具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

目前，主要的污泥脱水技术热耗量较大，尾气需要处置才能排放。太阳能污泥干化技术借助传统温室干燥工艺存在效率低下，装置内部及周围恶臭难以处理等问题。为此，本发明提供了一种太阳能储热干化污泥制备硫铝酸盐水泥的系统和方法。

在本发明的一种或多种实施例中，一种太阳能储热干化污泥制备硫铝酸盐水泥的系统，包括：太阳能聚光器依次与高温熔盐储罐、过热器、预热-蒸发器、低温熔盐储罐连接形成混合熔盐传热-储热循环系统；过热器中的过热蒸汽进入超圆盘干化机，超圆盘干化机依次与储水罐、预热-蒸发器过热器连接形成水传热循环系统；湿污泥仓与超圆盘干化机、干化污泥仓入口连接，干化后的污泥被输送至干化污泥仓储存；水泥生产系统分别与超圆盘干化机废气出口、干化污泥仓出口连接。

其中，所述混合熔盐包括硝酸钾、硝酸钠和石墨。采用硝酸钾、硝酸钠组成的混合熔盐作为传热介质与储热材料，并添加石墨，提高混合熔盐的导热系数、降低熔盐的熔点，使其熔点在100℃左右，

所述太阳能聚光器为抛物线槽型太阳能聚光器，将太阳辐射能转化为热能，太阳能聚光器的抛物线槽面可以根据每日的光照角度及强度的变化，选取最佳日光照射角度进行调整，太阳能聚光器可放置在厂房屋顶，节约空间的同时，保证无其他障碍物的阻挡。太阳能聚光器能够将低密度的太阳能转化为高密度能量，通过混合熔盐将太阳能转化为热能，使混合熔盐温度达到400℃～500℃；

所述混合熔盐传热-储热循环系统的连接管路上还设置有熔盐泵；进一步地，所述熔盐泵设置在所述太阳能聚光器与低温熔盐储罐的连接管道上。光照充足时，产生的高温熔盐一部分通过过热器、预热-蒸发器中与水逆流进行热交换，产生过热蒸汽，另一部分通过高温熔盐储罐将吸热后的高温熔盐进行存储，在光照不足时，存储在高温熔盐储罐中高温熔盐在熔盐泵的作用下依次流入三个换热器中，对热量进行补充。

所述混合熔盐传热-储热循环系统中还设置有电柜和熔盐加热器，通过电柜、熔盐加热器对混合熔盐进行加热，利用混合熔盐进行传热、储热，解决太阳能只能在特定时间产生的问题，并设置旁路电热系统提高系统稳定性，能够利用谷电对夜间或其他特定时候的热量进行补充，并与水泥生产系统相耦合，废气通入水泥生产系统进行烧废，干化后的污泥与其他固废配伍进入水泥生产系统制备硫铝酸盐水泥。设置熔盐储存罐与备用电热系统，提高太阳能干化污泥系统的稳定性。

所述水传热循环系统中还设置有循环水泵；进一步地，所述循环水泵设置在储水罐与预热-蒸发器的连接管道上；或，所述储水罐中设有警戒水位自动补水装置。

所述湿污泥仓与超圆盘干化机的连接管道上设置有螺旋输送设备；或，所述水泥生产系统与超圆盘干化机废气出口的连接管道上设置有冷凝器。

在本发明的一种或多种实施例中，一种太阳能储热干化污泥制备硫铝酸盐水泥的方法，基于所述的太阳能储热干化污泥制备硫铝酸盐水泥的系统，包括：

太阳能聚光器加热混合熔盐，加热后的高温混合熔盐一部分流向高温熔盐储罐储存，另一部分流向过热器、预热-蒸发器进行换热；换热后的混合熔盐流向低温熔盐储罐，并在熔盐泵的作用下重新流入太阳能聚光器；

在过热器进行换热后形成的过热蒸汽进入超圆盘干化机与湿污泥进行换热，过热蒸汽在换热过程中冷凝，进入储水罐，在循环水泵的作用，储水罐中的水重新进入预热-蒸发器、过热器中进行循环；干化后的污泥被输送至干化污泥仓储存，与固废进行配伍后进入水泥生产系统用于制备硫铝酸盐水泥；污泥干化过程中形成的废气进入水泥生产系统的分解炉进行焚烧。

其中，加热后的高温混合熔盐储存太阳能的热量，由于混合熔盐熔点低、传热系数高，温度达到400-500℃。但是，经过换热后的混合熔盐将热量传递到蒸发器中的水，形成过热蒸汽，而混合熔盐温度降低到100-200℃，过热蒸汽的温度为180-250℃。

为了提高污泥的含固率，所述湿污泥为絮凝压缩后的污泥；进一步地，所述絮凝采用铁盐絮凝，并进行机械压缩。

经过絮凝、机械压缩的污泥，进入超圆盘干化机中与过热器产生的过热蒸汽进行换热实现进一步干化处理，干化后的污泥可以根据不同的要求调解含水率，最低可以降至5％以下，过热蒸汽与污泥在超圆盘干化机中间接换热，并不直接接触，换热后的水可以循环使用，干化后产生废气经冷凝后，可以通入分解炉中进行焚烧，并可利用水泥生产线的废气处理系统对废气进行处理及利用。

