Çamur Kurutma Sistemi

Devlet tarafından yayınlanan Kentsel Atıksu Arıtma Tesislerinin Çamur Arıtma ve Bertarafı Teknik Kılavuzuna göre, çamurun bertarafı için dört yöntem önerilmektedir: arazi kullanımı, sıhhi depolama, yapı malzemesi olarak kullanımı ve kuru yakma. Tarım, depolama, deniz ve diğer alanlarda çamurun giderek artan kısıtlamaları ve olumsuz faktörleri nedeniyle, çamur kurutma ve yakma yöntemi çeşitli ülkelerde yaygın olarak kullanılmakta ve teşvik edilmektedir; şüphesiz ki çamur kurutma ve yakma, bu aşamada en önemli ve ideal teknik bertaraf yöntemlerinden biri haline gelecektir.

Şirket tarafından üretilen çamurun tehlikeli atık, yakma ve kurutma sonrası ürünlerin bertarafı gibi teknik özelliklere sahip olması ve buhar ısı kaynağına ihtiyaç duyulması nedeniyle, güvenliği, teknik uyarlanabilirliği, ekonomik uyarlanabilirliği, uygulama ve yaygınlaştırılması kapsamlı bir şekilde değerlendirilmelidir. Bu değerlendirme, halihazırda kullanılan çamur kurutma ekipmanının türüyle birlikte yapılmıştır. Akışkan yataklı, iki kademeli, ince tabakalı, paletli, diskli ve püskürtmeli olmak üzere altı farklı çamur kurutma ekipmanı türü karşılaştırılmış ve seçilmiştir. Yukarıdaki altı kurutma ekipmanının teknik olgunluğu, sistem kararlılığı, işletme güvenliği ve bertaraf çevre koruma özellikleri göz önünde bulundurularak, ince film kurutma ekipmanı türü nihai olarak belirlenmiştir.

1. İnce film kurutucunun ekipman bileşenleri

Genel olarak, ince film kurutucu, ısıtma tabakasına sahip silindirik bir gövde, gövde içinde dönen bir rotor ve rotorun tahrik cihazından oluşur. Rotor, birçok farklı şekil ve özellikte kanatçıkla donatılmıştır; kanatçık ve rotor cıvatalarla sabitlenir; montaj şekli, çamur özelliklerindeki ve arıtma kapasitesindeki değişikliklere uyum sağlamak için esnek bir şekilde ayarlanabilir. İnce film kurutucunun tüm gövdesi bölümler halinde birleştirilmiştir. Farklı bertaraf gereksinimlerine göre, birden fazla ısıtma alanına bölünebilir ve bireysel kontrol, sıcaklık ayarı, esnek anahtarlama ve diğer işletim elemanlarını gerçekleştirebilir.

Rotorun çamur giriş ve çıkış uçlarına yayılmış bıçaklar yerleştirilmiştir. Silindirin çamur giriş ucundaki her bir kolona, ​​kolon hattıyla 45° açıyla yerleştirilmiş dört adet yayılmış sıyırıcı bıçak takılmıştır. Bu yerleştirmenin amacı, çamurun silindire girdikten hemen sonra sıcak duvar yüzeyine yapışmasını ve boşaltma ucuna taşınmasını sağlamaktır; toplam 72 adet. Çamur ucundaki her bir kolona iki adet uç kapaklı yayılmış sıyırıcı bıçak takılmıştır ve besleme ucundaki yayılmış sıyırıcı bıçaklar 45° eğik açıyla yerleştirilmiştir; bu yerleştirmenin amacı, boşaltma sırasında ürünün atalet kuvvetini tamponlayarak yerçekimiyle serbest boşaltma işlevini sağlamaktır; toplam 36 adet.

İletim kanatları rotorun orta bölgesine dağıtılmıştır ve her bir sütuna 40 kanat takılmıştır, toplamda 720 kanat bulunmaktadır.

