用于污泥干化的新型槳葉式干燥機的設(shè)計
行業(yè)動態(tài)
污泥處置已經(jīng)成為當(dāng)今多數(shù)污水處理廠亟待解決的問題。污水污泥的減量化、資源化和無害化已成為固體廢棄物處理中起步較晚，但又非解決不可的重大環(huán)保問題。
污泥熱干化具有以下幾大優(yōu)勢：能有效地去除細菌和病原體，并對產(chǎn)物消毒，使其完全符合污泥處理與利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；大幅減少污泥的體積與重量；能保持污泥的營養(yǎng)物質(zhì)，并使得其循環(huán)利用；可將處理后的污泥加工成某種有利用價值的物質(zhì)，如生物肥料、土壤修復(fù)劑及燃料等，從中獲得一定的經(jīng)濟效益。
綜合分析目前國內(nèi)外各種干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能特點，發(fā)現(xiàn)空心槳葉干燥機的結(jié)構(gòu)原理和干燥工藝符合目前國內(nèi)污泥干燥的工藝要求。經(jīng)過文獻查閱及對現(xiàn)有干燥設(shè)備的調(diào)研，設(shè)計開發(fā)了這種用于污泥干化的槳葉式干燥機。應(yīng)用結(jié)果表明，這種型式的干燥機是目前比較理想的污泥干化設(shè)備。
1 用于污泥干化的新型槳葉式干燥機優(yōu)化設(shè)計
1.1 對槳葉軸內(nèi)部冷凝水排放系統(tǒng)的改進設(shè)計
根據(jù)污泥脫水量大的特性，槳葉軸內(nèi)部的冷凝水排放系統(tǒng)進行改進設(shè)計。在槳葉內(nèi)部增設(shè)裝置，增加槳葉旋轉(zhuǎn)過程中排水時間；增大冷凝排水管子，從而增大冷凝水的排水量。改進原虹吸管的結(jié)構(gòu)，使冷凝水排放更加徹底，從而提高產(chǎn)量。
1.2 對槳葉的外部結(jié)構(gòu)的改動
根據(jù)污泥粘度高，流動性差等特性，為了使物料向前流動，普通槳葉干燥機安裝時設(shè)備整體向出料口方向成一定傾角，但是當(dāng)設(shè)備傾斜放置時，不能很好控制物料的流動速度，這樣很難控制物料干燥水分。如何提高污泥在槳葉干燥機內(nèi)部流動性，對槳葉的外部結(jié)構(gòu)作了一定的改動，使槳葉對物料有向前推進作用。改變槳葉軸轉(zhuǎn)速就可控制物料的推進速度，使物料有一個合理的推進速度，保持物料在設(shè)備內(nèi)部有一個合理的料位，使物料與槳葉表面充分接觸，進一步提高傳熱面積。
1.3 筒體內(nèi)部增加一些裝置
當(dāng)干燥到含水率60%左右時，污泥極易結(jié)塊，表面堅硬，難以破碎，而里面卻仍是稀泥，這給污泥的進一步干化和滅菌帶來極大的困難；另一方面在干燥污泥過程中，污泥容易“抱軸”，從而把槳葉和軸的散熱面包圍，轉(zhuǎn)動時一起運動，這樣干燥的效果比較差，為了克服這個困難，又對干燥機進行了改進，在筒體內(nèi)部增加一些裝置，使結(jié)塊后的污泥容易破碎，從而干燥速度大大提高。
2 新型槳葉式污泥干燥機結(jié)構(gòu)、工作原理及特點
2.1 新型槳葉式污泥干燥機結(jié)構(gòu)
WGS/WGT系列槳葉式污泥干燥機由互相嚙合的二到四根槳葉軸、帶有夾套的W形殼體、機座、傳動部件及旋轉(zhuǎn)接頭組成，污泥的整個干燥過程在封閉狀態(tài)下進行，有機揮發(fā)氣體及異味氣體在密閉氛圍下送至尾氣處理裝置，避免環(huán)境污染。
2.2 新型槳葉式污泥干燥機工作原理
