【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 離、粉塵捕集、濕分冷凝、固體輸送和儲(chǔ)存等。如果因物料的性質(zhì)（粘度、含水率等）可能造成干化工藝的不穩(wěn)定性的（如黏著、結(jié)塊等），則有必要采用部分干化后產(chǎn)品與濕物料混合的工藝（返料、干泥返混）。此時(shí)，在上料之前和固體輸送之后應(yīng)相應(yīng)增加輸送、儲(chǔ)存、分離、粉碎、篩分、提升、混合、上料等設(shè)備。 加熱方式 污泥干化的加熱方式：直接干化和間接干化干化是依靠熱量來(lái)完成的，熱量一般都是能源燃燒產(chǎn)生的。燃燒產(chǎn)生的熱量存在于煙道氣中，這部分熱量的利用形式有兩類：(1) 直接利用：將高溫?zé)煹罋庵苯右敫稍锲?，通過(guò)氣體與濕物料的接觸、對(duì)流進(jìn)行換熱。這種做法的特點(diǎn)是熱量利用的效率高，但是如果被干化的物料具有污染物性質(zhì)，也將帶來(lái)排放問(wèn)題，因高溫?zé)煹罋獾倪M(jìn)入是持續(xù)的，因此也造成同等流量的、與物料有過(guò)直接接觸的廢氣必須經(jīng)特殊處理后排放。(2) 間接利用：將高溫?zé)煹罋獾臒崃客ㄟ^(guò)熱交換器，傳給某種介質(zhì)，這些介質(zhì)可能是導(dǎo)熱油、蒸汽或者空氣。介質(zhì)在一個(gè)封閉的回路中循環(huán)，與被干化的物料沒(méi)14有接觸。熱量被部分利用后的煙道氣正常排放。間接利用存在一定的熱損失。對(duì)干化工藝來(lái)說(shuō)，直接或間接加熱具有不同的熱效率損失，也具有不同的環(huán)境影響，是進(jìn)行項(xiàng)目環(huán)評(píng)和經(jīng)濟(jì)性考察的重要內(nèi)容。直接加熱形式中熱源煙氣直接成為介質(zhì)，其熱效率接近燃燒效率本身。其余加熱形式均是通過(guò)換熱設(shè)備將熱傳給某種介質(zhì)的間接加熱。煙氣可以通過(guò)熱交換器將熱量傳給空氣，空氣作為換熱介質(zhì)與濕物料進(jìn)行接觸。煙氣可以提高熱交換器將熱傳遞給導(dǎo)熱油或蒸汽，然后利用導(dǎo)熱油或蒸汽來(lái)加熱金屬或工藝氣體，由金屬熱表面或工藝氣體與濕物料進(jìn)行接觸。這兩類換通過(guò)熱交換器的換熱均形成一定的熱損失，一般來(lái)說(shuō)在 815％之間。 污泥干化的熱源干化的主要成本在于熱能，降低成本的關(guān)鍵在于是否能夠選擇和利用恰當(dāng)?shù)臒嵩?。干化工藝根?jù)加熱方式的不同，其可利用的能源來(lái)源有一定區(qū)別，一般來(lái)說(shuō)間接加熱方式可以使用所有的能源，其利用的差別僅在溫度、壓力和效率。直接加熱方式則因能源種類不同，受到一定限制，其中燃煤爐、焚燒爐的煙氣因量大和腐蝕性污染物存在而難以使用，蒸汽因其特性無(wú)法利用。按照能源的成本，從低到高，分列如下：(1) 煙氣：來(lái)自大型工業(yè)、環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施（固廢焚燒爐、電站、窯爐、化工設(shè)施）的廢熱煙氣是零成本能源，如果能夠加以利用，是熱干化的最佳能源。溫度必須高，地點(diǎn)必須近，否則難以利用。(2) 燃煤：非常廉價(jià)的能源，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)可行性。尾氣處理方案是可行的。(3) 熱干氣：來(lái)自化工企業(yè)的廢能。(4) 沼氣：可以直接燃燒供熱，價(jià)格低廉，也較清潔，但供應(yīng)不穩(wěn)定。(5) 蒸汽：清潔，較經(jīng)濟(jì)，可以直接全部利用，但是將降低系統(tǒng)效率，提高折舊比例?？梢钥紤]部分利用的方案。(6) 燃油：較為經(jīng)濟(jì)，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利用。(7) 天然氣：清潔能源，但是價(jià)格最高，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利15用。所有的干化系統(tǒng)都可以利用廢熱煙氣來(lái)進(jìn)行。其中，間接干化系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，對(duì)煙氣無(wú)限制性要求；而直接干化系統(tǒng)由于煙氣與污泥直接接觸，雖然換熱效率高，但對(duì)煙氣的質(zhì)量具有一定要求，這些要求包括：含硫量、含塵量、流速和氣量等。