Lietteenkuivausjärjestelmä

Valtion julkaiseman kaupunkien jätevedenpuhdistamojen lietteen käsittelyä ja hävittämistä koskevan teknisen oppaan mukaan lietteelle ehdotetaan neljää hävitysmenetelmää: maankäyttöä, kaatopaikkasijoitusta, rakennusmateriaalien hyödyntämistä ja kuivapolttoa. Lietteen yhä merkittävämpien rajoitusten ja haitallisten tekijöiden vuoksi maataloudessa, kaatopaikoilla, merellä ja muilla aloilla lietteen kuivaus-polttokäsittely- ja hävitysmenetelmää on käytetty ja edistetty laajalti eri maissa, eikä ole epäilystäkään siitä, että lietteen kuivaus-poltto tulee olemaan yksi tärkeimmistä ja ihanteellisimmista teknisistä hävitysmenetelmistä tässä vaiheessa.

Yrityksen tuottaman lietteen teknisten ominaisuuksien, kuten vaarallisen jätteen, poltto- ja hävitysmenetelmien sekä höyrylämmönlähteen tarpeen, vuoksi on tarpeen ottaa kattavasti huomioon lietteen turvallisuus, tekninen sopeutumiskelpoisuus, taloudellinen sopeutumiskelpoisuus, käyttö ja edistäminen yhdistettynä lietteen kuivauksessa käytettyjen, käyttöönotettujen kuivausprosessilaitteiden tyyppiin. Vertailtiin ja valittiin kuutta lietteen kuivausprosessilaitteistoa, mukaan lukien leijupeti-, kaksivaihe-, ohutkerros-, siipi-, kiekko- ja ruiskutuslaitteet. Yhdistettynä edellä mainittujen kuuden kuivauslaitteiston tekniseen kypsyyteen, järjestelmän vakauteen, käyttöturvallisuuteen ja hävityksen ympäristönsuojeluun, lopulta määritettiin ohutkalvokuivausprosessilaitteiston tyyppi.

1. Ohutkalvokuivaimen laitekomponentit

Yleisesti ottaen ohutkalvokuivain koostuu sylinterimäisestä kuoresta, jossa on lämmityskerros, kuoren sisällä olevasta pyörivästä roottorista ja roottorin käyttölaitteesta. Roottori on varustettu monilla eri muotoisilla ja eritelmillä varustetuilla lapatyypeillä. Lapa ja roottori on kiinnitetty pulteilla, ja kokoonpanoa voidaan säätää joustavasti lietteen ominaisuuksien ja käsittelykapasiteetin muutosten mukaan. Koko ohutkalvokuivaimen kuori on yhdistetty osiin. Se voidaan jakaa useisiin lämmitysalueisiin eri hävitysvaatimusten mukaan, ja siinä voidaan toteuttaa yksilöllinen ohjaus, lämpötilan säätö, joustava kytkin ja muita käyttöelementtejä.

Levityssiivet on jaettu roottorin lietetulopäähän ja lietelähtöpäähän. Sylinterin lietetulopään jokaiseen pylvääseen on asennettu neljä levityskaavinterää 45° kulmassa pylvään linjaan nähden. Tällaisen asennuksen tarkoituksena on varmistaa, että liete kiinnittyy välittömästi kuuman seinämän pintaan sylinteriin tultuaan ja kulkeutuu poistopäähän, yhteensä 72 kappaletta. Kaksi päätykannen levityskaavinterää on asennettu lietepään jokaiseen pylvääseen, ja syöttöpään levityskaavinterät on asennettu 45° vinoon kulmaan, joten asennuksen tarkoituksena on puskuroida tuotteen inertiavoimaa purkauksen aikana, jotta saavutetaan vapaa purkaus painovoiman avulla, yhteensä 36 kappaletta.

Voimansiirtosiivet on jaettu roottorin keskialueelle, ja jokaiseen pylvääseen on asennettu 40 siiveä, yhteensä 720 siiveä.

