卧式圆盘干燥机在南通印染污泥烘干上的运用

发布时间：2021-10-09

　　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。
　　单轴圆盘式干燥机是各种污泥干化生产装置中干化系统的重要单元设备，目前单轴圆盘式干燥机均为卧式搅拌容器，其结构主要由传动系统、圆盘热轴、链轮传动结构等组成，通过向污泥干化机的圆盘热轴通入饱和蒸汽，使圆盘热轴温度提高，同时通过传动系统和链轮传动结构带动圆盘热轴转动，不断搅拌内部物料，在物料自身流动性及圆盘叶片作用缓慢移动，污泥中的水份在圆盘热轴的加热下，将污泥中大量的水份蒸发并排排出，从而达到干化污泥的目的。
　　饱和蒸汽分别从圆盘热轴蒸汽入口和夹套蒸汽入口进入，含有大量水份的污泥通过物料进口进入设备，设备通过传动系统、链轮传动结构带动圆盘热轴转动，不断搅拌内部物料的同时，在物料自身流动性及圆盘叶片上带的倾斜抄板作用下向产品出口缓慢移动，污泥中的水份在圆盘热轴和蒸汽夹套的加热下，蒸发到上部带有保温管的集气室，然后通过靠近物料进口的载气排放口排出，集气室上的保温管，保温管内可通入150℃左右蒸汽或者250℃左右导热油对水蒸气予以加热，可以防止蒸气凝结并影响污泥的干化。
　　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。
　　印染污泥参数和客户资源
　　(1)干燥物料名称：印染污泥
　　(2)湿料污泥初水份：≤80%
　　(3)干燥污泥终水份：≤20%
　　(4)材质：物料接触304不锈钢
　　(5)原料温度：20 ℃
　　(6)湿泥处理量：2吨/时。
　　印染污泥参数 工艺计算
　　(1)每小时湿污泥产量： G湿= 2.0T/h=2000 kg/h
　　(2)每小时水份蒸发量： W水=2000×(80-20)÷(100-20)=1500kg/h
　　(3)每小时20%的干品产量： G干= G湿-W水=2000-1500=500kg/h
　　(4)水分蒸发的总热耗量： Q1= 1500×600kcal= 900000 kcal/h
　　(5)物料升温必须的热量： Q2=500×0.4×(100-20)=16000kcal/h
　　(6)湿物料中水分升温所必须的热量： Q3=2000×0.8×(100-20)=128000kcal/h
　　(7)总消耗=Q1+Q2+Q3=1044000kcal/h
　　(8)干燥器蒸发面积130 ℃计算：m2 =6kg水/h(80%烘到20%时m2/13kg水/h经验值);
　　则平均蒸发量为m2/13kg水/h:则W水=1500÷6=240m2
　　关键技术创新点及改进设计
　　(1)引进国外圆盘桨叶技术，改进设计并已大批量生产成功应用;
　　(2)轴承座整体管件设计及整体车加工，增设冷却装置;
　　(3)筒体、轴承、轴均设计热膨胀自由滑动，主机整体框架设计，设备不变形，容易运输及运行;
　　(4)整体加强型设计，强度及使用寿命更有保障;
　　(5)换加热片为圆盘整体焊接，强度更好不易磨损泄露;刮泥板根据物料状态可增设，每个圆盘4至8个抄板翻抄性能更佳，自动清理对轴盘片污泥保证换热效果;
　　(6)结构设计更紧凑，单台面积可设计≤250m2 大型桨叶干燥机;
　　(7)系统齿轮传动结构设计，运转更平衡，降低链条传动带来的摆动及松紧问题;
　　(8)百得干燥特有的加工及装配工艺，使设备的同心度更有保障，两端密封性能更优越;
　　(9)可根据不同情况，设计半圆管夹套加热及整体夹套加热型;
　　(10)热介进入轴旋转接头形式，为一头进蒸汽另一头出冷凝水形式，该工艺解决了传动端叶片不热短路现象。
　　五、污泥类物料圆盘桨叶干燥机特点：