只有間接加熱工藝才能利用蒸汽進(jìn)行干化，但并非所有的間接工藝都能獲得較好的干化效率。 污泥干化的系統(tǒng)組成：一般來(lái)說(shuō)，干化工藝需要配備以下基礎(chǔ)配套設(shè)施，但根據(jù)工藝可能有較大變化：(1) 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：用于干泥產(chǎn)品的冷卻等(2) 冷凝水處理系統(tǒng)：工藝氣體及其所含雜質(zhì)的洗滌等；(3) 工藝水系統(tǒng)：用于安全系統(tǒng)的自來(lái)水(4) 電力系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的供電(5) 壓縮空氣系統(tǒng)：氣動(dòng)閥門(mén)的控制(6) 氮?dú)鈨?chǔ)備系統(tǒng)：干泥料倉(cāng)以及工藝回路的惰性化；(7) 除臭系統(tǒng)：濕泥料斗、儲(chǔ)倉(cāng)、工藝回路的不可凝氣體的處理(8) 制冷系統(tǒng)：導(dǎo)熱油熱量撤除(9) 消防系統(tǒng)：為整廠配置的滅火系統(tǒng)和安全區(qū) 干化設(shè)備市場(chǎng)上的污泥干燥設(shè)備主要有：三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)（即轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)）、間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)、帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)、流化床干燥機(jī)、蝶式干燥機(jī)、漿葉式干燥機(jī)、盤(pán)式干燥機(jī)、帶式干燥機(jī)、太陽(yáng)能污泥干燥房等。（1）三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖 51a、圖 51b：16圖 三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖 三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)由于普通的回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)，包括三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)，只能干燥顆粒狀的物料。所以，濕污泥首先要與干污泥進(jìn)行混合，產(chǎn)生含水為 40%左右的半干污泥，然后再進(jìn)入三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)進(jìn)行干燥。干濕污泥的比例大約為 到 2。因此，此系統(tǒng)需要混合機(jī)，粉碎機(jī)和篩分機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)的投資很大。其運(yùn)行參數(shù)為：熱空氣進(jìn)口溫度為：650 度；熱空氣出口溫度為：100 度；蒸發(fā)每磅水需消耗 1600BTU 的熱量，折合每公斤水需消耗 8170KJ 的熱量 [7]。（2） 普通回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)普通回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)的工藝流程與三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)相似，只是能耗稍高。轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。濕物料從左端上部加入，經(jīng)過(guò)圓筒17內(nèi)部時(shí)，與通過(guò)筒內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面進(jìn)行有效地接觸而被干燥，干燥后的產(chǎn)品從右端下部收集。