Erilaiset terätyypit toteuttavat kattavasti lietteen jakelun, levityksen, kaapimisen, sekoittamisen, takaisinsekoituksen, itsepuhdistuksen ja kuljetuksen kuuman seinän pinnalla. Yhteenvetona voidaan todeta, että kun märkä liete saapuu vaakasuoran kuivaimen toisesta päästä, pyörivä roottori levittää sen välittömästi jatkuvasti kuuman seinän pinnalle muodostaen ohuen materiaalikerroksen. Samalla kun roottorin terät pyörittävät jatkuvasti kuuman seinän pinnalle levitettyä ohutta märkälietekerrosta, roottoriin asennetulla ohjauskulmatoiminnolla varustetut kuljetusterät pyörivät roottorin pyöreän pyörimisen mukana. Lietteen ohutkerroksen ja kuivauksen prosessissa syntyvät puolikuivat lietehiukkaset siirtyvät vaakasuoraan roottorin aksiaaliseen suuntaan tietyllä lineaarisella nopeudella ja liikkuvat eteenpäin lietteen ulostuloon ohutkalvokuivaimen toisessa päässä. Ohutkalvokuivaimen aksiaalinen pituus ei ole ainoastaan ​​vaakasuora viiva syöttöpäästä poistopäähän, vaan se myös täydentää lietteen syötön ja poiston koko vaakasuorissa sylinterimäisissä ohutkalvokuivureissa. Tässä prosessissa märkä liete lämmitetään tasaisesti höyrykuumaseinän avulla ja vesi haihtuu. Märän lietteen viipymäaika ohutkalvokuivaimessa on 10–15 minuuttia, mikä mahdollistaa nopean käynnistyksen, pysäytyksen ja tyhjennyksen, ja laitteiden prosessin toiminta ja säätö ovat erittäin nopeita.

3. Ohutkalvokuivaimen pakokaasujen keräysprosessi

Ohutkalvokuivaimen syöttämän lietteen kosteuspitoisuus on 75–85 % (laskettuna 80 %), ja ohutkalvokuivaimen tuottaman lietteen kosteuspitoisuus on noin 35 %. Puolikuiva, rakeinen liete kuljetetaan seuraavaan yksikköön seuraavan vaiheen kuljetuslaitteiston kautta. Ohutkalvokuivaimen työprosessissa syntyvä sekoitettu kantajakaasu, kuten vesihöyry, poistopöly ja hajukaasu, liikkuu käänteisesti lietteen kanssa sylinterissä ja johdetaan lauhduttimeen putkiston kautta pakokaasusäiliöstä lietteen syöttöaukon yläpuolelta. Lauhduttimessa kantajakaasun vesi tiivistyy höyrystä, ja tiivistymätön kaasu erotetaan pisaroina ja johdetaan kuivausjärjestelmään pakokaasun aiheuttaman vetopuhaltimen kautta. Ohutkalvokuivaimen prosessipakokaasun määrä on suhteellisen pieni, yleensä vain 5–10 % järjestelmän haihtumisesta. Pakokaasun aiheuttama vetopuhaltimen ansiosta koko kuivausjärjestelmä on mikroalipainetilassa, jotta vältetään hajukaasun ja pölyn ylivuoto.

