Iszapszárító rendszer

Az állam által kiadott, a városi szennyvíztisztító telepek iszapkezelésére és ártalmatlanítására vonatkozó műszaki útmutató szerint az iszap négy ártalmatlanítási módszert javasolnak: földhasználatot, hulladéklerakást, építőanyag-hasznosítást és száraz égetést. Az iszap mezőgazdaságban, hulladéklerakókban, tengeren és egyéb területeken egyre hangsúlyosabb korlátai és kedvezőtlen tényezői miatt az iszapszárításos és égetéses kezelési és ártalmatlanítási módszer széles körben elterjedt és népszerűsített számos országban, így kétségtelen, hogy az iszapszárításos és égetéses kezelési és ártalmatlanítási módszer ebben a szakaszban az egyik legfontosabb és legideálisabb műszaki ártalmatlanítási rendszerré válik.

Mivel a vállalat által keletkező iszap veszélyes hulladék műszaki jellemzőkkel bír, a szárítás utáni termékek elégetése és ártalmatlanítása, valamint a gőz hőforrásának szükségessége miatt átfogóan mérlegelni kell annak biztonságosságát, műszaki alkalmazhatóságát, gazdaságosságát, alkalmazását és népszerűsítését, valamint az üzembe helyezett iszapszárításhoz használt szárítóberendezés típusát. Hat iszapszárító berendezés típust hasonlítottak össze és választottak ki, beleértve a fluidágyas, a kétlépcsős, a vékonyréteges, a lapátos, a tárcsás és a szórófejes iszapszárító berendezéseket. A fenti hat szárítóberendezés műszaki érettségének, rendszerstabilitásának, üzembiztonságának és ártalmatlanítási környezetvédelmi tulajdonságainak figyelembevételével végül meghatározták a vékonyréteges szárítóberendezés típusát.

1. A vékonyréteg-szárító berendezéseinek alkatrészei

Általánosságban elmondható, hogy a vékonyréteg-szárító egy hengeres héjból, fűtőréteggel, a héjban lévő forgó rotorból és a rotor meghajtóberendezéséből áll. A rotor sokféle alakú és specifikációjú lapáttal van felszerelve, a lapát és a rotor csavarokkal van rögzítve, az összeszerelési mód rugalmasan állítható, hogy alkalmazkodjon az iszapjellemzők és a kezelési kapacitás változásához; A vékonyréteg-szárító teljes héja szakaszokra van osztva. A különböző ártalmatlanítási követelményeknek megfelelően több fűtőzónára osztható, és egyedi vezérlést, hőmérséklet-szabályozást, rugalmas kapcsolót és egyéb működtető elemeket valósíthat meg.

A szórólapátok a rotor iszapbemeneti és iszapkimeneti végén helyezkednek el. A henger iszapbemeneti végének minden oszlopára négy szórókaparó penge van felszerelve, amelyek 45°-os szögben vannak az oszlopvezetékhez képest. Ennek a telepítésnek a célja, hogy az iszap a hengerbe jutás után azonnal a forró fal felületéhez tapadjon, és a kiömlő véghez történő szállítás funkciója legyen, összesen 72 darab; Az iszapvég minden oszlopára két végfedél-szórókaparó penge van felszerelve, és a betápláló végén lévő szórókaparó pengék 45°-os ferde szögben vannak felszerelve, így a telepítés célja a termék tehetetlenségi erejének tompítása a kiürítéskor, hogy a gravitáció általi szabad kiürítés funkciója megvalósuljon, összesen 36 darab.

A sebességváltó lapátok a rotor középső részén helyezkednek el, és oszloponként 40 lapát található, összesen 720 lapáttal.

