用于污泥干化的新型槳葉式干燥機(jī)的設(shè)計(jì)
行業(yè)動(dòng)態(tài)
污泥處置已經(jīng)成為當(dāng)今多數(shù)污水處理廠亟待解決的問(wèn)題。污水污泥的減量化、資源化和無(wú)害化已成為固體廢棄物處理中起步較晚，但又非解決不可的重大環(huán)保問(wèn)題。
污泥熱干化具有以下幾大優(yōu)勢(shì)：能有效地去除細(xì)菌和病原體，并對(duì)產(chǎn)物消毒，使其完全符合污泥處理與利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；大幅減少污泥的體積與重量；能保持污泥的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并使得其循環(huán)利用；可將處理后的污泥加工成某種有利用價(jià)值的物質(zhì)，如生物肥料、土壤修復(fù)劑及燃料等，從中獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。
綜合分析目前國(guó)內(nèi)外各種干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)空心槳葉干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和干燥工藝符合目前國(guó)內(nèi)污泥干燥的工藝要求。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)查閱及對(duì)現(xiàn)有干燥設(shè)備的調(diào)研，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了這種用于污泥干化的槳葉式干燥機(jī)。應(yīng)用結(jié)果表明，這種型式的干燥機(jī)是目前比較理想的污泥干化設(shè)備。
1 用于污泥干化的新型槳葉式干燥機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)
1.1 對(duì)槳葉軸內(nèi)部冷凝水排放系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
根據(jù)污泥脫水量大的特性，槳葉軸內(nèi)部的冷凝水排放系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。在槳葉內(nèi)部增設(shè)裝置，增加槳葉旋轉(zhuǎn)過(guò)程中排水時(shí)間；增大冷凝排水管子，從而增大冷凝水的排水量。改進(jìn)原虹吸管的結(jié)構(gòu)，使冷凝水排放更加徹底，從而提高產(chǎn)量。
1.2 對(duì)槳葉的外部結(jié)構(gòu)的改動(dòng)
根據(jù)污泥粘度高，流動(dòng)性差等特性，為了使物料向前流動(dòng)，普通槳葉干燥機(jī)安裝時(shí)設(shè)備整體向出料口方向成一定傾角，但是當(dāng)設(shè)備傾斜放置時(shí)，不能很好控制物料的流動(dòng)速度，這樣很難控制物料干燥水分。如何提高污泥在槳葉干燥機(jī)內(nèi)部流動(dòng)性，對(duì)槳葉的外部結(jié)構(gòu)作了一定的改動(dòng)，使槳葉對(duì)物料有向前推進(jìn)作用。改變槳葉軸轉(zhuǎn)速就可控制物料的推進(jìn)速度，使物料有一個(gè)合理的推進(jìn)速度，保持物料在設(shè)備內(nèi)部有一個(gè)合理的料位，使物料與槳葉表面充分接觸，進(jìn)一步提高傳熱面積。
1.3 筒體內(nèi)部增加一些裝置
當(dāng)干燥到含水率60%左右時(shí)，污泥極易結(jié)塊，表面堅(jiān)硬，難以破碎，而里面卻仍是稀泥，這給污泥的進(jìn)一步干化和滅菌帶來(lái)極大的困難；另一方面在干燥污泥過(guò)程中，污泥容易“抱軸”，從而把槳葉和軸的散熱面包圍，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)一起運(yùn)動(dòng)，這樣干燥的效果比較差，為了克服這個(gè)困難，又對(duì)干燥機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，在筒體內(nèi)部增加一些裝置，使結(jié)塊后的污泥容易破碎，從而干燥速度大大提高。
2 新型槳葉式污泥干燥機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)
2.1 新型槳葉式污泥干燥機(jī)結(jié)構(gòu)
WGS/WGT系列槳葉式污泥干燥機(jī)由互相嚙合的二到四根槳葉軸、帶有夾套的W形殼體、機(jī)座、傳動(dòng)部件及旋轉(zhuǎn)接頭組成，污泥的整個(gè)干燥過(guò)程在封閉狀態(tài)下進(jìn)行，有機(jī)揮發(fā)氣體及異味氣體在密閉氛圍下送至尾氣處理裝置，避免環(huán)境污染。
2.2 新型槳葉式污泥干燥機(jī)工作原理
