Rješenje za obradu sušenja mulja:
Status primjene i analiza slučaja horizontalnog sušenja tankog filma dvofaznog procesa u području proizvodnje energije iz miješanog izgaranja mulja
Ovaj članak detaljno predstavlja dvostupanjski proces horizontalnog stroja za sušenje tankog filma mulja i analizira projekt obrade mulja i proširenja odlagališta u Bamboo Parku kao primjer. Horizontalni stroj za sušenje tankog filma ima veliki kapacitet pojedinačne obrade, visoku sigurnost, dobro brtvljenje, manje ispušnih plinova i prijateljsko okruženje u radionici. Na temelju prednosti dvostupanjskog procesa horizontalne opreme za sušenje tankog filma u pogledu sigurnosti, fleksibilnosti, ekonomičnosti i drugih aspekata, ovaj proces sušenja mulja sve se više primjenjuje u području miješanja i izgaranja mulja te se može koristiti kao jedan od preferiranih procesa za projekte obrade i odlaganja mulja u elektranama. Brzim razvojem grada, količina otpadnih voda nastavlja se povećavati, a napredak u modernizaciji postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda nastavlja se ubrzavati, što rezultira velikim povećanjem proizvodnje mulja. Do kraja 2016. godine, volumen obrade otpadnih voda u Kini dosegao je 150 milijuna m/d, a ukupna količina mulja iznosi gotovo 30 milijuna tona. Procjenjuje se da će proizvodnja mulja u Kini premašiti 60 milijuna tona do 2020. godine na temelju sadržaja vlage od 80%. Mulj koji nastaje u procesu prikupljanja i obrade gradskih otpadnih voda može sadržavati teške metale, patogene, viruse, mikroorganizme i veliku količinu otrovnih organskih tvari. Ako se ne obradi i ne zbrine pravilno, uzrokovat će ozbiljno sekundarno onečišćenje okoliša oko područja ispuštanja i ugroziti ljudsko zdravlje. Problem obrade i zbrinjavanja mulja postao je istaknuti ekološki problem u trenutnoj situaciji. Trenutno, glavne metode obrade mulja uključuju koncentraciju, kondicioniranje, dehidraciju, sušenje itd., uglavnom koncentraciju, kondicioniranje i dehidraciju, dok je brzina sušenja još uvijek na niskoj razini. Zbrinjavanje mulja odnosi se na konačno odredište mulja nakon obrade. Trenutno, glavne metode zbrinjavanja mulja uključuju sanitarna odlagališta, korištenje zemljišta, korištenje građevinskih materijala nakon spaljivanja itd., među kojima je sanitarna odlagališta najčešće korištena metoda. S jedne strane, zbog sve strožih standarda i ograničenih dostupnih zemljišnih resursa, s druge strane, obrada i zbrinjavanje sušenjem i spaljivanjem postaju sve češći.
Dvostupanjski postupak horizontalnog sušenja tankog filma muljaSušenje mulja je proces koji koristi toplinsku energiju ili industrijsku otpadnu toplinu i otpadnu toplinu nastalu izgaranjem fosilnih goriva za brzo isparavanje vode u mulju pomoću posebne tehnologije i opreme. Sušenjem mulja uklanja se voda iz mulja, čime se postiže svrha sušenja mulja, smanjuje volumen mulja, poboljšava kalorijska vrijednost mulja te istovremeno ostvaruje smanjenje i stabilizaciju mulja. Dvostupanjski horizontalni proces sušenja mulja tankim filmom jedan je od glavnih procesa velikih projekata sušenja mulja u ovom trenutku, a to je proces indirektnog sušenja zagrijavanjem koji koristi zasićenu paru ili ulje za provođenje topline kao toplinski medij.
Osnovna oprema
Osnovna oprema horizontalnog dvostupanjskog procesa sušenja tankog filma mulja je horizontalni stroj za sušenje tankog filma. Xinjieyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd. proizvodi srodne opreme za zaštitu okoliša uključuju petrokemijsku, farmaceutsku, prehrambenu, ekološku i energetsku industriju. Xinjieyuan Company ima kompletan centar za istraživanje i razvoj proizvoda i testnu bazu. Tvrtka je svjetski lider u rješenjima za termičko odvajanje vatrostalnih miješanih materijala i tehnologiji isparavanja tankog filma, kao i lider u razvoju i proizvodnji opreme za sušenje materijala visoke viskoznosti.
