技术简介:
低温干化是一种能够使污泥全部毛细水和吸附水以及部分结合水蒸发的有效方法。所谓污泥低温干化,就是通过低于污泥燃点的外来热源将污泥中水分蒸发的过程。然而,污泥干化是能量净消耗的过程,能耗费用通常占污泥处理总费用的80%以上,目前该技术可利用余热进行污泥干化,可克服污泥干化的能耗瓶颈,使污泥处理的运行成本大大降低。
如今热泵设备广泛应用于生活和工业各种场景,加上环保政策的推出,加速了污泥热泵低温干化的行业发展,具有经济、可靠、环保的鲜明特点,成为如今市场上代表污泥低温干化的主流技术。
工艺路线及参数或技术原理
(一)基本原理
污泥低温除湿干化机是利用除湿热泵对污泥采用热风循环冷凝除湿烘干;除湿热泵是利用制冷系统使湿热空气降温脱湿同时通过热泵原理回收空气水份凝结潜热加热空气的一种装置,回收排风中水蒸汽潜热和空气显热,除湿干化过程没有任何废热排放。
除湿热泵烘干是利用制冷系统使来自干燥室的湿空气降温脱湿同时通过热泵原理回收水分凝结潜热加热空气达到干燥物料目的。除湿热泵是除湿(去湿干燥)加热泵(能量回收)结合,是干燥过程中能量循环利用。
除湿热泵烘干与传统热风干燥的区别在于空气循环方式不同,干燥室空气降湿的方式也不同。除湿热泵烘干时空气在干燥室与除湿干燥机间进行闭式循环(不排放任何废热);传统热风干燥是利用热源对空气进行加热同是将吸湿后空气排放的开式系统(排放废热),传统污泥热干化系统供热量90%转化成排风热损失(水蒸汽潜热及热空气显热),能源利用率低。
(二)作用过程
选用密闭式除湿干化模式,无需引入外界能源(蒸汽、导热油、热风),无需尾气处理系统;污泥除湿干化机是利用除湿热泵对污泥采用热风循环冷凝除湿烘干;污泥水分汽化潜热=除湿热泵水蒸汽冷凝潜热(能量守恒),干化过程无需接入外界热量,能源消耗为压缩机输入的电耗;除湿干化机相当于除湿热泵及网带输送机(带式干燥);除湿热泵-是利用制冷系统使湿热空气降温脱湿同时通过热泵原理回收空气水分凝结潜热加热空一种装置。除湿热泵=除湿(去湿干燥)+热泵(能量回收)结合。除湿热泵可回收所有排风过程潜热和显热,不向外界排放废热。
网带式干燥透气性好,可以增加热风与物料的接触面积,换热效率高;污泥静态放置,减少粉尘量及延长网带的使用寿命;
主要技术指标
《水处理设备 技术条件》 | JB2932-1999 |
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》 | GB50231-2009 |
《切削加工件通用技术条件》 | JB/T8828-2001 |
《有色金属铸件通用技术条件》 | JB/T5000.5-2007 |
《不锈钢棒》 | GB1220-2007 |
《防锈包装》 | GB/T4879-2016 |
《电器控制设备》 | GB3797-2005 |
《装配通用技术条件》 | JB/ZQ4000.9-86 |
《涂装通用技术条件》 | JB/ZQ4000.10-86 |
《包装通用技术条件》 | JB/ZQ4286-86 |
《工业机械电气设备第一部分:通用技术条件》 | CD/T5226.1-1996 |
《机械加工通用技术条件》 | Q/ZB75-73 |
《装配通用技术条件》 | Q/ZB76-73 |
《形状和位置公差 未注公差值》 | GB/T1184-1996 |
《产品检验通用技术要求》 | JB/ZQ4000.1-86 |
《全封闭涡旋式制冷压缩机》 | GB/T 18429-2001 |
《容积式制冷剂压缩机性能试验方法》 | GB/T 5773-2004 |
《风管送风式空调(热泵)机组》 | GB/T 18836-2002 |
《热交换器》 | GB/T 151-2014 |
《制冷术语》 | GB/T 18517-2001 |
《链条标准》 | GB/T 1243-2006 |
《带座外球面球轴承 技术条件》 | GB/T 8875-2001 |
《滚动轴承 带座外球面球轴承外形尺寸》 | GB/T 7810-1995 |
《不锈钢丝》 | GB/T 4240-2009 |
《焊接结构的一般尺寸公差和形位公差》 | GB/T 19804 |
《装配通用技术要求》 | JB/ZQ5000.10 |
《配管通用技术要求》 | JB/ZQ5000.11 |
《工程机械涂装通用技术条件》 | JB/T 5946-91 |
《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》 | GB13296 |
《铝制板翅式换热器 技术条件》 | JB/T 7261-1994 |
技术特点:
1.1 采用热泵热回收技术,密闭式干化模式无任何废热排放;
1.2 每吨80%湿泥干化至10%,综合电耗195kw.h;
1.3 每1度电可除水4.2公斤(除湿性能比1:4.2kg.H2o/kw.h);
1.4 每吨80%湿泥干化至60%,综合电耗125kw.h;
1.580℃以下低温干化过程,充分适合市政、印染、造纸行业污泥干化;
2.系统运行安全,无爆炸隐患,无需冲氮运行;
3.污泥干化过程氧气含量