干化后的污泥可与脱硫石膏、铝灰、电石渣、垃圾焚烧飞灰等固废制备硫铝酸盐水泥。为了充分利用干化后的污泥，在配伍时，控制比例是很重要的。因此，干化后的污泥与固废配伍的干比重为5-30:15-40。

其中，所述固废为垃圾焚烧飞灰、脱硫石膏、铝灰或电石渣中的一种或多种的组合；更进一步地，所述干化后的污泥与垃圾焚烧飞灰、脱硫石膏、铝灰或电石渣的干比重为13～24：5～30：18～35：17～27：12～20。处于该比例下，有利于提高利用率。

当太阳光照强度低时，利用夜间谷电通过电柜、熔盐加热器对混合熔盐进行加热，此时太阳能聚光器两端阀门呈关闭状态，熔盐加热器代替太阳能聚光器，对高温熔盐进行储热补充。该过程，对各种情况进行应急处理，保证系统安全、稳定地运行，解决太阳能在特定时候产生的问题。

在本发明的一种或多种实施例中，所述的太阳能储热干化污泥制备硫铝酸盐水泥的系统和/或所述的太阳能储热干化污泥制备硫铝酸盐水泥的方法在污水处理中的应用。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

一种太阳能储热干化污泥制备硫铝酸盐水泥的系统，具体为：太阳能聚光器1依次与高温熔盐储罐4、过热器6、预热-蒸发器7、低温熔盐储罐9和熔盐泵5连接形成混合熔盐传热-储热循环。同时，为了提高太阳能干化污泥系统的稳定性，设置了电柜3和熔盐加热器2，当太阳光强度较低时，通过电柜3和熔盐加热器2对熔盐进行加热，替代太阳能聚光器，对高温熔盐进行储热补充。在过热器6中的形成的过热蒸汽进入超圆盘干化机9，超圆盘干化机9依次与储水罐10、循环水泵11、预热-蒸发器7、过热器6连接形成水传热循环系统；湿污泥仓12与螺旋输送设备13连接，用于输送来自湿污泥仓12中的湿污泥，湿污泥仓12与超圆盘干化机9、干化污泥仓14入口连接，干化后的污泥被输送至干化污泥仓储。超圆盘干化机废气出口管道上设置冷凝器15，与水泥生产系统16连接，同时，干化污泥仓14的出口也与水泥生产系统16连接，实现超圆盘干化机9中的废气被水泥生产系统16处理，干化污泥与固废配伍在水泥生产系统16中制备硫铝酸盐水泥。

实施例2

基于实施例1的系统，进行污泥处理并制备硫铝酸盐水泥，具体方法是：

太阳能聚光器1将太阳辐射能转化为热能，加热混合熔盐，温度达到400℃～500℃，高温混合熔盐在熔盐泵5的作用下，经阀门流向高温熔盐储罐4，一部分储存在罐中，另一部分流向过热器6、预热-蒸发器7，在两者中水与高温混合熔盐进行换热，液态水变为过热蒸汽，温度在180℃以上；高温熔盐换热后，温度降低至150℃，在熔盐泵5的作用下，流向低温熔盐储罐8，并在泵的作用下，经阀门重新流入太阳能聚光器1中，完成混合熔盐传热-储热循环；

在过热器6中形成的过热蒸汽，进入超圆盘干化机9中与絮凝压缩后的污泥进行换热，过热蒸汽在换热过程中冷凝为液态水，在循环水泵11的作用下进入储水罐10中，储水罐10中设有警戒水位自动补水装置，在水位低于1/2时，自动补水，同样在循环水泵11的作用下，重新进入预热-蒸发器7、过热器6中，完成水传热循环；

污泥经过絮凝、机械压缩后，输送至湿污泥仓12中，经螺旋输送设备13进入超圆盘干化机9中被过热蒸汽加热，污泥水分蒸发，可根据实际要求调节污泥在超圆盘干化机中的停留时间，进一步调节污泥含水率，一般超圆盘干化机9污泥出口含水率设置为30％，干化后的污泥输送至干化污泥仓14储存；

污泥在超圆盘干化机9干化过程中，产生的废气经过冷凝器15冷凝后，进入水泥生产系统16的分解炉中进行焚烧处理后，与水泥熟料烧制过程中产生的废气一同进入水泥生产线的废气处理系统；

干化后的污泥与预处理后的垃圾焚烧飞灰、脱硫石膏、铝灰、电石渣进行配伍计算，按干重比：21.15：6.02：30.78：26.2：15.85进行配置，进入水泥生产系统16中进行硫铝酸盐水泥熟料的烧制。烧出熟料的三率值为：P＝2.04；C＝0.945；N＝3.55。预处理后各类固废成分如表1所示：

表1：预处理后各类固废成分(单位：％)

此外，存在冬日光照强度极低或者连续降雨等不利天气，利用夜间谷电通过电柜3、熔盐加热器2对熔盐进行加热，此时太阳能聚光器1两端阀门呈关闭状态，熔盐加热器2代替太阳能聚光器1，对高温熔盐进行储热补充。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。