Leave your information
*Name Cannot be empty!
* Enter product details such as size, color,materials etc. and other specific requirements to receive an accurate quote. Cannot be empty

Sušenie tenkých vrstiev kalu

30.10.2024
bdb (1)8lq

Riešenie na sušenie kalu:

Stav aplikácie a analýza prípadov horizontálneho dvojstupňového procesu sušenia tenkých vrstiev v oblasti výroby energie zmiešaným spaľovaním kalov

Tento článok podrobne predstavuje dvojstupňový proces horizontálneho sušiaceho zariadenia na tenké vrstvy kalov a analyzuje projekt spracovania kalov a rozšírenia ich likvidácie v Bambusovom parku ako príklad. Horizontálne sušiace zariadenie na tenké vrstvy má veľkú jednorazovú kapacitu spracovania, vysokú bezpečnosť, dobré utesnenie, menej výfukových plynov a priateľské pracovné prostredie. Vďaka výhodám dvojstupňového procesu horizontálneho sušiaceho zariadenia na tenké vrstvy, pokiaľ ide o bezpečnosť, flexibilitu, hospodárnosť a ďalšie aspekty, sa tento proces sušenia kalov čoraz viac používa v oblasti miešania a spaľovania kalov na výrobu energie a môže sa použiť ako jeden z preferovaných procesov pre projekty spracovania a likvidácie kalov v elektrárňach. S rýchlym rozvojom mesta sa množstvo odpadových vôd neustále zvyšuje a pokrok v modernizácii čistiarní odpadových vôd sa neustále zrýchľuje, čo vedie k výraznému nárastu produkcie kalov. Do konca roka 2016 dosiahol objem čistenia odpadových vôd v Číne 150 miliónov m/d a celkové množstvo kalov je takmer 30 miliónov ton. Odhaduje sa, že produkcia kalov v Číne do roku 2020 prekročí 60 miliónov ton pri 80 % obsahu vlhkosti. Kal vznikajúci pri procese zberu a čistenia mestských odpadových vôd môže obsahovať ťažké kovy, patogény, vírusy, mikroorganizmy a veľké množstvo toxických organických látok. Ak sa nespracuje a nezlikviduje správne, spôsobí vážne sekundárne znečistenie životného prostredia v okolí vypúšťacej oblasti a ohrozí ľudské zdravie. Problém čistenia a likvidácie kalov sa v súčasnej situácii stal významným environmentálnym problémom. V súčasnosti medzi hlavné metódy čistenia kalov patrí koncentrácia, úprava, dehydratácia, sušenie atď., pričom rýchlosť sušenia je stále nízka. Likvidácia kalov sa vzťahuje na konečné miesto určenia kalov po ich spracovaní. V súčasnosti medzi hlavné metódy likvidácie kalov patrí sanitárne skládkovanie, využívanie pôdy, využívanie stavebných materiálov po spaľovaní atď., pričom sanitárne skládkovanie je najbežnejšie používanou metódou. Na jednej strane, kvôli čoraz prísnejším normám a obmedzeným dostupným pôdnym zdrojom, na druhej strane sa čistenie a likvidácia sušením a spaľovaním stáva čoraz bežnejšou.

Dvojstupňový proces sušenia horizontálneho tenkovrstvového kalu

Sušenie kalu je proces, ktorý využíva tepelnú energiu alebo priemyselné odpadové teplo a odpadové teplo generované spaľovaním fosílnych palív na rýchle odparenie vody v kale pomocou špeciálnej technológie a zariadenia. Sušenie kalu odstraňuje vodu v kale, čím sa dosiahne účel sušenia kalu, zníženie objemu kalu, zlepšenie výhrevnosti kalu a súčasné zníženie a stabilizácia kalu. Dvojstupňový proces horizontálneho sušenia tenkého filmu kalu je v súčasnosti jedným z hlavných procesov rozsiahlych projektov sušenia kalu. Ide o proces nepriameho ohrevu s použitím nasýtenej pary alebo teplonosného oleja ako tepelného média.


