Решење за третман сушења муља:
Статус примене и анализа случаја хоризонталног двостепеног процеса сушења танких филмова у области производње енергије мешаним сагоревањем муља
Овај чланак детаљно представља двостепени процес хоризонталне машине за сушење танког филма муља и анализира пројекат третмана муља и проширења одлагања у Бамбусовом парку као пример. Хоризонтална машина за сушење танког филма има велики капацитет појединачне обраде, високу безбедност, добро заптивање, мање издувних гасова и пријатно окружење у радионици. На основу предности двостепеног процеса хоризонталне опреме за сушење танког филма у погледу безбедности, флексибилности, економичности и других аспеката, овај процес сушења муља се све више примењује у области мешања и сагоревања муља, и може се користити као један од преферираних процеса за пројекте третмана и одлагања муља у електранама. Са брзим развојем града, количина отпадних вода наставља да расте, а напредак у надоградњи постројења за пречишћавање отпадних вода наставља да се убрзава, што резултира великим повећањем производње муља. До краја 2016. године, обим третмана отпадних вода у Кини достигао је 150 милиона м/д, а укупна количина муља је скоро 30 милиона тона. Процењује се да ће производња муља у Кини премашити 60 милиона тона до 2020. године, на основу садржаја влаге од 80%. Муљ који настаје у процесу сакупљања и пречишћавања градских отпадних вода може да садржи тешке метале, патогене, вирусе, микроорганизме и велики број токсичних органских материја. Ако се не третира и не одложи правилно, изазваће озбиљно секундарно загађење животне средине око подручја испуштања и угрозити људско здравље. Проблем прераде и одлагања муља постао је истакнути еколошки проблем у тренутној ситуацији. Тренутно, главне методе прераде муља укључују концентрацију, кондиционирање, дехидрацију, сушење итд., углавном концентрацију, кондиционирање и дехидрацију, док је стопа сушења и даље на ниском нивоу. Одлагање муља се односи на коначно одредиште муља након прераде. Тренутно, главне методе прераде муља укључују санитарне депоније, коришћење земљишта, коришћење грађевинског материјала након спаљивања итд., међу којима је санитарна депонија најчешће коришћена метода. С једне стране, због све строжих стандарда и ограничених расположивих земљишних ресурса, с друге стране, прерада и одлагање сушењем и спаљивањем постају све чешћи.
Хоризонтални двостепени процес сушења муља танким филмомСушење муља је процес који користи топлотну енергију или индустријску отпадну топлоту и отпадну топлоту насталу сагоревањем фосилних горива за брзо испаравање воде у муљу помоћу посебне технологије и опреме. Сушење муља уклања воду из муља, како би се постигао циљ сушења муља, смањила запремина муља, побољшала калоријска вредност муља и истовремено остварила редукција и стабилизација муља. Хоризонтални двостепени процес сушења муља танким филмом један је од главних процеса великих пројеката сушења муља тренутно, а то је индиректни процес сушења загревањем који користи засићену пару или уље за проводљивост топлоте као топлотни медијум.
Основна опрема
Основна опрема за двостепени процес хоризонталног сушења танких филмова муља је машина за хоризонтално сушење танких филмова. Производи компаније Xinjieyuan Environmental Protection Technology Co., Ltd. у вези са опремом за заштиту животне средине обухватају петрохемијску, фармацеутску, прехрамбену, животну средину и енергетску индустрију. Компанија Xinjieyuan има комплетан центар за истраживање и развој производа и базу за тестирање. Компанија је светски лидер у решењима за термичко раздвајање ватросталних мешаних материјала и технологији испаравања танких филмова, као и лидер у развоју и производњи опреме за сушење материјала високог вискозитета.
