Sistem za sušenje blata

V skladu s Tehničnim priročnikom za obdelavo in odstranjevanje blata iz mestnih čistilnih naprav, ki ga je izdala država, so predlagane štiri metode odstranjevanja blata, in sicer raba zemljišč, sanitarno odlaganje na odlagališča, uporaba gradbenih materialov in suhi sežig. Zaradi vse bolj izrazitih omejitev in neugodnih dejavnikov blata v kmetijstvu, na odlagališčih, v morju in drugih vidikih se metoda obdelave in odstranjevanja blata s sušenjem in sežigom pogosto uporablja in promovira v različnih državah, zato ni dvoma, da bo sušenje in sežig blata na tej stopnji postal eden najpomembnejših in idealnih tehničnih sistemov odstranjevanja.

Glede na tehnične značilnosti blata, ki ga proizvaja podjetje, kot nevarnega odpadka, sežiganje in odstranjevanje produktov po sušenju ter potrebo po viru parne toplote je treba celovito preučiti njegovo varnost, tehnično prilagodljivost, ekonomsko prilagodljivost, uporabo in promocijo, skupaj z vrsto opreme za sušenje, ki se uporablja pri sušenju blata in je bila dana v obratovanje. Primerjanih in izbranih je bilo šest tipov opreme za sušenje blata, vključno s tipom s fluidiziranim slojem, dvostopenjskim tipom, tipom s tanko plastjo, tipom z lopatico, tipom z diskom in tipom s pršenjem. V kombinaciji s tehnično zrelostjo, stabilnostjo sistema, varnostjo delovanja in varstvom okolja pri odstranjevanju zgoraj omenjenih šestih naprav je bila dokončno določena vrsta opreme za sušenje tankih filmov.

1. Komponente opreme tankoslojnega sušilnika

Na splošno je tankoplastni sušilnik sestavljen iz valjastega ohišja z grelno plastjo, vrtečega se rotorja v ohišju in pogonske naprave rotorja. Rotor je opremljen z veliko različnimi oblikami in specifikacijami lopatic, lopatica in rotor sta pritrjena z vijaki, način sestavljanja pa je mogoče prilagodljivo prilagajati, da se prilagodi spremembam lastnosti blata in zmogljivosti obdelave; celotno ohišje tankoplastnega sušilnika je sestavljeno iz sekcij. Glede na različne zahteve glede odstranjevanja ga je mogoče razdeliti na več ogrevalnih območij in omogočiti individualno upravljanje, nastavitev temperature, prilagodljivo stikalo in druge upravljalne elemente.

Razpršilne lopatice so razporejene na vhodnem in izhodnem koncu rotorja za blato. Na vsakem stebru vhodnega in izhodnega konca valja so nameščene štiri razpršilne lopatice, ki so nameščene pod kotom 45° glede na linijo stebra. Namen takšne namestitve je doseči, da se blato po vstopu v valj takoj pritrdi na površino vroče stene in ima funkcijo prenosa do izpustnega konca, skupno 72 kosov; na vsakem stebru konca blata sta nameščeni dve razpršilni lopatici na koncu pokrova, razpršilne lopatice na dovodnem koncu pa so nameščene pod poševnim kotom 45°, tako da je namen namestitve blaženje vztrajnostne sile izdelka pri praznjenju, da se doseže funkcija prostega praznjenja z gravitacijo, skupno 36 kosov.

Prenosne lopatice so razporejene v srednjem delu rotorja, na vsakem stebru pa je nameščenih 40 lopatic, kar skupaj znaša 720 lopatic.