Základné vybavenie
Hlavným zariadením horizontálneho dvojstupňového procesu sušenia tenkých vrstiev kalov je horizontálny sušiaci stroj na tenké vrstvy. Súvisiace produkty spoločnosti Xinjieyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd. zahŕňajú petrochemický, farmaceutický, potravinársky, environmentálny a energetický priemysel. Spoločnosť Xinjieyuan má kompletné centrum pre výskum a vývoj produktov a testovaciu základňu. Spoločnosť je svetovým lídrom v oblasti riešení tepelnej separácie žiaruvzdorných zmesí materiálov a technológie odparovania tenkých vrstiev, ako aj lídrom vo vývoji a výrobe zariadení na sušenie materiálov s vysokou viskozitou.

bdb (2)gnd

Obrázok znázorňuje schému štruktúry horizontálneho sušiaceho stroja na tenké vrstvy. Horizontálny sušiaci stroj na tenké vrstvy sa skladá hlavne z troch častí: plášťa, rotora s lopatkami a hnacieho zariadenia. Plášť je tlaková nádoba a plášť plášťa môže byť naplnený nasýtenou parou alebo teplonosným olejom ako tepelným médiom procesu sušenia kalu. Materiál je vysokoteplotná kotlová oceľ európskeho štandardu. Vnútorná stena je teplonosná časť, ktorá je v kontakte s kalom a poskytuje hlavnú plochu na výmenu tepla a nosič tenkej vrstvy kalu. Odolnosť proti korózii a opotrebovaniu je lepšia ako u iných materiálov. Rotor je integrovaný dutý hriadeľ a jeho špeciálna technológia spracovania zabezpečuje, že rotor sa pri zahrievaní a otáčaní vysokou rýchlosťou nevychyľuje a vzdialenosť medzi vonkajším okrajom lopatky a vnútornou stenou je vždy udržiavaná na úrovni 5 – 10 mm. Pri otáčaní rotora a povlaku lopatky kal vstupujúci do sušičky vytvorí na vnútornej stene rovnomerne dynamickú tenkú vrstvu a tenká vrstva kalu sa neustále obnovuje. Kal pokračuje v schnutí, keď sa pohybuje smerom k výstupu.

bdb (3)09g
Priebeh procesu
Po odvodnení dekantačnou odstredivkou sa mokrý kal s obsahom vlhkosti 80 % – 85 % prepraví do sila na mokrý kal pomocou dopravného prostriedku alebo potrubia. Silo je vybavené posuvným rámom, ktorý zabraňuje vytváraniu mostíkov z kalu, a na dne je umiestnená vyprázdňovacia závitovka a čerpadlo na prepravu mokrého kalu.

Dopravné čerpadlo mokrého kalu prepravuje kal k vstupu do tenkovrstvovej sušičky a kal vstupujúci do tenkovrstvovej sušičky je nanášaný na povrch horúcej steny lopatkou rotora. Lopatka nielenže opakovane otáča a mieša kal na povrchu horúcej steny, ale ho aj tlačí dopredu k výstupu kalu. Pri tomto procese sa voda v kale zahrieva a odparuje na vodnú paru, ktorá sa pohybuje inverzne s kalom vo vnútri sušičky a vstupuje do systému kondenzácie výfukových plynov z výfukovej nádrže nad prívodným otvorom kalu.

bdb (4)miu
Po vstupe odpareného zvyškového plynu generovaného v sušiarni tenkých vrstiev do kondenzačného systému cez výfukovú skriňu najprv vstupuje do kondenzátora. V kondenzátore sa odpadová para premyje vodou a voda sa kondenzuje z odpareného zvyškového plynu. Malé množstvo nekondenzujúceho plynu (prchavé látky vo vzduchu a kale) sa po oddelení kvapiek odhmlievačom odvádza zo sušiaceho systému odsávacím ventilátorom a spracováva sa v dezodoračnom systéme alebo spaľovacom systéme. Množstvo výfukových plynov vypúšťaných samosušiacim systémom je veľmi malé, iba 5 % – 10 % odparenej vody zo systému. Výfukový ventilátor udržiava celý sušiaci systém v podtlaku, aby sa zabránilo pretečeniu zápachu a prachu.