4.污泥静态摊放,与接触面无机械静电摩擦;
5.无城市污泥干化过程“胶粘相”阶段(60%左右)
6.干料为颗粒状,无粉尘危险;
7.出料温度低(<50℃),无需冷却,直接储存;
2.1 采用低温(40-75℃)全封闭干化模式,无臭气外溢,无需安装复杂的除臭装置;
2.2 采用低温干化过程,H2S、NH3析出量大大减少;
2.3 可适合安装在城区污水厂
2.4 冷凝水(污泥水份)处置简单(或直排),节约干化过程冷凝水处理成本
3.1 可直接将83%含水率污泥干化至10%,无需分段处置(如:板框压滤+热干化、薄层干化+带式干化等;
3.2 干化过程有机份无损失,干料热值高,适合后期资源化利用;
3.3 减容量达67%,减重量达80%,可节约大量后期运输成本;
3.4 可适合83%-50%含水率污泥干化;
4.1 采用巴斯德(巴氏)灭菌方法-低温加热杀菌,干化温度70℃以上时间可达90min-120min,可有效杀菌96%以上;
5.1 全自动运行,节约大量人工成本
5.2 PLC+触摸屏智能控制,可实现远传集中控制
5.3 出料含水率可任意调节(10%-50%)
6.1 占地面积小,平均每吨泥占地约4m2;
6.2 可上下重叠放置,每吨泥占地2m2;
6.3 无复杂的土建结构、基础建设,节约土建成本
6.4 设备安装简单,安装、调试周期短;
6.5 可安装在地下室,节约土地面积;
7.1 采用不锈钢等耐腐材料、换热器采用电镀防腐处理,使用寿命长;
7.2 运行过程无机械磨损,使用寿命15年以上;
7.3 无易损、易耗件,使用管理方便;
8.1 单条干化线每日处理量可达70吨(80%含水率泥饼),可适合污泥分散或集中处理模式,节约污泥运输费用且减少运输途中对环境的污染;
8.2 适合城市生活污泥分散干化+集中处置技术,可较好解决城镇污泥处置难问题;
8.3 不受外界环境温度(冬季低温)、湿度(夏季潮湿)影响,适合各地区使用要求;
10.1突破热泵烘干高温技术瓶颈,高温性能优越,解决空气源热泵烘干机冬季难题(结霜及高温性能差);
10.2采用四效除湿专利技术的中间换热降温除湿及温度梯度利用技术、综合除湿性能比(SMER)达4.2kg.H2o/kw.h以上。
10.3突破传统除湿机及普通热泵除湿干燥机技术瓶颈:解决传统除湿设备在高温低湿条件下的除湿性能差甚至空转(压缩机运转不除水)技术难题;
10.4根据不同含水率泥饼可采用不同成型技术,降低泥饼干燥时间和提供干化系统的综合能效。
技术优势(重要亮点可用颜色标识)
1.与中温带式干化机对比
项目名称 | 中温带式干燥 | 低温带式(除湿干化) |
污泥摊放 | 不锈钢网或不锈钢链板 | 塑料或不锈钢 |
干燥温度 | 110-150oC | 40-80oC |
去湿方式 | 开式(排湿+冷凝) | 密闭式(冷凝) |
供热方式 | 蒸汽、热风 | 热泵 |
热源 | 燃煤、油、气(厌氧消化气) | 水蒸气冷凝热 |
进料成型 | 挤条、切条、造粒 | 挤条、切条、造粒 |
废气处理系统 | 需要配套复杂除臭系统 | 无 |
干料冷却 | 料温高,需要冷却储存 | 料温低,无需冷却可直接储存 |
能耗 | 供热:2880KJ/kg.H2O (电:0.1kw.h/kg.H2O(整体换算成功率为0.1+0.8=0.9kW.h) | 电:0.25kW.h/kg.H2O |
系统配套 | 配套多、安装复杂 | 配套少、安装简单、安装周期短 |
2.与传统热干化对比
项目名称 | 转筒式 (余热干化) | 转盘式 (立式、卧式) | 薄层蒸发器+带式干燥 | 桨叶式 | 除湿干化 |
干燥温度 | 200-300oC | ≥150oC | ≥150oC | ≥150oC | 40-75oC |
干燥方式 | 热对流(直接) | 热传导(间接) | 热传导(间接) | 热传导(间接) | 热风循环 |
供热方式 | 热风、烟气 | 蒸汽、导热油 | 蒸汽 | 蒸汽、导热油 | 除湿热泵 |
粉尘含量 | 高 | 低 | 低 | 价高 | 无 |
安全性 | 填充度高,运行温度高 | 运行温度高,充氮气 | 运行温度高 | 运行温度高 | 低温 |
废气处理系统 | 系统复杂 | 除臭系统 | 除臭系统 | 除臭系统 | 无 |
机械摩擦 | 大 | 大 | 大 | 大 | 无 |
热耗KJ/kg水 | 3400 | 2800 | 2300 | 2800 | 无 |
电耗KWh/kg水 | 0.07 | 0.05 | 0.053 | 0.04 | 0.25 |
设备组成
1.除湿热泵
2.网带输送机
3.保温库体
4.切条机及进料斗
5.电气与自控
技术要求
1、污泥进泥含水率要在设计范围内(60%-83%含水率);
2、需确保前端进料系统没有塑胶、胶带等杂物进入切条机,以免损坏切条机的配件;
3、禁止添加的药剂(石灰,铁盐等),主要针对不得添加影响干化机切条成型的药剂;
4、应充分考虑污泥低温带式干化机的维护保养空间;
5、干化机结构为机械结构,除开机械疲劳和正常的机械维护保养时间,密闭式干化系统设备设计运行时间一年330天。
工程案例
专利成果