Løsning for behandling av slamtørking:
Søknadsstatus og caseanalyse av horisontal tynnfilmtørking i to-trinns prosess innen kraftproduksjon med blandet slamfyring
Denne artikkelen introduserer den to-trinns prosessen med horisontal tynnfilmslamtørking i detalj, og analyserer slambehandlings- og avhendingsprosjektet i Bamboo Park som et eksempel. Horisontal tynnfilmstørking har stor enkeltbehandlingskapasitet, høy sikkerhet, god tetting, mindre eksosgass og et vennlig verkstedmiljø. Basert på fordelene med horisontal tynnfilmstørkingsutstyrs to-trinns prosess innen sikkerhet, fleksibilitet, økonomi og andre aspekter, blir denne slamtørkingsprosessen mer og mer brukt innen slamblanding og fyring av kraftproduksjon, og kan brukes som en av de foretrukne prosessene for slambehandlings- og avhendingsprosjekter i kraftverk. Med den raske utviklingen av byen fortsetter mengden kloakk å øke, og fremdriften med oppgradering av kloakkrenseanlegg fortsetter å akselerere, noe som resulterer i en stor økning i slamproduksjonen. Ved utgangen av 2016 har Kinas kloakkrensevolum nådd 150 millioner m/d, og den totale mengden slam er nesten 30 millioner tonn. Det er anslått at Kinas slamproduksjon vil overstige 60 millioner tonn innen 2020 basert på 80 % fuktighetsinnhold. Slammet som genereres i oppsamlings- og behandlingsprosessen for byavløpsvann kan inneholde tungmetaller, patogener, virus, mikroorganismer og et stort antall giftig organisk materiale. Hvis det ikke behandles og deponeres riktig, vil det forårsake alvorlig sekundær forurensning av miljøet rundt utslippsområdet og true menneskers helse. Problemet med slambehandling og -deponering har blitt et fremtredende miljøproblem i den nåværende situasjonen. For tiden inkluderer de viktigste slambehandlingsmetodene konsentrering, kondisjonering, dehydrering, tørking osv., hovedsakelig konsentrering, kondisjonering og dehydrering, og tørkehastigheten er fortsatt på et lavt nivå. Slamdeponering refererer til den endelige destinasjonen for slam etter behandling. For tiden inkluderer de viktigste slamdeponeringsmetodene sanitær deponi, arealutnyttelse, utnyttelse av byggematerialer etter forbrenning osv., hvorav sanitær deponi er den mest brukte metoden. På den ene siden, på grunn av stadig strengere standarder og begrensede tilgjengelige landressurser, blir behandling og deponering av tørking og forbrenning mer og mer vanlig.
Horisontal tynnfilmslamtørking i to trinnSlamtørking er en prosess som bruker varmeenergi eller industriell spillvarme og spillvarme generert ved forbrenning av fossilt brensel for raskt å fordampe vannet i slam gjennom spesiell teknologi og utstyr. Slamtørking fjerner vannet i slammet for å oppnå formålet med å tørke slammet, redusere volumet av slammet, forbedre slammets brennverdi og samtidig realisere reduksjon og stabilisering av slammet. Horisontal tynnfilmslamtørking i to trinn er en av de viktigste prosessene i store slamtørkingsprosjekter for tiden, som er en indirekte oppvarmingstørkeprosess som bruker mettet damp eller varmeledningsolje som varmemedium.
Kjerneutstyr
Kjerneutstyret i den horisontale totrinnsprosessen for tynnfilmslamtørking er en horisontal tynnfilmstørkemaskin. Xinjieyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd.s relaterte miljøutstyrsprodukter omfatter petrokjemisk, farmasøytisk, næringsmiddel-, miljø- og energifelt. Xinjieyuan Company har et komplett forsknings- og utviklingssenter og testbase for produkter. Selskapet er verdensledende innen termiske separasjonsløsninger for ildfaste blandede materialer og tynnfilmfordampningsteknologi, samt en leder innen utvikling og produksjon av utstyr for tørking av materialer med høy viskositet.