Različne vrste lopatic celovito uresničujejo pomembne funkcije porazdelitve blata, razprševanja, strganja, mešanja, povratnega mešanja, samočiščenja in transporta blata po površini vroče stene. Skratka, ko mokro blato vstopi z enega konca horizontalnega sušilnika, ga vrteči se rotor takoj neprekinjeno porazdeli po površini vroče stene in tvori tanko plast materiala. Medtem ko lopatice na rotorju neprekinjeno kotalijo tanko plast mokrega blata, porazdeljeno po površini vroče stene, se transportne lopatice z vodilno kotno funkcijo, nameščeno na rotorju, vrtijo s krožnim vrtenjem rotorja. Delci polsuhega blata, ki nastanejo med procesom tanke plasti blata in sušenja, se horizontalno premikajo z aksialno smerjo rotorja z določeno linearno hitrostjo in se premikajo naprej do izhoda blata na drugem koncu tankoplastnega sušilnika. Aksialna dolžina tankoplastnega sušilnika ni le vodoravna črta od dovodnega do izpustnega konca, temveč tudi dovaja in prazni blato v celotnem horizontalnem cilindričnem tankoplastnem sušilniku. Pri tem procesu se mokro blato enakomerno segreje s paro vroče stene in voda izhlapi. Čas zadrževanja mokrega blata v tankoplastnem sušilniku je 10~15 minut, kar omogoča hiter zagon, zaustavitev in praznjenje, delovanje procesa in nadzor nastavitve opreme pa sta zelo hitra.

3. Postopek zbiranja izpušnih plinov tankoplastnega sušilnika

Vsebnost vlage v blatu, ki ga dovaja tankoplastni sušilnik, je 75 %~85 % (izračunano kot 80 %), vsebnost vlage v blatu, ki ga proizvaja tankoplastni sušilnik, pa je približno 35 %. Polsuho blato v granularni obliki se s pomočjo transportne opreme naslednje stopnje prenese v naslednjo enoto. Mešani nosilni plin, kot so vodna para, uhajajoči prah in plin z neprijetnimi vonjavami, ki nastane med delovanjem tankoplastnega sušilnika, se premika obratno z blatom v valju in se iz rezervoarja za izpušne pline nad dovodno odprtino za blato po cevovodu izpusti v kondenzator. V kondenzatorju se voda iz nosilnega plina kondenzira iz pare, nekondenzirajoči plin pa se loči v kapljicah in se preko ventilatorja za izpušne pline izpusti v sušilni sistem. Količina procesnih izpušnih plinov tankoplastnega sušilnika je relativno majhna, običajno le 5 %~10 % izhlapevanja sistema. Ventilator za izpušne pline ustvarja celoten sušilni sistem v stanju mikro negativnega tlaka, da se prepreči prelivanje plina z neprijetnimi vonjavami in prahu.

2. Tehnični parametri glavne opreme za postopek sušenja tankih filmov

Glede na zahteve tega projekta je zmogljivost obdelave blata enega samega sistema za sušenje blata določena na 2,5 t/h (glede na vsebnost vlage 80 %), vsebnost vlage v blatu pa na 35 %. Dnevna zmogljivost obdelave blata enega samega tankoplastnega sušilnika je 60 t/d (glede na vsebnost vlage 80 %), nazivna zmogljivost izhlapevanja enega samega tankoplastnega sušilnika je 1,731 t/h, površina izmenjave toplote enega samega tankoplastnega sušilnika je 50 m2, vsebnost vlage na vhodu blata je 80 %, vsebnost vlage na izhodu blata pa je 35 %. Vir toplote tankoplastnega sušilnika je nasičena para, kakovost dovajane pare pa je odvisna od uvoženih parametrov: temperatura pare je 180 ℃, tlak pare je 1,0 MPa, poraba pare enega samega tankoplastnega sušilnika je 2,33 t/h, število tankoplastnih sušilnikov pa je 2, eden za eno uporabo.

Nasičena para s temperaturo 180 ℃ se po tlačnem cevovodu prenaša v linearni sušilnik, kjer se uporablja kot vir toplote za posredno ogrevanje polsuhega blata. Voda v polsuhem blatu se v linearnem sušilniku dodatno izhlapi. Glede na dejansko potrebo po izdelku blata (zagon in zaustavitev) lahko končno blato doseže 10 % vsebnosti vlage in gre v hladilnik izdelka.

Zmogljivost predelave linearnega sušilnika je 0,769 t/h (vsebnost vlage 35 %), nazivno izhlapevanje je 0,214 t/h, površina izmenjave toplote je 50 m2, vsebnost vlage v blatu na vhodu linearnega sušilnika je 35 %, vsebnost vlage v blatu na izhodu je 10 %, parametri kakovosti pare na vhodu linearnega sušilnika pa so naslednji: temperatura pare je 180 ℃, tlak pare je 1,0 MPa, poraba pare enega linearnega sušilnika je 0,253 t/h, opremljen pa je z enim kompletom.