在干燥過(guò)程中，物料借助于圓筒的緩慢的轉(zhuǎn)動(dòng)，在重力的作用下從較高一端向較低一端移動(dòng)。干燥過(guò)程中的所用的熱載體一般為熱空氣、煙道氣或水蒸氣等。如果熱載體（如熱空氣、煙道氣）直接與物料接觸，則經(jīng)過(guò)干燥器后，通常用旋風(fēng)除塵器將氣體中挾帶的細(xì)粒物料捕集下來(lái)，廢空氣則經(jīng)旋風(fēng)除塵器后放空。回轉(zhuǎn)圓筒干燥器是一種處理大量物料干燥的干燥器。由于運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，操作彈性大、適應(yīng)性強(qiáng)、處理能力大，廣泛使用于冶金、建材、輕工等部門(mén)?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥器一般適用于顆粒狀物料，也可用部分摻入干物料的辦法干燥粘性膏狀物料或含水量較高的物料，并已成功地用于溶液物料的造粒干燥中?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。濕物料從高端上部加入，與通過(guò)筒體內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面進(jìn)行有效接觸被干燥，干燥后的產(chǎn)品從低端下部收集。在干燥過(guò)程中，物料借助于圓筒的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，在重力的作用下從較高一端向較低一端移動(dòng)。筒體內(nèi)壁上裝有抄板，它不斷地把物料抄起又灑下，使物料的熱接觸表面增大，以提高干燥速率并促使物料向前移動(dòng)。圖 回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)（3）間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)的工藝流程也與三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)相似。采用間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)，由于間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)采用普通的抄板，而造粒后的污泥的表面仍然較粘，粘著在抄板上，沒(méi)有及時(shí)脫落，導(dǎo)致過(guò)干超溫（干污泥的著火點(diǎn)為 240 度）。當(dāng)通入空氣時(shí)（間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)需要通入空氣，以帶18出蒸發(fā)的水分），其中的氧含量較高，從而引起爆炸。（4）帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)由于帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)可直接干燥濕污泥，因此不需要混合過(guò)程，也就不需要混合機(jī)，粉碎機(jī)和篩分機(jī)。并且回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)很短，整個(gè)系統(tǒng)的投資小。但是，對(duì)于濕污泥的干燥，其終水分只能到 30%到 40%。如果干燥到 10%以下水分，需要兩級(jí)干燥。如果干燥后的污泥用于焚燒，30%到 40%已經(jīng)足夠。由于直接干燥濕污泥，并且回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)很短，因此可采用較高的進(jìn)口溫度。對(duì)于污泥干燥，其進(jìn)口溫度可達(dá) 850 度以上。所以熱能消耗比上述的所有回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)都低，每公斤水需消耗 7659KJ 的熱量（對(duì)于兩級(jí)干燥）。（5） 帶式干燥機(jī)帶式干燥機(jī)由若干個(gè)獨(dú)立的單元段組成。每個(gè)單元段包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、加熱裝置、單獨(dú)或公用的新鮮空氣抽入系統(tǒng)和尾氣排出系統(tǒng)。