Figuren viser strukturdiagrammet til den horisontale tynnfilmstørkemaskinen. Den horisontale tynnfilmstørkemaskinen består hovedsakelig av tre deler: skall, rotor og blad, og drivanordning. Skallet er en trykkbeholder, og skallkappen kan fylles med mettet damp eller varmeledningsolje som varmemedium for slamtørkeprosessen. Materialet er høytemperaturbestandig kjelestål av europeisk standard. Innerveggen er varmeoverføringsdelen som er i kontakt med slammet, og danner hovedvarmevekslingsområdet og bærer det tynne laget med slam. Korrosjonsmotstanden og slitestyrken er bedre enn andre materialer; rotoren er en integrert hul aksel, og dens spesielle prosesseringsteknologi kan sikre at rotoren ikke produserer avbøyning mens den varmes opp og roterer med høy hastighet, og avstanden mellom ytterkanten av bladet og innerveggen holdes alltid på 5-10 mm. Under rotasjonen av rotoren og belegget på bladet vil slammet som kommer inn i tørkeren danne et dynamisk tynt lag jevnt på innerveggen, og det tynne laget med slam oppdateres kontinuerlig. Det fortsetter å tørke mens det beveger seg mot utløpet.
Prosessflyt
Etter avvanning fra dekantersentrifuge transporteres våtslam med et fuktighetsinnhold på 80–85 % til våtslamsiloen via kjøretøy eller rørledning. Siloen er utstyrt med en glideramme for å forhindre at slammet bygger broer, og bunnen er utstyrt med en tømmeskrue og en våtslampumpe.
Våtslamtransportpumpen transporterer slammet til inngangen til tynnfilmstørkeren, og slammet som kommer inn i tynnfilmstørkeren belegges på overflaten av den varme veggen av bladet på rotoren. Bladet roterer ikke bare gjentatte ganger og blander slammet på overflaten av den varme veggen, men skyver det også fremover til slamutløpet. I denne prosessen varmes vannet i slammet opp og fordampes til vanndamp, som beveger seg omvendt med slammet inne i tørkemaskinen og går inn i avgasskondensasjonssystemet fra avgasstanken over slammatføringsporten.
Etter at fordampningsrestgassen som genereres i tynnfilmtørkemaskinen kommer inn i kondenseringssystemet gjennom eksosboksen, går den først inn i kondensatoren. I kondensatoren vaskes spilldampen med vann, og vannet kondenseres fra fordampningsrestgassen. En liten mengde ikke-kondenserende gass (flyktige stoffer i luft og slam) slippes ut fra tørkesystemet av eksosviften etter dråpeseparasjon med avduggingsanordningen og behandles i luktfjerningssystemet eller forbrenningssystemet. Mengden eksosgass som slippes ut av selvtørkesystemet er svært liten, bare 5%-10% av systemets fordampningsvann. Eksosviften setter hele tørkesystemet i en negativ trykktilstand for å unngå overløp av lukt og støv.
Det tørkede slammet med et fuktighetsinnhold på 30–40 % som produseres av tynnfilmtørkemaskinen, tørkes videre i den påfølgende lineære tørkemaskinen, og minimum fuktighetsinnhold kan tørkes til 5 %. Når det tørre slammet lagres midlertidig, settes slamkjøleren opp. Slammet, etter tørking med den lineære tørkeren, avkjøles først, og temperaturen på slammet reduseres til under 50 ℃ for å forbedre sikkerheten og forhindre at slammet ulmer eller selvantennes. Deretter sendes det til tørrslamsiloen for lagring gjennom utløpsventilen og skrapetransportøren. Når det påfølgende forbrenningssystemet er tilkoblet, kan tørkesystemet kobles direkte til forbrenningssystemet i serie gjennom transportutstyret. Den to-trinns horisontale tynnfilmtørkeprosessen kan oppfylle kravet om selvinertifisering i systemet gjennom fordamping av vann i slammet. Ved oppstart og nødstilfeller brukes lavtrykksdamp, ferskvann eller nitrogengass som inertifiseringsmedium i tørkesystemet. Oksygeninnholdsanalysatoren er plassert ved utløpet av eksostanken, og sikker og stabil drift av slamtørkesystemet kan oppnås ved å kontrollere oksygeninnholdet i tørkesystemet.