Vysušený kal s obsahom vlhkosti 30 % – 40 %, ktorý vzniká v sušiarni tenkých vrstiev, sa ďalej suší v následnej lineárnej sušičke, pričom minimálny obsah vlhkosti sa môže sušiť na 5 %. Po dočasnom uskladnení suchého kalu sa nastaví chladič kalu. Kal sa po vysušení v lineárnej sušičke najskôr ochladí a teplota kalu sa zníži pod 50 °C, aby sa zvýšila bezpečnosť a zabránilo sa tleniu alebo samovznieteniu kalu. Potom sa cez výpustný ventil a škrabací dopravník posiela do sila na suché kaly na uskladnenie. Po pripojení následného spaľovacieho systému je možné sušiaci systém priamo prepojiť so spaľovacím systémom sériovo prostredníctvom dopravného zariadenia. Dvojstupňový horizontálny proces sušenia tenkých vrstiev dokáže dosiahnuť požiadavku samoinertizácie systému prostredníctvom odparovania vody v kale. V prípade spustenia a núdze sa ako inertifikačné médium sušiaceho systému používa nízkotlaková para, sladká voda alebo plynný dusík. Analyzátor obsahu kyslíka je umiestnený na výstupe z výfukovej nádrže a bezpečnú a stabilnú prevádzku systému sušenia kalov je možné dosiahnuť reguláciou obsahu kyslíka v sušiacom systéme.

Výhody procesu

1) Bezpečnosť: dobrá vzduchotesnosť systému sušenia tenkých vrstiev kalu, neustále udržiavanie mikro podtlaku -0,5 až -1 kPa, bez zápachu a pretečenia prachu; systém môže byť samoinertný a nastaviť rôzne inertné prostriedky, obsah kyslíka v komunálnych projektoch je regulovaný pod 5 %; teplota sušiaceho kalu na výstupe zo sušičky môže dosiahnuť 100 ℃, čo môže plne zohrávať úlohu sterilizácie a spĺňať normu EPA503 pre predpisy o likvidácii kalov Agentúry na ochranu životného prostredia USA. V histórii používania sa nevyskytli žiadne bezpečnostné incidenty. 2) Stabilita: v projekte kooperatívneho spaľovania kalov a uhlia, keď je obsah vlhkosti v kale vstupujúcom do kotla elektrárne vysoký, môže to mať negatívny vplyv na zariadenie kotla, čo môže viesť k vážnemu poškodeniu zariadenia. Po prvé, vnútorná stena pece sa silne umyje a opotrebuje a po druhé, môže to viesť k upchatiu dopravného systému, čo vedie k odstaveniu pece. Dvojstupňový proces sušenia tenkých vrstiev kalu má nízky obsah vlhkosti kalu a umožňuje rýchlu úpravu obsahu vlhkosti kalu v rozmedzí 20 % – 33 % nastavením tlaku pary v sušičke. V porovnaní s inými procesmi má zjavné výhody a zohráva pozitívnu úlohu pri udržiavaní stability zariadení elektrárne a prevádzky elektrickej siete.

3) Jednoduchosť: rovnomernosť a granulácia kalových produktov môže zvýšiť stabilitu prevádzky kotla elektrárne. Iné procesy vyžadujú zvýšenie drviaceho alebo granulačného zariadenia, zatiaľ čo tenkovrstvová sušička môže byť samogranulovaná, produktom je rovnomerný granulovaný kal bez dodatočného granulačného zariadenia; Malý počet pomocných zariadení, malá zastavaná plocha, jednoduchá obsluha a ovládanie; Žiadna cirkulácia nosného plynu, žiadne spätné miešanie kalu; Podľa „Predpisov o údržbe tlakových nádob“ musia všetky druhy sušiacich strojov vykonávať pravidelné kontroly vnútorných stien, údržba tenkovrstvovej sušičky bez použitia iných zdvíhacích zariadení, pohodlná a efektívna údržba.