Vrsta opreme za kondenzator nosilnega plina je hibridni kondenzator z neposrednim vbrizgavanjem, z dovodom zraka 3500 Nm3/h, temperaturo vhodnega plina 95~110 ℃, izhodno temperaturo plina 90~180 Nm3/h in izhodno temperaturo plina 55 ℃.

Vrsta opreme ventilatorja z nosilnim plinom je visokotlačni centrifugalni ventilator, največji pretok zraka je 400 Nm3/h, zračni tlak je 4,8 kPa, fizikalni parametri nosilnega plina so: temperatura 45 ℃, vlažnost je 80 % ~ 100 % mešanice mokrega zraka in vonja, en sam sušilni sistem pa je opremljen z enim kompletom.

Zmogljivost predelave hladilnika produkta je 1,8 t/h, vhodna temperatura blata je 110 °C, izhodna temperatura blata je ≤45 °C, površina izmenjave toplote je 20 m2, količina pa je 1 enota.

3. Analiza ekonomske porabe energije med zagonom sušilnika tankih filmov

Po skoraj pol meseca enkratnega zagona in zagona sistema za sušenje tankih filmov z blatom so rezultati naslednji.

Projektna zmogljivost predelave enega samega tankoplastnega sušilnika v tem projektu je 60 t/dan. Trenutno je povprečna obdelava mokrega blata med zagonskim obdobjem 50 t/dan (vsebnost vlage je 79 %), kar je doseglo 83 % načrtovane ravni mokre osnovne obdelave blata in 87,5 % načrtovane ravni suhe osnovne obdelave blata.

Povprečna vsebnost vlage v polsuhem blatu, ki ga proizvaja tankoplastni sušilnik, je 36 %, vsebnost vlage v polsuhem blatu, ki ga odvaja linearni sušilnik, pa je 36 %, kar je v osnovi v skladu s ciljno vrednostjo za načrtovani izdelek (35 %).

Izmerjeno z zunanjim merilnikom nasičene pare v delavnici za sušenje blata, je poraba nasičene pare 25 t/d, teoretična skupna dnevna poraba latentne toplote izparevanja pare pa je 25 t × 1 000 × 2 014,8 kJ/kg ÷ 4,184 kJ = 1,203 871 9 × 107 kcal/d. Povprečna dnevna skupna izhlapevalna voda sušilnega sistema je (50 t × 0,79)-[50 t × (1-0,79)] ÷ (1-0,36) × 1 000 = 23 875 kg/d. Potem je poraba toplote na enoto sistema za sušenje blata 1,203 871 9 × 107 ÷ 23 875 = 504 kcal/kg izhlapevalne vode; Ker je sistem sušenja blata podvržen spremembam vsebnosti vlage v mokrem blatu, kakovosti zunanje pare in značilnostim opreme za transport polsuhega blata glede zahtev glede granulacije in drugih dejavnikov, je treba v prihodnjem dolgoročnem poskusnem delovanju optimizirati vrednost različnih spremenljivk, da bi povzeli najboljše obratovalne pogoje in ekonomski indeks porabe energije sistema.

1. Stroj za sušenje tankih filmov

Struktura opreme tankoplastnega sušilnika je sestavljena iz valjastega ohišja z grelno plastjo, vrtečega se rotorja v ohišju in pogonske naprave rotorja: motorja + reduktorja.

Rotor je opremljen z lopaticami za premazovanje, mešanje in pogon. Razdalja med lopaticami in notranjim plaščem je od 5 do 10 mm. Grelna površina se lahko samočisti, lopatice pa je mogoče posamično nastaviti in odstraniti.

Pogonska naprava: (motor + reduktor) je mogoče izbrati frekvenčni pretvornik ali motor s konstantno hitrostjo, izbrati je mogoče jermenski reduktor ali menjalnik, uporabiti je mogoče neposredno ali sklopno povezavo, hitrost rotorja je mogoče nadzorovati pri 100 vrt/min, linearno hitrost zunanjega roba rotorja je mogoče nadzorovati pri 10 m/S, čas zadrževanja blata je 10~15 min.

