Dūņu žāvēšanas apstrādes risinājums:
Horizontālās plānplēves žāvēšanas divpakāpju procesa pielietojuma statuss un gadījuma analīze dūņu jauktas apdedzināšanas enerģijas ražošanas jomā
Šajā rakstā detalizēti tiek iepazīstināts ar horizontālās plānplēves dūņu žāvēšanas iekārtas divpakāpju procesu un kā piemēru tiek analizēts dūņu apstrādes un utilizācijas paplašināšanas projekts Bambusa parkā. Horizontālajai plānplēves žāvēšanas iekārtai ir liela vienas apstrādes jauda, augsta drošība, labs blīvējums, mazāk izplūdes gāzu un draudzīga darbnīcas vide. Balstoties uz horizontālās plānplēves žāvēšanas iekārtas divpakāpju procesa priekšrocībām drošībā, elastībā, ekonomiskumā un citos aspektos, šis dūņu žāvēšanas process arvien vairāk tiek pielietots dūņu sajaukšanas un apdedzināšanas enerģijas ražošanas jomā, un to var izmantot kā vienu no vēlamajiem procesiem dūņu apstrādes un utilizācijas projektos elektrostacijās. Līdz ar pilsētas straujo attīstību notekūdeņu daudzums turpina pieaugt, un notekūdeņu attīrīšanas iekārtu modernizācijas progress turpina paātrināties, kā rezultātā ievērojami palielinās dūņu ražošana. Līdz 2016. gada beigām Ķīnas notekūdeņu attīrīšanas apjoms ir sasniedzis 150 miljonus m/d, un kopējais dūņu daudzums ir gandrīz 30 miljoni tonnu. Tiek lēsts, ka Ķīnas dūņu ražošana līdz 2020. gadam pārsniegs 60 miljonus tonnu, pamatojoties uz 80% mitruma saturu. Pilsētas notekūdeņu savākšanas un attīrīšanas procesā radušās dūņas var saturēt smagos metālus, patogēnus, vīrusus, mikroorganismus un lielu daudzumu toksisku organisko vielu. Ja tās netiek pareizi apstrādātas un utilizētas, tās radīs nopietnu sekundāru piesārņojumu vidē ap izplūdes zonu un apdraudēs cilvēku veselību. Dūņu apstrādes un utilizācijas problēma pašreizējā situācijā ir kļuvusi par ievērojamu vides problēmu. Pašlaik galvenās dūņu apstrādes metodes ietver koncentrēšanu, kondicionēšanu, dehidratāciju, žāvēšanu utt., galvenokārt koncentrēšanu, kondicionēšanu un dehidratāciju, žāvēšanas ātrums joprojām ir zems. Dūņu utilizācija attiecas uz dūņu galīgo galamērķi pēc attīrīšanas. Pašlaik galvenās dūņu utilizācijas metodes ietver sanitāro poligonu, zemes izmantošanu, būvmateriālu izmantošanu pēc sadedzināšanas utt., starp kurām sanitārā poligona metode ir visbiežāk izmantotā metode. No vienas puses, arvien stingrāku standartu un ierobežoto pieejamo zemes resursu dēļ, no otras puses, žāvēšana un sadedzināšana kļūst arvien izplatītāka apstrāde un utilizācija.
Horizontāls plānslāņa dūņu žāvēšanas divpakāpju processDūņu žāvēšana ir process, kurā izmanto siltumenerģiju vai rūpniecisko atlikumsiltumu un atlikumsiltumu, kas rodas, sadedzinot fosilo kurināmo, lai, izmantojot īpašas tehnoloģijas un iekārtas, ātri iztvaicētu ūdeni dūņās. Dūņu žāvēšanas laikā no dūņām tiek noņemts ūdens, lai sasniegtu dūņu žāvēšanas mērķi, samazinātu dūņu apjomu, uzlabotu dūņu siltumspēju un vienlaikus panāktu dūņu samazināšanu un stabilizāciju. Horizontālā plānslāņa dūņu žāvēšanas divpakāpju process ir viens no galvenajiem procesiem liela mēroga dūņu žāvēšanas projektos, kas ir netiešs sildīšanas žāvēšanas process, kurā kā siltumnesēju izmanto piesātinātu tvaiku vai siltumvadītspējīgu eļļu.