Slika prikazuje dijagram strukture horizontalnog stroja za sušenje tankih filmova. Horizontalni stroj za sušenje tankih filmova uglavnom se sastoji od tri dijela: plašta, rotora i lopatice te pogonskog uređaja. Plašt je posuda pod tlakom, a plašt plašta može se napuniti zasićenom parom ili uljem za provođenje topline kao toplinskim medijem procesa sušenja mulja. Materijal je visokotemperaturni kotlovski čelik europskog standarda. Unutarnja stijenka je dio za prijenos topline u kontaktu s muljem, osiguravajući glavno područje izmjene topline i nositelj tankog sloja mulja. Otpornost na koroziju i otpornost na habanje su bolje od drugih materijala; Rotor je integralno šuplje vratilo, a njegova posebna tehnologija obrade može osigurati da rotor ne stvara otklone tijekom zagrijavanja i rotacije velikom brzinom, a udaljenost između vanjskog ruba lopatice i unutarnje stijenke uvijek se održava na 5-10 mm. Pod rotacijom rotora i premazom lopatice, mulj koji ulazi u sušilicu će ravnomjerno formirati dinamičan tanki sloj na unutarnjoj stijenci, a tanki sloj mulja se stalno ažurira. Nastavlja se sušiti dok napreduje prema izlazu.
Tijek procesa
Nakon dekanterske centrifuge za odvodnjavanje, mokri mulj s udjelom vlage od 80%-85% transportira se u silos za mokri mulj vozilom ili cjevovodom. Silos je opremljen kliznim okvirom kako bi se spriječilo stvaranje mostova od mulja, a dno je opremljeno pužem za istovar i pumpom za dovod mokrog mulja.
Pumpa za transport mokrog mulja prenosi mulj do ulaza sušilice tankog filma, a mulj koji ulazi u sušilicu tankog filma nanosi se na površinu vruće stijenke pomoću lopatice na rotoru. Lopatica ne samo da se više puta okreće i miješa mulj na površini vruće stijenke, već ga i gura naprijed prema izlazu za mulj. U tom procesu, voda u mulju se zagrijava i isparava u vodenu paru, koja se kreće obrnuto s muljem unutar sušilice i ulazi u sustav kondenzacije ispušnih plinova iz ispušnog spremnika iznad otvora za dovod mulja.
Nakon što isparavajući plin nastao u stroju za sušenje tankih filmova uđe u kondenzacijski sustav kroz ispušnu kutiju, prvo ulazi u kondenzator. U kondenzatoru se otpadna para ispire vodom, a voda se kondenzira iz isparavajućeg plina. Mala količina nekondenzirajućeg plina (hlapljive tvari u zraku i mulju) ispušta se iz sustava sušenja pomoću ispušnog ventilatora nakon odvajanja kapljica uređajem za odmagljivanje i obrađuje se u sustavu za dezodoraciju ili sustavu za spaljivanje. Količina ispušnih plinova koju ispušta sustav za samosušenje je vrlo mala, samo 5%-10% isparene vode sustava. Ventilator ispušnih plinova dovodi cijeli sustav sušenja u stanje negativnog tlaka kako bi se izbjeglo prekomjerno širenje mirisa i prašine.
Osušeni mulj s udjelom vlage od 30%-40% proizveden iz stroja za sušenje tankog filma dodatno se suši u sljedećem linearnom stroju za sušenje, a minimalni udio vlage može se osušiti na 5%. Kada se suhi mulj privremeno skladišti, postavlja se hladnjak mulja. Mulj nakon sušenja linearnim sušilom prvo se hladi, a temperatura mulja se smanjuje ispod 50℃ kako bi se poboljšala sigurnost i spriječilo tinjanje ili spontano izgaranje mulja. Zatim se putem ispusnog ventila i strugača šalje u silos za suhi mulj na skladištenje. Kada se spoji sljedeći sustav spaljivanja, sustav sušenja može se izravno spojiti sa sustavom spaljivanja serijski putem transportne opreme. Dvostupanjski horizontalni proces sušenja tankog filma može postići zahtjev za samoinertifikacijom u sustavu putem isparavanja vode u mulju. U slučaju pokretanja i hitnih slučajeva, kao inertifikacijski medij sustava sušenja koriste se niskotlačna para, slatka voda ili dušik. Analizator sadržaja kisika postavljen je na izlazu iz ispušnog spremnika, a siguran i stabilan rad sustava za sušenje mulja može se ostvariti kontroliranjem sadržaja kisika u sustavu za sušenje.
