] 机体1，所述机体1上端开设有进料口11；所述进料口11内转动连接有两个正对的挤料辊12；所述挤料辊12的一侧固连有传动齿轮121；两个所述传动齿轮121相互啮合；所述
机体1一侧安装有驱动电机13；所述驱动电机13用于驱动挤料辊12转动；所述机体1内设置
有两组转辊14；每组所述转辊14表面缠绕有输送带141；

[0040] 出料口15，所述出料口15开设在机体1的一侧；所述出料口15位于输送带141的下方；所述出料口15内转动连接有螺旋杆151；所述驱动电机13与螺旋杆151之间通过带传动
连接；所述机体1下端固定安装有风机16；所述机体1一侧安装有热泵除湿模块17；所述机体
1下端开设有与风机16连通的进气口18；所述机体1上端开设有与热泵除湿模块17连通的排
气口19；

[0041] 裁刀2，所述机体1两侧内壁开设有圆槽21；所述圆槽21内转动连接有转盘211，所述转盘211位于机体1远离进料口11的一端；两个所述转盘211通过转轴212固连；所述裁刀2
位于两个转盘211之间；所述裁刀2两端分别与两个转盘211固连；所述裁刀2与输送带141之
间设置有与机体1固连的滑板22；所述滑板22表面开设有与裁刀2相配合的弧形槽221；所述
驱动电机13与转轴212之间设置有传动单元；所述驱动电机13通过传动单元驱动转轴212转
动。

[0042] 作为本发明的一种实施方式，所述传动单元包括锥齿轮组；所述锥齿轮组包括锥齿轮环131和锥齿轮轴132；所述锥齿轮环131的数量设置有两个；其中一个所述锥齿轮环
131固连在驱动电机13的输出轴上；另一个所述锥齿轮环131固连在转轴212的一端；所述锥
齿轮轴132与两个锥齿轮环131啮合；所述锥齿轮轴132与机体1转动连接。

[0043] 作为本发明的一种实施方式，所述机体1内壁固连有阻尘壳23；所述裁刀2位于阻尘壳23内；所述阻尘壳23的侧壁开设有气道231；所述气道231远离阻尘壳23的一端贯穿机
体1与进气口18连通；所述阻尘壳23内设置有挡板24；所述挡板24倾斜设置；所述挡板24与
机体1固连；所述阻尘壳23侧壁开设有排料口241和出粉口242；所述排料口241与出粉口242
分布在挡板24两侧；

[0044] 工作时，现有的污泥干化机在使用的过程中，循环的热空气由下到上穿过输送带141上的污泥，从而带走污泥中的水分，但是污泥在刚开始干燥时，污泥的表面与热空气接
触，使得污泥表面水分蒸发较快，从而容易形成干燥层，污泥的干燥层具有较低的透气性和
热导率，不仅阻挡热量传递到污泥内部，还会导致污泥内部的水蒸气难以穿透干燥层，从而
使得污泥内部的水分蒸发变得困难，导致污泥干燥不完全，进而在干化焚烧的过程中，需要
消耗额外的热能来蒸发水分；这不仅会降低焚烧炉的整体效率，还会使得污泥中的有机物
无法完全燃烧，从而产生更多的水蒸气和有害气体，增加烟气净化系统的负担，并导致烟气
排放不达标，造成环境污染等问题；

[0045] 对此本发明通过设置裁刀2，使得裁刀2能够对产生干燥层的污泥条进行裁剪成段状，一方面使污泥条的潮湿部位暴露出来，保证潮湿的污泥与热空气有效接触，从而提高热
交换效率；加强对污泥内部的水分蒸发速度；另一方面污泥条切段后，污泥的颗粒变小，表
面积增大使得热空气更容易接触和加热污泥，加快水分的蒸发速度，提高了污泥的干燥效
果；使得在干化焚烧的过程中，无需消耗额外的热能来蒸发水分；提高了焚烧炉的整体效
率，还减少燃烧过程中水蒸气和有害气体的产生，降低烟气净化装置的负担，提高了烟气净
化效果；