干燥機(jī)以蒸汽，熱水或?qū)嵊妥鳛榧訜峤橘|(zhì)，軸端裝有熱介質(zhì)導(dǎo)入導(dǎo)出的旋轉(zhuǎn)接頭。加熱介質(zhì)分為兩路，分別進(jìn)入干燥機(jī)殼體夾套和槳葉軸內(nèi)腔，將器身和槳葉軸同時(shí)加熱，以傳導(dǎo)加熱的方式對(duì)污泥進(jìn)行加熱干燥。被干燥的污泥由螺旋送料機(jī)定量地連續(xù)送入干燥機(jī)的加料口，污泥進(jìn)入器身后，通過(guò)槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)使污泥翻轉(zhuǎn)、攪拌，不斷更新加熱介面，與器身和槳葉接觸，被充分加熱，使污泥所含的表面水分蒸發(fā)。同時(shí)，污泥隨槳葉軸的旋轉(zhuǎn)成螺旋軌跡向出料口方向輸送，在輸送中繼續(xù)攪拌，使污泥中滲出的水分繼續(xù)蒸發(fā)。干燥均勻的合格產(chǎn)品由出料口排出。
2.3 新型槳葉式污泥干燥機(jī)設(shè)備特點(diǎn)
設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積設(shè)備的傳熱面大，占地面積小。
熱量利用率高。槳葉式污泥干燥機(jī)采用傳導(dǎo)加熱方式進(jìn)行加熱，沒(méi)有熱空氣帶走熱量，熱量利用率可達(dá)90%以上。
楔形槳葉具有自凈能力，旋轉(zhuǎn)中對(duì)物料產(chǎn)生壓縮和膨脹，增強(qiáng)了傳熱效果。
干燥器內(nèi)氣體流速低，被氣體挾帶出的粉塵少，干燥后系統(tǒng)的氣體粉塵回收方便，尾氣處理裝置等規(guī)模都可縮小，節(jié)省設(shè)備投資。
3 新型槳葉式污泥干燥機(jī)生產(chǎn)結(jié)果與應(yīng)用前景
3.1 干燥效果
新型槳葉式污泥干燥機(jī)用于污泥的干燥單元，脫水能力基本為12kg/h·m2以上，污泥經(jīng)干燥后含水率從80%降到40%以下，干燥效果好。干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到用戶要求。
3.2 應(yīng)用前景
我國(guó)污泥無(wú)害化能源化利用技術(shù)還處于起步階段，污泥干化尚屬起步階段，許多城市都要建立專門(mén)的污泥處理廠，因此污泥干化處理蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)和產(chǎn)品市場(chǎng)。我國(guó)城市污泥的每年排放量（干重）估計(jì)將達(dá)到900萬(wàn)t左右，折合成含水率80%的濕污泥約4500萬(wàn)t，通過(guò)干化可以使污泥含水率降到40%以下，達(dá)到污泥經(jīng)濟(jì)焚燒的要求。例如，一臺(tái)WGS11槳葉式干燥機(jī)使污泥含水率從80%降到40%以下，通過(guò)計(jì)算，年干燥濕污泥的能力約為7200t，WGS11槳葉式污泥干燥機(jī)干化系統(tǒng)每套才約兩百萬(wàn)人民幣左右，所以利用空心槳葉式污泥干燥機(jī)作為污泥干化工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)污泥進(jìn)行干化，發(fā)展前景很好，而且該技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，主要設(shè)備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，相比國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，投資成本更低，適合中國(guó)國(guó)情。因此，新型槳葉式干燥機(jī)應(yīng)用于污泥干化的前景非常廣闊，具有很大的市場(chǎng)潛力。
4 結(jié)論
槳葉式干燥機(jī)在污泥干化中的應(yīng)用特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：空心槳葉式干燥機(jī)熱效率約為85%～95%，實(shí)踐中，污泥脫水1kg約需飽和蒸汽1.3kg（工作壓力0.4MPa）。污泥干化后仍具有1700～2500kcal/kg的熱值，可以與煤等常規(guī)固體燃料混合燃燒，充分體現(xiàn)了節(jié)約能源和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則。針對(duì)不同的污泥，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)，以確保污泥干化的能耗低；采用傳導(dǎo)、輻射等間接換熱的方式干化污泥，與污泥沒(méi)有接觸，無(wú)需處理大量含有廢氣的熱介質(zhì)。
針對(duì)污泥的特性如粘度很高、含水率大及流動(dòng)性差等，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的新型槳葉式干燥機(jī)，能夠克服這些難題。它具有設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱效果好、熱能利用高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、設(shè)備的投資成本低、操作安全等特點(diǎn)，經(jīng)廠家使用，證明這是一種新型的、比較理想的污泥干化設(shè)備。
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