Sistema d'assecat de fangs

Segons la Guia tècnica per al tractament i eliminació de fangs de les plantes de tractament d'aigües residuals urbanes publicada per l'estat, es proposen quatre mètodes d'eliminació de fangs, és a dir, l'ús del sòl, l'abocador sanitari, la utilització de materials de construcció i la incineració en sec. A causa de les restriccions i els factors adversos cada cop més importants dels fangs en l'agricultura, els abocadors, el mar i altres aspectes, el mètode de tractament i eliminació d'incineració per assecatge de fangs s'ha utilitzat i promogut àmpliament en diversos països, i no hi ha dubte que la incineració per assecatge de fangs esdevindrà un dels esquemes d'eliminació tècnica més importants i ideals en aquesta etapa.

Segons les característiques tècniques dels fangs generats per una empresa com a residus perillosos, la incineració i l'eliminació dels productes després de l'assecat, i la necessitat d'una font de calor de vapor, cal considerar exhaustivament la seva seguretat, adaptabilitat tècnica, adaptabilitat econòmica, aplicació i promoció, combinades amb el tipus d'equip de procés d'assecat utilitzat en l'assecat de fangs que s'ha posat en funcionament. Es van comparar i seleccionar sis tipus d'equips de procés d'assecat de fangs, incloent-hi el tipus de llit fluiditzat, el tipus de dues etapes, el tipus de capa fina, el tipus de paleta, el tipus de disc i el tipus de polvorització. Combinant la maduresa tècnica, l'estabilitat del sistema, la seguretat de funcionament i la protecció ambiental de l'eliminació dels sis equips d'assecat esmentats anteriorment, finalment es va determinar el tipus d'equip de procés d'assecat de pel·lícula fina.

1. Components de l'equip de l'assecador de pel·lícula fina

En general, un assecador de pel·lícula fina està compost d'una carcassa cilíndrica amb una capa de calefacció, un rotor giratori a la carcassa i un dispositiu d'accionament del rotor. El rotor està equipat amb moltes formes i especificacions diferents de la paleta, la paleta i el rotor estan fixats per cargols, el mode de muntatge es pot ajustar de manera flexible per adaptar-se al canvi de les característiques dels fangs i la capacitat de tractament; Tota la carcassa de l'assecador de pel·lícula fina es combina en seccions. Segons els diferents requisits d'eliminació, es pot dividir en múltiples zones de calefacció i pot realitzar control individual, ajust de temperatura, interruptor flexible i altres elements operatius.

Les fulles d'escampament es distribueixen a l'extrem d'entrada de fang i a l'extrem de sortida de fang del rotor. Hi ha quatre fulles raspadores d'escampament instal·lades a cada columna de l'extrem d'entrada de fang del cilindre, que estan instal·lades en un angle de 45° amb la línia de la columna. L'objectiu d'aquesta instal·lació és aconseguir que el fang s'adhereixi immediatament a la superfície de la paret calenta després d'entrar al cilindre i tingui la funció de transportar a l'extrem de descàrrega un total de 72 peces; Dues fulles raspadores d'escampament de la coberta final estan instal·lades a cada columna de l'extrem de fang, i les fulles raspadores d'escampament a l'extrem d'alimentació estan instal·lades en un angle oblic de 45°, de manera que l'objectiu de la instal·lació és amortir la força d'inèrcia del producte durant la descàrrega per aconseguir la funció de descàrrega lliure per gravetat, un total de 36 peces.

Les pales de transmissió estan distribuïdes a la zona mitjana del rotor, i hi ha 40 pales instal·lades a cada columna, que sumen un total de 720 pales.