[0046] 生活垃圾焚烧协同污泥干化焚烧系统包括污泥脱水机，污泥干化机，焚烧炉，烟气净化器和换热器，污泥经污泥脱水机和污泥干化机后形成干化污泥，将干化污泥与生活垃
圾投入焚烧炉焚烧，焚烧而产生的烟气经烟气净化器进行净化处理，净化后的烟气中含有
大量的热能，将净化的烟气输送至换热器进行换热降温，降温后的烟气便可排出；热泵除湿
模块17包括热泵主机、蒸发器、压缩机和冷凝器；热泵主机与机体1的排气口19连通，蒸发器
的一端与热泵主机连通，另一端与换热器连通，机体1的进气口18与换热器连通；初始状态
下，打开换热器，使得换热器将外界空气吸入，使得空气与烟气进行换热，换热后的热空气
经进气口18输送至风机16内，使得风机16将热空气均匀的向上输送；而此时经污泥脱水机
初步脱水的污泥通过提升机输送至进料口11；由于进料口11内安装有两个正对的挤料辊
12，通过控制驱动电机13能够驱动与其连接的挤料辊12转动，因两个挤料辊12通过相互啮
合的两个传动齿轮121啮合传动，使得驱动电机13能够驱动两个挤料辊12往相互靠近的方
向转动，使得两个挤料辊12对落入进料口11内的污泥进行挤压，使得污泥被挤压成条状并
落入机体1内；由于机体1内设置有两个输送带141，两个输送带141所连接的转辊14分别与
两个挤料辊12之间通过带传动连接，使得两个挤料辊12能够分别驱动两个输送带141转动，
即上下两个输送带141的转动方向相反，位于上方的输送带141往远离进料口11的方向输
送；而位于下方的输送带141往靠近进料口11的方向输送；当污泥被挤压成条状并落入机体
1内时，污泥会落至位于上方的输送带141上，使得输送带141输送污泥条往远离进料口11的
方向移动；输送带141设置为网带状，使得下方风机16输送的热风穿过网带状的输送带141，
从而对输送带141上输送的污泥条进行干化，即污泥中的水份吸热后不断汽化成水蒸气，而
水蒸气随热风上升至排气口19；此时热泵除湿模块17运行，使得热泵除湿模块17的热泵主
机将机体1内含有水蒸气的热气经排气口19抽出并输送至蒸发器，使得蒸发器通过冷凝除
湿的方式把水蒸气降温冷凝成液态水并排出，而降温的空气直接输送至换热器进行换热，
使得换热后的热空气再次经进气口18输送至机体1内；从而实现对污泥条的干燥；

[0047] 位于上方的输送带141输送污泥条的过程中，污泥条的表面与热空气接触，使得污泥条表面水分蒸发较快，从而容易形成干燥层，而污泥条的干燥层具有较低的透气性和热
导率，会阻挡污泥内部的水蒸气穿透干燥层，使得污泥内部的水分蒸发变得困难，降低污泥
条的干燥效率，因此设置裁刀2，使得位于上方的输送带141输送污泥条远离进料口11的过
程中，污泥条不断靠近阻尘壳23，直至输送带141输送表面具有干燥层的污泥条至滑板22
上，随着输送带141不断输送污泥条至滑板22上，使得滑板22上的污泥条能够被推至裁刀2
处，且滑板22为PTFE材料制成，使得滑板22表面光滑且摩擦系数低，降低滑板22与污泥条之
间的摩擦力，使得污泥条能够在滑板22上端面快速滑动，防止污泥条在滑板22上端面堆积；
因为锥齿轮轴132为双端齿轮设计，而锥齿轮轴132的两端分别与连接在驱动电机13表面的
锥齿轮环131啮合，以及与固连在转轴212一端的锥齿轮环131啮合；使得驱动电机13通过锥
齿轮环131和锥齿轮轴132驱动转轴212转动，使得转轴212能够带动表面固连的裁刀2转动，
使得裁刀2在转动的过程中能够对越出滑板22的污泥条裁断，使得污泥条被裁成段状，使得
污泥条内部被干燥层包裹的潮湿部位能够暴露出来，从而使潮湿的污泥与热空气有效接
触，加快污泥内部的水分的蒸发，提高污泥的干燥效果；