　　(1)干燥机的转子和筒体设计紧凑合理，空间占有率低，干燥机的单位体积传热面积大，干燥速度快;单位有效容积内拥有最大的换热面，设备尺寸可减小，处理时间可缩短;
　　(2)轴匀速旋转，物料得到均匀搅拌，干燥力度均匀，产物粒度均匀;
　　(3)通过调节转速、流程(间歇或是连续)以及干燥时间，可调节的污泥干燥效果得到不同的最终含水率，如使污泥含水率从80%左右降至40%，30%，25%等;
　　(4)热效率高，搅拌混合翻炒效果好，每个圆盘4至8个抄板翻炒性能更佳，双轴对转圆盘抄板能自动清理功能;
　　(5)干燥颗粒运动规律性强，对器件磨损较小，是适合污泥类物料干燥干化设备。
　　(6)加热圆盘为整体压制而成焊缝少，耐腐蚀耐磨性强，圆盘运行阻力小，设备震动小;
　　(7)两轴镶嵌的方式可使叶片带动物料形成一层物料薄层，达到薄层换热的效果;
　　(8)两轴相对转动和刮板的作用可将粘在转子上的粘结性物料最大量的刮掉，保持换热面的洁净自动清理，保证换热效果稳定;
　　(9)处理物料范围广：可广泛应用于颗粒、粉粒及粘性物料，对于含湿量高低的物料均可干燥，可连续操作，也可间隙操作，是一种适用性很高且节能的干燥设备。
　　(10)能耗低：主轴转速底，物料传送系统需要功率小，电耗少。以传导热进行干燥，热效率高，能量消耗低。1.1~1.2蒸汽/kg/水。
　　污泥干化系统主要设备配置参数
　　1、干燥机采用240型圆盘搅拌干燥机
　　a.传动装置：传动电机;传动动减速机ZSY-400-90;传动联轴器组;传动齿轮组等。
　　b.筒体：夹套加热筒体、顶盖、端板、轴密封;保温及保温外封等。
　　c.空心圆盘轴：1套叶片轴、推料器、刮料器等。
　　d.机架、机体支架。
　　e.轴承座(水冷保护式);轴承;高温润滑油等
　　2、主机主要性能参数：
　　a.传动功率：45kw-8;
　　b.传动方式：电机与减速机为联轴器直连传动;减速机与传动轴采用三星齿轮传动。
　　c.主轴的转速：0~7 rpm。
　　d.主设备外型尺寸：11m×2.4m×3.0m;
　　e.设备重量(主机)：60T左右;
　　f.调节方式：变频器调速
　　g.加热面积：总换热面积：240m2/台
　　h.设备使用温度：120-150℃
　　i.设备材质：主机物料接触为304不锈钢、旋风和管道Q235、冷凝器和水膜洗涤塔304;
　　3、圆盘搅拌干燥机主机设备配置
　　序号 名称 规格型号 数量 主要材质 备注
　　主机部分
　　1 内壁 1 304
　　2 加热夹套 1 Q345R
　　3 保温 1 硅酸铝 δ100 外封：A3喷漆
　　4 加强隔环 4 Q235-A δ20
　　5 溢流板 1 304
　　6 放料板 1 304
　　7 出料口 1 304
　　8 端盖板法兰 2 组件 δ30
　　9 端盖板 2 组件 δ30 一体式
　　10 填料座 4 Q235-A 组合式填料
　　11 轴承座 4 Q235-A 带水冷式夹套
　　12 轴承座压盖 4 Q235-A 加注润滑油酯孔
　　13 主机底架 1 Q235-A H钢，特殊的结构设计解决了主机与底座因热涨延长量不同而造成主机的变形
　　14 减速机平台 1 Q235-A
　　主轴部分
　　1 圆盘搅拌主机内壳体 240 1套 12mm、304 法兰30mm碳钢Q235B
　　2 圆盘搅拌主机中壳体 240 1套 8mm 20g Φ108半管 加强板30mm碳钢Q235B
　　3 主机端盖板 240 1套 碳钢 内贴304 30mm碳钢 内贴304 3mm
　　4 主机保温 配套 1套 硅酸铝 厚度120毫米
　　5 主机上盖 配套 1套 5mm 304 法兰20mm碳钢
　　6 密封垫及填料 配套 全套 四氟盘根
　　7 主机夹套外封 配套 全套 2mm冷卜板
　　8 圆盘加热搅拌轴
　　主轴 Φ505*30 1根 20g管 外包304 3mm
