“治水不治泥,等于白治理。”污水處理過程中,其副產物——污泥的處理處置一直是行業內人士所關心的問題,高產量、高含水率的污泥,在貯存、運輸、裝卸等過程中既不方便,還存在潛在環境安全風險和隱患,因此污泥的干化處理勢在必行。
在污泥干化領域,有這樣一家企業,自主研發的污泥干化耦合焚燒技術填補了國內空白,固廢及污泥耦合焚燒項目實現了良好的社會效益和經濟效益。這家企業就是青島松靈電力環保設備有限公司。
作為國家級專精特新“小巨人”企業、高新技術企業、山東省瞪羚企業,青島松靈已通過ISO9001 、ISO14001 、ISO45001 、美國ASME和歐盟CE等認證,企業擁有大型冷卻機、烘干機研發和制造基地,致力于物料冷卻、烘干和輸送設備。目前,松靈制造已遠銷歐美等30多個國家和地區,累計為全球1600多家客戶提供了優質服務。松靈為全球客戶交付的余熱回收冷卻機每年節約標煤200萬噸(減碳540萬噸/年),以實際行動助力碳達峰、碳中和。
近日,青島松靈攜核心技術及產品出席2024年城鎮污泥處理處置技術與應用高級研討會。公司總工宗紹光做了技術報告,結合案例,從工藝路線、主要裝備、特點優勢等方面對松靈污泥干燥工藝做了全面解析。
膜式滾筒干燥機
宗紹光首先介紹了膜式滾筒干燥機的性能和優點。
膜式滾筒烘干機由進料體、膜式滾筒、出料體、旋轉接頭、水汽管路系統、支撐回轉系統、驅動系統、電控系統等單元構成。
高含水率的污泥即使經過壓濾,含水率仍然高達80%,這種污泥粘性強,不易進一步處理,易造成二次污染。膜式滾筒烘干機可有效烘干含水率80%的污泥、工業污泥等,可使含水率降至30%以下。烘干后的污泥熱值可達1700~2300kcal,滿足一般電熱鍋爐的摻燒要求,可綜合利用。
膜式滾筒干燥機有諸多優點:
(1)筒體結構內部空間大,易于巡查和檢修。筒體隨支撐輪轉動,單位質量需要的驅動功率低。
(2)鋼管組合而成的膜式壁筒體結構,單位換熱面積大,熱效率高。內部密排換熱材料,不但使有限空間內的換熱面積增加,使物料容易被切碎,提高蒸發強度,而且還保證物料均勻流出。熱源可采用低品位蒸汽,蒸汽溫度180℃至240℃均可,蒸汽壓力在0.5~1.0MPa之間。
(3)膜式滾筒烘干機采用變頻驅動控制,筒體轉的快,物料出的快,筒體轉的慢,物料出的慢,可通過控制滾筒轉速來控制物料的進出量大小及烘干程度。
(4)對污泥的適應能力廣泛,可適應各種粒徑、粘性、有一定腐蝕性及磨琢性的污泥。理論單位處理量大,處理污泥每天可達50-300 噸。
(5)因通入的氣體不作為熱源,故通入氣量僅為帶走蒸發水分所需的量,尾氣排放少,宜于環境保護。
成本方面,宗紹光總結了膜式滾筒干燥機的三個“省”:
投資省:同規模主機省1/3;
運行省:同規模電耗省1/2、蒸汽省1/4;
檢修省:年檢修費用低。
工藝路線及主要裝備
污泥干燥的工藝路線
污泥干燥外接條件要求
宗紹光介紹,污泥干燥的主要裝備分為污泥給料系統、余熱蒸汽系統、滾筒烘干機、廢氣處理系統。其中,核心主機是膜式滾筒烘干機。
筒體經260℃應力分析,安全的全鋼管組成的結構,強度、剛度和穩定性高。
筒體參與換熱,換熱效率提高30%;自清理功能,長時間運行不粘壁;檢修空間大,易操作;
結構整體耐磨損,長期運行幾無減薄;變頻驅動,目前單線出力300t/d。
工藝路線特點
宗紹光介紹,單套烘干機具有占地面積小,功率大的特點,出力量可達360t/d,且運行穩定,減少檢修率,且檢修量極低。對于用戶關心的運行成本問題,設備資產投資少,后期經濟效益顯著;運行過程中為滾動摩擦,變頻驅動功率小,電費消耗低,因此,成本可降低很多。
整個工藝回收系統采用凝結水熱量回收+廢氣熱量回收+廢水熱量回收+初始污泥升溫技術,真正做到最大程度的熱量回收,蒸汽耗量極低。
1噸60%污泥干化至30%含水率最低消耗0.26噸蒸汽;蒸汽凝結水熱量回收,間接加熱空氣作為載氣。干化后污泥溫度低,帶走熱量少,熱損失低。尾氣設置二級獨特的冷凝器,尾氣出口溫度與進冷卻水溫度相仿,且尾氣熱量回收,冷凝后的熱廢水去往調漿池,熱量再利用。
應用實例
宗紹光例舉了公司污泥干燥工藝運營的山東香馳集團市政污泥干化系統項目案例,具體解析干燥工藝在實際運行中的優勢。
原料:含水60%市政污泥
原污泥處理量:單臺套300噸/天
蒸汽品質:壓力0.8MPa、溫度180℃
蒸汽耗量:0.26t蒸汽/1t濕污泥
烘干后產物:<30%含水率的污泥球
噸蒸汽蒸發水量:1.1t水/t汽
烘干污泥顆粒度:20mm
廠房內污泥烘干布置圖
該項目工程位于山東省濱州市博興縣,污泥為壓濾后的含水率約60%市政污泥,經蒸汽烘干機烘干后的水分為30%,干污泥經皮帶輸送機送往鍋爐進行摻燒,每天的烘干初始市政污泥量為300噸,24小時工作制。在深度干化過程中,熱汽采用余熱蒸汽,干燥后的尾氣,初步除塵后,再進行冷凝捕捉下約50℃的廢水,送往調漿池,綜合利用;經捕捉水汽后的不凝結尾氣,降溫到45℃再進入除臭裝置進行處理,合格后排空。
實際運行中,初始污泥的含水率55%,烘干后的污泥含水率按照38%控制,每天處理量約330噸,蒸汽耗量不足0.3噸/噸污泥;該項目技改投資743萬元,原預計項目建成后年實現利潤770萬元,實際實現利潤1020萬元。
宗紹光介紹,項目利用原有的污泥車間,因空間受限,技改成單套300t/d的膜式滾筒烘干機,節省了空間。
此外,在性能方面,膜式壁烘干機為污泥與鋼管間滾動接觸換熱和輻射換熱,污泥水分因物料的拋灑,物料溫度實際在70℃(理論計算一般按照100℃)左右即開始蒸發,為此出料溫度低,帶走的熱量少,蒸汽耗量相對較低;
設置1臺空氣加熱器,對蒸汽的凝結水熱量進一步回收,加熱空氣作為載氣。進一步減少蒸汽耗量;蒸發的尾氣,由尾氣冷凝器進行熱量回收,尾氣中的水汽被冷凝后成50℃的廢水,作為污泥調漿用水,提高了污泥的溫度,促使進入烘干機的污泥溫度高,減少蒸汽消耗。
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