[0048] 在裁刀2对污泥进行裁剪时，若污泥条越出裁刀2的部位多，则会造成污泥条掉落，使得裁刀2无法对其正常裁剪，对此通过在滑板22表面开设与裁刀2相配合的弧形槽221，使
得污泥条在越过弧形槽221时，弧形槽221两侧滑板22能够对污泥条进行支撑，从而使得裁
刀2在转动的过程中能够对弧形槽221处的污泥条裁断，一方面方便裁断对污泥条进行裁
剪，另一方面污泥条两端均能够受到滑板22的支撑，从而避免裁刀2在将泥条裁断之前，污
泥条因自身重力作用而掉落；进而提高了裁断对污泥条的裁剪效果；而且在裁断对污泥条
裁断的过程中，裁刀2会将污泥条表面的干燥层裁断，使得干燥层与裁刀2接触部位受挤压
而断裂破碎，从而形成粉尘和污泥颗粒，当粉尘和污泥颗粒经阻尘壳23的排料口241落至下
方的输送带141上时，风机16向上吹的热风会将输送带141上的粉尘和污泥颗粒在机体1内
扩散，一方面粉尘和污泥颗粒经排气口19进入热泵除湿模块17内部，会导致热泵除湿模块
17内部的部件出现磨损和堵塞，特别是热泵主机等运动部件；另一方面粉尘粘附在上方输
送带141上的污泥条上时，干燥的粉尘会在污泥条上形成一层覆盖物；这层覆盖物会隔离热
空气与污泥表面之间的直接接触，减少热量的有效传递，进而导致污泥条的干燥过程变得
不均匀和低效；对此通过在阻尘壳23靠近进料口11的一侧开设气道231；因气道231与进气
口18连通，所以经进气口18输送的热空气一部分会经气道231喷出；在裁刀2将污泥条裁剪
成污泥段后，因裁剪而落下的粉尘和污泥颗粒会随着污泥段一同下落，下落的粉尘和污泥
颗粒和污泥段会穿过气道231喷出的气流区域，因粉尘和污泥颗粒重量小，容易受气流的吹
动而越过挡板24，最后由阻尘壳23远离出料口15的一侧落入出粉口242，使用者只需在出粉
口242处安装粉尘收集袋，便对落入出粉口242的粉尘进行收集；而重量大的污泥段则掉落
至挡板24上，使得污泥段沿着倾斜的挡板24从排料口241掉落在位于下方的输送带141上，
使得输送带141输送污泥段至出料口15处，由于出料口15内的螺旋杆151与驱动电机13之间
通过带传动连接，使得驱动电机13能够驱动螺旋杆151将落入出料口15内的干化污泥段推
出机体1，并由外界的输送装置将出料口15推出的干化污泥输送至焚烧炉内与生活垃圾一
起焚烧处理。

[0049] 作为本发明的一种实施方式，所述挡板24与裁刀2之间设置有两个滤网25；其中一个滤网25与机体1固连；另一个所述滤网25与机体1转动连接；所述滤网25与挡板24之间设
置有推杆26；所述推杆26上端开设有凹槽261；所述凹槽261内滑动密封连接有撞击锤262；
所述机体1内部开设有与凹槽261连通的空腔213；所述空腔213内安装有推动单元；所述推
动单元用于推动撞击锤262伸出凹槽261。

[0050] 作为本发明的一种实施方式，所述推动单元包括推动杆214；所述空腔213与圆槽21连通；所述推动杆214滑动密封连接在空腔213内；所述推动杆214与空腔213的腔底之间
通过连接弹簧215连接；所述圆槽21内设置有凸块216；所述凸块216与转轴212固连；所述机
体1内部开设有连通口217；所述连通口217用于连通空腔213与凹槽261；所述连通口217设
置有两个；其中一个所述连通口217内安装有电磁压力阀218；另一个所述连通口217内安装
有单向阀219；

