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污泥干化焚烧技术进展及我国典型工程概况

发布时间:2020-10-18 11:02 作者:钱汇娱乐

  污泥干化焚烧处置技术是一种较为成熟的污泥处置技术,该工艺路线已逐渐应用于市政污泥的处置工程,其中干化系统和焚烧系统是最核心的部分,其性能及运行状况都对整个污泥处置过程影响很大。文章介绍了目前污泥干化处置技术中采用最多的干化技术,同时以我国的几个典型工程为例,阐述了污泥干化焚烧的工艺流程。

  随着我国城市建设进程的加快,城镇污泥的产量越来越大,妥善处置污泥已成为迫切的任务。污泥卫生填埋是目前采用最多的一种污泥处置技术,但这种处置技术会污染土壤。污泥干化焚烧技术可在短时间内处理大量污泥,并能回收焚烧热量,是目前处置污泥的一种高效技术手段。《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》指出,当污泥单独进行焚烧时,干化和焚烧应联用,以提高污泥的热能利用效率。近年来,随着干化技术和焚烧技术的不断优化以及工艺的成熟,污泥干化焚烧技术有了很大进展,同时该技术也有一些典型的工程应用。本文对污泥干化的主流应用技术进行了综述,并对我国典型的污泥干化焚烧工程进行了分析。

  在进入焚烧炉之前,湿污泥经干化机处理成含水率较低的干化污泥,热介质加热湿污泥使其水分蒸发成为干化污泥。干化污泥的含固率高低将直接影响后续的焚烧系统,进而影响整个污泥处理处置的效果。目前的污泥干化大多采用间接加热干化技术。

  桨叶式污泥干化机是常用的间接传热式污泥干化设备,由带有夹套的ω形壳体和空心桨叶轴及传动装置组成。轴上排列着中空桨叶,轴端装有热介质导入的旋转接头。在运行过程中,湿污泥一侧,含水率75%~85%的湿污泥连续由入料口进入干燥机内,在中空桨叶搅拌、混合与分散的同时,受到来自中空桨叶和夹套双重加热作用,污泥水分蒸发,达到干燥要求的干污泥由中空桨叶输送至出料口并排出干化机外;在热介质一侧,高温蒸气通过ω形槽的内壁和中空桨叶,通过热传导使污泥中的水分蒸发。污泥中蒸出的水分与不凝气体排出后,进入焚烧炉或气体处理系统进行处理。同时,高温蒸气的热量传递给湿污泥之后冷凝,冷凝的水分进凝结水箱回收再利用。

  桨叶干化机的桨叶设置一般都是铲形或楔形的桨叶叶片(见图1),在运转过程中,桨叶可起到自清洁的效果,因此桨叶干化机在运行过程中较少出现污泥在机器内卡顿等现象。热介质一般采用高温蒸气,蒸气温度一般为180℃~220℃,且干化机出口的污泥含水率可以通过其转轴的速度调整,可满足不同的污泥焚烧炉对入炉污泥的含水率要求。桨叶式干化机维修简单,当桨叶出现磨损时用耐磨喷漆喷涂叶片表面就可以实现桨叶的修复。据工程项目汇总,桨叶式干化机的运行效果较好,是目前污泥焚烧厂使用最多的一种干化机。

  薄层干化机与桨叶干化机的设计原理类似,薄层干化机机身由圆柱形加热壳体和端盖构成,内部配有可拆卸桨叶的搅拌器,两端由轴承带动,外装可变频调速的驱动系统,薄层干化机本体如图2。

  污泥通过干化机给料泵注入干化机,湿污泥被转子打散并分布在薄层干化机的壁面,转子上的叶片在对壁面的污泥反复翻混的同时,通过螺旋将污泥输送到排料端。同时,从热介质通过干化机夹套对污泥加热,进行水的蒸发,污泥和叶片由于充分的热接触实现了单位面积的最大蒸发率。搅拌器的桨叶决定热壁上的污泥厚度,并将污泥沿着加热壁运送至出口。蒸气与污泥排放方向相反,排放口在临近进料口处。干化机内的转动部件将污泥在加热表面涂成一个薄层,通过污泥在加热壳体内表面不断的混合、脱落,在此过程中湿污泥中的水分被蒸发出来。

  薄层干化系统适合于处理各种污泥和工业含水废物,热介质也可采用各种类型的燃料、余热,实现全干化、半干化等不同要求的污泥处理。薄层干化机的叶片角度和数量都可以调节,在检修时也可对干化机中损坏的叶片单独更换。薄层干化机的检修需要将整个转轴抽出,因此薄层干化机的安装不仅需要考虑本体的占地,还需要留有足够的检修空间,占地面积较大。

  圆盘式干化机主要由圆筒形外壳、圆盘及驱动装置组成。圆盘的中心轴是干化机圆盘的承载部件,转轴是中空轴,所有空心圆盘焊接在中心轴上,圆盘也是空心的且与轴内腔相通。圆盘边缘装有推泥板,对污泥有推进、输送和搅拌作用。圆盘干化机结构如图3所示。

  运行时,污泥通过进料口进入干化机,在空心圆盘上推泥板的作用下翻转、搅拌,不断更新受热面,与盘片和筒体内壁接触传热,湿污泥受热之后水分蒸发,同时干化污泥由推泥板推向出料口,为了防止污泥黏附在圆盘上造成污泥淤积,圆盘之间装有刮泥板,刮泥板被固定在圆筒外壳上,伸到圆盘之间的空隙中。在热介质一侧,水蒸汽进入干化机转子中心轴和盘片内腔加热盘片,传递完热量后,高温水蒸汽在圆盘空心内腔中冷凝生成冷凝水,通过冷凝管排出干化机。

  圆盘干化机的问题之一是污泥进入后干化速率较高,导致污泥在干化机内非常容易黏滞,因此污泥的剪切和破碎效果较差,在实际运行中圆盘干化机出现污泥黏滞、卡顿的现象较多。另外圆盘面积较大,圆盘干化机整体的占地面积较小。

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