Galvenais aprīkojums
Horizontālās plānplēves dūņu žāvēšanas divpakāpju procesa pamataprīkojums ir horizontālā plānplēves žāvēšanas mašīna. Xinjieyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd. saistītie vides iekārtu produkti aptver naftas ķīmijas, farmācijas, pārtikas, vides un enerģētikas jomas. Xinjieyuan uzņēmumam ir pilnvērtīgs produktu pētniecības un attīstības centrs un testēšanas bāze. Uzņēmums ir pasaules līderis ugunsizturīgu jauktu materiālu termiskās atdalīšanas risinājumos un plānplēves iztvaikošanas tehnoloģijā, kā arī līderis augstas viskozitātes materiālu žāvēšanas iekārtu izstrādē un ražošanā.
Attēlā parādīta horizontālās plānplēves žāvēšanas iekārtas struktūras diagramma. Horizontālā plānplēves žāvēšanas iekārta galvenokārt sastāv no trim daļām: korpusa, rotora un lāpstiņas, kā arī piedziņas ierīces. Korpuss ir spiedientvertne, un korpusa apvalku var piepildīt ar piesātinātu tvaiku vai siltumvadītspēju eļļu kā dūņu žāvēšanas procesa siltumnesēju. Materiāls ir Eiropas standarta augstas temperatūras izturīgs katlu tērauds. Iekšējā siena ir siltuma pārneses daļa, kas saskaras ar dūņām, nodrošinot galveno siltumapmaiņas laukumu un plānā dūņu slāņa nesēju. Korozijas izturība un nodilumizturība ir labāka nekā citiem materiāliem; rotors ir integrēta doba vārpsta, un tā īpašā apstrādes tehnoloģija var nodrošināt, ka rotors, karsējot un rotējot lielā ātrumā, nerada novirzi, un attālums starp lāpstiņas ārējo malu un iekšējo sienu vienmēr tiek uzturēts 5–10 mm. Rotora rotācijas un lāpstiņas pārklājuma ietekmē žāvētājā nonākošās dūņas uz iekšējās sienas vienmērīgi veido dinamisku plānu slāni, un plānais dūņu slānis tiek pastāvīgi atjaunināts. Virzoties uz izeju, tās turpina žūt.
Procesa plūsma
Pēc dekantera centrifūgas atūdeņošanas mitrās dūņas ar mitruma saturu 80–85% tiek transportētas uz mitro dūņu tvertni, izmantojot transportlīdzekļus vai cauruļvadu. Tvertne ir aprīkota ar slīdošo rāmi, lai novērstu dūņu nosprostojumu veidošanos, un apakšā ir izkraušanas skrūve un mitro dūņu padeves sūknis.
Mitrās dūņas transportēšanas sūknis transportē dūņas uz plānplēves žāvētāja ieeju, un plānplēves žāvētājā ieplūstošās dūņas ar rotora lāpstiņu pārklāj karstās sienas virsmu. Lāpstiņa ne tikai atkārtoti griežas un sajauc dūņas uz karstās sienas virsmas, bet arī spiež tās uz dūņu izeju. Šajā procesā dūņās esošais ūdens tiek uzkarsēts un iztvaicēts ūdens tvaikā, kas pārvietojas apgrieztā virzienā ar dūņām žāvēšanas iekārtas iekšpusē un no izplūdes tvertnes virs dūņu padeves atveres nonāk izplūdes gāzu kondensācijas sistēmā.
Pēc tam, kad plānās plēves žāvēšanas iekārtā radītā iztvaikošanas atlikumu gāze caur izplūdes gāzu kameru nonāk kondensācijas sistēmā, tā vispirms nonāk kondensatorā. Kondensatorā iztvaikošanas tvaiks tiek mazgāts ar ūdeni, un ūdens tiek kondensēts no iztvaikošanas atlikumu gāzes. Neliels daudzums nekondensējošas gāzes (gaisā esošās gaistošās vielas un dūņas) pēc pilienu atdalīšanas ar miglas noņemšanas ierīci tiek izvadīts no žāvēšanas sistēmas ar izplūdes ventilatoru un apstrādāts dezodorēšanas sistēmā vai sadedzināšanas sistēmā. Pašžāvēšanas sistēmas izvadīto izplūdes gāzu daudzums ir ļoti mazs, tikai 5–10% no sistēmas iztvaikošanas ūdens. Izplūdes gāzu ventilators visu žāvēšanas sistēmu rada negatīvā spiediena stāvoklī, lai novērstu smaku un putekļu pārplūdi.