2. Ohutkalvon kuivausprosessin päälaitteiden tekniset parametrit

Tämän projektin kysynnän mukaisesti yksittäisen lietteenkuivausjärjestelmän lietteenkäsittelykapasiteetiksi määritetään 2,5 t/h (80 %:n kosteuspitoisuudella) ja lietteen kosteuspitoisuudeksi 35 %. Yhden ohutkalvokuivaimen päivittäinen lietteenkäsittelykapasiteetti on 60 t/d (80 %:n kosteuspitoisuudella), yhden ohutkalvokuivaimen nimellishaihdutuskapasiteetti on 1,731 t/h, yhden ohutkalvokuivaimen lämmönvaihtopinta-ala on 50 m2, lietteen sisääntulon kosteuspitoisuus on 80 % ja lietteen ulostulon kosteuspitoisuus on 35 %. Ohutkalvokuivaimen lämmönlähde on kylläinen höyry, ja höyrynsyötön laatu perustuu tuontiparametreihin: höyryn lämpötila on 180 ℃, höyrynpaine on 1,0 MPa, yhden ohutkalvokuivaimen höyrynkulutus on 2,33 t/h ja ohutkalvokuivurien lukumäärä on 2, yksi kertakäyttöinen.

180 ℃:n kylläinen höyry kuljetetaan lineaarikuivuriin paineputkea pitkin, ja sitä käytetään lämmönlähteenä puolikuivan lietteen epäsuoraan lämmittämiseen. Puolikuivan lietteen vesi haihdutetaan edelleen lineaarikuivurissa. Lietetuotteen todellisen kysynnän (käynnistys ja pysäytys) mukaan lopullinen liete voi saavuttaa 10 %:n kosteuspitoisuuden ja mennä tuotejäähdyttimeen.

Lineaarikuivaimen käsittelykapasiteetti on 0,769 t /h (kosteuspitoisuus 35 %), nimellishaihtuminen on 0,214 t /h, lämmönvaihtopinta-ala on 50 m2, lineaarikuvaimen lietteen tuloaukon kosteuspitoisuus on 35 %, lietteen poistoaukon kosteuspitoisuus on 10 %, lineaarikuvaimen höyrynlaadun tuloaukon parametrit: Höyryn lämpötila on 180 ℃, höyrynpaine on 1,0 MPa, yhden lineaarikuvaimen höyrynkulutus on 0,253 t /h ja määrä on varustettu yhdellä sarjalla.

Kantokaasulauhduttimen laitetyyppi on suoraruiskutushybridilauhdutin, jonka ilmanotto on 3 500 Nm3/h, tulokaasun lämpötila 95–110 ℃, poistokaasun lämpötila 90–180 Nm3/h ja poistokaasun lämpötila 55 ℃.

Kantokaasun aiheuttaman vetopuhaltimen laitetyyppi on korkeapaineinen keskipakopuhallin, jonka suurin ilmanimutilavuus on 400 Nm3/h, ilmanpaine on 4,8 kPa. Kantokaasuväliaineen fysikaaliset parametrit: lämpötila on 45 ℃, kosteus 80% ~ 100% märkäilmahajukaasuseos. Yksi kuivausjärjestelmäsarja on varustettu yhdellä sarjalla.

Tuotejäähdyttimen käsittelykapasiteetti on 1,8 t/h, lietteen sisääntulolämpötila on 110 °C, lietteen ulostulolämpötila on ≤45 °C, lämmönvaihtopinta-ala on 20 m2 ja määrä on 1 yksikkö.

3. Ohutkalvokuivaimen käyttöönoton aikaisen taloudellisen energiankulutuksen analyysi

Lähes puolen kuukauden ohutkalvokuivausprosessijärjestelmän yksittäisen käyttöönoton ja mutakuorman käyttöönoton jälkeen tulokset ovat seuraavat.

Yhden ohutkalvokuivaimen suunnittelukokoonpanon mukainen käsittelykapasiteetti tässä projektissa on 60 t/d. Tällä hetkellä keskimääräinen märkälietteen käsittely käyttöönottovaiheessa on 50 t/d (kosteuspitoisuus 79 %), mikä on saavuttanut 83 % suunnitellusta lietteen märkäkäsittelyn laajuudesta ja 87,5 % suunnitellusta lietteen kuivakäsittelyn laajuudesta.

