![bdb (1)8lq](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e021b06ab4937472.png)
汚泥乾燥処理液:
汚泥混焼発電分野における水平型薄膜乾燥二段プロセスの適用状況と事例分析
この記事では,水平薄膜汚泥乾燥機の2段階プロセスを詳細に紹介し,例として竹公園における汚泥処理,処分拡張プロジェクトを分析した。 横型薄膜乾燥機は、単一処理能力が大きく、安全性が高く、密閉性が高く、排気ガスが少なく、作業場環境に優しいです。 安全性、柔軟性、経済性などの側面における水平薄膜乾燥装置二段階プロセスの利点に基づいて、この汚泥乾燥プロセスは汚泥混合および燃焼発電の分野でますます適用されており、一段階として使用することができます。発電所における汚泥の処理および処分プロジェクトに推奨されるプロセスの例。 都市の急速な発展に伴い、下水の量は増加し続け、下水処理場の更新も加速し続けており、その結果、汚泥の発生量は大幅に増加しています。 2016年末までに、中国の下水処理量は日量1億5000万立方メートルに達し、汚泥の総量は3000万トン近くに達する。 中国の汚泥生産量は、含水率80%に基づいて2020年までに6000万トンを超えると推定されている。 都市下水の収集および処理プロセスで生成される汚泥には、重金属、病原体、ウイルス、微生物、および多数の有毒有機物が含まれる可能性があります。 適切に処理・廃棄しないと、排出場所周辺の環境に重大な二次汚染を引き起こし、人の健康を脅かす可能性があります。 汚泥の処理・処分問題は、現状において顕著な環境問題となっている。 現在、主な汚泥処理方法には濃縮、調整、脱水、乾燥などがあり、主に濃縮、調整、脱水が行われており、乾燥速度は依然として低いレベルにある。 汚泥処理とは、処理後の汚泥の最終的な行き先を指します。 現在、汚泥の主な処理方法としては、衛生埋立、土地利用、焼却後の建材利用等があり、このうち衛生埋立が最も一般的に行われている。 一方では、基準がますます厳しくなり、利用可能な土地資源が限られているため、乾燥や焼却による処理と処分がますます一般的になってきています。
横型薄膜汚泥乾燥二段プロセス汚泥乾燥は、化石燃料の燃焼により発生する熱エネルギーや産業廃熱、廃熱を利用し、特殊な技術と装置により汚泥中の水分を速やかに蒸発させるプロセスです。 汚泥の乾燥は、汚泥中の水分を除去し、汚泥を乾燥させ、汚泥の体積を減少させ、汚泥の発熱量を向上させ、同時に汚泥の低減と安定化を実現するという目的を達成する。 横型薄膜汚泥乾燥二段法は、現在大規模汚泥乾燥プロジェクトの主流のプロセスの一つであり、飽和蒸気や熱伝導油を熱媒体とする間接加熱乾燥法です。
コア機器
横型薄膜汚泥乾燥二段プロセスの中核設備は横型薄膜乾燥機です。 新街源環境保護技術有限公司の関連環境機器製品には、石油化学、製薬、食品、環境、エネルギー分野が含まれます。 新街源会社には完全な製品の研究開発センターとテスト基地があります。 同社は、耐火物混合材料の熱分離ソリューションと薄膜蒸発技術の世界的リーダーであり、高粘度材料を乾燥するための装置の開発と製造のリーダーでもあります。
![bdb (2)gnd](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e022208334023427.png)