Žāvētā dūņa ar 30–40 % mitruma saturu, kas iegūta no plānās plēves žāvēšanas iekārtas, tiek tālāk žāvēta nākamajā lineārajā žāvēšanas iekārtā, un minimālais mitruma saturs var tikt žāvēts līdz 5 %. Kad sausās dūņas tiek īslaicīgi uzglabātas, tiek uzstādīts dūņu dzesētājs. Pēc žāvēšanas lineārajā žāvētājā dūņas vispirms tiek atdzesētas, un dūņu temperatūra tiek samazināta līdz zem 50 ℃, lai uzlabotu drošību un novērstu dūņu gruzdēšanu vai spontānu aizdegšanos. Pēc tam tās caur izplūdes vārstu un skrāpju konveijeru pēc kārtas tiek nogādātas sauso dūņu tvertnē uzglabāšanai. Kad nākamā sadedzināšanas sistēma ir pievienota, žāvēšanas sistēmu var tieši savienot ar sadedzināšanas sistēmu virknē, izmantojot transportēšanas aprīkojumu. Divpakāpju horizontālais plānās plēves žāvēšanas process var panākt sistēmas pašinertifikācijas prasību, izmantojot dūņās iztvaikojošo ūdeni. Iedarbināšanas un avārijas gadījumā kā žāvēšanas sistēmas inertifikācijas vidi izmanto zema spiediena tvaiku, saldūdeni vai slāpekļa gāzi. Skābekļa satura analizators ir uzstādīts izplūdes tvertnes izejā, un dūņu žāvēšanas sistēmas drošu un stabilu darbību var panākt, kontrolējot skābekļa saturu žāvēšanas sistēmā.
Procesa priekšrocības
1) Drošība: plānas plēves dūņu žāvēšanas sistēmai ir laba hermētiskums, vienmēr tiek uzturēts mikro negatīvais spiediens no -0,5 līdz -1 kPa, nav smakas un putekļu pārplūdes; sistēma var būt pašinertiska un iestatīt dažādus inertus līdzekļus, skābekļa saturs pašvaldību projektos tiek kontrolēts zem 5%; žāvēšanas dūņu temperatūra žāvētāja izejā var sasniegt 100 ℃, kas var pilnībā veikt sterilizācijas lomu un atbilst ASV Vides aizsardzības aģentūras dūņu apglabāšanas kodeksa EPA503 standartam. Lietošanas vēsturē nav bijuši drošības incidenti. 2) Stabilitāte: dūņu un ogļu kooperatīva sadedzināšanas projektā, kad dūņu mitruma saturs, kas nonāk elektrostacijas katlā, ir liels, tas var viegli negatīvi ietekmēt katla aprīkojumu, kas var izraisīt nopietnus iekārtu bojājumus. Pirmkārt, krāsns iekšējā siena tiek nopietni mazgāta un nodilusi, un, otrkārt, var viegli aizsprostot transportēšanas sistēmu, kā rezultātā krāsns apstājas. Divpakāpju plānās plēves dūņu žāvēšanas procesam ir zems dūņu mitruma saturs, un, regulējot tvaika spiedienu žāvēšanas iekārtā, dūņu mitruma saturu var ātri regulēt no 20% līdz 33%. Salīdzinot ar citiem procesiem, tam ir acīmredzamas priekšrocības un pozitīva loma elektrostacijas iekārtu un elektrotīkla darbības stabilitātes uzturēšanā.
3) Vienkāršība: dūņu produktu vienmērīgums un granulācija var uzlabot elektrostacijas katla darbības stabilitāti. Citos procesos ir jāpalielina drupināšanas vai granulēšanas iekārtas, savukārt plānās plēves žāvētājs var būt pašgranulēts, produkts ir vienmērīgas granulācijas dūņas, bez papildu granulēšanas iekārtām; Neliels palīgiekārtu skaits, mazs nospiedums, vienkārša darbība un vadība; Nav nesējgāzes cirkulācijas, nav dūņu atpakaļsajaukšanās; Saskaņā ar "Spiediena trauku apkopes noteikumiem" visu veidu žāvēšanas mašīnām ir jāveic periodiska iekšējo sienu pārbaude, plānās plēves žāvēšanas mašīnas apkope bez cita pacelšanas aprīkojuma, ērta un efektīva apkope.
