راه حل تصفیه لجن خشک کردن:
وضعیت کاربرد و تحلیل موردی فرآیند دو مرحله ای خشک کردن لایه نازک افقی در میدان تولید برق شلیک مخلوط لجن
این مقاله فرآیند دو مرحله‌ای دستگاه خشک‌کن لجن لایه نازک افقی را به تفصیل معرفی می‌کند و به عنوان مثال پروژه تصفیه لجن، گسترش دفع لجن در پارک بامبو را تحلیل می‌کند. دستگاه خشک کن فیلم نازک افقی دارای ظرفیت پردازش تک بزرگ، ایمنی بالا، آب بندی خوب، گاز اگزوز کمتر و محیط کارگاهی دوستانه است. با توجه به مزایای تجهیزات خشک کردن لایه نازک افقی فرآیند دو مرحله ای در ایمنی، انعطاف پذیری، صرفه جویی و سایر جنبه ها، این فرآیند خشک کردن لجن بیش از پیش در زمینه اختلاط لجن و تولید برق شلیک کاربرد دارد و می تواند به عنوان یکی از آنها مورد استفاده قرار گیرد. فرآیندهای ترجیحی برای پروژه های تصفیه و دفع لجن در نیروگاه ها. با توسعه سریع شهر، میزان فاضلاب همچنان افزایش می‌یابد و پیشرفت ارتقای تصفیه خانه‌های فاضلاب تسریع می‌یابد که منجر به افزایش زیادی در خروجی لجن می‌شود. تا پایان سال 2016، حجم تصفیه فاضلاب چین به 150 میلیون متر در روز رسیده است و مقدار کل لجن نزدیک به 30 میلیون تن است. تخمین زده می شود که تولید لجن چین تا سال 2020 بر اساس 80 درصد رطوبت از 60 میلیون تن فراتر رود. لجن تولید شده در فرآیند جمع آوری و تصفیه فاضلاب شهری ممکن است حاوی فلزات سنگین، عوامل بیماری زا، ویروس ها، میکروارگانیسم ها و تعداد زیادی مواد آلی سمی باشد. اگر به درستی درمان و دفع نشود، آلودگی ثانویه جدی برای محیط اطراف منطقه تخلیه ایجاد می کند و سلامت انسان را تهدید می کند. مشکل تصفیه و دفع لجن در شرایط فعلی به یک مشکل زیست محیطی برجسته تبدیل شده است. در حال حاضر روشهای اصلی تصفیه لجن شامل تغلیظ، تهویه، آبگیری، خشک کردن و غیره است، عمدتاً غلظت، تهویه و آبگیری، سرعت خشک کردن هنوز در سطح پایینی است. دفع لجن به مقصد نهایی لجن پس از تصفیه اشاره دارد. در حال حاضر روش های اصلی دفع لجن شامل دفن بهداشتی، بهره برداری از زمین، استفاده از مصالح ساختمانی پس از سوزاندن و ... می باشد که در این میان دفن بهداشتی رایج ترین روش مورد استفاده است. از یک سو، به دلیل استانداردهای سختگیرانه روزافزون و محدودیت منابع زمین از سوی دیگر، تصفیه و دفع خشک کردن و سوزاندن روز به روز رایج تر می شود.
فرآیند دو مرحله ای خشک کردن لجن لایه نازک افقی خشک کردن لجن فرآیندی است که از انرژی گرمایی یا گرمای زباله صنعتی و گرمای اتلاف حاصل از سوزاندن سوخت های فسیلی برای تبخیر سریع آب موجود در لجن از طریق فناوری و تجهیزات ویژه استفاده می کند. خشک کردن لجن، آب موجود در لجن را حذف می کند، به طوری که هدف از خشک کردن لجن، کاهش حجم لجن، بهبود ارزش کالری لجن و به طور همزمان کاهش و تثبیت لجن محقق می شود. فرآیند دو مرحله ای خشک کردن لجن لایه نازک افقی یکی از فرآیندهای اصلی پروژه های خشک کردن لجن در مقیاس بزرگ در حال حاضر است که یک فرآیند خشک کردن حرارتی غیرمستقیم با استفاده از بخار اشباع شده یا روغن رسانش حرارتی به عنوان محیط گرمایی است.