Prednosti procesa
1) Sigurnost: dobra hermetičnost sustava za sušenje tankog filma mulja, uvijek održava mikro negativni tlak od -0,5 do -1 kPa, bez mirisa i prelijevanja prašine; Sustav može biti samoinertan i može se postaviti na različita inertna sredstva, sadržaj kisika u komunalnim projektima kontrolira se ispod 5%; Temperatura sušenog mulja na izlazu iz sušilice može doseći 100 ℃, što može u potpunosti odigrati ulogu sterilizacije i zadovoljiti standard EPA503 kodeksa odlaganja mulja Američke agencije za zaštitu okoliša. U povijesti primjene nije bilo sigurnosnih incidenata. 2) Stabilnost: u projektu kooperativnog spaljivanja mulja i ugljena, kada je sadržaj vlage u mulju koji ulazi u kotao elektrane velik, lako je negativno utjecati na opremu kotla, što može dovesti do ozbiljnog oštećenja opreme. Prvo, unutarnja stijenka peći se ozbiljno pere i troši, a drugo, lako je dovesti do začepljenja transportnog sustava, što rezultira gašenjem peći. Dvostupanjski proces sušenja tankog filma mulja ima nizak sadržaj vlage u mulju i omogućuje brzo podešavanje sadržaja vlage u mulju između 20% i 33% podešavanjem tlaka pare u sušilici. U usporedbi s drugim procesima, ima očite prednosti i igra pozitivnu ulogu u održavanju stabilnosti opreme elektrane i rada električne mreže.
3) Jednostavno: ujednačenost i granulacija produkata mulja mogu poboljšati stabilnost rada kotla u elektrani. Drugi procesi zahtijevaju povećanje opreme za drobljenje ili granulaciju, dok sušilica tankog filma može biti samostalno granulirana, proizvod je ujednačen granulirani mulj, bez dodatne opreme za granulaciju; Mali broj pomoćne opreme, mali otisak, jednostavno rukovanje i upravljanje; Nema cirkulacije plina nosača, nema povratnog miješanja mulja; Prema "Pravilniku o održavanju posuda pod tlakom", sve vrste sušilica moraju provoditi periodične preglede unutarnjih stijenki, održavanje sušilice tankog filma bez druge opreme za podizanje, praktično i učinkovito održavanje.
4) Fleksibilno: širok raspon primjene, pogodno za razne vrste mulja, može prihvatiti u mulj sadržaj vlage od 65%-90%; Dvostupanjski proces može proizvesti bilo koji proizvod s ujednačenim udjelom krutih tvari. Vrijeme pokretanja, zaustavljanja i pražnjenja je kratko, a za ponovno pokretanje nije potrebno čišćenje. 5) Ekonomičnost: visoka učinkovitost isparavanja. U projektu suspaljivanja mulja, para elektrane može se izravno koristiti kao toplinski medij. Isparavanje vode po kvadratnom metru tankoslojne sušilice može doseći više od 45 kg na sat. Komunalni projekti mogu se kombinirati s drugim sustavima (kao što je probavni sustav), mogu postići visoku učinkovitost povrata toplinske energije veću od 80%; Niski troškovi održavanja, samo jedan godišnji pregled od 5-10 dana godišnje; Miris je vrlo mali, niski troškovi obrade; Potpuno automatsko upravljanje, niski zahtjevi za praćenjem.
Studija slučaja dvostupanjskog procesa horizontalnog sušenja tankog filma mulja u području mješovitog izgaranja mulja u proizvodnji energije
Predmet usluge projekta proširenja obrade i odlaganja mulja u području Shanghai Zhuyuan je odvodnjeni mulj koji nastaje obradom otpadnih voda prvog i drugog postrojenja za obradu otpadnih voda Zhuyuan, nadograđenog na standard efluenta A kategorije, te 2,2 milijuna m/d obrade otpadnih voda nakon završetka novog projekta nadogradnje i dopune. Obim izgradnje projekta je 223 tDS/d, što je ekvivalentno volumenu mulja s 80% sadržaja vlage od 1115 t/d. Konfiguracija postrojenja uzima u obzir stanje održavanja linije za spaljivanje prve faze projekta, a vršni obim obrade projekta je 288,5 tDS/d, što je ekvivalentno volumenu mulja s 80% sadržaja vlage od 1442,5 t/d. Proces obrade mulja koristi dvostupanjsku metodu sušenja tankog sloja + proces miješanja i pečenja u elektrani. Odvodnjeni mulj s 80% sadržaja vlage prevozi se do postrojenja za obradu mulja kiperom. Nakon sustava za prihvat i skladištenje mulja, mokri mulj se pumpa u sustav za sušenje tankog filma mulja, a zatim se prosječni sadržaj vlage smanjuje na 30% (podesivi raspon od 20% ~ 30%) nakon obrade u sustavu sušenja. Nastali suhi mulj se zatvorenim kamionima prevozi u elektranu Shanghai Waigaoqiao br. 2 ili elektranu br. 3 za zajedničko spaljivanje s ugljenom.