Fordeler med prosessen
1) Sikkerhet: God lufttetthet i tynnfilmslamtørkingssystemet, opprettholder alltid et mikronegativt trykk på -0,5 til -1 kPa, ingen lukt og støvoverløp; Systemet kan være selvinert og stille inn en rekke inerte metoder, oksygeninnholdet i kommunale prosjekter kontrolleres under 5 %; Tørkeslamtemperaturen ved utløpet av tørkeren kan nå 100 ℃, noe som fullt ut kan spille rollen som sterilisering og oppfylle EPA503-standarden i slamhåndteringsforskriften til US Environmental Protection Agency. Det er ingen sikkerhetshendelser i brukshistorikken. 2) Stabilitet: I slam- og kullkooperativforbrenningsprosjekter, når fuktighetsinnholdet i slammet som kommer inn i kjelen til kraftverket er stort, er det lett å ha en negativ innvirkning på kjeleutstyret, noe som kan føre til alvorlig skade på utstyret. For det første blir innerveggen i ovnen alvorlig vasket og slitt, og for det andre er det lett å føre til blokkering av transportsystemet, noe som resulterer i at ovnen slås av. To-trinnsprosessen med tynnfilmslamtørking har lavt slamfuktighetsinnhold, og kan oppnå rask justering av slamfuktighetsinnholdet mellom 20 % og 33 % ved å justere damptrykket i tørkemaskinen. Sammenlignet med andre prosesser har den åpenbare fordeler og spiller en positiv rolle i å opprettholde stabiliteten til kraftverksutstyr og strømnettets drift.
3) Enkelt: Ensartetheten og granuleringen av slamprodukter kan forbedre stabiliteten til kraftverkets kjeledrift. Andre prosesser krever økt knuse- eller granuleringsutstyr, mens tynnfilmtørkeren kan være selvgranulerende, produktet er jevnt granulert slam, uten ekstra granuleringsutstyr; Lite antall tilleggsutstyr, lite fotavtrykk, enkel betjening og kontroll; Ingen bæregassirkulasjon, ingen slamtilbakeblanding; I henhold til "Forskrift om vedlikehold av trykkbeholdere" må alle typer tørkemaskiner utføre periodisk inspeksjon av innerveggene, vedlikehold av tynnfilmtørkemaskiner uten annet løfteutstyr, praktisk og effektivt vedlikehold.
4) Fleksibel: Bredt bruksområde, egnet for en rekke typer slam, kan absorbere fuktighetsinnhold på 65 %–90 % vått slam i slammet; To-trinnsprosessen kan produsere ethvert produkt med ensartet faststoffinnhold. Start-, stopp- og tømmingstiden er kort, og det er ikke nødvendig med rengjøringsoperasjon for å starte på nytt. 5) Økonomi: Høy fordampningseffektivitet. I slamforbrenningsprosjektet kan dampen fra kraftverket brukes direkte som varmemedium. Fordampningsvannet per kvadratmeter i tynnsjiktstørkeren kan nå mer enn 45 kg per time. Kommunale prosjekter kan kombineres med andre systemer (som fordøyelsessystemet), og kan oppnå mer enn 80 % høy effektivitet for varmeenergigjenvinning; Lave vedlikeholdskostnader, kun én årlig inspeksjon på 5–10 dager per år; Lukten er svært liten, behandlingskostnadene er lave; Helautomatisk kontroll, lave overvåkingskrav.
Casestudie av horisontal tynnfilmslamtørking i to trinn i kraftproduksjonsfeltet for blandet fyring med slam
Tjenesteobjektet for utvidelsesprosjektet for slambehandling og avhending i Shanghai Zhuyuan-området er det avvannede slammet som genereres fra kloakkbehandlingen av det første og andre Zhuyuan-kloakkbehandlingsanlegget som er oppgradert til avløpsstandarden grad A, og 2,2 millioner m/d kloakkbehandling etter at det nye oppgraderings- og tilleggsprosjektet er fullført. Prosjektets byggeskala er 223 tDS/d, tilsvarende et slamvolum på 80 % fuktighetsinnhold på 1115 t/d. Anleggskonfigurasjonen tar hensyn til vedlikeholdstilstanden til forbrenningslinjen i prosjektets første fase, og prosjektets maksimale behandlingsskala er 288,5 tDS/d, tilsvarende et slamvolum på 80 % fuktighetsinnhold på 1442,5 t/d. Slambehandlingsruten benytter tynnsjiktstørking i to trinn + kraftverkblanding og brenning. Det avvannede slammet med 80 % fuktighetsinnhold transporteres til slambehandlingsanlegget med dumper. Etter slammottaks- og lagringssystemet pumpes det våte slammet til tynnfilmslamtørkesystemet, og deretter reduseres det gjennomsnittlige fuktighetsinnholdet til 30 % (justerbart område på 20 % ~ 30 %) etter behandlingen i tørkesystemet. Det genererte tørre slammet transporteres med lukkede lastebiler til Shanghai Waigaoqiao nr. 2 kraftverk eller nr. 3 kraftverk for samforbrenning med kull.