Слика приказује структурни дијаграм хоризонталне машине за сушење танких филмова. Хоризонтална машина за сушење танких филмова се углавном састоји од три дела: омотача, ротора и лопатице и погонског уређаја. Омотач је посуда под притиском, а омотач омотача може бити напуњен засићеном паром или уљем за проводљивост топлоте као топлотним медијумом процеса сушења муља. Материјал је котловски челик отпоран на високе температуре европског стандарда. Унутрашњи зид је део за пренос топлоте у контакту са муљем, пружајући главну површину за размену топлоте и носач танког слоја муља. Отпорност на корозију и отпорност на хабање су боље него код других материјала; Ротор је интегрално шупље вратило, а његова посебна технологија обраде може осигурати да ротор не производи отклоне док се загрева и ротира великом брзином, а растојање између спољашње ивице лопатице и унутрашњег зида увек се одржава на 5-10 мм. Под ротацијом ротора и премазом лопатице, муљ који улази у сушару ће равномерно формирати динамичан танак слој на унутрашњем зиду, а танак слој муља се стално ажурира. Наставља да се суши док се креће ка излазу.
Ток процеса
Након декантерске центрифуге за одводњавање, влажни муљ са садржајем влаге од 80%-85% се транспортује до силоса за влажни муљ возилима или цевоводима. Силос је опремљен клизним оквиром како би се спречило подизање мостова од муља, а дно је опремљено пужним завртњем за истовар и пумпом за испоруку влажног муља.
Пумпа за транспорт влажног муља транспортује муљ до улаза у сушач танких филмова, а муљ који улази у сушач танких филмова се наноси на површину врућег зида помоћу лопатице на ротору. Лопатица не само да се више пута окреће и меша муљ на површини врућег зида, већ га и гура напред до излаза за муљ. У овом процесу, вода у муљу се загрева и испарава у водену пару, која се креће обрнуто са муљем унутар машине за сушење и улази у систем за кондензацију издувних гасова из резервоара за издувне гасове изнад отвора за довод муља.
Након што испаравајући гас генерисан у машини за сушење танких филмова уђе у систем за кондензацију кроз издувну кутију, прво улази у кондензатор. У кондензатору се отпадна пара пере водом, а вода се кондензује из испаравајућег гаса. Мала количина некондензованог гаса (испарљиве материје у ваздуху и муљу) се испушта из система за сушење помоћу издувног вентилатора након одвајања капљица помоћу уређаја за одмагљивање и обрађује у систему за дезодорацију или систему за спаљивање. Количина издувних гасова коју испушта систем за самосушење је веома мала, само 5%-10% воде која испарава из система. Вентилатор за издувне гасове доводи цео систем за сушење у стање негативног притиска како би се избегло преливање мириса и прашине.
Осушени муљ са садржајем влаге од 30%-40% произведен из машине за сушење танких филмова се даље суши у следећој линеарној машини за сушење, а минимални садржај влаге може се осушити на 5%. Када се суви муљ привремено складишти, поставља се хладњак муља. Муљ се након сушења у линеарној сушачи прво хлади, а температура муља се смањује испод 50℃ како би се побољшала безбедност и спречило тињање или спонтано сагоревање муља. Затим се путем испустног вентила и стругача шаље у силос за суви муљ на складиштење. Када се повеже следећи систем за спаљивање, систем за сушење се може директно повезати са системом за спаљивање серијски преко транспортне опреме. Двостепени хоризонтални процес сушења танких филмова може постићи захтев за самоинертификацијом у систему кроз испаравање воде у муљу. У случају покретања и ванредних ситуација, као инертификациони медијум система за сушење користе се пара ниског притиска, свежа вода или азотни гас. Анализатор садржаја кисеоника је постављен на излазу из резервоара за издувне гасове, а безбедан и стабилан рад система за сушење муља може се остварити контролом садржаја кисеоника у систему за сушење.