Els diferents tipus de fulles realitzen de manera completa les funcions importants de distribució, dispersió, raspat, agitació, retrobarreja, autoneteja i transport de fangs a la superfície de la paret calenta. En resum, quan els fangs humits entren per un extrem de l'assecador horitzontal, es distribueixen immediatament i contínuament a la superfície de la paret calenta mitjançant el rotor giratori per formar una capa fina de material. Mentre les fulles del rotor fan rodar contínuament la capa fina de fangs humits distribuïda a la superfície de la paret calenta, les fulles de transport amb la funció d'angle de guia instal·lada al rotor giren amb la rotació circular del rotor. Les partícules de fangs semiseques generades en el procés de capa fina i assecat de fangs mostren una transferència horitzontal amb la direcció axial del rotor a una determinada velocitat lineal i es mouen cap endavant cap a la sortida de fangs a l'altre extrem de l'assecador de pel·lícula fina. La mida de la longitud axial de l'assecador de pel·lícula fina no és només la línia horitzontal des de l'extrem d'alimentació fins a l'extrem de descàrrega, sinó que també completa l'alimentació i la descàrrega dels fangs a tot l'assecador de pel·lícula fina de cilindre horitzontal. En aquest procés, els fangs humits s'escalfen uniformement per la paret calenta de vapor i l'aigua s'evapora. El temps de residència dels fangs humits a l'assecador de pel·lícula fina és de 10 a 15 minuts, cosa que permet un inici, una aturada i un buidatge ràpids, i el funcionament del procés i el control d'ajust de l'equip són molt ràpids.

3. Procés de recollida de gasos d'escapament de l'assecador de pel·lícula fina

El contingut d'humitat dels fangs alimentats per l'assecador de pel·lícula fina és del 75% al ​​85% (calculat com a 80%), i el contingut d'humitat dels fangs produïts per l'assecador de pel·lícula fina és d'aproximadament el 35%. Els fangs semisecos presentats com a granulars es transporten a la següent unitat a través de l'equip de transport de la següent etapa. El gas portador barrejat, com ara vapor d'aigua, pols d'escapament i gas d'olor, generat en el procés de treball de l'assecador de pel·lícula fina, es mou inversament amb els fangs al cilindre i es descarrega al condensador a través de la canonada des del dipòsit de gasos d'escapament per sobre del port d'alimentació de fangs. Al condensador, l'aigua del gas portador es condensa a partir del vapor i el gas no condensant es separa per gotes i es descarrega al sistema d'assecat a través del ventilador de tiratge induït per gasos d'escapament. La quantitat de gasos d'escapament del procés de l'assecador de pel·lícula fina és relativament petita, normalment només del 5% al ​​10% de l'evaporació del sistema. El ventilador de tiratge induït per gasos d'escapament fa que tot el sistema d'assecat estigui en un estat de micropressió negativa per evitar el desbordament de gasos d'olor i pols.

2. Paràmetres tècnics de l'equip principal per al procés d'assecat de pel·lícules primes

Segons la demanda d'aquest projecte, la capacitat de tractament de fangs d'un sol conjunt de sistema d'assecat de fangs es determina en 2,5 t/h (segons un contingut d'humitat del 80%), i el contingut d'humitat dels fangs és del 35%. La capacitat diària de tractament de fangs d'un sol assecador de pel·lícula fina és de 60 t/d (segons un contingut d'humitat del 80%), la capacitat nominal d'evaporació d'un sol assecador de pel·lícula fina és d'1,731 t/h, l'àrea d'intercanvi de calor d'un sol assecador de pel·lícula fina és de 50 m2, i el contingut d'humitat de l'entrada de fangs és del 80% i el contingut d'humitat de la sortida de fangs és del 35%. La font de calor de l'assecador de pel·lícula fina és vapor saturat, i la qualitat del subministrament de vapor s'importa segons paràmetres: la temperatura del vapor és de 180 ℃, la pressió del vapor és d'1,0 MPa, el consum de vapor d'un sol assecador de pel·lícula fina és de 2,33 t/h i el nombre d'assecadors de pel·lícula fina és de 2, un per a un ús.

El vapor saturat de 180 ℃ es transporta a l'assecador lineal a través de la canonada de pressió i s'utilitza com a font de calor per escalfar indirectament els fangs semisecs. L'aigua dels fangs semisecs s'evapora encara més a l'assecador lineal. Segons la demanda real del producte de fangs (inici i aturada), els fangs finals poden arribar a un contingut d'humitat del 10% i anar al refredador de producte.

La capacitat de processament de l'assecador lineal és de 0,769 t/h (contingut d'humitat del 35%), l'evaporació nominal és de 0,214 t/h, l'àrea d'intercanvi de calor és de 50 m2, el contingut d'humitat de l'entrada de fangs de l'assecador lineal és del 35%, el contingut d'humitat de la sortida de fangs és del 10%, els paràmetres d'entrada de qualitat de vapor de l'assecador lineal: la temperatura del vapor és de 180 ℃, la pressió del vapor és d'1,0 MPa, el consum de vapor d'un sol assecador lineal és de 0,253 t/h i la quantitat està equipada amb 1 conjunt.