Figuren er et diagram over slamtørkesystemet for utvidelsesprosjektet for slambehandling og -deponering i Zhuyuan-området. Etter at slambilen er veid med en vektbro, dumpes det våte slammet til den underjordiske mottaksbingen og transporteres deretter til våtslamlagringsbeholderen gjennom stempelpumpesystemet. Deretter transporteres det våte slammet til tynnfilmtørkemaskinen gjennom avlastningsskruen og skruepumpen. Det våte slammet går inn i tynnfilmtørkemaskinen for det første tørketrinnet, og det tørkede slammet faller ned i den lineære tørkemaskinen gjennom rennen. Det tørkede slammet tørkes videre i den lineære tørkemaskinen. Fuktighetsinnholdet i slammet kan raskt justeres til området 20 %–33 %. Etter det andre tørketrinnet går slammet inn i kjøleskruen for avkjøling, og transporteres deretter til tørrslamsiloen for midlertidig lagring gjennom avlastningsventilen og skrapen.
Den fordampende halegassen som genereres av den selvtørkende maskinen beveger seg i revers med slammet, og eksosboksen over den selvtørkende maskinen går inn i det påfølgende halegasskondensasjonssystemet. Den fordampende halegassen sprøytes og kondenseres i kondensatoren, og den ikke-kondenserende gassen går inn i den påfølgende avduggeren. Etter dråpeseparasjon i avduggeren slippes den endelige halegassen ut fra tørkesystemet gjennom viften og går inn i luktbehandlingssystemet for behandling. De offentlige tekniske forholdene som brukes i det horisontale tynnfilmtørkesystemet inkluderer hovedsakelig mettet damp, mediumvann, instrumentluft, sirkulerende kjølevann og ferskvann. Dampen som brukes i tørkesystemet kommer fra kraftverket og distribueres til 10 produksjonslinjer gjennom undersylindere. Tørkesystemet er utstyrt med et lufttrykksystem for å tilføre instrumentluft, kondensatgjenvinningssystemet brukes til å gjenvinne dampkondensatet fra tørkemaskinen, og det sirkulerende kjølevannssystemet sørger for sirkulerende kjølevann til systemet. Avløpsvannet som produseres av tørkesystemet er hovedsakelig sprayvann etter vasking av fordampningsrestgassen med middels vannspray, og denne delen av kloakken vil bli returnert til avløpsrenseanlegget for behandling. Eksosgassen går inn i luktbehandlingssystemet for sentralisert behandling. Etter tørking sendes slammet til Waigaoqiao kraftverk for samforbrenning med kull. Slamtørkesystemet i utvidelsesprosjektet for slambehandling og -avhending i Zhuyuan-området besto ytelsesvurderingen i august 2020. Prosjektets årlige kjøretid kan nå 8000 timer, og den årlige slambehandlingskapasiteten kan nå mer enn 400 000 tonn. Ferdigstillelse og drift av prosjektet vil fundamentalt løse problemet med slamutslipp i Zhuyuan-området, og hjelpe Shanghais økonomi med å oppnå bærekraftig utvikling. Det kan gi en referanse for husholdningsslambehandlings- og avhendingsprosjekter med samforbrenning av kraftverk.
Sammendrag
1) Det horisontale tynnfilmtørkesystemet har god lufttetthet, kan oppnå streng kontroll av oksygeninnholdet og har høy sikkerhet. Det har ikke skjedd noen sikkerhetsulykker i løpet av de siste 30 årene, og det er en av de sikreste tørkeprosessene innen slamtørking i dag.
2) I prosjektet for kraftproduksjon av slamblanding og fyring er kontroll av formen og fuktighetsinnholdet til tørt slam svært kritisk, noe som vil påvirke driften av det påfølgende forbrenningssystemet i tørkesystemet. På den ene siden kan den horisontale tynnsjikttørkingsprosessen i to trinn generere granulære produkter med jevn partikkelstørrelse og uten støv, og på den andre siden kan den raskt justere fuktighetsinnholdet ved å endre damptrykket og hastigheten til den totrinns lineære tørkemaskinen. God kontroll av formen og fuktighetsinnholdet i det tørre slammet kan sikre stabil drift av hele systemet.
3) Horisontal tynnsjikttørking med to trinn og kooperativ avhending av slam er utviklingstrenden innen kommunal slambehandling og -avhending, som har åpenbare fordeler innen sikkerhet, stabilitet, pålitelighet, avanserte aspekter og andre aspekter. Bruken av horisontal tynnsjikttørking med to trinn i kooperativ avhending av slam er et vitenskapelig og rimelig valg for kommunal slambehandling og -avhending i dag.
