污泥干燥技术

evapuck

世界上最早将热干燥技术用于污泥处理的是英国的Bradford公司。1910年，该公司首次开发了转窑式污泥干化机并将其应用于污泥干化实践，进入80年代末期，污泥干化技术逐渐为人们所重视，污泥干燥技术的应用和推广，促进了污泥处理处置手段的改变，这种改变主要体现在：污泥填埋处置前，要将污泥进行干燥处理；污泥焚烧处置比例得到了较大提高；干污泥产品作为土地回用的肥源出售，产业规模不断扩大等。如今，污泥干化处理也得到了越来越多包括发展中国家环境工程界的重视。　
在我国，随着国家经济实力的增强，国民环保意识的提高，城市污水处理行业得到迅速发展，城市污泥的产量与日俱增，污泥的处置和开发利用问题日益为人们所关注。污泥的干化处理，使污泥农用、作为燃料使用、焚烧乃至为减少填埋场地等处理方法成为可能。污泥干燥技术的完善与革新，直接推动了污泥处置手段的发展，拓展了污泥处置手段的选择范围，使之在安全性、可靠性、可持续性等方面得到越来越可靠的保证。
随着国内污泥处理市场的启动，各种污泥干燥设备应运而生，但污泥的干化处理需要消耗大量的热源，提高了污泥的处置成本。各种污泥干燥设备特性如何，处理规模与污泥干燥设备选型的关系，如何得到一套技术成熟、投资与操作费用最佳组合的干燥系统，是本文要探讨的关键点。　　
# R- v( E) E) I+ `$ X; T

2 ?( a' o" ]4 k" D
1、带有内破碎装置的回转圆筒干燥机
! H; @3 O5 k8 T( n; A7 h该烘干机采用直接干燥技术，将烟道气与污泥直接进行接触混合，使污泥中的水分得以蒸发并最终得到干污泥产品。　　
该机的主体部分为：与水平线略呈倾斜的旋转圆筒，烘干方式采用顺流式烘干。物料经供料装置从回转式转筒的上端送入，在转筒内抄板的翻动下（5～8r／min）与同一端进入的流速为1.2～1.3m／s、温度为700℃的热气流接触混合，滚筒中部设旋转的破碎搅拌翼，能使进入烘干机内的物料迅速被打碎，特别是有一定粘性的大块物料，可碎成小块，以便和热风充分接触，提高干燥效率，小块物料进一步碎成粒状，经20～60min的处理，干污泥经出料口输送出来。最终得到含水率低于14％的干污泥产品。
1.1 设备特点
通过破碎搅拌装置和圆筒回转的复合效果，使总传热系数提高至普通回转干燥机的2～3倍，可达300～500Kcal／m 3.n.℃。破碎搅拌装置破碎物料，物料和热风的接触面积增大，同时亦防止了热风的短路，使热风的热量得到充分利用。由于城市污水厂的污泥在脱水的过程中投加了絮凝剂，使污泥粘性增大，在烘干过程中容易结块，既影响了烘干的效果，又增加了利用的难度（需上一套泥块破碎设备）。在本干燥设备中，通过搅拌破碎装置和筒内的窑式活动板作用，使泥块结硬之前就被破碎，最终的出料为粉粒状产品，使污泥的后续处理或利用工序更加简便。　　
1.2 该设备缺点
6 e: }' s3 P0 ?; O污泥刚进入干燥机时，含湿量很大，一般在80%左右，此时应是蒸发量最大，干燥效率最高点。但由于此时无法破碎，污泥与热空气弥散接触度很低，蒸发效率很低。待破碎机发挥作用时，物料水分一般在40%以下，这时物料已运行到回转圆筒的半程以上，导致有效空间不能充分发挥作用。对于出机水分要求较高的场合（如50%），干燥效率就更低，一般都会过干而造成浪费。与污泥进行过热交换的废气，一般在100度左右排入大气，浪费了大量热源，增大了操作成本，还导致了大气的污染。
. k. \; V6 h3 l8 `6 J) W1.3 适应规模
5 _9 R% u* z: x6 [# u$ v( k带内破碎装置的回转圆筒干燥机，设备一次性投资适中，土建投资较高，能耗较大，适用于单机处理能力在5吨/小时以下，终水分要求较低（小于20%）的污泥干燥项目中。
5 ]6 I1 R3 T' I0 @0 _1 T. D- l1 Q
0 y; F/ o2 e) R* g6 L