A különböző típusú pengék átfogóan valósítják meg az iszapelosztás, szétterítés, kaparás, keverés, visszakeverés, öntisztítás és a forró fal felületén történő szállítás fontos funkcióit. Összefoglalva, amikor a nedves iszap a vízszintes szárító egyik végéből belép, a forgó rotor azonnal folyamatosan eloszlatja a forró fal felületén, vékony anyagréteget képezve. Míg a rotoron lévő pengék folyamatosan görgetik a forró fal felületén eloszlatott nedves iszap vékony rétegét, a rotoron elhelyezett vezetőszög funkcióval ellátott szállítópengék a rotor körkörös forgásával forognak. Az iszap vékonyrétegének és szárításának folyamatában keletkező félszáraz iszaprészecskék vízszintes átvitelt mutatnak a rotor tengelyirányával egy bizonyos lineáris sebességgel, és előrehaladnak az iszapkimenet felé a vékonyréteg-szárító másik végén. A vékonyréteg-szárító tengelyirányú hossza nemcsak a betáplálási végtől a kiömlési végig tartó vízszintes vonal, hanem az iszap betáplálását és kiürítését is elvégzi a teljes vízszintes hengeres vékonyréteg-szárítóban. Ebben a folyamatban a nedves iszapot egyenletesen melegíti a gőzös forró fal, és a víz elpárolog. A nedves iszap tartózkodási ideje a vékonyréteg-szárítóban 10–15 perc, ami gyors indítást, leállítást és ürítést tesz lehetővé, valamint a berendezés folyamatvezérlése és beállítási vezérlése nagyon gyors.

3. Vékonyréteg-szárító kipufogógáz-gyűjtési folyamata

A vékonyréteg-szárító által betáplált iszap nedvességtartalma 75%~85% (számítva 80%-nak), és a vékonyréteg-szárító által előállított iszap nedvességtartalma körülbelül 35%. A szemcsés, félszáraz iszapot a következő fokozatú szállítóberendezésen keresztül a következő egységbe szállítják. A vékonyréteg-szárító munkafolyamata során keletkező kevert vivőgáz, például vízgőz, kipufogópor és szaggáz, fordított irányban mozog a hengerben lévő iszappal, és a kipufogógáz-tartályból az iszapadagoló nyílás feletti csővezetéken keresztül a kondenzátorba vezetik. A kondenzátorban a vivőgáz vize kondenzálódik a gőzből, a nem kondenzáló gázt cseppekké választják el, és a kipufogógáz által indukált huzatventilátoron keresztül a szárítórendszerbe vezetik. A vékonyréteg-szárító folyamatában keletkező füstgáz mennyisége viszonylag kicsi, általában a rendszer párolgásának mindössze 5%~10%-a. A kipufogógáz által indukált huzatventilátor a teljes szárítórendszert mikronegatív nyomású állapotba hozza, hogy elkerülje a szaggáz és a por túlcsordulását.

2. A vékonyréteg-szárítási folyamat fő berendezéseinek műszaki paraméterei

A projekt igényei szerint egyetlen iszapszárító rendszer iszapkezelési kapacitása 2,5 t/h (80%-os nedvességtartalom mellett), az iszap nedvességtartalma pedig 35%. Egyetlen vékonyréteg-szárító napi iszapkezelési kapacitása 60 t/nap (80%-os nedvességtartalom mellett), a névleges párolgási kapacitása 1,731 t/h, az egyetlen vékonyréteg-szárító hőcserélő területe 50 m2, az iszapbemenet nedvességtartalma 80%, az iszapkimenet nedvességtartalma pedig 35%. A vékonyréteg-szárító hőforrása telített gőz, a gőzellátás minősége pedig importált paraméterekből áll: a gőz hőmérséklete 180 ℃, a gőznyomás 1,0 MPa, az egyetlen vékonyréteg-szárító gőzfogyasztása 2,33 t/h, a vékonyréteg-szárítók száma pedig 2, egy egyszeri használatra.

A 180 ℃-os telített gőzt a nyomóvezetéken keresztül a lineáris szárítóba szállítják, és hőforrásként használják a félszáraz iszap közvetett melegítésére. A félszáraz iszapban lévő vizet a lineáris szárítóban tovább elpárologtatják. Az iszaptermék tényleges igénye (indítás és leállítás) szerint a végső iszap elérheti a 10%-os nedvességtartalmat, és a termékhűtőbe kerül.

A lineáris szárító feldolgozási kapacitása 0,769 t /h (nedvességtartalom 35%), a névleges párolgás 0,214 t /h, a hőcserélő terület 50 m2, a lineáris szárító iszapbemenetének nedvességtartalma 35%, az iszapkimenet nedvességtartalma 10%, a lineáris szárító gőzminőségi bemeneti paraméterei: A gőz hőmérséklete 180 ℃, a gőznyomás 1,0 MPa, egyetlen lineáris szárító gőzfogyasztása 0,253 t/h, a mennyiség 1 készlettel van felszerelve.