Farklı bıçak tipleri, çamur dağıtımı, yayma, kazıma, karıştırma, geri karıştırma, kendi kendini temizleme ve sıcak duvar yüzeyinde taşıma gibi önemli işlevleri kapsamlı bir şekilde gerçekleştirir. Özetle, ıslak çamur yatay kurutucunun bir ucundan girdiğinde, dönen rotor tarafından sıcak duvar yüzeyine sürekli olarak dağıtılarak ince bir malzeme tabakası oluşturulur. Rotor üzerindeki bıçaklar, sıcak duvar yüzeyine dağıtılan ince ıslak çamur tabakasını sürekli olarak yuvarlarken, rotora monte edilmiş kılavuz açı fonksiyonlu taşıma bıçakları, rotorun dairesel dönüşüyle ​​birlikte döner. Çamur ince tabakası ve kurutma işlemi sırasında oluşan yarı kuru çamur parçacıkları, rotorun eksenel yönüyle belirli bir doğrusal hızda yatay bir transfer gösterir ve ince film kurutucunun diğer ucundaki çamur çıkışına doğru ilerler. İnce film kurutucunun eksenel uzunluğu, sadece besleme ucundan boşaltma ucuna kadar olan yatay çizgiyi değil, aynı zamanda tüm yatay silindirik ince film kurutucuda çamurun beslenmesini ve boşaltılmasını da tamamlar. Bu işlemde, ıslak çamur buharla ısıtılan duvar sayesinde eşit şekilde ısıtılır ve su buharlaşır. Islak çamurun ince film kurutucuda kalma süresi 10-15 dakikadır; bu da hızlı başlatma, durdurma ve boşaltmayı mümkün kılar ve ekipmanın işlem operasyonu ve ayarlama kontrolü çok hızlıdır.

3. İnce film kurutucunun egzoz gazı toplama işlemi

İnce film kurutucuya beslenen çamurun nem içeriği %75~%85'tir (%80 olarak hesaplanmıştır) ve ince film kurutucu tarafından üretilen çamurun nem içeriği yaklaşık %35'tir. Granüler halde bulunan yarı kuru çamur, bir sonraki aşama taşıma ekipmanı aracılığıyla bir sonraki üniteye taşınır. İnce film kurutucunun çalışma sürecinde oluşan su buharı, toz ve koku gazı gibi karışık taşıyıcı gaz, silindirdeki çamurla ters yönde hareket eder ve çamur besleme portunun üzerindeki egzoz gazı tankından boru hattı aracılığıyla kondansatöre boşaltılır. Kondansatörde, taşıyıcı gazın suyu buhardan yoğunlaşır ve yoğunlaşmayan gaz damlacıklar halinde ayrılır ve egzoz gazı emme fanı aracılığıyla kurutma sistemine boşaltılır. İnce film kurutucunun proses egzoz gazı miktarı nispeten azdır, genellikle sistemin buharlaşmasının sadece %5~%10'u kadardır. Egzoz fanı, koku gazı ve tozun taşmasını önlemek için tüm kurutma sistemini mikro negatif basınç durumuna getirir.

2. İnce film kurutma işlemi için ana ekipmanın teknik parametreleri

Bu projenin talebine göre, tek bir çamur kurutma sisteminin çamur arıtma kapasitesi (nem içeriği %80'e göre) 2,5 t/saat olarak belirlenmiş olup, çamur nem içeriği %35'tir. Tek bir ince film kurutucunun günlük çamur arıtma kapasitesi (nem içeriği %80'e göre) 60 t/gün, nominal buharlaşma kapasitesi 1,731 t/saat, ısı değişim alanı 50 m2, çamur girişinin nem içeriği %80 ve çamur çıkışının nem içeriği %35'tir. İnce film kurutucunun ısı kaynağı doymuş buhardır ve buhar beslemesinin kalitesi ithal parametrelere göre belirlenir: buhar sıcaklığı 180 ℃, buhar basıncı 1,0 MPa, tek bir ince film kurutucunun buhar tüketimi 2,33 t/saat ve ince film kurutucu sayısı 2'dir, her biri bir kullanım içindir.

180 ℃'lik doymuş buhar, basınçlı boru hattı aracılığıyla doğrusal kurutucuya taşınır ve yarı kuru çamuru dolaylı olarak ısıtmak için ısı kaynağı olarak kullanılır. Yarı kuru çamurdaki su, doğrusal kurutucuda daha da buharlaştırılır. Çamur ürününün gerçek talebine (başlangıç ​​ve bitiş) göre, nihai çamur %10 nem içeriğine ulaşabilir ve ürün soğutucusuna gönderilebilir.

Lineer kurutucunun işleme kapasitesi 0,769 t/saat (%35 nem içeriği), nominal buharlaşma 0,214 t/saat, ısı değişim alanı 50 m2, lineer kurutucunun girişindeki çamur nem içeriği %35, çıkışındaki çamur nem içeriği %10, lineer kurutucunun buhar giriş parametreleri: Buhar sıcaklığı 180 ℃, buhar basıncı 1,0 MPa, tek bir lineer kurutucunun buhar tüketimi 0,253 t/saat ve 1 adet bulunmaktadır.