図に横型薄膜乾燥機の構造図を示します。 横型薄膜乾燥機は主にシェル、ローターとブレード、駆動装置の3つの部分で構成されています。 シェルは圧力容器であり、シェルジャケットには汚泥乾燥工程の熱媒体として飽和蒸気や熱伝導油を充填することができます。 材質は欧州規格の耐高温ボイラー鋼です。 内壁はスラッジと接触する熱伝達部分であり、主な熱交換領域とスラッジの薄い層のキャリアを提供します。 耐食性と耐摩耗性は他の材料よりも優れています。 ローターは一体型の中空軸であり、その特殊加工技術により、加熱・高速回転中でもローターにたわみが生じず、刃の外縁と内壁との距離が常に5°に保たれます。 -10mm。 ローターの回転とブレードのコーティングにより、乾燥機内に流入した汚泥は内壁に動的薄層を均一に形成し、汚泥薄層は常に更新されます。 出口に向かって進むにつれて乾燥が続きます。
![bdb (3)09g](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e022c618b1231247.png)
プロセスフロー
デカンタ遠心脱水後、含水率80%~85%の湿汚泥は車両輸送またはパイプラインにより湿汚泥サイロに輸送されます。 サイロにはスラッジのブリッジを防止するためのスライドフレームが設けられており、底部にはアンローディングスクリューと湿ったスラッジの送出ポンプが設けられています。
湿式汚泥輸送ポンプは汚泥を薄膜乾燥機の入口まで輸送し、薄膜乾燥機に入った汚泥はローターのブレードにより高温壁の表面に塗布されます。 ブレードは回転を繰り返して高温壁表面の汚泥を混ぜるだけでなく、汚泥を泥出口まで押し出します。 このプロセスでは、汚泥中の水分が加熱されて蒸発し、水蒸気が乾燥機内で汚泥と逆に移動し、汚泥供給口上の排気タンクから排ガス凝縮システムに流入します。
![bdb (4)ミュウ](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e0235f7fe9e76112.png)
薄膜乾燥機で生成された蒸発排ガスは、排気ボックスを通って凝縮システムに入った後、まず凝縮器に入ります。 復水器では、廃蒸気が水で洗浄され、蒸発排ガスから水が凝縮されます。 微量の不凝縮ガス(空気中の揮発分や汚泥)は、除霧装置で液滴分離後、排気ファンにより乾燥装置から排出され、脱臭装置や焼却装置で処理されます。 自己乾燥システムから排出される排気ガスの量は非常に少なく、システムの蒸発水分のわずか 5% ~ 10% です。 排気ファンにより乾燥システム全体が負圧状態となり、臭気や粉塵の溢れを防ぎます。
薄膜乾燥機で生成された含水率30%~40%の乾燥汚泥は、その後の直線乾燥機でさらに乾燥され、最低含水率5%まで乾燥することができます。 乾燥汚泥を一時保管する場合には、汚泥冷却装置を設置します。 リニアドライヤーで乾燥後の汚泥を一旦冷却し、汚泥温度を50℃以下に下げることで汚泥のくすぶりや自然発火を防止し安全性を高めています。 その後、排出バルブ、スクレーパーコンベアを経て乾燥汚泥サイロに送られ、貯蔵されます。 後続の焼却システムを接続する場合には、乾燥システムと焼却システムを搬送設備を介して直列に接続することができます。 2 段階の水平薄膜乾燥プロセスは、スラッジ内の水分の蒸発によるシステム内の自己不活性化の要件を達成できます。 始動時および緊急時には、低圧蒸気、真水、または窒素ガスが乾燥システムの不活性媒体として使用されます。 排気タンク出口に酸素濃度計を設置し、乾燥装置内の酸素濃度を管理することで汚泥乾燥装置の安全かつ安定した運転を実現します。
プロセスの利点