對(duì)干燥介質(zhì)數(shù)量、溫度、濕度和尾氣循環(huán)量操作參數(shù)，可進(jìn)行獨(dú)立控制，從而保證帶干機(jī)工作的可靠性和操作條件的優(yōu)化。帶干機(jī)操作靈活，濕物進(jìn)料，干燥過(guò)程在完全密封的箱體內(nèi)進(jìn)行，勞動(dòng)條件較好，免了粉塵的外泄。物料由加料器均勻地鋪在網(wǎng)帶上，網(wǎng)帶采用 1260 目不銹鋼絲網(wǎng)， 由傳動(dòng)裝置拖動(dòng)在干燥機(jī)內(nèi)移動(dòng)。干燥機(jī)由若干單元組成，每一單元熱風(fēng)獨(dú)立循環(huán)，部分尾氣由專門(mén)排濕風(fēng)機(jī)排出，廢氣由調(diào)節(jié)閥控制，熱氣由下往上或由上往下穿過(guò)鋪在網(wǎng)帶上的物料，加熱干燥并帶走水分。網(wǎng)帶緩慢移動(dòng)，運(yùn)行速度可根據(jù)物料溫度自由調(diào)節(jié)，干燥后的成品連續(xù)落入收料器中。上下循環(huán)單元根據(jù)用戶需要可靈活配備，單元數(shù)量可根據(jù)需要選取。（6） 漿葉式干燥機(jī)空心槳葉干燥機(jī)主要由帶有夾套的 W 形殼體和兩根空心槳葉軸及傳動(dòng)裝置組成。軸上排列著中空葉片，軸端裝有熱介質(zhì)導(dǎo)入的旋轉(zhuǎn)接頭。干燥水分所需的熱量由帶有夾套的 W 形槽的內(nèi)壁和中空葉片壁傳導(dǎo)給物料。物料在干燥過(guò)程中，帶有中空葉片的空心軸在給物料加熱的同時(shí)又對(duì)物料進(jìn)行攪拌，從而進(jìn)行加熱面的更新。是一種連續(xù)傳導(dǎo)加熱干燥機(jī)。加熱介質(zhì)為蒸汽，熱水或?qū)嵊汀＜訜峤橘|(zhì)通入殼體夾套內(nèi)和兩根空心槳葉軸中，以傳導(dǎo)加熱的方式對(duì)物料進(jìn)行加熱干燥，不同的物料空心槳葉軸結(jié)構(gòu)有所不同。物料由加料口加入，在兩根空心槳葉軸內(nèi)的攪拌作用下，更新介面，同時(shí)推進(jìn)物19料至出料口，被干燥的物料由出料口排出。漿葉式干燥機(jī)需要由蒸汽或?qū)嵊吞峁崃?。所以需要鍋爐及鍋爐房。另外其產(chǎn)品是粉狀，對(duì)存儲(chǔ)和使用不方便。在干燥后，需要進(jìn)行造粒。在小型廢水處理廠得到廣泛的應(yīng)用。（7） 盤(pán)式干燥機(jī)工藝的能源采用天然氣或沼氣，利用熱油爐加熱導(dǎo)熱油，然后通過(guò)導(dǎo)熱油在干燥器圓盤(pán)和熱油爐之間的循環(huán)，將熱量間接傳遞給污泥顆粒，從而使污泥干化。污泥涂層機(jī)為盤(pán)式工藝的重要設(shè)備，循環(huán)的干燥污泥顆粒在此被涂覆上一層薄的濕污泥，涂覆過(guò)的污泥顆粒被送人污泥顆粒干燥器，均勻的散在頂層圓盤(pán)上。通過(guò)與中央旋轉(zhuǎn)主軸相連的耙臂上的耙子的作用，污泥顆粒在上層圓盤(pán)上作圓周運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)逐漸掃到圓周的外延，然后散落到第二層圓盤(pán)上，借助于旋轉(zhuǎn)耙臂的推動(dòng)作用，污泥顆粒從干燥器的上部圓盤(pán)通過(guò)干燥器直至底部圓盤(pán)。每個(gè)污泥顆粒平均循環(huán) 5 到 7 次，每次都有新的濕污泥層涂覆到輸人的顆粒表面，最后形成一個(gè)堅(jiān)硬的圓形顆粒。干燥后的顆粒進(jìn)入分離料斗，一部分顆粒被分離出再返回涂層機(jī)，另一部分粒徑合格顆粒通過(guò)進(jìn)一步冷卻后送人顆粒儲(chǔ)存料倉(cāng)。排氣風(fēng)機(jī)將污泥干燥器中的氣體抽出，經(jīng)冷凝器去除氣體中的氣態(tài)水后，送人熱油鍋爐中，經(jīng)高溫焚燒，徹底去除氣味后高空排放。盤(pán)式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)與漿葉式干燥機(jī)相似，好處是工藝簡(jiǎn)單，尾氣量少，容易處理。也需要由蒸汽或?qū)嵊吞峁崃?。所以需要鍋爐及鍋爐房。但是盤(pán)式干燥機(jī)的傳熱效果是上述所有干燥機(jī)中最差的，因此盤(pán)式干燥機(jī)的體積龐大，造價(jià)高。（8）流化床干燥工藝工藝的熱能采用蒸汽，通過(guò)換熱器將熱量間接傳遞給污泥，從而使污泥干化。工藝的主要設(shè)備為流化床干燥器。