[0051] 工作时，初始状态下，撞击锤262位于与机体1转动连接的滤网25下方，与机体1固连的滤网25处于倾斜状态，所使用的电磁压力阀218为常闭型电磁压力阀218，即初始状态
下，电磁压力阀218的电磁铁处于断电状态，此时电磁压力阀218处于关闭状态；只有当压力
达到设定值，电磁铁被激活，电磁压力阀218打开，此时允许气体通过；当压力低于设定值
时，电磁铁断电，电磁压力阀218关闭；裁刀2将污泥条裁断后，裁断的污泥条会落至滤网25
上，对于粉末和污泥颗粒则直接从滤网25的网孔掉落，而污泥段则堆积在滤网25上，在转轴
212通过转盘211带动裁刀2转动的过程中，转轴212也会带动圆槽21内的凸块216同步转动，
使得凸块216在转动至推动杆214上方时，凸块216会挤压推动杆214进入空腔213，使得推动
杆214挤压连接弹簧215进入空腔213内部，使得空腔213内的空气受压缩，当空腔213内的空
气压力达到至电磁压力阀218的设定值时，电磁压力阀218通电打开，此时空腔213内的空腔
213会经连通口217进入凹槽261，使得凹槽261内的气压突然增大，使得凹槽261内的气体推
动撞击锤262上升并对其上方的滤网25产生撞击，此时撞击锤262与滤网25之间的撞击力传
递至滤网25上端的污泥段上，从而使得污泥段表面碎裂的干燥层受震荡力的作用而脱落，
使得脱落的粉尘或污泥颗粒经滤网25的网孔掉落并受经气道231喷出的热气流区域被吹至
出粉口242上方，最终落入出粉口242内；而且在撞击锤262伸出凹槽261的过程中，撞击锤
262的也会推动滤网25发生转动，此时滤网25靠近气道231的一端向下转动，使得位于该滤
网25上的污泥段能够沿其倾斜面落至与机体1固连的滤网25斜面上，使得污泥段沿着与机
体1固连的滤网25斜面向下掉落，直至污泥段经气道231喷出的热气流区时，使得气道231喷
出的热气流将污泥段表面黏附的粉尘或污泥颗粒吹落，而污泥段则落至挡板24上端面并沿
着挡板24经排料口241落至位于下方的输送带141上；当凸块216越过推动杆214时，推动杆
214在连接弹簧215恢复力的推动下伸出空腔213，此时空腔213内的气压压强减少，在气压
压强低于设定值时，电磁压力阀218关闭，此时凹槽261内的气体能够经安装有单向阀219的
连通口217流入空腔213。

[0052] 作为本发明的一种实施方式，两个所述输送带141之间设置有滚轴27；所述滚轴27的数量设置有两个；两个所述滚轴27之间缠绕有阻尘布271；所述阻尘布271为聚酯纤维制
成的布料；靠近所述出料口15的滚轴27与转辊14之间通过带传动连接。

[0053] 作为本发明的一种实施方式，两个所述滚轴27之间安装有风板28；所述风板28位于阻尘壳23内；所述风板28与阻尘布271滑动接触；所述风板28上端开设有气孔281；所述气
孔281与进气口18连通；