Ohutkalvokuivaimen tuottaman puolikuivan lietteen keskimääräinen kosteuspitoisuus on 36 % ja lineaarikuivurin viemän puolikuivan lietteen kosteuspitoisuus on 36 %, mikä on pohjimmiltaan suunnittelutuotteen tavoitearvon (35 %) mukainen.

Lietteenkuivauslaitoksen ulkoisella kylläisen höyryn mittarilla mitattuna kylläisen höyryn kulutus on 25 t/d ja höyryn höyrystymisen latenttilämmön teoreettinen kokonaispäivittäinen lämmönkulutus on 25 t × 1 000 × 2 014,8 kJ/kg ÷ 4,184 kJ = 1,203 871 9 × 107 kcal/d. Kuivausjärjestelmän keskimääräinen päivittäinen haihdutusveden kokonaismäärä on (50 t × 0,79)-[50 t × (1-0,79)] ÷ (1-0,36) × 1 000 = 23 875 kg/d. Lietteenkuivausjärjestelmän yksikkökohtainen lämmönkulutus on 1,203 871 9 × 107 ÷ 23 875 = 504 kcal/kg haihdutettua vettä; Koska lietteenkuivausjärjestelmä on alttiina märän lietteen kosteuspitoisuuden muutoksille, ulkoisen höyryn laadulle ja puolikuivan lietteen kuljetuslaitteiden ominaisuuksille rakeisuusvaatimusten ja muiden tekijöiden osalta, on tarpeen optimoida eri muuttujien arvot tulevassa pitkäaikaisessa koekäytössä, jotta voidaan yhteenvetää järjestelmän parhaat käyttöolosuhteet ja taloudellinen energiankulutusindeksi.

1.Ohutkalvokuivauskone

Ohutkalvokuivaimen laiterakenne koostuu sylinterimäisestä kuoresta, jossa on lämmityskerros, kuoressa olevasta pyörivästä roottorista ja roottorin käyttölaitteesta: moottorista + reduktiosta.

Roottori on varustettu lavoilla pinnoitusta, sekoittamista ja työntövoimaa varten. Teippien ja sisäkuoren välinen etäisyys on 5–10 mm. Lämmityspinta voi puhdistua itse, ja lavat voidaan säätää ja irrottaa erikseen.

Käyttölaite: (moottori + alennusvaihde) voidaan valita taajuusmuunnosmoottori tai vakionopeusmoottori, voidaan valita hihnaalennusvaihde tai vaihteisto, voidaan käyttää suoraa liitäntää tai kytkentäliitäntää, roottorin nopeutta voidaan säätää 100 r/min, roottorin ulkoreunan lineaarinopeutta voidaan säätää 10 m/s, lietteen viipymäaika on 10–15 min.

2. Lineaarinen kuivausrumpu

Lineaarikuivaimessa on U-muotoinen ruuvikuljetin, ja sen voimansiirtoterä on erityisesti suunniteltu ja käsitelty estämään lietehiukkasten puristuminen ja leikkaaminen. Lineaarikuivaimen kuori ja pyörivä akseli ovat lämmitysosia, ja kuoren kuori voidaan purkaa. Lämmitysosia lukuun ottamatta lietteen kanssa kosketuksissa oleva osa on valmistettu ruostumattomasta teräksestä 316 L tai vastaavasta materiaalista, ja muut osat on valmistettu hiiliteräksestä, eli lineaarinen kuivauslaitteisto on valmistettu SS304+CS-teräksestä.

3. Lauhdutin

Kantokaasulauhduttimen tehtävänä on pestä lietekuivurista tuleva pakokaasu siten, että kaasun tiivistyvä kaasu tiivistyy. Laitteen rakennetyyppi on suorasuihkutuslauhdutin ja käsittelymateriaali on SS304-teräs.

4. Tuotejäähdyttimet

Tuotejäähdyttimen tehtävänä on alentaa 110 °C:n puolikuivan lietteen lämpötila noin 45 °C:seen. Sen lämmönsiirtopinta-ala on 21 m2 ja teho 4 kW. Sen tärkein jalostus- ja valmistusmateriaali on SS304+CS.