2、设有内件的流化床
该机采用热风直接加热与内件传导加热的复合加热方式，对污泥进行连续干燥，在固定流化床内装有布局各异的换热管束，管束内通入锅炉蒸汽，锅炉蒸汽是加热介质。空气经过设置在流化床外部的蒸汽加热器加热后进入流化床，在床内吹动加入的污泥，使之与内件换热、碰撞、粉碎。达到水分与粒度要求得物料被热风带出干燥机，经旋风与袋式除尘器收集。未达要求的物料在干燥机内循环干燥。
& w7 U% w2 i. L& F$ C7 M! _" [2.1 设备特点
内件起到破碎与传导换热的作用，使得原本没法干燥污泥的流化床可以用来干燥污泥，发挥了流化床处理量大的特点，传导加热内件起到了一定的节能作用。干燥强度得到了提高。
# {( p2 g$ t. R) T  J2.2 设备缺点
7 l  W3 p7 `& V5 c% l  Q$ n1 g" L污泥颗粒长时间与内件碰撞摩擦，缩短了内件寿命。有热风介入，带走热量，加大了能耗，增加了操作成本。
2.3 适应规模
9 j  i" t- s# X% o' r% g  o* l! M设备一次性是投资适中，土建投资费用较高，能耗偏大。适于单机污泥处理量在8吨/小时，终含湿量低的项目中。

; c! a' C* R. o, l. x8 M

3、楔型空心桨叶干燥机
$ A! }* V4 b) A' j  v$ [2 A3 ~W系列污泥干燥机由互相啮合的二根桨叶轴、带有夹套的W形壳体、机座以及传动部分组成，污泥的整个干燥过程在封闭状态下进行，有机挥发气体及异味气体在密闭氛围下送至尾气处理装置，避免环境污染。
7 _8 t: t7 b( H; r# E! }2 J2 G. n干燥机以蒸汽，热水或导热油作为加热介质，轴端装有热介质导入导出的旋转接头。加热介质分为两路，分别进入干燥机壳体夹套和桨叶轴内腔，将器身和桨叶轴同时加热，以传导加热的方式对污泥进行加热干燥。被干燥的污泥由螺旋送料机定量地连续送入干燥机的加料口，污泥进入器身后，通过桨叶的转动使污泥翻转、搅拌，不断更新加热介面，与器身和桨叶接触，被充分加热，使污泥所含的表面水分蒸发。同时，污泥随桨叶轴的旋转成螺旋轨迹向出料口方向输送，在输送中继续搅拌，使污泥中渗出的水分继续蒸发。最后，干燥均匀的合格产品由出料口排出。
3.1设备特点
* o$ [& ^& m$ {- d2 h8 na.设备结构紧凑，装置占地面积小。由设备结构可知，干燥所需热量主要是由排列于空心轴上的空心桨叶壁面提供，而夹套壁面的传热量只占少部分。所以单位体积设备的传热面大，可节省设备占地面积，减少基建投资。
b.热量利用率高。污泥干燥机采用传导加热方式进行加热，所有传热面均被物料覆盖，减少了热量损失；没有热空气带走热量，热量利用率可达 90％以上。
' K1 V3 v% e. i- C" \7 k+ [c.楔形桨叶具有自净能力，可提高桨叶传热作用。旋转桨叶的倾斜面和颗粒或粉末层的联合运动所产生的分散力，使附着于加热斜面上的污泥自动地清除，桨叶保持着高效的传热功能。另外，由于两轴桨叶反向旋转，交替地分段压缩（在两轴桨叶面相距最近时）和膨胀（在两轴桨叶面相距离最远时）搅拌功能，传热均匀，提高了传热效果。
d.由于不需用气体来加热，就没用气体介入，干燥器内气体流速低，被气体挟带出的粉尘少，干燥后系统的气体粉尘回收方便，尾气处理装置等规模都可缩小，节省设备投资。
e、污泥含水率适应性广，产品干燥均匀性高。干燥器内设溢流堰，可根据污泥性质和干燥条件，调节污泥在干燥器内的停留时间，以适应污泥含水率变化的要求。此外，还可调节加料速度、轴的转速和热载体温度等，在几分钟与几小时之间任意选定停留时间。因此对污泥含水率变化的适应性非常广泛。
9 J+ M; K) g6 `: R* W3．2设备缺点
设备传热面均有钢板加工焊接而成，用水蒸气做热介质时，设备还为一类压力容器，设备重量较大，设备一次性投资较高。
2 z2 |* W3 L3 B3．3适应规模
7 B  V+ y. m+ s7 s! T设备一次性投资较高，土建投资低，操作成本只有热风直接型干燥机的三分之一。适于各种终湿含量要求的项目中。