Muda kuivatamise töötluslahus:
Horisontaalse õhukese kile kuivatamise kaheastmelise protsessi rakendusstaatuse ja juhtumianalüüsi rakendamine sette segapõletamisega energiatootmise valdkonnas
See artikkel tutvustab üksikasjalikult horisontaalse õhukese kilega settekuivatusmasina kaheastmelist protsessi ning analüüsib näitena Bamboo Parki sette töötlemise ja kõrvaldamise laiendamise projekti. Horisontaalsel õhukese kilega kuivatusmasinal on suur ühekordne töötlemisvõimsus, kõrge ohutus, hea tihendus, vähem heitgaase ja sõbralik töökeskkond. Horisontaalse õhukese kilega kuivatusseadme kaheastmelise protsessi eeliste tõttu ohutuse, paindlikkuse, ökonoomsuse ja muude aspektide osas rakendatakse seda settekuivatusprotsessi üha enam sette segamise ja põletamise valdkonnas ning seda saab kasutada ühe eelistatud protsessina sette töötlemise ja kõrvaldamise projektides elektrijaamades. Linna kiire arenguga suureneb reovee hulk jätkuvalt ja reoveepuhastite uuendamise edenemine kiireneb jätkuvalt, mille tulemuseks on sette toodangu suur kasv. 2016. aasta lõpuks oli Hiina reovee töötlemise maht ulatunud 150 miljoni kuupmeetrini päevas ja sette kogukogus on ligi 30 miljonit tonni. Hinnanguliselt ületab Hiina sette toodang 2020. aastaks 60 miljonit tonni, mis põhineb 80% niiskusesisaldusel. Linna reovee kogumise ja töötlemise käigus tekkiv sette võib sisaldada raskmetalle, patogeene, viiruseid, mikroorganisme ja suurt hulka mürgiseid orgaanilisi aineid. Kui seda ei töödelda ja kõrvaldata nõuetekohaselt, põhjustab see tõsist sekundaarset reostust keskkonda väljalaskeala ümbruses ja ohustab inimeste tervist. Sette töötlemise ja kõrvaldamise probleem on praeguses olukorras muutunud silmapaistvaks keskkonnaprobleemiks. Praegu hõlmavad peamised sette töötlemise meetodid kontsentreerimist, konditsioneerimist, dehüdratsiooni, kuivatamist jne, peamiselt kontsentreerimist, konditsioneerimist ja dehüdratsiooni, kuivamiskiirus on endiselt madal. Sette kõrvaldamine viitab sette lõppsihtkohale pärast töötlemist. Praegu hõlmavad peamised sette kõrvaldamise meetodid sanitaarprügilat, maakasutust, ehitusmaterjalide utiliseerimist pärast põletamist jne, mille hulgas on sanitaarprügila kõige sagedamini kasutatav meetod. Ühelt poolt on üha rangemate standardite ja piiratud saadaolevate maaressursside tõttu üha tavalisem töötlemine ja kõrvaldamine, näiteks kuivatamine ja põletamine.
Horisontaalne õhukese kilega sette kuivatamise kaheastmeline protsessMuda kuivatamine on protsess, mille käigus kasutatakse spetsiaalse tehnoloogia ja seadmete abil sette vee kiireks aurustamiseks soojusenergiat või tööstuslikku jääksoojust ja fossiilkütuste põletamisel tekkivat jääksoojust. Muda kuivatamine eemaldab sette vee, et saavutada sette kuivatamise eesmärk, vähendada sette mahtu, parandada sette kütteväärtust ning samaaegselt vähendada ja stabiliseerida sette mahtu. Horisontaalne õhukese kilega sette kuivatamise kaheastmeline protsess on praegu üks peamisi protsesse suuremahulistes sette kuivatamise projektides, mis on kaudne kuumutuskuivatamise protsess, milles soojuskandjana kasutatakse küllastunud auru või soojusjuhtivõli.