2. Ohišje linearnega sušilnika

Linearni sušilnik ima vijačni transporter v obliki črke U, prenosna lopatica pa je posebej zasnovana in obdelana tako, da se prepreči iztiskanje in rezanje delcev blata. Ohišje in vrteča se gred linearnega sušilnika sta grelna dela, ohišje pa je mogoče razstaviti. Razen grelnih delov je del, ki je v stiku z blatom, izdelan iz nerjavečega jekla 316 L ali enakovrednega materiala, drugi deli pa so izdelani iz ogljikovega jekla, kar pomeni, da je linearna sušilna oprema izdelana iz SS304+CS.

3. Kondenzator

Funkcija kondenzatorja nosilnega plina je pranje izpušnih plinov iz sušilnika blata, tako da se kondenzirajoči plin v plinu kondenzira. Oprema je izdelana iz kondenzatorja z direktnim pršenjem, material za obdelavo pa je SS304.

4. Hladilniki izdelkov

Funkcija hladilnika produkta je znižanje temperature polsuhega blata s 110 °C na približno 45 °C, s površino prenosa toplote 21 m2 in močjo 4 kW. Njegov glavni material za predelavo in proizvodnjo je SS304+CS.

Postopek sušenja tankoplastnega blata je v zadnjih letih postal priljubljen zaradi svojih tehničnih lastnosti, zaradi česar je učinkovita in uspešna metoda obdelave blata. Postopek vključuje uporabo tankoplastnega sušilnika za hitro in učinkovito odstranjevanje vlage iz blata, kar pusti suh granuliran izdelek, ki ga je enostavno rokovati in prevažati. V kombinaciji z izkušnjami delovanja opreme procesnih sistemov različnih tehnologij na področju sušenja in sežiganja blata so tehnične značilnosti postopka sušenja tankoplastnega blata naslednje.

1. Ključna tehnična značilnost sušilnika blata s tankim filmom je njegova enostavnost integracije. Ta metoda zahteva najmanj pomožne opreme ter je enostavna za upravljanje in nadzor. Postopek sušenja ne zahteva povratnega mešanja, blato pa neposredno preskoči "plastično stopnjo" (območje viskoznosti blata), zaradi česar je postopek učinkovitejši in poenostavljen. Poleg tega je količina nastalega odpadnega plina relativno majhna, postopek čiščenja odpadnega plina pa preprost, zaradi česar je ekonomična, učinkovita in okolju prijazna možnost sušenja blata.

2. Obratovalna ekonomičnost je še en pomemben vidik stroja za sušenje tankoplastnega blata. Znan je po relativno nizki porabi energije in dosledno visoki učinkovitosti izhlapevanja. Možna je tudi rekuperacija in recikliranje ogrevalnega medija, kar dodatno zmanjša stroške energije. Poleg tega je oprema robustna, ima nizke stroške vzdrževanja in zahteva minimalno spremljanje, zaradi česar je stroškovno učinkovita rešitev za sušenje blata.

3. Pomembna lastnost sušilnika blata s tankim filmom je tudi operativna fleksibilnost. Primeren je za sušenje različnih vrst pastoznega blata in lahko proizvede enakomerne delce blata z vsako vsebnostjo vlage. Ta postopek ima nizko vsebnost trdnih delcev, enostaven zagon in zaustavitev ter kratek čas praznjenja, kar še dodatno poveča njegovo operativno fleksibilnost.

4. Postopek sušenja tankoplastnega blata je znan po svoji varnosti in varstvu okolja. Uporablja večplastno inertno zasnovo, kot so dušik, para in zaznavanje samougasljivosti. Postopek deluje v zaprtem sistemu z negativnim tlakom, nizko vsebnostjo kisika, brez vonja in puščanja prahu, kar zmanjšuje možnost eksplozije prahu ter zagotavlja varnost in varstvo okolja pri postopku sušenja blata.

Skratka, tehnične značilnosti postopka sušenja tankoplastnega blata ga naredijo učinkovito, ekonomično in okolju prijazno možnost obdelave blata. Ta postopek ima značilnosti celovite preprostosti, obratovalne ekonomičnosti, operativne fleksibilnosti, varnosti in varstva okolja itd. ter je dragocena rešitev za opremo za sušenje blata.