Ohutkalvolietteen kuivausprosessi on yleistynyt viime vuosina teknisten ominaisuuksiensa ansiosta, mikä tekee siitä tehokkaan ja tuloksellisen lietteenkäsittelymenetelmän. Prosessissa käytetään ohutkalvokuivainta kosteuden poistamiseksi lietteestä nopeasti ja tehokkaasti, jolloin jäljelle jää kuiva rakeinen tuote, jota on helppo käsitellä ja kuljettaa. Yhdistettynä lietteen kuivauksen ja polton alan eri teknologioiden prosessijärjestelmälaitteiden käyttökokemuksiin, lietteen ohutkalvokuivausprosessin tekniset ominaisuudet ovat seuraavat.

1. Ohutkalvolietekuivauskoneen keskeisiä teknisiä ominaisuuksia ovat sen yksinkertainen integrointi. Tämä menetelmä vaatii vähiten apulaitteita ja on helppo käyttää ja ohjata. Kuivausprosessi ei vaadi takaisinsekoitusta, ja liete ohittaa suoraan "muovivaiheen" (lietteen viskositeettivyöhykkeen), mikä tekee prosessista tehokkaamman ja virtaviivaisemman. Lisäksi syntyvän jälkikaasun määrä on suhteellisen pieni ja jälkikaasun käsittelyprosessi on yksinkertainen, mikä tekee siitä taloudellisen, tehokkaan ja ympäristöystävällisen lietteenkuivausvaihtoehdon.

2. Käyttötalous on toinen tärkeä näkökohta ohutkalvolietteen kuivausprosessikoneessa. Se tunnetaan suhteellisen alhaisesta energiankulutuksestaan ​​ja jatkuvasti korkeasta haihdutustehokkuudestaan. Lämmitysväliaineen talteenotto ja kierrätys on myös mahdollista, mikä vähentää energiakustannuksia entisestään. Lisäksi laite on kestävä, sen ylläpitokustannukset ovat alhaiset ja se vaatii vain vähän valvontaa, mikä tekee siitä kustannustehokkaan ratkaisun lietteen kuivaamiseen.

3. Ohutkalvolietekuivain on myös huomattava ominaisuus sen operatiivisessa joustavuudessa. Se soveltuu erityyppisten tahmaisten lieteiden kuivaamiseen ja voi tuottaa tasalaatuisia lietehiukkasia millä tahansa kosteuspitoisuudella. Tällä prosessilla on alhainen kiintoainepitoisuus, helppo käynnistys ja pysäytys sekä lyhyt tyhjennysaika, mikä parantaa entisestään sen operatiivista joustavuutta.

4. Ohutkalvolietteen kuivausprosessi tunnetaan turvallisuudestaan ​​ja ympäristönsuojelustaan. Siinä käytetään monipuolisia inerttejä menetelmiä, kuten typpioksidia, höyryä ja itsestään sammuvaa ilmaisinta. Prosessi toimii suljetussa alipainejärjestelmässä, jossa on alhainen happipitoisuus, hajuton ja pölyvuotoja estävä järjestelmä, mikä vähentää pölyräjähdyksen mahdollisuutta ja varmistaa lietteen kuivausprosessin turvallisuuden ja ympäristönsuojelun.

Yhteenvetona voidaan todeta, että ohutkalvolietteen kuivausprosessin tekniset ominaisuudet tekevät siitä tehokkaan, taloudellisen ja ympäristöystävällisen lietteenkäsittelyvaihtoehdon. Tällä prosessilla on ominaisuuksia, kuten kattava yksinkertaisuus, käyttötalous, toiminnan joustavuus, turvallisuus ja ympäristönsuojelu jne., ja se on arvokas ratkaisu lietteenkuivauslaitteille.