污泥直接送人流化床干燥器內(nèi)，無(wú)需任何前段準(zhǔn)備。在流化床內(nèi)通過(guò)激烈的流態(tài)化運(yùn)動(dòng)形成均勻的污泥顆粒，整個(gè)系統(tǒng)在一封閉性的氣體回路中運(yùn)行，干化系統(tǒng)巾的細(xì)顆粒在旋風(fēng)除塵器中被收集，然后與少量濕污泥混合后送回污泥干燥器。經(jīng)除塵后的氣體中含有大量的氣態(tài)水，需要經(jīng)過(guò)污水廠出水冷卻回收氣態(tài)水后方可進(jìn)人鼓風(fēng)機(jī)，經(jīng)增壓后返回流化床干燥器。在運(yùn)行期間，循環(huán)的氣體自成惰性化，氧氣的含量降低到幾乎為零。流化床干燥機(jī)的干化能力由能量的供應(yīng)所決定，即由熱油溫度或蒸氣溫度決定。根據(jù)所能獲得的熱量和床內(nèi)的固定溫度，一個(gè)特定的水蒸發(fā)量被確定。進(jìn)料量的波動(dòng)或進(jìn)料水分的波動(dòng)，在連續(xù)供熱溫度保持恒定20的情況，會(huì)使蒸發(fā)率發(fā)生變化。一旦溫度變化，自動(dòng)控制系統(tǒng)分別通過(guò)每臺(tái)泵的變頻調(diào)速控制器調(diào)節(jié)給供料分配器供料泵的供料速率，從而使干燥機(jī)的溫度保持恒定。根據(jù)污泥的特性和污泥的含水率，污泥的進(jìn)料量有所變化。干化顆粒經(jīng)冷卻后，通過(guò)被密閉安裝在惰性氣體環(huán)境中的傳送帶送至干顆粒儲(chǔ)存料倉(cāng)。為保證安全，料倉(cāng)同時(shí)被惰性氣體化。干化系統(tǒng)中產(chǎn)生的少量廢氣被送人生物過(guò)濾器，經(jīng)生物除臭處理后排人大氣 [8]。 選型計(jì)算本項(xiàng)目要求濕污泥在干燥機(jī)中干燥至水分含量為 20%，干燥機(jī)的選型按上述干燥率進(jìn)行選擇，選用燃煤煙氣作為熱介質(zhì)，選擇回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)，干化后輸送至焚燒爐。并有燃燒系統(tǒng)一套，以提供干燥煙氣?；剞D(zhuǎn)式烘干機(jī)的生產(chǎn)流程如圖所示，其主要附屬設(shè)備有烘干機(jī)燃燒室，輸送帶與煙氣處理裝備等。污泥由皮帶機(jī) 2 送至喂料端鍛，經(jīng)下料溜子進(jìn)入烘干機(jī) 5?；剞D(zhuǎn)式烘干機(jī)筒體轉(zhuǎn)速一般為 2r/min～5r/min,傾斜度一般為 3%～6%.物料在筒體回轉(zhuǎn)時(shí),由高端向低端運(yùn)動(dòng),從低端落入出料罩,經(jīng)翻板閥卸出, 3 進(jìn)入烘干機(jī)筒體,與物料進(jìn)行熱交換,使物料強(qiáng)烈脫水,8 排至大氣 [9]。.圖 回轉(zhuǎn)烘干機(jī)流程示意圖1料倉(cāng) 2皮帶輸送機(jī) 3燃燒室 4鼓風(fēng)機(jī)5烘干機(jī) 6除塵器 7煙囪回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的規(guī)格是以筒體的直徑和長(zhǎng)度表示，目前我國(guó)常用的幾種規(guī)格的烘干機(jī)及設(shè)備參數(shù)如下表所示21表 幾種規(guī)格的烘干機(jī)設(shè)備參數(shù)表 回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的操作控制參數(shù)干燥物料的種類 石灰石 礦渣 粘土 煙煤 無(wú)煙煤進(jìn)烘干機(jī)熱氣溫度（℃） 8001000 700800 600800 400—70 500700出烘干機(jī)廢氣溫度（℃） 100150 100150 80110 90120 90120出烘干機(jī)物料溫度（℃） 100120 80100 80100 6090 6090烘干機(jī)出口氣體流速（m/s） 根據(jù)污泥干燥工藝要求：初水分 82%，終水份 20%，一天作業(yè) 24 小時(shí)處理原料300 噸，經(jīng)計(jì)算出成品料 54 噸，待處理水分 246 噸，即：每小時(shí)處理水分為 噸。污泥在 700℃進(jìn)氣溫度時(shí)在烘干機(jī)內(nèi)的蒸發(fā)強(qiáng)度為 60kg/（m 3。 h） ，即當(dāng)進(jìn)氣溫度為 70022度時(shí)，烘干機(jī)內(nèi)每 1