4) Flexibilita: široký rozsah použitia, vhodný pre rôzne typy kalov, dokáže prijať vlhkosť kalu s obsahom 65 % – 90 %; Dvojstupňový proces dokáže vyrobiť akýkoľvek produkt s rovnomerným obsahom pevných látok. Čas spustenia, zastavenia a vyprázdňovania je krátky a na opätovné spustenie nie je potrebné žiadne čistenie. 5) Ekonomika: vysoká účinnosť odparovania. V projekte spoluspaľovania kalov je možné paru z elektrárne priamo použiť ako tepelné médium. Odparovaná voda na meter štvorcový tenkovrstvovej sušičky môže dosiahnuť viac ako 45 kg za hodinu. Komunálne projekty je možné kombinovať s inými systémami (napríklad s tráviacim systémom), čím sa dosiahne viac ako 80 % vysoká účinnosť spätného získavania tepelnej energie; Nízke náklady na údržbu, iba jedna ročná kontrola 5 – 10 dní v roku; Zápach je veľmi malý, nízke náklady na úpravu; Plne automatické riadenie, nízke požiadavky na monitorovanie.

bdb (5)zrm
bdb (6)v0j
Prípadová štúdia dvojstupňového procesu horizontálneho sušenia tenkých vrstiev kalu v oblasti výroby energie zmiešaným spaľovaním kalu
Predmetom služby projektu rozšírenia úpravy a likvidácie kalov v oblasti Šanghaj Zhuyuan je odvodnený kal vznikajúci pri čistení odpadových vôd z prvej a druhej čistiarne odpadových vôd Zhuyuan, ktoré boli modernizované na štandard odpadových vôd triedy A a s kapacitou 2,2 milióna m³/deň po dokončení nového projektu modernizácie a doplnenia. Rozsah výstavby projektu je 223 t DS/deň, čo zodpovedá objemu kalu s 80 % obsahom vlhkosti 1115 t/deň. Konfigurácia zariadenia zohľadňuje stav údržby spaľovacej linky prvej fázy projektu a maximálny rozsah čistenia projektu je 288,5 t DS/deň, čo zodpovedá objemu kalu s 80 % obsahom vlhkosti 1442,5 t/deň. Proces čistenia kalu využíva dvojstupňovú metódu sušenia v tenkej vrstve + proces miešania a spaľovania v elektrárni. Odvodnený kal s 80 % obsahom vlhkosti sa do čistiarne kalov prepravuje sklápačom. Po systéme na príjem a skladovanie kalu sa mokrý kal čerpá do systému na sušenie tenkého filmu kalu a po úprave v sušiacom systéme sa priemerný obsah vlhkosti zníži na 30 % (nastaviteľný rozsah 20 % ~ 30 %). Vytvorený suchý kal sa prepravuje uzavretými nákladnými vozidlami do elektrárne Shanghai Waigaoqiao č. 2 alebo elektrárne č. 3 na spoluspaľovanie s uhlím.

bdb (7)qc6
Obrázok znázorňuje schému systému sušenia kalov v rámci projektu rozšírenia úpravy a likvidácie kalov v oblasti Zhuyuan. Po zaťažení kalového vozidla mostovou váhou sa mokrý kal vysype do podzemného prijímacieho zásobníka a potom sa systémom piestového čerpadla prepraví do zásobníka mokrého kalu. Potom sa mokrý kal cez vykladaciu závitovku a závitovkové čerpadlo prepraví do sušiaceho zariadenia na tenké vrstvy. Mokrý kal vstupuje do sušiaceho zariadenia na tenké vrstvy na prvú fázu sušenia a sušený kal padá cez žľab do lineárneho sušiaceho zariadenia. Sušený kal sa ďalej suší v lineárnom sušiacom zariadení. Úpravou tlaku pary v sušiacom zariadení je možné rýchlo upraviť obsah vlhkosti v kale v rozmedzí 20 % – 33 %. Po druhej fáze sušenia kal vstupuje do chladiacej závitovky na ochladenie a potom sa cez vykladací ventil a škrabku prepraví do sila na suchý kal na dočasné uskladnenie.