El tipus d'equip del condensador de gas portador és un condensador híbrid d'injecció directa, amb una entrada d'aire de 3.500 Nm3/h, una temperatura del gas d'entrada de 95~110 ℃, una temperatura del gas de sortida de 90~180 Nm3/h i una temperatura del gas de sortida de 55 ℃.

El tipus d'equip del ventilador de tiratge induït per gas portador és un ventilador centrífug d'alta pressió, el volum màxim d'aspiració d'aire és de 400 Nm3/h, la pressió de l'aire és de 4,8 kPa, els paràmetres físics del medi gas portador: la temperatura és de 45 ℃, la humitat és del 80% al 100% de la barreja de gas i olor d'aire humit, un sol conjunt de sistema d'assecat està equipat amb 1 conjunt.

La capacitat de processament del refrigerador de producte és d'1,8 t/h, la temperatura d'entrada de fangs és de 110 °C, la temperatura de sortida de fangs és ≤45 °C, la superfície d'intercanvi de calor és de 20 m2 i la quantitat és d'1 unitat.

3. Anàlisi del consum energètic econòmic durant la posada en marxa de l'assecador de pel·lícula fina

Després de gairebé mig mes de posada en marxa única i de càrrega de fang del sistema de procés d'assecat de pel·lícula fina, els resultats són els següents.

La capacitat de processament de la configuració de disseny d'un assecador de pel·lícula fina individual en aquest projecte és de 60 t/d. Actualment, el tractament mitjà de fangs humits durant el període de posada en marxa és de 50 t/d (el contingut d'humitat és del 79%), cosa que ha assolit el 83% de l'escala de tractament de fangs de base humida dissenyada i el 87,5% de l'escala de tractament de fangs de base seca dissenyada.

El contingut d'humitat mitjà dels fangs semisecos produïts per l'assecador de pel·lícula fina és del 36% i el contingut d'humitat dels fangs semisecos exportats per l'assecador lineal és del 36%, cosa que bàsicament està en línia amb el valor objectiu del producte de disseny (35%).

Mesurat pel mesurador de vapor saturat extern al taller d'assecatge de fangs, el consum de vapor saturat és de 25 t/d, i el consum teòric total diari de calor latent de vaporització de vapor és de 25 t×1 000×2 014,8 kJ/kg ÷ 4,184 kJ = 1,203 871 9 × 107 kcal/d. L'evaporació total d'aigua diària mitjana del sistema d'assecatge és (50 t × 0,79)-[50 t × (1-0,79)] ÷ (1-0,36) × 1 000 = 23 875 kg/d. Aleshores, el consum unitari de calor del sistema d'assecatge de fangs és d'1,203 871 9 × 107 ÷ 23 875 = 504 kcal/kg d'aigua evaporada; Com que el sistema d'assecat de fangs està subjecte al canvi del contingut d'humitat dels fangs humits, la qualitat del vapor extern i les característiques dels equips de transport de productes de fangs semisecs per als requisits de granularitat i altres factors, cal optimitzar el valor de diverses variables en el futur funcionament de prova a llarg termini, per tal de resumir les millors condicions de funcionament i l'índex de consum energètic econòmic del sistema.

1. Màquina assecadora de pel·lícula fina

L'estructura de l'equip de l'assecador de pel·lícula fina consisteix en una carcassa cilíndrica amb una capa de calefacció, un rotor giratori a la carcassa i un dispositiu d'accionament del rotor: motor + reductor.

El rotor està equipat amb pales per al recobriment, la barreja i la propulsió. La distància entre les pales i la carcassa interior és de 5 a 10 mm. La superfície de calefacció es pot autonetejar i les pales es poden ajustar i treure individualment.

Dispositiu d'accionament: (motor + reductor) es pot seleccionar un motor de conversió de freqüència o de velocitat constant, es pot seleccionar un reductor de corretja o una caixa de canvis, es pot utilitzar una connexió directa o una connexió d'acoblament, la velocitat del rotor es pot controlar a 100 r/min, la velocitat lineal de la vora exterior del rotor es pot controlar a 10 m/s, el temps de residència dels fangs és de 10 a 15 min.