[0054] 工作时，由于位于下方的输送带141更为靠近下方的风机16；使得位于下方输送带141上的污泥段受到热气流的作用大，导致污泥表面快速加热，增加水分蒸发速率，进而使
污泥表面干裂，且搜热气流的作用而易于脱落，形成粉尘，从而热气流吹动粉尘上升并粘附
在上方输送带141上的污泥条上，使得污泥条上形成一层粉尘覆盖物；从而隔离热空气与污
泥表面之间的直接接触，减少热量的有效传递，进而导致污泥条的干燥过程变得不均匀和
低效；对此通过设置阻尘布271，使得阻尘布271能够对受热气流吹动的粉尘继续阻挡，从而
使得粉尘无法穿过上端的输送带141并黏附在位于上方的输送带141所输送的污泥条表面；
避免了位于上方输送带141输送的污泥条表面形成一层粉尘覆盖物，进而保证了热空气能
够与污泥表面直接接触，提高了热量的有效传递，使得污泥条的干燥效果和均匀性均得到
提升；初始状态下，位于下方的输送带141的转辊14与滚轴27之间通过带传动连接；即阻尘
布271与下方的输送带141的转动方向相同；当输送带141输送污泥段靠近出料口15时，阻尘
布271的下端面则往阻尘壳23的方向移动，使得阻尘布271带动其表面粘附的粉尘至阻尘壳
23内，由于阻尘壳23内设置有风板28，且方便与阻尘布271的内环壁滑动接触，风板28上端
面的气孔281与进气口18连通，使得进气口18内的一部分热气流会经风板28表面的气孔281
喷出，使得气孔281喷出的热气流能够向上吹动阻尘布271表面粘附的粉尘，使得粉尘被吹
至气道231喷出的热气流区域最终被吹向出粉口242处，从而使得粉尘能够有效落入出粉口
242内；减少机体1内粉尘的扩散和积聚，以防止粉尘进入热泵除湿模块17，降低粉尘对热泵
除湿模块17的热泵主机造成的磨损；提高了热泵除湿模块17的使用寿命；而且阻尘布271的
下端面与下方输送带141输送的污泥段的移动方向相反，使得阻尘布271能够与堆积在下方
输送带141上的污泥段滑动接触，从而使得阻尘布271推动堆积在下方输送带141上的污泥
段在下方输送带141上进行铺展，避免污泥段在下方输送带141上堆积，进而确保热气流与
均匀铺展在下方输送带141上的污泥段均匀地接触，提高污泥段干燥效果的一致性；使得本
发明的实用性得到进一步提升；通过设置阻尘布271为聚酯纤维制成的布料，使得阻尘布
271不仅具有良好的透气性，还具有较高的耐磨损性，在保证了热气流能够有效穿过阻尘布
271的同时，还能够降低污泥段和风板28对阻尘布271造成的摩擦损伤，进而提高了阻尘布
271的使用寿命，使得本发明的实际应用效果得到进一步提升。

[0055] 一种生活垃圾焚烧协同污泥干化焚烧工艺，该工艺适用于上述的一种生活垃圾焚烧协同污泥干化焚烧系统，该工艺的步骤如下：

[0056] S1：先将含水污泥通过污泥脱水机进行初步脱水，再将脱水后的污泥输送至污泥干化机的进料口11挤压成污泥条，随后输送带141输送污泥条在机体1内与热气流接触并进
行干化脱水；

[0057] S2：输送带141输送污泥条至裁刀2处裁剪成污泥段，裁剪的污泥段落至滤网25上，此时滤网25下方的撞击锤262则反复撞击滤网25，使得落在滤网25上的污泥段受在震荡力
作用，使污泥段表面断裂的干燥层脱落；当撞击锤262推动滤网25翻转一定倾角后，滤网25
上端的污泥段沿滤网25倾斜面掉落；

[0058] S3：随着污泥段与表面干燥层掉落，气道231喷出的热气流吹动污泥段与表面干燥层中的粉末和污泥颗粒至出粉口242，并落入出粉口242，而污泥段经排料口241落入其下方
输送带141，最终输送至出料口15，被出料口15内的螺旋杆151推出；

[0059] S4：将出料口15推出的干化污泥被提升装置输送至混合仓，收集的污泥粉末和污泥颗粒则直接通过气力输送系统输送至焚烧炉内焚烧；生活垃圾则经机械分选和破碎处理
后也输送混合仓，将输送至混合仓内的生活垃圾和干化污泥按一定比例混合；

[0060] S5：将混合仓内的混合的干化污泥与生活垃圾输送至焚化炉内焚烧；焚烧的烟气先经烟气净化装置净化，再经换热器降温后排出。

[0061] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0062] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原
理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进
都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界
定。