Odparovací zvyškový plyn generovaný samosušiacim strojom sa pohybuje v spätnom smere s kalom a výfuková komora nad samosušiacim strojom vstupuje do následného systému kondenzácie zvyškového plynu. Odparovací zvyškový plyn sa rozprašuje a kondenzuje v kondenzátore a nekondenzujúci plyn vstupuje do následného odhmlievača. Po oddelení kvapôčok v odhmlievači sa konečný zvyškový plyn odvádza zo sušiaceho systému cez ventilátor a vstupuje do systému úpravy zápachu na úpravu. Verejnotechnické podmienky používané v horizontálnom systéme sušenia tenkých vrstiev zahŕňajú najmä nasýtenú paru, teplovzdušnú vodu, prístrojový vzduch, cirkulujúcu chladiacu vodu a sladkú vodu. Para používaná v sušiacom systéme pochádza z elektrárne a je distribuovaná do 10 výrobných liniek cez podvaly. Sušiaci systém je vybavený systémom stlačeného vzduchu na prívod prístrojového vzduchu, systém spätného získavania kondenzátu sa používa na spätné získavanie kondenzátu pary zo sušiaceho stroja a systém cirkulácie chladiacej vody zabezpečuje cirkulujúcu chladiacu vodu pre systém. Odpadová voda produkovaná sušiacim systémom je hlavne postrekovaná voda po premytí odparovacieho zvyškového plynu postrekovanou teplovzdušnou vodou a táto časť odpadovej vody sa vracia do čistiarne odpadových vôd na úpravu. Výfukové plyny vstupujú do centralizovaného systému čistenia zápachu. Po vysušení sa kal posiela do elektrárne Waigaoqiao na spoluspaľovanie s uhlím. Systém sušenia kalov v rámci projektu rozšírenia čistenia a likvidácie kalov v oblasti Zhuyuan úspešne prešiel hodnotením výkonnosti v auguste 2020. Ročná prevádzková doba projektu môže dosiahnuť 8 000 hodín a ročná kapacita čistenia kalov môže dosiahnuť viac ako 400 000 ton. Dokončenie a prevádzka projektu zásadne vyrieši problém s odtokom kalov v oblasti Zhuyuan a pomôže ekonomike Šanghaja dosiahnuť udržateľný rozvoj. Môže poskytnúť referenciu pre domáce projekty čistenia a likvidácie kalov so spoluspaľovaním v elektrárňach.

Zhrnutie

1) Horizontálny systém sušenia tenkým filmom má dobrú vzduchotesnosť, umožňuje prísnu kontrolu obsahu kyslíka a vysokú bezpečnosť. Počas viac ako 30 rokov používania nedošlo k žiadnej bezpečnostnej nehode a v súčasnosti je to jeden z najbezpečnejších procesov sušenia v oblasti sušenia kalov.
2) V projekte miešania a spaľovania kalov je kontrola formy suchého kalu a obsahu vlhkosti veľmi dôležitá, čo ovplyvní prevádzku následného spaľovacieho systému sušiaceho systému. Na jednej strane, dvojstupňový proces horizontálneho sušenia tenkej vrstvy dokáže generovať granulované produkty s jednotnou veľkosťou častíc a bez prachu a na druhej strane umožňuje rýchlo upraviť obsah vlhkosti zmenou tlaku pary a rýchlosti dvojstupňového lineárneho sušiaceho stroja. Dobrá kontrola tvaru a obsahu vlhkosti suchého kalu môže zabezpečiť stabilnú prevádzku celého systému.
3) Horizontálne sušenie tenkých vrstiev dvojstupňovým sušením kalov kooperatívnym spôsobom je vývojovým trendom v oblasti spracovania a likvidácie komunálnych kalov, ktorý má zjavné výhody v oblasti bezpečnosti, stability, spoľahlivosti, pokročilosti a ďalších aspektov. Použitie dvojstupňového procesu horizontálneho sušenia tenkých vrstiev pri kooperatívnom spôsobe likvidácie kalov je v súčasnosti vedecky podloženou a rozumnou voľbou pre spracovanie a likvidáciu komunálnych kalov.