تجهیزات اصلی
تجهیزات اصلی فرآیند دو مرحله ای خشک کردن لجن لایه نازک افقی، دستگاه خشک کن لایه نازک افقی است. محصولات تجهیزات زیست محیطی مرتبط شرکت فناوری حفاظت از محیط زیست Xinjieyuan شامل زمینه های پتروشیمی، دارویی، غذایی، زیست محیطی و انرژی است. شرکت Xinjieyuan دارای مرکز تحقیق و توسعه کامل محصولات و پایگاه آزمایشی است. این شرکت پیشرو جهانی در راه حل های جداسازی حرارتی برای مواد نسوز مخلوط و فناوری تبخیر لایه نازک، و همچنین پیشرو در توسعه و تولید تجهیزات برای خشک کردن مواد با ویسکوزیته بالا است.
شکل، نمودار ساختاری دستگاه خشک کن لایه نازک افقی را نشان می دهد. دستگاه خشک کن لایه نازک افقی عمدتاً از سه قسمت تشکیل شده است: پوسته، روتور و تیغه و دستگاه محرک. پوسته یک مخزن تحت فشار است و ژاکت پوسته را می توان با بخار اشباع یا روغن رسانش گرما به عنوان محیط گرمایی فرآیند خشک کردن لجن پر کرد. این ماده از فولاد دیگ بخار مقاوم در برابر درجه حرارت بالا استاندارد اروپایی است. دیواره داخلی قسمت انتقال حرارت در تماس با لجن است که منطقه تبادل حرارت اصلی و حامل لایه نازک لجن را فراهم می کند. مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش بهتر از سایر مواد است. روتور یک شفت توخالی یکپارچه است و فناوری پردازش ویژه آن می تواند تضمین کند که روتور در حین گرم شدن و چرخش با سرعت بالا انحراف ایجاد نمی کند و فاصله بین لبه بیرونی تیغه و دیواره داخلی همیشه در 5 حفظ می شود. -10 میلی متر تحت چرخش روتور و پوشش تیغه، لجن ورودی به خشک کن یک لایه نازک پویا روی دیواره داخلی به طور یکنواخت تشکیل می دهد و لایه نازک لجن دائما به روز می شود. همانطور که به سمت خروجی پیش می رود به خشک شدن ادامه می دهد.
جریان فرآیند
پس از آبگیری سانتریفیوژ کانتر، لجن مرطوب با رطوبت 80 تا 85 درصد از طریق حمل و نقل وسیله نقلیه یا خط لوله به سیلو لجن مرطوب منتقل می شود. سیلو با یک قاب کشویی برای جلوگیری از نصب لجن پل ها و قسمت پایین آن با پیچ تخلیه و پمپ تحویل لجن مرطوب ارائه شده است.
پمپ انتقال لجن مرطوب، لجن را به ورودی خشک کن لایه نازک منتقل می کند و لجن وارد شده به خشک کن فیلم نازک توسط تیغه روی روتور روی سطح دیواره داغ پوشانده می شود. تیغه نه تنها به طور مکرر لجن را روی سطح دیوار داغ می چرخاند و مخلوط می کند، بلکه آن را به سمت خروجی گل به جلو می راند. در این فرآیند، آب موجود در لجن گرم شده و تبخیر می شود و به بخار آب تبدیل می شود که به صورت معکوس با لجن داخل دستگاه خشک کن حرکت می کند و از مخزن خروجی بالای درگاه تغذیه لجن وارد سیستم تراکم گازهای خروجی می شود.
پس از اینکه گاز دم تبخیر تولید شده در دستگاه خشک کن فیلم نازک از طریق جعبه اگزوز وارد سیستم تراکم شد، ابتدا وارد کندانسور می شود. در کندانسور، بخار زباله توسط آب شسته می شود و آب از گاز دم تبخیر متراکم می شود. مقدار کمی از گاز غیر متراکم (مواد فرار موجود در هوا و لجن) پس از جداسازی قطرات توسط دستگاه میرایی، توسط فن اگزوز از سیستم خشک کن خارج شده و در سیستم بوزدایی یا سیستم سوزاندن پردازش می شود. مقدار گاز خروجی تخلیه شده توسط سیستم خود خشک کن بسیار ناچیز است و تنها 5 تا 10 درصد از تبخیر آب سیستم است. فن گاز اگزوز کل سیستم خشک کن را در حالت فشار منفی قرار می دهد تا از سرریز بو و گرد و غبار جلوگیری شود.