Предности процеса
1) Безбедност: добра херметичност система за сушење танког филма муља, увек одржавање микро негативног притиска од -0,5 до -1 kPa, без преливања мириса и прашине; Систем може бити самоинертни и подесити различите инертне начине, садржај кисеоника у општинским пројектима се контролише испод 5%; Температура муља на излазу из сушаре може достићи 100℃, што може у потпуности играти улогу стерилизације и испунити стандард EPA503 кодекса за одлагање муља Агенције за заштиту животне средине САД. Није било безбедносних инцидената у историји примене. 2) Стабилност: у пројекту кооперативног спаљивања муља и угља, када је садржај влаге у муљу који улази у котао електране велики, лако је имати негативан утицај на опрему котла, што може довести до озбиљног оштећења опреме. Прво, унутрашњи зид пећи се озбиљно пере и хаба, а друго, лако је довести до блокаде транспортног система, што доводи до гашења пећи. Двостепени процес сушења танког филма муља има низак садржај влаге у муљу и може остварити брзо подешавање садржаја влаге у муљу између 20%-33% подешавањем притиска паре у машини за сушење. У поређењу са другим процесима, има очигледне предности и игра позитивну улогу у одржавању стабилности опреме електране и рада електроенергетске мреже.
3) Једноставно: уједначеност и гранулација производа муља могу побољшати стабилност рада котла у електрани. Други процеси захтевају повећање опреме за дробљење или гранулацију, док сушач танких филмова може бити самогранулациони, производ је уједначен гранулирани муљ, без додатне опреме за гранулацију; Мали број помоћне опреме, мали простор, једноставно руковање и контрола; Нема циркулације носачког гаса, нема повратног мешања муља; Према „Прописима о одржавању посуда под притиском“, све врсте машина за сушење морају периодично да се инспектирају унутрашњи зидови, одржавање машине за сушење танких филмова без друге опреме за подизање, практично и ефикасно одржавање.
4) Флексибилно: широк спектар примене, погодно за различите врсте муља, може да прими у блато садржај влаге од 65%-90% влажног муља; Двостепени процес може да произведе било који производ са уједначеним садржајем чврстих материја. Време покретања, заустављања и пражњења је кратко, и није потребно чишћење за поновно покретање. 5) Економичност: висока ефикасност испаравања. У пројекту ко-инсинерације муља, пара електране може се директно користити као топлотни медијум. Испаравање воде по квадратном метру сушаре танког слоја може достићи више од 45 кг на сат. Општински пројекти могу се комбиновати са другим системима (као што је систем за варење), може се постићи више од 80% високе ефикасности рекуперације топлотне енергије; Ниски трошкови одржавања, само једна годишња инспекција од 5-10 дана годишње; Мирис је веома мали, ниски трошкови третмана; Потпуно аутоматска контрола, ниски захтеви за праћење.
Студија случаја двостепеног процеса сушења муља са танким слојем у хоризонталном систему у области мешовитог сагоревања муља.
Предмет услуге пројекта проширења третмана и одлагања муља у области Шангај Жујуан је дехидрирани муљ настао третманом отпадних вода првог и другог постројења за пречишћавање отпадних вода у Жујуану, надограђеног на стандард ефлуента А, и капацитета од 2,2 милиона м³/дан након завршетка новог пројекта надоградње и допуне. Обим изградње пројекта је 223 т³/дан, што је еквивалентно запремини муља са садржајем влаге од 80% од 1115 т/дан. Конфигурација постројења узима у обзир стање одржавања линије за спаљивање прве фазе пројекта, а вршни обим третмана пројекта је 288,5 т³/дан, што је еквивалентно запремини муља са садржајем влаге од 80% од 1442,5 т/дан. Процес третмана муља усваја двостепени метод сушења у танком слоју + процес мешања и сагоревања у електрани. Дехидрирани муљ са садржајем влаге од 80% транспортује се до постројења за третман муља кипером. Након система за пријем и складиштење муља, влажни муљ се пумпа у систем за сушење танког филма муља, а затим се просечан садржај влаге смањује на 30% (подесиви опсег од 20% ~ 30%) након третмана у систему за сушење. Генерисани суви муљ се затвореним камионима транспортује до електране Шангај Ваигаоћао бр. 2 или електране бр. 3 за ко-инсинерацију са угљем.