Slika prikazuje dijagram sustava sušenja mulja za projekt proširenja obrade i odlaganja mulja u području Zhuyuan. Nakon što se kamion za mulj važe na vagi, mokri mulj se istovaruje u podzemni prijemni spremnik, a zatim se putem sustava klipnih pumpi transportira u spremnik za skladištenje mokrog mulja. Zatim se mokri mulj putem istovarnog vijka i pužne pumpe transportira do stroja za sušenje tankih filmova. Mokri mulj ulazi u stroj za sušenje tankih filmova za prvu fazu sušenja, a osušeni mulj pada u linearni stroj za sušenje kroz žlijeb. Osušeni mulj se dalje suši u linearnom stroju za sušenje. Sadržaj vlage u mulju može se brzo dovršiti u rasponu od 20%-33% podešavanjem tlaka pare u stroju za sušenje. Nakon druge faze sušenja, mulj ulazi u vijak za hlađenje radi hlađenja, a zatim se putem istovarnog ventila i strugača transportira u silos za suhi mulj radi privremenog skladištenja.
Isparljivi ostatak plina koji stvara stroj za samosušenje kreće se unatrag s muljem, a ispušna kutija iznad stroja za samosušenje ulazi u sljedeći sustav kondenzacije ostataka plina. Isparljivi ostatak plina raspršuje se i kondenzira u kondenzatoru, a nekondenzirajući plin ulazi u sljedeći odmagljivač. Nakon odvajanja kapljica u odmagljivaču, konačni ostatak plina ispušta se iz sustava sušenja putem ventilatora i ulazi u sustav za obradu mirisa radi obrade. Uvjeti javnog inženjerstva koji se koriste u horizontalnom sustavu sušenja tankim filmom uglavnom uključuju zasićenu paru, medij vodu, instrumentalni zrak, cirkulirajuću rashladnu vodu i slatku vodu. Para koja se koristi u sustavu sušenja dolazi iz elektrane i distribuira se u 10 proizvodnih linija putem podcilindara. Sustav sušenja opremljen je sustavom tlaka zraka za dovod instrumentalnog zraka, sustav za povrat kondenzata koristi se za povrat kondenzata pare stroja za sušenje, a sustav cirkulirajuće rashladne vode osigurava cirkulirajuću rashladnu vodu za sustav. Otpadna voda koju proizvodi sustav sušenja uglavnom je voda za prskanje nakon pranja isparljivog ostataka plina sprejom medija vode, a taj dio kanalizacije vraća se u uređaj za pročišćavanje otpadnih voda radi obrade. Ispušni plin ulazi u sustav za obradu mirisa radi centralizirane obrade. Nakon sušenja, mulj se šalje u elektranu Waigaoqiao na suspaljivanje s ugljenom. Sustav za sušenje mulja u sklopu projekta proširenja obrade i odlaganja mulja u području Zhuyuan uspješno je prošao procjenu učinkovitosti u kolovozu 2020. Godišnje vrijeme rada projekta može doseći 8000 sati, a godišnji kapacitet obrade mulja može doseći više od 400 000 tona. Završetak i rad projekta temeljno će riješiti problem ispuštanja mulja u području Zhuyuan i pomoći gospodarstvu Šangaja da postigne održivi razvoj. Može pružiti referencu za domaće projekte obrade i odlaganja mulja s suspaljivanjem u elektrani.
Sažetak
1) Horizontalni sustav sušenja tankim filmom ima dobru hermetičnost, može postići strogu kontrolu sadržaja kisika i visoku sigurnost. U povijesti primjene dugoj više od 30 godina nije se dogodila nijedna sigurnosna nezgoda, te je danas jedan od najsigurnijih procesa sušenja u području sušenja mulja.
2) U projektu miješanja i spaljivanja mulja, kontrola oblika i sadržaja vlage suhog mulja vrlo je kritična, što će utjecati na rad naknadnog sustava spaljivanja sustava sušenja. S jedne strane, dvostupanjski proces horizontalnog sušenja tankog sloja može generirati granulirane proizvode s ujednačenom veličinom čestica i bez prašine, a s druge strane, može brzo ostvariti podešavanje sadržaja vlage promjenom tlaka pare i brzine dvostupanjskog linearnog stroja za sušenje. Dobra kontrola oblika i sadržaja vlage suhog mulja može osigurati stabilan rad cijelog sustava.
3) Dvostupanjsko horizontalno sušenje tankog sloja i kooperativno odlaganje mulja predstavlja trend razvoja obrade i odlaganja komunalnog mulja, koji ima očite prednosti u sigurnosti, stabilnosti, pouzdanosti, naprednosti i drugim aspektima. Primjena dvostupanjskog procesa horizontalnog sušenja tankog sloja u kooperativnom odlaganju mulja znanstveni je i razuman izbor za obradu i odlaganje komunalnog mulja danas.