干燥機以蒸汽，熱水或?qū)嵊妥鳛榧訜峤橘|(zhì)，軸端裝有熱介質(zhì)導(dǎo)入導(dǎo)出的旋轉(zhuǎn)接頭。加熱介質(zhì)分為兩路，分別進入干燥機殼體夾套和槳葉軸內(nèi)腔，將器身和槳葉軸同時加熱，以傳導(dǎo)加熱的方式對污泥進行加熱干燥。被干燥的污泥由螺旋送料機定量地連續(xù)送入干燥機的加料口，污泥進入器身后，通過槳葉的轉(zhuǎn)動使污泥翻轉(zhuǎn)、攪拌，不斷更新加熱介面，與器身和槳葉接觸，被充分加熱，使污泥所含的表面水分蒸發(fā)。同時，污泥隨槳葉軸的旋轉(zhuǎn)成螺旋軌跡向出料口方向輸送，在輸送中繼續(xù)攪拌，使污泥中滲出的水分繼續(xù)蒸發(fā)。干燥均勻的合格產(chǎn)品由出料口排出。
2.3 新型槳葉式污泥干燥機設(shè)備特點
設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積設(shè)備的傳熱面大，占地面積小。
熱量利用率高。槳葉式污泥干燥機采用傳導(dǎo)加熱方式進行加熱，沒有熱空氣帶走熱量，熱量利用率可達90%以上。
楔形槳葉具有自凈能力，旋轉(zhuǎn)中對物料產(chǎn)生壓縮和膨脹，增強了傳熱效果。
干燥器內(nèi)氣體流速低，被氣體挾帶出的粉塵少，干燥后系統(tǒng)的氣體粉塵回收方便，尾氣處理裝置等規(guī)模都可縮小，節(jié)省設(shè)備投資。
3 新型槳葉式污泥干燥機生產(chǎn)結(jié)果與應(yīng)用前景
3.1 干燥效果
新型槳葉式污泥干燥機用于污泥的干燥單元，脫水能力基本為12kg/h·m2以上，污泥經(jīng)干燥后含水率從80%降到40%以下，干燥效果好。干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量達到用戶要求。
3.2 應(yīng)用前景
我國污泥無害化能源化利用技術(shù)還處于起步階段，污泥干化尚屬起步階段，許多城市都要建立專門的污泥處理廠，因此污泥干化處理蘊含著巨大的技術(shù)和產(chǎn)品市場。我國城市污泥的每年排放量（干重）估計將達到900萬t左右，折合成含水率80%的濕污泥約4500萬t，通過干化可以使污泥含水率降到40%以下，達到污泥經(jīng)濟焚燒的要求。例如，一臺WGS11槳葉式干燥機使污泥含水率從80%降到40%以下，通過計算，年干燥濕污泥的能力約為7200t，WGS11槳葉式污泥干燥機干化系統(tǒng)每套才約兩百萬人民幣左右，所以利用空心槳葉式污泥干燥機作為污泥干化工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備，對污泥進行干化，發(fā)展前景很好，而且該技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，主要設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化，相比國外引進技術(shù)，投資成本更低，適合中國國情。因此，新型槳葉式干燥機應(yīng)用于污泥干化的前景非常廣闊，具有很大的市場潛力。
4 結(jié)論
槳葉式干燥機在污泥干化中的應(yīng)用特點主要體現(xiàn)在：空心槳葉式干燥機熱效率約為85%～95%，實踐中，污泥脫水1kg約需飽和蒸汽1.3kg（工作壓力0.4MPa）。污泥干化后仍具有1700～2500kcal/kg的熱值，可以與煤等常規(guī)固體燃料混合燃燒，充分體現(xiàn)了節(jié)約能源和循環(huán)經(jīng)濟的原則。針對不同的污泥，在結(jié)構(gòu)上進行特別的設(shè)計，以確保污泥干化的能耗低；采用傳導(dǎo)、輻射等間接換熱的方式干化污泥，與污泥沒有接觸，無需處理大量含有廢氣的熱介質(zhì)。
針對污泥的特性如粘度很高、含水率大及流動性差等，經(jīng)過改進后的新型槳葉式干燥機，能夠克服這些難題。它具有設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱效果好、熱能利用高、結(jié)構(gòu)簡單合理、設(shè)備的投資成本低、操作安全等特點，經(jīng)廠家使用，證明這是一種新型的、比較理想的污泥干化設(shè)備。