A vivőgázas kondenzátor berendezéstípusa közvetlen befecskendezéses hibrid kondenzátor, 3 500 Nm3/h levegőbemenettel, 95~110 ℃ belépő gázhőmérséklettel, 90~180 Nm3/h kimeneti gázhőmérséklettel és 55 ℃ kimeneti gázhőmérséklettel.

A vivőgázzal indukált huzatventilátor berendezéstípusa nagynyomású centrifugális ventilátor, a maximális levegőszívó térfogat 400 Nm3/h, a légnyomás 4,8 kPa, a vivőgáz közeg fizikai paraméterei: a hőmérséklet 45 ℃, a páratartalom 80% ~ 100% nedves levegő szagú gázkeverék, egyetlen szárítórendszer-készlettel van felszerelve.

A termékhűtő feldolgozási kapacitása 1,8 t/h, az iszap bemeneti hőmérséklete 110 °C, az iszap kimeneti hőmérséklete ≤45 °C, a hőcserélő terület 20 m2, a mennyiség pedig 1 egység.

3. A vékonyréteg-szárító üzembe helyezése során alkalmazott gazdaságos energiafogyasztás elemzése

A vékonyréteg-szárító folyamatrendszer közel fél hónapos egyszeri üzembe helyezése és iszapterheléses üzembe helyezése után az eredmények a következők.

Egyetlen vékonyréteg-szárító tervezési konfigurációs feldolgozási kapacitása ebben a projektben 60 t/nap. Jelenleg az üzembe helyezési időszak alatt az átlagos nedves iszapkezelés 50 t/nap (nedvességtartalom 79%), ami elérte a tervezett iszap nedves alapkezelési méret 83%-át és a tervezett iszap száraz alapkezelési méret 87,5%-át.

A vékonyréteg-szárító által előállított félszáraz iszap átlagos nedvességtartalma 36%, a lineáris szárító által kivitt félszáraz iszap nedvességtartalma pedig 36%, ami alapvetően megfelel a tervezési termék célértékének (35%).

Az iszapszárító műhely külső telített gőzmérőjével mérve a telített gőzfogyasztás 25 t/nap, a gőz elpárolgási látens hőjének elméleti teljes napi hőfogyasztása pedig 25 t×1 000×2 014,8 kJ/kg÷4,184 kJ =1,203 871 9×107 kcal/nap. A szárítórendszer átlagos napi teljes elpárologtatott vízmennyisége (50 t ×0,79)-[50 t ×(1-0,79)]÷(1-0,36)×1 000=23 875 kg/nap, tehát az iszapszárító rendszer egységnyi hőfogyasztása 1,203 871 9×107 ÷23 875=504 kcal/kg elpárologtatott víz; Mivel az iszapszárító rendszer a nedves iszap nedvességtartalmának, a külső gőz minőségének, valamint a félszáraz iszaptermék-szállító berendezések jellemzőinek változásától függ a szemcseméret-követelmények és egyéb tényezők tekintetében, a jövőbeni hosszú távú próbaüzem során optimalizálni kell a különböző változók értékét, hogy összefoglalják a rendszer legjobb üzemi feltételeit és gazdasági energiafogyasztási indexét.

1. Vékonyrétegű szárítógép

A vékonyréteg-szárító berendezésének szerkezete egy fűtőréteggel ellátott hengeres héjból, a héjban lévő forgó rotorból és a rotor hajtóművéből áll: motor + reduktor.

A rotor lapátokkal van felszerelve a bevonáshoz, keveréshez és meghajtáshoz. A lapátok és a belső héj közötti távolság 5-10 mm. A fűtőfelület öntisztítható, a lapátok pedig egyenként állíthatók és eltávolíthatók.

Meghajtóberendezés: (motor + reduktor) frekvenciaváltós vagy állandó fordulatszámú motor választható, szíjreduktor vagy sebességváltó választható, közvetlen csatlakozás vagy tengelykapcsolós csatlakozás használható, a rotor sebessége 100 ford/perc sebességgel szabályozható, a rotor külső élének lineáris sebessége 10 m/s sebességgel szabályozható, az iszap tartózkodási ideje 10~15 perc.

