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污泥干化焚烧工艺
来源:www.dry.com.cn  |  日期: 2013-12-06

干燥设备

中华干燥网 1.污泥干化机理

  干化是为了去除污泥中的水分,提高污泥的热值,水分的去除要经历两个主要过程(1)蒸发过程:物料表面的水分汽化,由于物料表面的水蒸气压低于介质(气体)中的水蒸气分压,水分从物料表面进入介质。

  (2)扩散过程:是与汽化密切相关的传质过程。当物料表面水分被蒸发掉形成的物料表面湿度低于物料内部湿度,此时,需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。

  上述两个过程的持续交替进行基本反映了干化的机理。

  污泥干化的加热方式可以分为直接干化和间接干化。不同的加热形式决定了不同类型的干化工艺,直接干化是将高温烟气直接引入干化器,通过气体与湿物料的接触、对流进行换热,直干化将增加污染性气体。代表设备有流化床干燥机;间接干化是将高温烟气的热量通过热交换器传给热介质(导热油或蒸汽),热介质在一个封闭的环路中循环,与污泥没有接触。间接干化存在一定的热损失,但需要处理的烟气量小,不会产生二次污染。代表设备有桨叶式干燥机

  2.流化床干化工艺

  2.1设备结构及工作原理目前国外焚烧处理污泥的技术流派很多,但主要应用的主要是两种方法:一、流化床干化技术、二、浆叶式干化技术流化床干化工艺采用流化床干燥机。流化床干燥机从底部到顶部基本由三部分组成:

  (1)风箱:用于通过气体分布板将循环气体分送到流化床装置的不同区域。

  (2)中间段:通过其中的热交换器将热量传递给污泥,并使之干化。

  (3)抽吸罩:使流化的干颗粒脱离循环气体,而循环气体带着污泥细粒和蒸发的水分离开干化机。流化床干化机工作原理如图1所示。

  流化床干化系统的密封设计避免系统内的气体泄漏到大气中,同时避免大气进入干化系统。密封设计是严格安全标准的前提,通过保证系统内部的惰性气体化(<6%容积,在开机、停机和运行等不同工况)实现。通过冷却,循环气体以及水蒸汽的温度由85℃降到60℃。而冷却水重新循环到污水处理厂。而经过冷却及洗涤的循环气体通过风机回到流化床内。流化床中出来的干化颗粒则通过惰性气体回路中的振动型冷床将温度降到<40℃。

  冷却器中的循环气体用和干化系统循环气体相似的处理方法。回路的气体在洗涤器中,通过风扇压缩然后送入到流化床冷却器。干燥的颗粒通过螺旋输送机送入成品料仓,并通过卸料装置卸料到运输卡车中。

  2.2污泥细粒流程

  采用旋风分离器使灰尘和污泥细粒与流化气体分离。计量螺旋输送机及螺旋输送机把灰尘从灰仓输送到螺旋混合器。在那里,灰尘与脱水污泥进行混合,并通过螺旋输送机再送回到流化床干化机。

  2.3循环气体流程

  干化机系统和冷却器系统的流化气体均保持在一个封闭式防尘气体回路。起流化作用的循环气体将污泥细粒和蒸发的水分带离流化床干化机。污泥细粒在旋风分离器内进行分离,而蒸发的水分在一个冷凝换热器内采用直接逆流喷水方式进行冷凝。蒸发的水分本身以及其他循环气体在85℃左右的温度水平冷却到60℃左右,然后冷凝,冷凝下来的水离开循环气体,排至厂区污水管道系统。来自冷凝器的气体中含有微小水珠在一台汽水分离器内进行分离。通过2台风机将干净而冷却的流化气体再循环到干化机。其中,1台风机通过变频器适当调节循环气体流量。流化床冷却器回路内的循环以同样方式处理,但无旋风分离器,因为无污泥细粒。此外,冷却器气体回路中的冷却洗涤器用冷却水冷凝气体。汽水分离器之后回路气体只要用一台简单的小型风机进行压缩,然后供应给流化床冷却器。干化污泥由冷却回路气体冷却到低于40℃。冷却回路中的氧含量由一台氧分析仪连续测量。通过连续补充氮气,使冷却气体保持低氧环境。整个系统工艺过程如图2所示:

  2.4系统特点:

  (1)干颗粒含固率90%左右,从病原体学说,保证了颗粒的生物稳定性,大大提高了使用的安全性。

  (2)颗粒直径:1~5mm,干颗粒的体密度一般为600kg/m3,体积明显减少,运输成本大为减少。

  (3)颗粒热值类似于褐煤,使一种很好的能源,可以直接焚烧。

  3.桨叶干燥机干化工艺

  3.1设备结构及工作原理

  桨叶干燥机是一种热传导型干燥设备,是污泥干化的核心设备之一,其主要由热轴、机身、端板、上盖及传动系统等组成,其结构见图3.桨叶干燥机采用导热油或水蒸汽作为热媒,工作时桨叶干燥机的空心热轴和空心夹套都通入热介质,通过金属壁面对湿物料进行加热干燥,同时湿物料在空心热轴反向转动的搅拌下逐渐向出料口移动。达到干化要求后从桨叶干燥机尾部排出。蒸发的水分通过载气(如空气)带走并洗涤冷凝。

  3.2干化气体系统:

  干燥机干燥过程产生的干化气体被载气带至洗涤塔,在洗涤塔中,干化气体与喷入的大量冷凝水接触并迅速降温,干化气体中水蒸气冷凝的同时使颗粒粉尘得以去除,去除水蒸气和颗粒粉尘的载气从洗涤塔排出,在抽风机的作用下,不凝性气体进入焚烧炉处置,剩余的载气进入干燥机循环。洗涤塔出水进入污水处理厂的原水槽。

  3.3桨叶干燥技术特点

  (1)搅拌均匀,干燥效果好,桨叶对污泥的搅拌使污泥受热均匀,干燥均匀,传热系数高。

  (2)热轴可以互相啮合,具有自清作用,可防止污泥粘壁

  (3)粉尘夹带小,损耗少。

  (4)能耗低,操作费用少。桨叶干燥热效率可达90%.

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