1)安全性:薄膜汚泥乾燥システムの気密性は良好で、常に-0.5〜-1kPaの微陰圧を維持し、臭いや粉塵のオーバーフローがありません。 このシステムは自己不活性であり、さまざまな不活性手段を設定でき、自治体のプロジェクトにおける酸素含有量は 5% 未満に制御されます。 乾燥機の出口での乾燥汚泥の温度は100℃に達することができ、これは滅菌の役割を十分に果たし、米国環境保護庁の汚泥処理規則のEPA503基準を満たします。 アプリケーション履歴に安全上のインシデントはありません。 2) 安定性:汚泥と石炭の共同焼却プロジェクトでは、発電所のボイラーに流入する汚泥の水分が多いと、ボイラー設備に悪影響を及ぼしやすく、重大な設備損傷につながる可能性があります。 。 1 つ目は、炉の内壁が洗浄され、ひどく摩耗することです。2 つ目は、搬送システムの詰まりにつながりやすく、結果として炉の停止につながります。 薄膜汚泥乾燥の二段階プロセスは汚泥含水率が低く、乾燥機内の蒸気圧力を調整することで汚泥含水率を20%~33%の間で迅速に調整することができます。 他のプロセスと比較して、明らかな利点があり、発電所の設備と送電網の運用の安定性を維持する上で積極的な役割を果たします。
3) シンプル: スラッジ生成物の均一性と粒状化により、発電所のボイラー運転の安定性が向上します。 他のプロセスでは粉砕または造粒設備を増やす必要がありますが、薄膜乾燥機は自己造粒が可能であり、追加の造粒設備を必要とせずに均一な造粒スラッジが生成されます。 補助機器の数が少なく、設置面積が小さく、操作と制御が簡単です。 キャリアガスの循環やスラッジの逆混合はありません。 「圧力容器メンテナンス規則」によると、あらゆる種類の乾燥機は定期的な内壁検査、他の吊り上げ装置なしで薄膜乾燥機のメンテナンスを行う必要があり、便利で効率的なメンテナンスが必要です。
4) 柔軟性: 適用範囲が広く、さまざまなタイプの汚泥に適しており、65% ~ 90% の湿った汚泥の水分含有量を泥に受け入れることができます。 2 段階のプロセスにより、固形分が均一な製品を製造できます。 始動、停止、および空にする時間が短く、再始動するための洗浄操作は必要ありません。 5) 経済性: 高い蒸発効率。 汚泥混焼プロジェクトでは、発電所の蒸気を熱媒体として直接利用できます。 薄層乾燥機の平方メートルあたりの蒸発水量は、1 時間あたり 45kg 以上に達することがあります。 地方自治体のプロジェクトは他のシステム (消化システムなど) と組み合わせることができ、80% 以上の高い熱エネルギー回収効率を達成できます。 メンテナンスコストが低く、年に 5 ~ 10 日の年次検査が 1 回だけです。 臭気が非常に少なく、処理コストが低い。 完全自動制御、監視要件が低い。
![bdb (6)v0j](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e0276c6304c46031.png)
汚泥混焼発電分野における水平薄膜汚泥乾燥二段プロセスの事例
上海珠源地区汚泥処理処分拡張プロジェクトのサービス対象は、排水基準A級にアップグレードされた珠源第1、第2下水処理場の下水処理と220万m/dの下水処理で発生する脱水汚泥である。新しいアップグレードおよび追加プロジェクトの完了後。 プロジェクトの建設規模は 223tDS/日で、含水率 80%の汚泥量に相当する 1115t/日である。 設備構成は、第一期事業の焼却ラインの維持状況を考慮しており、本事業のピーク処理規模は含水率 80%汚泥量 1,442.5t/日相当の 288.5tDS/日である。 汚泥処理工程ルートは薄層乾燥二段法+発電所混合焼成法を採用しています。 含水率80%の脱水汚泥はダンプトラックで汚泥処理場へ運ばれます。 汚泥受入・保管システムを経た湿潤汚泥は薄膜汚泥乾燥システムにポンプで送られ、乾燥システム処理後に平均含水率が30%(調整範囲20%~30%)まで低下します。 発生した乾燥汚泥は密閉トラックで上海外高橋第二発電所または第三発電所に輸送され、石炭と混焼されます。
