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圆盘式干燥机处置工艺在我国污泥市场的应用
发布时间：2013-05-02 09:28 来源：未知
一、引言
目前，国际上常用的污泥处置技术为土地利用、填埋和焚烧等。由于土地资源紧张，以及其它环境污染问题，特别是在大城市，污泥土地利用和填埋比例逐渐下降，而焚烧比例上升，并逐渐成为发达国家主要的污泥处置手段之一。干化焚烧在欧美等发达国家已成为成熟的工艺技术。我国在该领域通过大量实践，但主要还停留在污泥干化焚烧原理的探讨方面，对专用设备的开发和研制及应用等均还处于发展阶段。因此，有必要在吸收国外先进技术和经验的基础之上，研究和开发出适合我国国情的技术含量高、经济性能好、高效安全的干化焚烧技术和工艺设备。
圆盘式干燥机烘干机作为一种污泥间接加热干化设备在几十年前就已经应用于化学工业，食品工业以及饲料工业现在已经发展为相当成熟的干化工艺，在国际上的市场占有率也非常高。
污泥焚烧的共同特点是以回收能源为目的。污泥的热值低，一般需要添加辅助燃料，所以应该设计辅助燃料最少的流程，而流化床工艺就是其中之一。
综合考虑系统的投资、运行管理、系统安全性等因素，本文着重介绍天通控股股份有限公司从日本三菱公司全套引进的污泥“圆盘式半干化十流化床焚烧”工艺。
二、污泥‘圆盘式半干化+流化床焚烧’工艺卫、系统组成
污泥半干化焚烧的工艺流程为：进入污泥处理厂的湿污泥由污泥泵送入污泥干化机，干化机内的污泥通过间接加热升温并蒸发出水分，蒸发出的废蒸汽经冷凝器冷凝成液体后处理达标排放或纳入污水管网，干化后的污泥进入焚烧炉焚烧，污泥焚烧产生的高温烟气经过余热锅炉、省煤器和空气预热器回收热能，再经过尾气净化装置处理达标后经烟囱排入大气。回收的热能产生蒸汽或加热导热油，蒸汽或导热油作为干化机的热源介质，实现热量的有效利用。
污泥半干化焚烧污泥处理主要由以下系统组成：(1)污泥接收、储存与给料系统；(2)污泥干化系统；(3)污泥焚烧系统；(4)烟气净化系统；(5)补充热源系统（污泥热值低或含水率高时）；(6)除臭系统；(7)压缩空气系统；(8)电气系统；(9)仪表及控制系统。
2、工艺描述
对于有汽车运入污泥的处理厂，一般设置地下接收仓和储存仓，车载的湿污泥先卸入地下接收仓，由污泥泵送入污泥储存仓。对于管道送入污泥的情况，设置污泥缓冲仓，管道污泥直接卸入缓冲仓。储存仓或缓冲仓中的污泥由污泥泵送入干化机。污泥干化机采用蒸汽或导热油作为加热介质间接加热污泥，污泥干化过程产生的蒸汽通过引风机排出干化机，引风机维持干化机内微负压运行。被抽出的蒸汽进入冷凝器中进行冷凝，其中冷凝液经处理达标后排放或纳入污水管网，不凝气体（主要是一些恶臭气体）通过臭气管道送入污泥焚烧炉焚烧处理。干化后的半干污泥由位于干化机底部的螺旋排料机排出，经输送设备送入焚烧炉。半干污泥进入焚烧炉后，污泥中的水份被蒸发，有机物和空气中的氧气进行氧化反应产生放出热量。为保证焚烧炉的正常运行并充分利用热源，降低污泥焚烧的排烟温度，设置余热锅炉等能量回收装置。余热锅炉以水蒸汽或导热油为介质，产生的蒸汽或加热的导热油作为污泥干化的热源。锅炉出口烟气经脱酸、除尘等装置处理，达到国家标准。灰渣一般可资源化利用。
典型污泥干化焚烧工艺流程图如图1示。
3、半干化焚烧的优势
污泥的半干化焚烧采用的是污泥直接通过干化机达到低干度半干化的程度后进入焚烧炉内焚烧处理，其干化过程没有全干污泥产生，无需返混。污泥半干化焚烧系统具有以下优势：(1)采用成熟可靠的污泥干化和焚烧设备，系统运行可靠性高；(2)半干化系统无需干污泥的返混，运行时粉尘量低、氧含量和温度低，系统安全性高，无需惰性气体保护；(3)应用于低干度半干化的干化机，比蒸发率高，干化机的体积小，磨损轻；(4)半干污泥采用国际主流的流化床焚烧炉焚烧处理，可靠性和效率高；(5)整个系统运行中不产生粉尘、异味，现场环境好。