2. Cos de l'assecador lineal

L'assecador lineal adopta un tipus de transportador de cargol en forma d'U, i la fulla de transmissió està especialment dissenyada i processada per evitar l'extrusió i el tall de partícules de fangs. La carcassa i l'eix giratori de l'assecador lineal són parts de calefacció, i la carcassa de la carcassa es pot desmuntar. Excepte les parts de calefacció, la part en contacte amb els fangs està feta d'acer inoxidable 316 L o material equivalent, i les altres parts estan fetes d'acer al carboni, és a dir, l'equip d'assecat lineal està fet d'SS304+CS.

3. Condensador

La funció del condensador de gas portador és rentar els gasos d'escapament de l'assecador de fangs perquè el gas condensable del gas es condensi. El tipus d'estructura de l'equip és condensador de polvorització directa i el material de processament és SS304.

4. Refrigeradors de productes

La funció del refredador de producte és reduir el fang semisec de 110 °C a uns 45 °C, amb una superfície de transferència de calor de 21 m2 i una potència de 4 kW. El seu principal material de processament i fabricació és SS304+CS.

El procés d'assecat de fangs de pel·lícula fina s'ha popularitzat en els darrers anys a causa de les seves característiques tècniques, convertint-lo en un mètode de tractament de fangs eficient i eficaç. El procés implica l'ús d'un assecador de pel·lícula fina per eliminar de manera ràpida i eficient la humitat dels fangs, deixant un producte granular sec que és fàcil de manipular i transportar. Combinat amb l'experiència operativa d'equips de sistemes de procés de diferents tecnologies en el camp de l'assecat i la incineració de fangs, les característiques tècniques del procés d'assecat de pel·lícula fina de fangs són les següents.

1. Les principals característiques tècniques de la màquina assecadora de fangs de pel·lícula fina són la seva simplicitat d'integració. Aquest mètode requereix la menor quantitat d'equips auxiliars i és fàcil d'operar i controlar. El procés d'assecat no requereix retrobarreja i els fangs salten directament la "fase plàstica" (zona de viscositat dels fangs), cosa que fa que el procés sigui més eficient i simplificat. A més, la quantitat de gas de cua generat és relativament petita i el procés de tractament del gas de cua és senzill, cosa que la converteix en una opció d'assecat de fangs econòmica, eficient i respectuosa amb el medi ambient.

2. L'economia operativa és un altre aspecte important de la màquina de procés d'assecat de fangs de pel·lícula fina. És coneguda pel seu consum d'energia relativament baix i la seva eficiència d'evaporació constantment alta. També és possible la recuperació i el reciclatge del medi de calefacció, cosa que redueix encara més els costos energètics. A més, l'equip és robust, té baixos costos de manteniment i requereix una supervisió mínima, cosa que el converteix en una solució rendible per a l'assecat de fangs.

3. La flexibilitat operativa també és una característica notable de la màquina assecadora de fangs de pel·lícula fina. És adequada per assecar diferents tipus de fangs pastosos i pot produir partícules de fang de producte uniformes amb qualsevol contingut d'humitat. Aquest procés té una baixa càrrega de sòlids, un inici i una aturada fàcils i un temps de buidatge curt, cosa que millora encara més la seva flexibilitat operativa.

4. El procés d'assecat de fangs de pel·lícula fina és conegut per la seva seguretat i protecció ambiental. Adopta un disseny inert multifacètic com ara N2, vapor i detecció autoextingible. El procés funciona en un sistema tancat de pressió negativa amb baix contingut d'oxigen, sense olors ni fuites de pols, cosa que redueix la possibilitat d'explosió de pols i garanteix la seguretat i la protecció ambiental del procés d'assecat de fangs.

En resum, les característiques tècniques del procés d'assecat de fangs de capa fina el converteixen en una opció de tractament de fangs eficient, econòmica i respectuosa amb el medi ambient. Aquest procés té les característiques de simplicitat integral, economia operativa, flexibilitat operativa, seguretat i protecció del medi ambient, etc., i és una solució valuosa per als equips d'assecat de fangs.