Põhivarustus
Horisontaalse õhukese kilega sette kuivatamise kaheastmelise protsessi põhiseadmeks on horisontaalne õhukese kilega kuivatusmasin. Xinjieyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd. seotud keskkonnaseadmete tooted hõlmavad naftakeemia-, farmaatsia-, toidu-, keskkonna- ja energeetikavaldkonda. Xinjieyuani ettevõttel on täielik toodete uurimis- ja arenduskeskus ning katsebaas. Ettevõte on maailmas juhtival kohal tulekindlate segamaterjalide termilise eralduslahenduste ja õhukese kilega aurustamise tehnoloogia valdkonnas, samuti juhtival kohal kõrge viskoossusega materjalide kuivatamise seadmete väljatöötamisel ja tootmisel.
Joonisel on kujutatud horisontaalse õhukese kile kuivatusmasina struktuuriskeemi. Horisontaalne õhukese kile kuivatusmasin koosneb peamiselt kolmest osast: kest, rootor ja laba ning ajamist. Kest on surveanum ja kesta saab täita küllastunud auru või soojusjuhtivusõliga, mis toimib sette kuivatamise soojuskandjana. Materjal on Euroopa standardile vastav kõrge temperatuurikindel katlateras. Sisesein on settega kokkupuutuv soojusülekande osa, mis tagab peamise soojusvahetusala ja õhukese settekihi kandja. Korrosioonikindlus ja kulumiskindlus on paremad kui teistel materjalidel; rootor on integreeritud õõnesvõll ja selle spetsiaalne töötlemistehnoloogia tagab, et rootor ei paindu kuumutamisel ja suurel kiirusel pöörlemisel ning laba välisserva ja siseseina vaheline kaugus püsib alati 5–10 mm. Rootori pöörlemise ja laba katte all moodustab kuivatisse sisenev sette siseseinale ühtlaselt õhukese kihi, mida pidevalt uuendatakse. See kuivab edasi, liikudes väljalaskeava poole.
Protsessi voog
Pärast dekanter-tsentrifuugis veetustamist transporditakse 80–85% niiskusesisaldusega märg sette sõiduki või torujuhtme abil märgsette silosse. Silo on varustatud liugraamiga, et vältida sette sillutamist, ning põhjas on mahalaadimiskruvi ja märgsette etteandepump.
Märgmuda transportimise pump transpordib muda õhukese kile kuivati sisselaskeavasse ja õhukese kile kuivatisse sisenev muda katab kuuma seina pinna rootori tera abil. Tera mitte ainult ei pööra ja sega kuuma seina pinnal olevat muda korduvalt, vaid lükkab selle ka edasi muda väljalaskeavasse. Selle protsessi käigus mudas olev vesi kuumutatakse ja aurustatakse veeauruks, mis liigub kuivatusmasina sees oleva mudaga vastupidises suunas ja siseneb heitgaaside kondensatsioonisüsteemi heitgaasipaagist muda etteandeava kohal.
Pärast õhukese kile kuivatusmasina tekitatud aurustuva gaasi sisenemist väljalaskekasti kaudu kondensatsioonisüsteemi siseneb see kõigepealt kondensaatorisse. Kondensaatoris pestakse jääkaur veega ja vesi kondenseeritakse aurustuvatest jääkgaasidest. Väike kogus mittekondenseeruvat gaasi (õhus ja settes leiduvaid lenduvaid aineid) juhitakse kuivatussüsteemist välja väljalaskeventilaatori abil pärast tilkade eraldamist udu eemaldamise seadme abil ja töödeldakse deodoriseerimissüsteemis või põletussüsteemis. Isekuivatussüsteemist väljuva heitgaasi kogus on väga väike, moodustades vaid 5–10% süsteemi aurustumisveest. Heitgaasiventilaator viib kogu kuivatussüsteemi negatiivse rõhu olekusse, et vältida lõhna ja tolmu ülevoolu.