Kullanılan taşıyıcı gaz kondenserinin ekipman tipi, doğrudan enjeksiyonlu hibrit kondenser olup, hava girişi 3500 Nm3/h, giriş gaz sıcaklığı 95~110 ℃, çıkış gaz sıcaklığı 90~180 Nm3/h ve çıkış gaz sıcaklığı 55 ℃'dir.

Kullanılan taşıyıcı gazlı cebri çekiş fanı yüksek basınçlı santrifüj fan olup, maksimum hava emme hacmi 400 Nm3/h, hava basıncı 4,8 kPa'dır. Taşıyıcı gaz ortamının fiziksel parametreleri ise şöyledir: sıcaklık 45 ℃, nem %80~100 arasında değişen nemli hava koku gazı karışımı. Tek bir kurutma sistemi için 1 adet fan bulunmaktadır.

Ürün soğutucunun işlem kapasitesi 1,8 ton/saat, çamur giriş sıcaklığı 110 °C, çamur çıkış sıcaklığı ≤45 °C, ısı değişim alanı 20 m2 ve miktarı 1 adettir.

3. İnce film kurutucunun devreye alınması sırasında ekonomik enerji tüketiminin analizi

İnce film kurutma proses sisteminin tek seferlik devreye alınması ve çamur yüküyle devreye alınması işlemlerinin yaklaşık yarım ay sürmesinin ardından elde edilen sonuçlar aşağıdaki gibidir.

Bu projede tek bir ince film kurutucunun tasarım konfigürasyonundaki işlem kapasitesi 60 t/gün'dür. Şu anda, devreye alma döneminde ortalama ıslak çamur işleme kapasitesi 50 t/gün'dür (nem içeriği %79), bu da tasarlanan ıslak çamur işleme kapasitesinin %83'üne ve tasarlanan kuru çamur işleme kapasitesinin %87,5'ine ulaşmıştır.

İnce film kurutucu tarafından üretilen yarı kuru çamurun ortalama nem içeriği %36'dır ve doğrusal kurutucu tarafından ihraç edilen yarı kuru çamurun nem içeriği de %36'dır; bu da tasarım ürününün hedef değeriyle (%35) temelde uyumludur.

Çamur kurutma atölyesindeki harici doymuş buhar ölçer ile ölçülen doymuş buhar tüketimi 25 t/gün'dür ve buharlaşma gizli ısısının teorik toplam günlük ısı tüketimi 25 t × 1000 × 2014,8 kJ/kg ÷ 4,184 kJ = 1,2038719 × 107 kcal/gün'dür. Kurutma sisteminin ortalama günlük toplam buharlaşan su miktarı (50 t × 0,79) - [50 t × (1 - 0,79)] ÷ (1 - 0,36) × 1000 = 23875 kg/gün'dür. Buna göre, çamur kurutma sisteminin birim ısı tüketimi 1,2038719 × 107 ÷ 23875 = 504 kcal/kg buharlaşan su'dur. Çamur kurutma sistemi, ıslak çamurun nem içeriğindeki değişikliklere, dış buharın kalitesine, yarı kuru çamur ürünü taşıma ekipmanının tane boyutu gereksinimlerine ve diğer faktörlere bağlı olduğundan, sistemin en iyi çalışma koşullarını ve ekonomik enerji tüketim endeksini özetlemek için gelecekteki uzun vadeli deneme operasyonunda çeşitli değişkenlerin değerlerinin optimize edilmesi gerekmektedir.

1. İnce film kurutma makinesi

İnce film kurutucunun ekipman yapısı, ısıtma tabakasına sahip silindirik bir gövde, gövde içinde dönen bir rotor ve rotorun tahrik cihazı olan motor + redüktörden oluşmaktadır.

Rotor, kaplama, karıştırma ve itme işlemleri için kanatçıklarla donatılmıştır. Kanatçıklar ile iç gövde arasındaki mesafe 5 ila 10 mm'dir. Isıtma yüzeyi kendi kendini temizleyebilir ve kanatçıklar ayrı ayrı ayarlanabilir ve çıkarılabilir.

Tahrik cihazı: (motor + redüktör) Frekans dönüştürücü veya sabit hızlı motor seçilebilir, kayışlı redüktör veya dişli kutusu seçilebilir, doğrudan bağlantı veya kaplin bağlantısı kullanılabilir, rotor hızı 100 dev/dak'da kontrol edilebilir, rotor dış kenar doğrusal hızı 10 m/s'de kontrol edilebilir, çamur bekleme süresi 10~15 dakikadır.