لجن خشک شده با رطوبت 30 تا 40 درصد تولید شده از دستگاه خشک کن فیلم نازک در دستگاه خشک کن خطی بعدی خشک می شود و حداقل رطوبت را می توان تا 5 درصد خشک کرد. هنگامی که لجن خشک به طور موقت ذخیره می شود، خنک کننده لجن راه اندازی می شود. لجن پس از خشک شدن توسط خشک کن خطی ابتدا سرد می شود و دمای لجن به کمتر از 50 درجه سانتیگراد کاهش می یابد تا ایمنی بهتر شود و از دود شدن لجن یا احتراق خود به خود جلوگیری شود. سپس از طریق شیر تخلیه و نوار نقاله اسکراپر به سیلو لجن خشک برای ذخیره سازی فرستاده می شود. هنگامی که سیستم زباله سوز بعدی متصل می شود، سیستم خشک کردن را می توان مستقیماً از طریق تجهیزات انتقال به سیستم زباله سوز به صورت سری متصل کرد. فرآیند خشک کردن لایه نازک افقی دو مرحله‌ای می‌تواند نیاز خود را در سیستم از طریق تبخیر آب در لجن به دست آورد. در موارد راه اندازی و اضطراری، از بخار کم فشار، آب شیرین یا گاز نیتروژن به عنوان محیط بی اثری سیستم خشک کن استفاده می شود. آنالایزر محتوای اکسیژن در خروجی مخزن اگزوز تنظیم می شود و عملکرد ایمن و پایدار سیستم خشک کن لجن با کنترل محتوای اکسیژن در سیستم خشک کن قابل تحقق است.
مزایای فرآیند
1) ایمنی: هوابندی خوب سیستم خشک کردن لجن فیلم نازک، همیشه فشار منفی میکرو -0.5 تا -1 کیلو پاسکال را حفظ می کند، بدون بو و سرریز گرد و غبار. این سیستم می تواند خود بی اثر باشد و انواع وسایل بی اثر را تنظیم کند، محتوای اکسیژن در پروژه های شهرداری زیر 5٪ کنترل می شود. دمای لجن خشک کن در خروجی خشک کن می تواند به 100 درجه سانتیگراد برسد، که می تواند به طور کامل نقش عقیم سازی را ایفا کند و استاندارد EPA503 کد دفع لجن آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده را برآورده کند. هیچ حادثه ایمنی در تاریخچه برنامه وجود ندارد. 2) پایداری: در پروژه سوزاندن تعاونی لجن و زغال سنگ، زمانی که میزان رطوبت لجن ورودی به دیگ نیروگاه زیاد باشد، به راحتی می توان بر تجهیزات دیگ بخار تأثیر منفی گذاشت که ممکن است منجر به آسیب جدی تجهیزات شود. . ابتدا دیواره داخلی کوره شسته و فرسوده می شود و دومی به راحتی منجر به مسدود شدن سیستم انتقال و در نتیجه خاموش شدن کوره می شود. فرآیند دو مرحله ای خشک کردن لجن لایه نازک دارای رطوبت لجن کم است و می تواند با تنظیم فشار بخار در دستگاه خشک کن، رطوبت لجن را بین 20 تا 33 درصد تنظیم کند. در مقایسه با سایر فرآیندها، مزایای آشکاری دارد و نقش مثبتی در حفظ پایداری تجهیزات نیروگاهی و عملکرد شبکه برق دارد.
3) ساده: یکنواختی و دانه بندی محصولات لجن می تواند پایداری عملکرد دیگ نیروگاه را افزایش دهد. فرآیندهای دیگر نیاز به افزایش تجهیزات خرد کردن یا دانه بندی دارند، در حالی که خشک کن فیلم نازک می تواند خود دانه بندی شود، محصول لجن دانه بندی یکنواخت، بدون تجهیزات دانه بندی اضافی است. تعداد کمی از تجهیزات کمکی، ردپای کوچک، عملیات ساده و کنترل؛ بدون گردش گاز حامل، بدون مخلوط کردن لجن. با توجه به "مقررات تعمیر و نگهداری مخازن تحت فشار"، انواع ماشین های خشک کن نیاز به انجام بازرسی دوره ای دیواره داخلی، تعمیر و نگهداری دستگاه خشک کن لایه نازک بدون سایر تجهیزات بالابر، تعمیر و نگهداری راحت و کارآمد دارند.