4) Elastīgs: plašs pielietojuma klāsts, piemērots dažādiem dūņu veidiem, var uzņemt dūņās 65–90 % mitru dūņu mitruma saturu; Divpakāpju process var radīt jebkuru produktu ar vienmērīgu cietvielu saturu. Palaišanas, apturēšanas un iztukšošanas laiks ir īss, un nav nepieciešama tīrīšanas operācija, lai sāktu no jauna. 5) Ekonomisks: augsta iztvaikošanas efektivitāte. Dūņu līdzsadedzināšanas projektā elektrostacijas tvaiku var tieši izmantot kā siltumnesēju. Iztvaikošanas ūdens uz kvadrātmetru plānslāņa žāvētājā var sasniegt vairāk nekā 45 kg stundā. Pašvaldību projektus var apvienot ar citām sistēmām (piemēram, gremošanas sistēmu), var sasniegt vairāk nekā 80 % augstu siltumenerģijas atgūšanas efektivitāti; Zemas uzturēšanas izmaksas, tikai viena ikgadēja pārbaude 5–10 dienas gadā; Smaka ir ļoti neliela, zemas apstrādes izmaksas; Pilnībā automātiska vadība, zemas uzraudzības prasības.
Horizontāla plānslāņa dūņu žāvēšanas divpakāpju procesa gadījuma izpēte dūņu jauktas apdedzināšanas enerģijas ražošanas laukā
Šanhajas Džujuaņas apgabala dūņu attīrīšanas un utilizācijas paplašināšanas projekta pakalpojuma objekts ir atūdeņotās dūņas, kas rodas pirmās un otrās Džujuaņas notekūdeņu attīrīšanas iekārtu notekūdeņu attīrīšanas procesā, kuras ir modernizētas līdz A pakāpes notekūdeņu standartam, un 2,2 miljoni m/d notekūdeņu attīrīšanas iekārtu pēc jaunā modernizācijas un papildināšanas projekta pabeigšanas. Projekta būvniecības mērogs ir 223 tDS/d, kas atbilst 1115 t/d dūņu tilpumam ar 80% mitruma saturu. Iekārtas konfigurācijā ir ņemts vērā projekta pirmās fāzes sadedzināšanas līnijas uzturēšanas stāvoklis, un projekta maksimālā attīrīšanas mērogs ir 288,5 tDS/d, kas atbilst 1442,5 t/d dūņu tilpumam ar 80% mitruma saturu. Dūņu attīrīšanas procesa maršrutā tiek izmantota divpakāpju plānslāņa žāvēšanas metode + elektrostacijas sajaukšanas un apdedzināšanas process. Atūdeņotās dūņas ar 80% mitruma saturu tiek transportētas uz dūņu attīrīšanas iekārtu ar pašizgāzēju. Pēc dūņu saņemšanas un uzglabāšanas sistēmas mitrās dūņas tiek iesūknētas uz plānslāņa dūņu žāvēšanas sistēmu, un pēc žāvēšanas sistēmas apstrādes vidējais mitruma saturs tiek samazināts līdz 30% (regulējams diapazons no 20% līdz 30%). Radītās sausās dūņas ar slēgtām kravas automašīnām tiek transportētas uz Šanhajas Vaigaočiao Nr. 2 vai Nr. 3 elektrostaciju līdzsadedzināšanai kopā ar oglēm.
Attēlā redzamā Džujuaņas apgabala dūņu apstrādes un utilizācijas paplašināšanas projekta dūņu žāvēšanas sistēmas diagramma. Pēc tam, kad dūņu kravas automašīna ir nosvērta ar svariem, mitrās dūņas tiek izgāztas pazemes pieņemšanas tvertnē un pēc tam caur virzuļa sūkņa sistēmu transportētas uz mitro dūņu uzglabāšanas tvertni. Pēc tam mitrās dūņas caur izkraušanas skrūvi un skrūvsūkni tiek transportētas uz plānplēves žāvēšanas iekārtu. Mitrās dūņas nonāk plānplēves žāvēšanas iekārtā pirmajam žāvēšanas posmam, un žāvētās dūņas caur tekni nonāk lineārajā žāvēšanas iekārtā. Žāvētā dūņas tālāk tiek žāvētas lineārajā žāvēšanas iekārtā. Dūņu mitruma saturu var ātri palielināt līdz 20–33%, regulējot tvaika spiedienu žāvēšanas iekārtā. Pēc otrā žāvēšanas posma dūņas nonāk dzesēšanas skrūvē dzesēšanai un pēc tam caur izkraušanas vārstu un skrāpi tiek transportētas uz sauso dūņu tvertni pagaidu uzglabāšanai.