2. Doğrusal kurutucu gövdesi

Lineer kurutucu, U şeklinde vidalı konveyör tipini kullanır ve iletim kanadı, çamur parçacıklarının ezilmesini ve kesilmesini önlemek için özel olarak tasarlanmış ve işlenmiştir. Lineer kurutucunun gövdesi ve döner mili ısıtma parçalarıdır ve gövde sökülebilir. Isıtma parçaları hariç, çamurla temas eden kısımlar 316 L paslanmaz çelik veya eşdeğer malzemeden, diğer kısımlar ise karbon çelikten yapılmıştır; yani lineer kurutma ekipmanı SS304+CS'den üretilmiştir.

3. Kondenser

Taşıyıcı gaz kondenserinin işlevi, çamur kurutucudan çıkan egzoz gazını yıkayarak gazdaki yoğunlaşabilir gazın yoğunlaşmasını sağlamaktır. Ekipmanın yapı tipi doğrudan püskürtmeli kondenser olup, kullanılan malzeme SS304'tür.

4. Ürün soğutucuları

Ürün soğutucunun işlevi, 110 °C'deki yarı kuru çamurun sıcaklığını yaklaşık 45 °C'ye düşürmektir; ısı transfer alanı 21 m2 ve gücü 4 kW'tır. Başlıca işleme ve üretim malzemesi SS304+CS'dir.

İnce film çamur kurutma işlemi, teknik özelliklerinden dolayı son yıllarda popüler hale gelmiş ve verimli bir çamur arıtma yöntemi olmuştur. Bu işlem, ince film kurutucu kullanılarak çamurdan nemin hızlı ve verimli bir şekilde uzaklaştırılmasını ve kolay işlenebilir ve taşınabilir kuru granül bir ürün elde edilmesini içerir. Çamur kurutma ve yakma alanındaki farklı teknolojilere sahip proses sistem ekipmanlarının işletme deneyimiyle birlikte, ince film çamur kurutma işleminin teknik özellikleri aşağıdaki gibidir.

1. İnce film çamur kurutma makinesinin temel teknik özellikleri, basit entegrasyonudur. Bu yöntem en az yardımcı ekipman gerektirir ve kullanımı ve kontrolü basittir. Kurutma işlemi geri karıştırma gerektirmez ve çamur doğrudan "plastik aşamayı" (çamur viskozite bölgesi) atlar, bu da işlemi daha verimli ve akıcı hale getirir. Ayrıca, üretilen atık gaz miktarı nispeten azdır ve atık gaz arıtma işlemi basittir, bu da onu ekonomik, verimli ve çevre dostu bir çamur kurutma seçeneği haline getirir.

2. İnce film çamur kurutma proses makinesinin bir diğer önemli yönü de işletme ekonomisidir. Nispeten düşük enerji tüketimi ve sürekli yüksek buharlaşma verimliliği ile bilinir. Isıtma ortamının geri kazanımı ve geri dönüşümü de mümkündür, bu da enerji maliyetlerini daha da düşürür. Ek olarak, ekipman sağlamdır, düşük bakım maliyetine sahiptir ve minimum izleme gerektirir, bu da onu çamur kurutma için uygun maliyetli bir çözüm haline getirir.

3. İnce film çamur kurutma makinesinin dikkat çekici bir diğer özelliği de operasyonel esnekliğidir. Farklı türdeki macun kıvamındaki çamurların kurutulması için uygundur ve herhangi bir nem içeriğine sahip homojen ürün çamur parçacıkları üretebilir. Bu işlem, düşük katı madde yükü, kolay başlatma ve durdurma ve kısa boşaltma süresi ile operasyonel esnekliğini daha da artırır.

4. İnce film çamur kurutma işlemi, güvenliği ve çevre koruma özellikleriyle bilinir. N2, buhar ve kendiliğinden sönme algılama gibi çok yönlü inert tasarımlar benimser. İşlem, düşük oksijenli, kokusuz ve toz sızıntısı olmayan negatif basınçlı kapalı bir sistemde çalışır; bu da toz patlaması olasılığını azaltır ve çamur kurutma işleminin güvenliğini ve çevre korumasını sağlar.

Özetle, ince film çamur kurutma işleminin teknik özellikleri, onu verimli, ekonomik ve çevre dostu bir çamur arıtma seçeneği haline getirmektedir. Bu işlem, kapsamlı basitlik, işletme ekonomisi, operasyonel esneklik, güvenlik ve çevre koruma gibi özelliklere sahip olup, çamur kurutma ekipmanları için değerli bir çözümdür.