4) انعطاف پذیر: طیف گسترده ای از کاربرد، مناسب برای انواع لجن، می تواند رطوبت 65٪ -90٪ لجن مرطوب را در گل بپذیرد. فرآیند دو مرحله ای می تواند هر محصولی با محتوای جامد یکنواخت تولید کند. زمان شروع، توقف و تخلیه کوتاه است و برای شروع مجدد نیازی به عملیات تمیز کردن نیست. 5) اقتصاد: راندمان تبخیر بالا. در پروژه هم سوزاندن لجن می توان از بخار نیروگاه به طور مستقیم به عنوان محیط گرمایی استفاده کرد. تبخیر آب در هر متر مربع خشک کن لایه نازک می تواند به بیش از 45 کیلوگرم در ساعت برسد. پروژه های شهری را می توان با سیستم های دیگر (مانند سیستم گوارش) ترکیب کرد، می تواند بیش از 80٪ راندمان بالای بازیابی انرژی گرمایی را به دست آورد. هزینه نگهداری کم، تنها یک بازرسی سالانه 5-10 روز در سال؛ بوی بسیار کوچک، هزینه درمان کم است. کنترل کاملا اتوماتیک، نیازهای نظارت کم.
مطالعه موردی فرآیند دو مرحله ای خشک کردن لجن لایه نازک افقی در میدان تولید برق شلیک مخلوط لجن
هدف خدمات پروژه توسعه تصفیه و دفع لجن در منطقه شانگهای ژیوآن، لجن آبگیری تولید شده توسط تصفیه فاضلاب اولین و دومین تصفیه خانه فاضلاب Zhuyuan است که به استاندارد پساب درجه A و تصفیه فاضلاب 2.2 میلیون متر در روز ارتقا یافته است. پس از اتمام پروژه ارتقاء و تکمیل جدید. مقیاس ساخت و ساز پروژه 223tDS/d، معادل حجم لجن 80 درصد رطوبت 1115 تن در روز است. پیکربندی تاسیسات شرایط نگهداری خط سوزاندن فاز اول پروژه را در نظر می گیرد و مقیاس پیک تصفیه پروژه 288.5tDS/d معادل حجم لجن 80 درصد رطوبت 1442.5 تن در روز است. مسیر فرآیند تصفیه لجن از روش خشک کردن لایه نازک دو مرحله ای + فرآیند اختلاط و پخت نیروگاه استفاده می کند. لجن آبگیری شده با رطوبت 80 درصد توسط کامیون کمپرسی به تصفیه خانه لجن منتقل می شود. پس از سیستم دریافت و ذخیره لجن، لجن مرطوب به سیستم خشک کردن لجن لایه نازک پمپ می شود و پس از عملیات سیستم خشک کردن، میانگین رطوبت به 30٪ کاهش می یابد (محدوده قابل تنظیم 20٪ ~ 30٪). لجن خشک تولید شده توسط کامیون های بسته به نیروگاه شماره 2 شانگهای Waigaoqiao یا نیروگاه شماره 3 برای سوزاندن همزمان با زغال سنگ منتقل می شود.
شکل، نمودار سیستم خشک کردن لجن پروژه توسعه تصفیه و دفع لجن در منطقه Zhuyuan است. پس از وزن کشی لجن کش توسط باسکول، لجن مرطوب به سطل دریافت زیرزمینی ریخته می شود و سپس از طریق سیستم پمپ پلانجر به سطل ذخیره لجن مرطوب منتقل می شود. سپس لجن مرطوب از طریق پیچ تخلیه و پمپ پیچ به دستگاه خشک کن فیلم نازک منتقل می شود. لجن مرطوب برای مرحله اول خشک کردن وارد دستگاه خشک کن لایه نازک می شود و لجن خشک شده از طریق لوله به داخل دستگاه خشک کن خطی می ریزد. لجن خشک شده بیشتر در دستگاه خشک کن خطی خشک می شود. با تنظیم فشار بخار در دستگاه خشک کن، رطوبت لجن را می توان به سرعت در محدوده 20 تا 33 درصد تکمیل کرد. پس از مرحله دوم خشک کردن، لجن برای خنک سازی وارد پیچ خنک کننده می شود و سپس از طریق شیر تخلیه و اسکراپر به سیلو لجن خشک برای نگهداری موقت منتقل می شود.