Pašžāvēšanas iekārtas radītā iztvaikojošā atlikumgāze pārvietojas atpakaļgaitā kopā ar dūņām, un izplūdes kaste virs pašžāvēšanas iekārtas nonāk sekojošajā atlikumgāzu kondensācijas sistēmā. Iztvaikojošā atlikumgāze tiek izsmidzināta un kondensēta kondensatorā, un nekondensējošā gāze nonāk sekojošajā atkausētājā. Pēc pilienu atdalīšanas atkausētājā galīgā atlikumgāze tiek izvadīta no žāvēšanas sistēmas caur ventilatoru un nonāk smaku attīrīšanas sistēmā apstrādei. Horizontālajā plānās plēves žāvēšanas sistēmā izmantotie sabiedriskie inženiertehniskie apstākļi galvenokārt ietver piesātinātu tvaiku, vidēju ūdeni, instrumentu gaisu, cirkulējošu dzesēšanas ūdeni un saldūdeni. Žāvēšanas sistēmā izmantotais tvaiks nāk no elektrostacijas un tiek sadalīts 10 ražošanas līnijās caur apakšcilindriem. Žāvēšanas sistēma ir aprīkota ar gaisa spiediena sistēmu instrumentu gaisa padevei, kondensāta savākšanas sistēma tiek izmantota žāvēšanas iekārtas tvaika kondensāta savākšanai, un cirkulējošā dzesēšanas ūdens sistēma nodrošina cirkulējošu dzesēšanas ūdeni sistēmai. Žāvēšanas sistēmas radītie notekūdeņi galvenokārt ir izsmidzināšanas ūdens pēc iztvaikošanas atlikumgāzes mazgāšanas ar vidēju ūdens smidzinātāju, un šī notekūdeņu daļa tiks atgriezta notekūdeņu attīrīšanas iekārtā attīrīšanai. Izplūdes gāzes nonāk smaku attīrīšanas sistēmā centralizētai attīrīšanai. Pēc žāvēšanas dūņas tiek nosūtītas uz Vaigaočiao elektrostaciju, lai tās kopā sadedzinātu ar oglēm. Džujuaņas apgabala dūņu attīrīšanas un utilizācijas paplašināšanas projekta dūņu žāvēšanas sistēma 2020. gada augustā veiksmīgi izturēja veiktspējas novērtējumu. Projekta gada darbības laiks var sasniegt 8000 stundas, un gada dūņu attīrīšanas jauda var sasniegt vairāk nekā 400 000 tonnu. Projekta pabeigšana un ekspluatācija fundamentāli atrisinās dūņu novadīšanas problēmu Džujuaņas apgabalā un palīdzēs Šanhajas ekonomikai sasniegt ilgtspējīgu attīstību. Tas var sniegt atsauci vietējiem dūņu attīrīšanas un utilizācijas projektiem ar spēkstacijas līdzsadedzināšanu.
Kopsavilkums
1) Horizontālajai plānās plēves žāvēšanas sistēmai ir laba hermētiskums, tā var panākt stingru skābekļa satura kontroli un tai ir augsta drošība. Vairāk nekā 30 gadu lietošanas vēsturē nav noticis neviens drošības negadījums, un tas ir viens no drošākajiem žāvēšanas procesiem dūņu žāvēšanas jomā mūsdienās.
2) Dūņu sajaukšanas un apdedzināšanas enerģijas ražošanas projektā ļoti svarīga ir sauso dūņu formas un mitruma satura kontrole, kas ietekmēs žāvēšanas sistēmas sekojošās sadedzināšanas sistēmas darbību. No vienas puses, horizontālais plānslāņa žāvēšanas divpakāpju process var radīt granulētus produktus ar vienādu daļiņu izmēru un bez putekļiem, un, no otras puses, tas var ātri pielāgot mitruma saturu, mainot tvaika spiedienu un divpakāpju lineārās žāvēšanas iekārtas ātrumu. Laba sauso dūņu formas un mitruma satura kontrole var nodrošināt visas sistēmas stabilu darbību.
3) Horizontāla plānslāņa žāvēšanas divpakāpju dūņu žāvēšanas kooperatīva utilizācija ir pašvaldību dūņu apstrādes un utilizācijas attīstības tendence, kurai ir acīmredzamas priekšrocības drošības, stabilitātes, uzticamības, progresivitātes un citos aspektos. Horizontāla plānslāņa žāvēšanas divpakāpju procesa pielietošana kooperatīvā dūņu utilizēšanā ir zinātniska un pamatota izvēle pašvaldību dūņu apstrādei un utilizācijai mūsdienās.