Õhukese kile kuivatusmasinast saadud 30–40% niiskusesisaldusega kuivatatud setteid kuivatatakse edasi järgnevas lineaarses kuivatusmasinas, kus minimaalne niiskusesisaldus võib langeda 5%-ni. Kuiva sette ajutiseks ladustamiseks paigaldatakse settejahuti. Pärast lineaarses kuivatis kuivatatud setteid jahutatakse esmalt ja sette temperatuur alandatakse alla 50 ℃, et parandada ohutust ja vältida sette hõõgumist või iseeneslikku süttimist. Seejärel suunatakse see läbi väljalaskeklapi ja kraapkonveieri kordamööda kuiva sette silosse ladustamiseks. Kui järgnev põletussüsteem on ühendatud, saab kuivatussüsteemi transportimisseadmete kaudu otse põletussüsteemiga järjestikku ühendada. Kaheastmeline horisontaalne õhukese kile kuivatusprotsess võimaldab saavutada süsteemi eneseinertifitseerimise nõude sette aurustuva vee abil. Käivitamise ja avarii korral kasutatakse kuivatussüsteemi inertifitseerimiskeskkonnana madalrõhuauru, magevett või lämmastikgaasi. Hapnikusisalduse analüsaator on paigaldatud heitgaasipaagi väljundisse ning sette kuivatussüsteemi ohutu ja stabiilne töö saab saavutada kuivatussüsteemi hapnikusisalduse reguleerimise teel.
Protsessi eelised
1) Ohutus: õhukese kilega settekuivatussüsteemi hea õhutihedus tagab pideva mikronegatiivse rõhu -0,5 kuni -1 kPa, lõhna ja tolmu ülevoolu puudumise; süsteem on iseinertne ja seda saab seadistada mitmesuguste inertsete vahenditega, munitsipaalprojektide hapnikusisaldust kontrollitakse alla 5%; kuivatussette temperatuur kuivati väljalaskeavas võib ulatuda 100 ℃-ni, mis täidab täielikult steriliseerimise rolli ja vastab USA Keskkonnakaitseagentuuri sette kõrvaldamise eeskirja EPA503 standardile. Rakendusajaloos pole ohutusintsidente olnud. 2) Stabiilsus: sette- ja söepõletusprojektis võib elektrijaama katlasse siseneva sette suur niiskusesisaldus kergesti katla seadmetele negatiivselt mõjuda, mis võib põhjustada seadmete tõsist kahju. Esiteks pestakse ja kulub ahju sisesein tõsiselt ning teiseks võib see kergesti põhjustada konveierisüsteemi ummistumist, mille tulemuseks on ahju seiskumine. Kaheastmeline õhukese kilega sette kuivatamise protsess tagab madala sette niiskusesisalduse ja võimaldab sette niiskusesisaldust kiiresti reguleerida vahemikus 20–33%, reguleerides kuivatusmasina auru rõhku. Võrreldes teiste protsessidega on sellel ilmsed eelised ja see mängib positiivset rolli elektrijaama seadmete ja elektrivõrgu töö stabiilsuse säilitamisel.
3) Lihtne: settetoodete ühtlus ja granulatsioon võivad parandada elektrijaama katla töö stabiilsust. Teiste protsesside puhul on vaja suurendada purustus- või granuleerimisseadmete arvu, samas kui õhukese kilega kuivati võib olla isegranuleeriv, toote granuleeritud sette on ühtlane, ilma täiendavate granuleerimisseadmeteta; väike arv abiseadmeid, väike jalajälg, lihtne käsitsemine ja juhtimine; puudub kandegaasi ringlus ja sette tagasisegamine; vastavalt "Rõhuanumate hoolduseeskirjadele" peavad kõikvõimalikud kuivatusmasinad teostama perioodilist siseseina kontrolli, õhukese kilega kuivatusmasina hooldust ilma muude tõsteseadmeteta, mugava ja tõhusa hoolduse tagamiseks.