Слика је дијаграм система за сушење муља у оквиру пројекта проширења третмана и одлагања муља у области Жујуан. Након што се камион за муљ измери на мостовној ваги, влажни муљ се истоварује у подземни пријемни резервоар, а затим се транспортује до резервоара за складиштење влажног муља путем система клипних пумпи. Затим се влажни муљ транспортује до машине за сушење танких филмова путем истоварног вијка и вијчане пумпе. Влажни муљ улази у машину за сушење танких филмова за прву фазу сушења, а осушени муљ пада у линеарну машину за сушење кроз жлеб. Осушени муљ се даље суши у линеарној машини за сушење. Садржај влаге у муљу може се брзо довести у опсег од 20%-33% подешавањем притиска паре у машини за сушење. Након друге фазе сушења, муљ улази у расхладни вијк ради хлађења, а затим се транспортује до силоса за суви муљ ради привременог складиштења путем истоварног вентила и стругача.
Испарљиви остатак гаса који генерише машина за самосушење креће се уназад са муљем, а издувна кутија изнад машине за самосушење улази у накнадни систем за кондензацију остатка гаса. Испарљиви остатак гаса се распршује и кондензује у кондензатору, а некондензовани гас улази у накнадни одмагљивач. Након одвајања капљица у одмагљивачу, коначни остатак гаса се испушта из система за сушење кроз вентилатор и улази у систем за третман мириса ради третмана. Јавни инжењерски услови који се користе у хоризонталном систему за сушење танким филмом углавном укључују засићену пару, средњу воду, инструментални ваздух, циркулишућу расхладну воду и свежу воду. Пара која се користи у систему за сушење долази из електране и дистрибуира се у 10 производних линија преко подцилиндара. Систем за сушење је опремљен системом за ваздушни притисак за довод инструменталног ваздуха, систем за рекуперацију кондензата се користи за рекуперацију кондензата паре машине за сушење, а систем циркулишуће расхладне воде обезбеђује циркулишућу расхладну воду за систем. Отпадна вода коју производи систем за сушење је углавном вода за прскање након прања испаравајућег остатка гаса прскањем средње воде, а овај део канализације ће се вратити у постројење за пречишћавање отпадних вода ради третмана. Издувни гасови улазе у систем за третман мириса ради централизоване обраде. Након сушења, муљ се шаље у електрану Ваигаоћао на ко-инсинерацију са угљем. Систем за сушење муља у оквиру пројекта проширења третмана и одлагања муља у области Жујуан успешно је прошао процену учинка у августу 2020. године. Годишње време рада пројекта може достићи 8000 сати, а годишњи капацитет третмана муља може достићи више од 400.000 тона. Завршетак и рад пројекта ће фундаментално решити проблем испуштања муља у области Жујуан и помоћи економији Шангаја да постигне одрживи развој. Може пружити референцу за домаће пројекте третмана и одлагања муља са ко-инсинерацијом у електранама.
Резиме
1) Хоризонтални систем за сушење танким филмом има добру херметичку непропусност, може постићи строгу контролу садржаја кисеоника и има високу безбедност. Није се догодила ниједна безбедносна незгода у историји примене дуже од 30 година, и то је један од најбезбеднијих процеса сушења у области сушења муља данас.
2) У пројекту мешања и сагоревања муља, контрола облика сувог муља и садржаја влаге је веома критична, што ће утицати на рад система за спаљивање система за сушење. С једне стране, двостепени процес хоризонталног сушења танког слоја може генерисати грануларне производе са уједначеном величином честица и без прашине, а са друге стране, може брзо да оствари подешавање садржаја влаге променом притиска паре и брзине двостепене линеарне машине за сушење. Добра контрола облика и садржаја влаге сувог муља може да обезбеди стабилан рад целог система.
3) Хоризонтално сушење танког слоја, двостепено сушење муља и кооперативно одлагање је тренд развоја третмана и одлагања муља у општини, који има очигледне предности у погледу безбедности, стабилности, поузданости, напредности и других аспеката. Примена двостепеног процеса хоризонталног сушења танког слоја у кооперативном одлагању муља је научни и разуман избор за третман и одлагање муља у општини данас.