گاز دم تبخیری تولید شده توسط دستگاه خود خشک کن به صورت معکوس همراه با لجن حرکت می کند و جعبه اگزوز بالای دستگاه خود خشک کن وارد سیستم تراکم گاز دم بعدی می شود. گاز دم تبخیری در کندانسور پاشیده و متراکم می شود و گاز غیر متراکم وارد مه گیر بعدی می شود. پس از جداسازی قطرات در مه گیر، گاز انتهایی نهایی از طریق فن از سیستم خشک کن خارج شده و برای تصفیه وارد سیستم تصفیه بو می شود. شرایط مهندسی عمومی مورد استفاده در سیستم خشک کردن لایه نازک افقی عمدتاً شامل بخار اشباع، آب متوسط، هوای ابزار، آب خنک کننده در گردش و آب شیرین است. بخار مورد استفاده در سیستم خشک کن از نیروگاه می آید و از طریق سیلندرهای فرعی به 10 خط تولید توزیع می شود. سیستم خشک کن مجهز به سیستم فشار هوا برای تامین هوای ابزار است، سیستم بازیابی میعانات برای بازیابی میعانات بخار ماشین خشک کن استفاده می شود و سیستم آب خنک کننده در گردش آب خنک کننده در گردش را برای سیستم فراهم می کند. فاضلاب تولید شده توسط سیستم خشک کن عمدتاً آب پاشش پس از شستشوی گاز دم تبخیر با اسپری آب متوسط است و این قسمت از فاضلاب برای تصفیه به تصفیه خانه فاضلاب بازگردانده می شود. گاز خروجی برای تصفیه متمرکز وارد سیستم تصفیه بو می شود. پس از خشک شدن، لجن برای سوزاندن همزمان با زغال سنگ به نیروگاه Waigaoqiao فرستاده می شود. سیستم خشک کردن لجن پروژه توسعه تصفیه و دفع لجن منطقه Zhuyuan با موفقیت ارزیابی عملکرد را در آگوست 2020 پشت سر گذاشت. زمان اجرای سالانه پروژه می تواند به 8000 ساعت برسد و ظرفیت تصفیه لجن سالانه می تواند به بیش از 400000 تن برسد. تکمیل و بهره برداری از این پروژه اساساً مشکل خروج لجن در منطقه ژیوآن را حل می کند و به اقتصاد شانگهای برای دستیابی به توسعه پایدار کمک می کند. می تواند مرجعی برای پروژه های تصفیه و دفع لجن خانگی با سوزاندن همزمان نیروگاه باشد.
خلاصه
1) سیستم خشک کردن لایه نازک افقی دارای هوابندی خوب است، می تواند به کنترل دقیق محتوای اکسیژن دست یابد و ایمنی بالایی دارد. در تاریخچه کاربرد بیش از 30 سال هیچ حادثه ایمنی رخ نداده است و امروزه یکی از ایمن ترین فرآیندهای خشک کردن در زمینه خشک کردن لجن است.
2) در پروژه تولید برق اختلاط و شلیک لجن، کنترل فرم لجن خشک و میزان رطوبت بسیار حیاتی است که بر عملکرد سیستم سوزاندن بعدی سیستم خشک کن تأثیر می گذارد. از یک طرف فرآیند دو مرحله ای خشک کردن لایه نازک افقی می تواند محصولات دانه ای با اندازه ذرات یکنواخت و بدون گرد و غبار تولید کند و از طرف دیگر می تواند با تغییر فشار بخار و سرعت به سرعت تنظیم رطوبت را درک کند. دستگاه خشک کن خطی دو مرحله ای کنترل خوب شکل و رطوبت لجن خشک می تواند عملکرد پایدار کل سیستم را تضمین کند.
3) دفن تعاونی دو مرحله ای خشک کن لجن خشک کننده لایه نازک افقی روند توسعه تصفیه و دفع لجن شهری است که دارای مزایای آشکار در ایمنی، پایداری، قابلیت اطمینان، پیشرفته و سایر جنبه ها می باشد. استفاده از فرآیند دو مرحله ای خشک کردن لایه نازک افقی در دفع تعاونی لجن، امروزه یک انتخاب علمی و معقول برای تصفیه و دفع لجن شهری است.