4) Paindlik: lai kasutusala, sobib erinevat tüüpi sette jaoks, mudasse mahub 65–90% niisket settet; Kaheastmeline protsess võimaldab toota mis tahes toodet ühtlase tahke sisaldusega. Käivitus-, seiskamis- ja tühjendamisaeg on lühike ning uuesti alustamiseks pole vaja puhastusoperatsioone. 5) Ökonoomsus: kõrge aurustumistõhusus. Sette koospõletusprojektis saab elektrijaama auru otse kasutada soojuskandjana. Õhukese kihi kuivati aurustumisvee ruutmeetri kohta võib ulatuda üle 45 kg tunnis. Munitsipaalprojekte saab kombineerida teiste süsteemidega (näiteks seedesüsteemiga), saavutades soojusenergia taaskasutuse kõrge efektiivsuse üle 80%; Madalad hoolduskulud, ainult üks aastane kontroll 5–10 päeva aastas; Lõhn on väga väike, madalad töötlemiskulud; Täisautomaatne juhtimine, madalad jälgimisnõuded.
Horisontaalse õhukese kilega sette kuivatamise kaheastmelise protsessi juhtumiuuring sette segapõletamisega elektritootmisväljal
Shanghai Zhuyuani piirkonna sette töötlemise ja kõrvaldamise laiendamise projekti teenuseobjektiks on esimese ja teise Zhuyuani reoveepuhasti reovee töötlemisel tekkiv veetustatud sette, mis on uuendatud A-klassi heitvee standardile, ning 2,2 miljoni m/d reoveepuhasti pärast uue uuendus- ja täiendusprojekti valmimist. Projekti ehitusmaht on 223 tDS/d, mis vastab 80% niiskusesisaldusega sette mahule 1115 t/d. Rajatise konfiguratsioon arvestab projekti esimese etapi põletusliini hooldustingimusi ning projekti maksimaalne töötlemise ulatus on 288,5 tDS/d, mis vastab 80% niiskusesisaldusega sette mahule 1442,5 t/d. Sette töötlemise protsessi marsruut kasutab kaheastmelist õhukese kihi kuivatamise meetodit + elektrijaama segamis- ja põletusprotsessi. 80% niiskusesisaldusega veetustatud sette transporditakse sette töötlemise jaama kallurautoga. Pärast sette vastuvõtu- ja ladustamissüsteemi pumbatakse märg sette õhukese kilega sette kuivatussüsteemi ning seejärel vähendatakse pärast kuivatussüsteemi töötlemist keskmine niiskusesisaldus 30%-ni (reguleeritav vahemik 20% ~ 30%). Tekkinud kuiv sette transporditakse suletud veoautodega Shanghai Waigaoqiao nr 2 või nr 3 elektrijaama koospõletamiseks söega.
Joonisel on kujutatud Zhuyuani piirkonna sette töötlemise ja kõrvaldamise laiendamise projekti sette kuivatamise süsteemi diagramm. Pärast setteveoki kaalumist kaaluga valatakse märg sette maa-alusesse vastuvõtupunkrisse ja seejärel transporditakse kolbpumba süsteemi abil märgsette hoiustamispunkrisse. Seejärel transporditakse märg sette tühjenduskruvi ja kruvipumba abil õhukese kile kuivatusmasinasse. Märg sette siseneb õhukese kile kuivatusmasinasse kuivatamise esimeseks etapiks ja kuivatatud sette langeb läbi renni lineaarkuivatusmasinasse. Kuivatatud sette kuivatatakse lineaarkuivatusmasinas edasi. Sette niiskusesisaldust saab kiiresti viia vahemikku 20–33%, reguleerides kuivatusmasina auru rõhku. Pärast teist kuivatamise etappi siseneb sette jahutamiseks jahutuskruvi ja seejärel transporditakse tühjendusklapi ja kaabitsa abil kuiva sette silosse ajutiseks ladustamiseks.