![bdb (7)qc6](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e0278d180a877324.png)
図は竹源地区汚泥処理処分拡張プロジェクトの汚泥乾燥系統図である。 汚泥トラックが計量台で計量された後、湿った汚泥は地下の受け入れビンに投棄され、プランジャー ポンプ システムを通じて湿った汚泥保管ビンに輸送されます。 その後、湿った汚泥はアンローディングスクリューとスクリューポンプを通って薄膜乾燥機に輸送されます。 湿ったスラッジは乾燥の第一段階として薄膜乾燥機に入り、乾燥したスラッジはシュートを通ってリニア乾燥機に落ちます。 乾燥した汚泥はリニア乾燥機でさらに乾燥されます。 乾燥機内の蒸気圧を調整することで、汚泥の含水率を20%~33%の範囲で迅速に仕上げることができます。 第 2 段階の乾燥後、汚泥は冷却スクリューに入り冷却され、アンロードバルブとスクレーパーを経て一時保管のため乾燥汚泥サイロに輸送されます。
自己乾燥機によって生成された蒸発排ガスは汚泥とともに逆に移動し、自己乾燥機の上にある排気ボックスは後続の排ガス凝縮システムに入ります。 蒸発した排ガスは噴霧されて凝縮器内で凝縮され、非凝縮ガスは後続のデフォッガーに入ります。 デフォッガーで液滴が分離された後、最終的な排ガスはファンを介して乾燥システムから排出され、臭気処理システムに入り処理されます。 横型薄膜乾燥システムで使用される公共工学条件には、主に飽和蒸気、媒体水、計器空気、循環冷却水、淡水が含まれます。 乾燥システムで使用される蒸気は発電所から来て、サブシリンダーを通じて 10 の生産ラインに分配されます。 乾燥システムには計装空気を供給する空圧システム、乾燥機の蒸気凝縮水を回収する凝縮水回収システム、システムに循環冷却水を供給する循環冷却水システムが装備されています。 乾燥システムで発生する廃水は主に蒸発排ガスを中水噴霧で洗浄した後の噴霧水であり、この部分は下水処理場に戻されて処理されます。 排気ガスは臭気処理システムに入り、集中処理されます。 乾燥後、スラッジは外高橋発電所に送られ、石炭と混合焼却されます。 竹原地区の汚泥処理・処分拡張プロジェクトの汚泥乾燥システムは、2020年8月に性能評価に合格した。プロジェクトの年間稼働時間は8000時間に達し、年間汚泥処理能力は40万トン以上に達する可能性がある。 プロジェクトの完成と運営は竹源地区の汚泥排出問題を根本的に解決し、上海経済の持続可能な発展を助けることになる。 発電所の混焼を伴う国内の汚泥処理・処分プロジェクトの参考となる。
まとめ
1) 横型薄膜乾燥方式は気密性が良く、厳密な酸素含有量管理が可能で、安全性が高い。 30年以上の適用実績の中で安全事故は発生しておらず、現在汚泥乾燥の分野において最も安全な乾燥プロセスの一つとなっています。
2) 汚泥混合燃焼発電プロジェクトでは、乾燥汚泥の形状と含水量の制御が非常に重要であり、その後の乾燥システムの焼却システムの動作に影響を与えます。 水平薄層乾燥二段階プロセスは、粒子サイズが均一で粉塵のない粒状製品を生成できる一方で、蒸気の圧力と速度を変更することで含水率の調整を迅速に実現できます。 2段リニア乾燥機です。 乾燥汚泥の形状と含水率を適切に制御することで、システム全体の安定した運転が保証されます。
3)水平薄層乾燥二段階汚泥乾燥共同処理は都市汚泥処理処分の発展傾向であり,安全性,安定性,信頼性,先進性などの面で明らかな利点がある。 汚泥の共同処理における水平薄膜乾燥二段階プロセスの適用は、今日の都市汚泥の処理と処分にとって科学的かつ合理的な選択である。