三、核心设备介绍
污泥干化焚烧系统的核心设备是圆盘式干燥机和流化床焚烧炉。
1、圆盘式干燥机
圆盘式干燥机主体由一个圆筒形的外壳和一组中心贯穿的圆盘组成。圆盘组是中空的，热介质从这里流过，把热量通过圆盘间接传输给污泥。污泥在圆盘与外壳之间通过，接受圆盘传递的热，蒸发水分。污泥水分蒸发形成的水蒸气聚集在圆盘上方的穹顶里，被少量的通风带出干化机。圆盘有两个作用：一是它给污泥提供足够大的换热面积；二是它缓慢转动，它上面的小推进器推动污泥向指定的方向流动并起到很好的搅拌作用。圆盘干化机利用每个圆盘的双面传热，可以在小空间里提供很大的换热面积，这使得圆盘干化机体型紧凑。圆盘的转动变频可调，转速约为5r/min，因此磨损很小。圆盘盘面与轴是垂直的，所以它本身的转动不影响污泥的流向，圆盘边缘有一些小桨叶，这些小桨叶有一定的倾角，既帮助污泥定向流动，又起到搅拌的作用。外壳是不动的，它容纳污泥和污泥蒸发产生的水蒸气。外壳内壁有固定的刮刀。刮刀很长，伸到圆盘之间的空隙，防止有大块污泥固结在盘片上。与圆盘上的桨叶类似，固定刮刀也起到搅拌的作用。
圆盘式干燥机具有以下特点：(1)运行时氧含量、温度和粉尘量低，安全性好；(2)圆盘干化机每个竖立圆盘的左右两面传热，传热面积大，结构紧凑，外形尺寸很小，辅助设备少，系统简单；(3)干化机内部污泥为湿污泥，为防止污泥粘结在圆盘上，在外壳内壁有固定的较长刮刀，伸到圆盘之间的空隙，起到搅拌污泥、清洁盘面的作用；(4)采用低温热源(≤180℃)加热，圆盘上的污泥在停车时不会过热；(5)所需辅助空气少，尾气处理设备小；(6)圆盘干化机可应用于半干化工艺，也可应用于全干化工艺；(7)可采用蒸汽，导热油等多种传热介质；(8)现场环境非常好。
圆盘式干燥机设备及原理见图2和图3。
2、流化床焚烧炉
焚烧炉是焚烧工艺很重要的部分，所有的焚烧反应均在此发生。流化床是种清洁燃烧技术，燃烬率高、污染排放低。流化床采用立式布置，流化风从炉底送入保证流化良好，达到全沸腾，温度非常均匀；炉内无运动部件，能长时间连续运行，维修费用很低。选择耐热耐磨性能好的耐火材料（耐热温度>14500C），可连续使用数年无需大修。
四、 典型业绩
1、国内业绩
2009年年底，天通控股股份有限公司参与建设的嘉兴新嘉爱斯热电有限公司污泥综合利用热电联产技改工程项目即将投产，项目总投资25000万元。该技改项目污泥主要来自嘉兴市联合污水处理厂、洪合污水处理厂、民丰集团秀洲纸业有限公司自备污水处理站、王江泾镇纺织企业自备污水处理站，这些污泥含水率在65%～80%之间，合计污泥量2050吨／天。
技改项目总的生产工艺流程如下：污泥通过密闭汽车运输到厂区后，先进行干燥处理，然后通过输送装置送至炉前燃料仓，经锅炉炉前给料装置，进入炉膛与煤进行混烧。产生的蒸汽除发电、对外供热外，小部分用于污泥干燥。污泥干燥过程产生的废气经冷凝处理后作为二次风抽入焚烧炉进行焚烧处理。
2、部分日本业绩
(1) 2009年于三重县售出一台SDK-280D．处理对象为污泥，处理量3500kg/hr，含水率从80%降至30%；
(2) 2008年于广岛县售出一台SDK-370D，处理对象为市政污泥，处理量5000kg/hr，含水率从80%降至40%;
(3) 2007年于岛根县售出一台SDK-170D，处理对象为污泥，处理量2200kg/hr，含水率从80%降至30%；
(4) 2003年于神奈川售出两台SDK-150D，处理对象为脱水污泥，处理量1077kg／hr，含水率从87%降至5%；
(5) 2003年于北海道售出一台SDK-60D，处理对象为消化污泥，处理量670kg/hr，含水率从83%降至40%。
三门峡富通新能源销售玉米秸秆烘干机、木屑烘干机等烘干机械设备。