　　中心管 Φ159*6 2根 碳钢20g
　　9 桨叶片 304 打破口、加拉钉
　　10 旋转接头 2 组件 导热油 单头双向进出
　　11 高温轴承 4 组件 哈、瓦、洛
　　12 传动齿轮 M=18 1 45# 齿面淬火
　　13 主啮合齿轮 M=18 1 45# 齿面淬火
　　14 齿轮减速机 ZSY 1 组件 国茂
　　15 弹性柱销联轴器 配套 1 组件
　　16 传动电机 45KW 1 组件 变频控制
　　除尘系统：
　　1 粉尘分离设备：干燥机粉尘分离采用高效旋风分离器分离回收粉尘旋风分离器型号规格：XF-850型+旋转下料阀;旋风材质：2.5mm ;
　　2 高湿汽冷凝器： 列管式冷凝器，湿气U型走向，冷凝回收效果好，冷凝面积120m2，回收罐1.5m3自动排水泵装置;
　　3 尾气处理设备：干燥机排放尾气采用尾气冷水喷淋洗涤塔处理。参数如下：
　　序号 名称 规格型号 数量 主要材质 备注
　　1 喷淋洗涤塔 塔体DN1200*5000 304 2套 2.0mm
　　喷淋器 DN32 304 2套 2.0mm
　　填料 DN50鲍尔环 PP 配套
　　除沫出水器 丝网填料出水 304 2套 2.0mm
　　筛板 DN1200 304 5套 2.0mm 耐酸泵 1.5kw
　　碳钢衬胶 2套
　　2 热风补偿系统
　　蒸汽加热器：100m2 形式：U形管翅片式 材质：碳钢铝片
　　3 引风系统
　　引风机：碳钢; 4-72-5A 15kw
　　管道：DN400;整套;2.0mm;
　　法兰:碳钢
　　卧式圆盘干燥机为污泥处置的为民工程“排忧解难”
　　近日，我司研发设计的卧式圆盘干燥机受到了南通某企业的青睐，该设备高效节能，密闭生产尾气排放量小，完全满足了该企业印染污泥处理的需求，真正做到了为该企业“排忧解难”。
　　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，然而由于土地资源紧张，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，主要还停留在污泥干化焚烧原理的探讨方面。圆盘式干燥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。
　　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。和研究，对圆盘干燥机做出了关键技术的创新及改进设计：
　　在对专用设备的开发和研制上，一直秉承着吸收国外先进技术和经验，在通过大量的实践经验、客户的使用和反馈，根据国外先进技术的吸收和研究，对圆盘干燥机做出了关键技术的创新及改进设计：
　　(1)引进国外圆盘桨叶技术，改进设计并已大批量生产成功应用;
　　(2)轴承座整体管件设计及整体车加工，增设冷却装置;
　　(3)筒体、轴承、轴均设计热膨胀自由滑动，主机整体框架设计，设备不变形，容易运输及运行;
　　(4)整体加强型设计，强度及使用寿命更有保障;
　　(5)换热片为圆盘整体焊接，强度更好不易磨损泄露;刮泥板根据物料状态可增设，每个圆盘4至8个抄板翻抄性能更佳，自动清理对轴盘片污泥保证换热效果;
　　(6)结构设计更紧凑，单台面积可设计250m2 以上;
　　(7)百得干燥特有的加工及装配工艺，使设备的同心度更有保障，两端密封性能更优越;
　　(8)可根据不同情况，设计半圆管夹套加热及整体夹套加热型;
　　(9)热介进入轴旋转接头形式，为一头进蒸汽另一头出冷凝水形式，该工艺解决了因热介质短路传动端叶片不传热现象。
　　研发设计的卧式圆盘干燥机受到了南通某企业的青睐，该设备完全满足了该企业印染污泥处理的需求，采用密闭干燥的方式，系统尾气排量量小，真正做到了为该企业“排忧解难”。