Isekuivatava masina tekitatud aurustuv jääkgaas liigub mudaga tagurpidi ja isekuivatava masina kohal asuv väljalaskekast siseneb järgnevasse jääkgaasi kondensatsioonisüsteemi. Aurustuv jääkgaas pihustatakse ja kondenseeritakse kondensaatoris ning mittekondenseeruv gaas siseneb järgnevasse udueemaldisse. Pärast tilkade eraldamist udueemaldis juhitakse lõplik jääkgaas ventilaatori kaudu kuivatussüsteemist välja ja siseneb töötlemiseks lõhnatöötlussüsteemi. Horisontaalse õhukese kilega kuivatussüsteemis kasutatavad avalikud tehnilised tingimused hõlmavad peamiselt küllastunud auru, keskmise tihedusega vett, instrumentaalõhku, tsirkuleerivat jahutusvett ja magedat vett. Kuivatussüsteemis kasutatav aur pärineb elektrijaamast ja jaotatakse alamsilindrite kaudu 10 tootmisliinile. Kuivatussüsteem on varustatud õhurõhusüsteemiga instrumentaalõhu tarnimiseks, kondensaadi taaskasutussüsteemi kasutatakse kuivatusmasina aurukondensaadi taaskasutusse ja tsirkuleeriv jahutusveesüsteem varustab süsteemi tsirkuleeriva jahutusveega. Kuivatussüsteemi tekitatud reovesi on peamiselt pihustusvesi pärast aurustuva jääkgaasi pesemist keskmise tihedusega veepihustiga ja see osa reoveest suunatakse töötlemiseks reoveepuhastisse. Heitgaas siseneb tsentraliseeritud töötlemiseks lõhnatöötlussüsteemi. Pärast kuivatamist saadetakse setted Waigaoqiao elektrijaama koospõletamiseks söega. Zhuyuani piirkonna settetöötluse ja -kõrvaldamise laiendamise projekti settekuivatussüsteem läbis edukalt toimivushindamise 2020. aasta augustis. Projekti aastane tööaeg võib ulatuda 8000 tunnini ja aastane settetöötlusvõimsus üle 400 000 tonni. Projekti lõpuleviimine ja käitamine lahendab põhjalikult Zhuyuani piirkonna sette väljavoolu probleemi ja aitab Shanghai majandusel saavutada säästvat arengut. See võib pakkuda eeskuju kodumaistele settetöötluse ja -kõrvaldamise projektidele koos elektrijaamade koospõletamisega.
Kokkuvõte
1) Horisontaalsel õhukese kilega kuivatussüsteemil on hea õhutihedus, see võimaldab saavutada range hapnikusisalduse kontrolli ja on kõrge ohutusega. Rohkem kui 30-aastase rakendusajaloo jooksul pole juhtunud ühtegi ohutusõnnetust ning see on tänapäeval üks ohutumaid kuivatusprotsesse sette kuivatamise valdkonnas.
2) Muda segamise ja põletamise energiatootmise projektis on kuiva sette vormi ja niiskusesisalduse kontroll väga oluline, mis mõjutab järgneva kuivatussüsteemi põletussüsteemi tööd. Ühelt poolt saab horisontaalse õhukese kihi kuivatamise kaheastmelise protsessi abil toota ühtlase osakeste suurusega ja tolmuvabasid granuleeritud tooteid ning teiselt poolt saab niiskusesisaldust kiiresti reguleerida aururõhu ja kaheastmelise lineaarse kuivatusmasina kiiruse muutmise abil. Kuiva sette kuju ja niiskusesisalduse hea kontroll tagab kogu süsteemi stabiilse töö.
3) Horisontaalne õhukese kihi kuivatamine kaheastmelise sette kuivatamise ühiskasutusega kõrvaldamine on munitsipaalsete sette töötlemise ja kõrvaldamise arengusuund, millel on ilmsed eelised ohutuse, stabiilsuse, töökindluse, täiustatud ja muude aspektide osas. Horisontaalse õhukese kihi kuivatamise kaheastmelise protsessi rakendamine sette ühiskasutusega kõrvaldamisel on tänapäeval teaduslik ja mõistlik valik munitsipaalsete sette töötlemiseks ja kõrvaldamiseks.