2. Lineáris szárítótest

A lineáris szárító U alakú csigarendszerrel rendelkezik, és a hajtómű pengéje kifejezetten az iszaprészecskék kipréselésének és vágásának elkerülésére van tervezve és megmunkálva. A lineáris szárító héja és forgótengelye fűtőalkatrészek, és a héj héja szétszerelhető. A fűtőalkatrészek kivételével az iszappal érintkező rész 316 L rozsdamentes acélból vagy azzal egyenértékű anyagból, a többi alkatrész pedig szénacélból, azaz a lineáris szárítóberendezés SS304+CS-ből készült.

3. Kondenzátor

A vivőgáz-kondenzátor funkciója az iszapszárítóból származó füstgáz átmosása, hogy a gázban lévő kondenzálható gáz kondenzálódjon. A berendezés szerkezeti típusa közvetlen permetező kondenzátor, a feldolgozó anyag pedig SS304.

4. Termékhűtők

A termékhűtő funkciója a 110 °C-os félszáraz iszap hőmérsékletének körülbelül 45 °C-ra való csökkentése, 21 m2 hőátadó felülettel és 4 kW teljesítménnyel. Fő feldolgozási és gyártási anyaga az SS304+CS.

A vékonyrétegű iszapszárítási eljárás az utóbbi években népszerűvé vált technikai jellemzőinek köszönhetően, így hatékony és eredményes iszapkezelési módszerré válik. Az eljárás során vékonyrétegű szárítót használnak a nedvesség gyors és hatékony eltávolítására az iszapból, így egy száraz, szemcsés terméket kapnak, amely könnyen kezelhető és szállítható. Az iszapszárítás és -égetés területén alkalmazott különböző technológiák folyamatrendszer-berendezéseinek üzemeltetési tapasztalataival kombinálva az iszap vékonyrétegű szárítási eljárásának műszaki jellemzői a következők.

1. A vékonyrétegű iszapszárító gép legfontosabb műszaki jellemzője az egyszerű integráció. Ez a módszer a legkevesebb segédberendezést igényli, egyszerűen kezelhető és vezérelhető. A szárítási folyamat nem igényel visszakeverést, és az iszap közvetlenül átugorja a "műanyag fázist" (iszapviszkozitási zónát), így a folyamat hatékonyabb és egyszerűbb. Ezenkívül a keletkező véggáz mennyisége viszonylag kicsi, és a véggázkezelési folyamat egyszerű, így gazdaságos, hatékony és környezetbarát iszapszárítási lehetőséget kínál.

2. A vékonyrétegű iszapszárító gép egy másik fontos szempontja az üzemeltetési gazdaságosság. Ismert viszonylag alacsony energiafogyasztásáról és állandóan magas párolgási hatékonyságáról. A fűtőközeg visszanyerése és újrahasznosítása is lehetséges, ami tovább csökkenti az energiaköltségeket. Ezenkívül a berendezés robusztus, alacsony karbantartási költségekkel rendelkezik, és minimális felügyeletet igényel, így költséghatékony megoldást kínál az iszapszárításra.

3. A vékonyrétegű iszapszárító gép egyik figyelemre méltó tulajdonsága a működési rugalmasság. Különböző típusú pasztaszerű iszapok szárítására alkalmas, és bármilyen nedvességtartalmú iszaptermék-részecskéket képes előállítani. Ez a folyamat alacsony szilárdanyag-terheléssel, könnyű indítással és leállítással, valamint rövid ürítési idővel rendelkezik, ami tovább növeli a működési rugalmasságot.

4. A vékonyrétegű iszapszárítási eljárás biztonságosságáról és környezetvédelméről ismert. Többoldalú inert megoldásokat alkalmaz, mint például N2, gőz és önkioltó érzékelés. A folyamat negatív nyomású, zárt rendszerben működik, alacsony oxigénszinttel, szagtalanul és pormentesen, csökkentve a porrobbanás lehetőségét, és biztosítva az iszapszárítási folyamat biztonságát és környezetvédelmét.

Összefoglalva, a vékonyrétegű iszapszárítási eljárás műszaki jellemzői hatékony, gazdaságos és környezetbarát iszapkezelési lehetőséggé teszik. Ez az eljárás az átfogó egyszerűség, az üzemeltetési gazdaságosság, a működési rugalmasság, a biztonság és a környezetvédelem stb. jellemzőivel bír, és értékes megoldást jelent az iszapszárító berendezések számára.