![bdb (1)8lq](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e021b06ab4937472.png)
Giải pháp xử lý sấy bùn:
Tình trạng ứng dụng và phân tích trường hợp của quy trình hai giai đoạn sấy màng mỏng ngang trong lĩnh vực sản xuất điện đốt hỗn hợp bùn
Bài viết này giới thiệu chi tiết về quy trình hai giai đoạn của máy sấy bùn màng mỏng nằm ngang và phân tích dự án mở rộng xử lý, xử lý bùn ở Công viên Tre làm ví dụ. Máy sấy màng mỏng ngang có công suất xử lý đơn lớn, độ an toàn cao, độ kín tốt, ít khí thải, môi trường xưởng thân thiện. Dựa trên những ưu điểm của quy trình hai giai đoạn của thiết bị sấy màng mỏng nằm ngang về an toàn, linh hoạt, tiết kiệm và các khía cạnh khác, quy trình sấy bùn này ngày càng được áp dụng nhiều hơn trong lĩnh vực trộn bùn và tạo năng lượng đốt, và có thể được sử dụng như một trong số các quy trình ưu tiên cho các dự án xử lý và thải bỏ bùn trong các nhà máy điện. Với sự phát triển nhanh chóng của thành phố, lượng nước thải tiếp tục tăng và tiến độ nâng cấp các nhà máy xử lý nước thải tiếp tục đẩy nhanh, dẫn đến sản lượng bùn thải tăng lên rất nhiều. Đến cuối năm 2016, khối lượng xử lý nước thải của Trung Quốc đã đạt 150 triệu m/ngày và tổng lượng bùn thải là gần 30 triệu tấn. Người ta ước tính rằng sản lượng bùn của Trung Quốc sẽ vượt 60 triệu tấn vào năm 2020 dựa trên độ ẩm 80%. Bùn thải phát sinh trong quá trình thu gom và xử lý nước thải đô thị có thể chứa kim loại nặng, mầm bệnh, vi rút, vi sinh vật và một lượng lớn chất hữu cơ độc hại. Nếu không được xử lý và tiêu hủy đúng cách sẽ gây ô nhiễm thứ cấp nghiêm trọng cho môi trường xung quanh khu vực xả thải và đe dọa sức khỏe con người. Vấn đề xử lý và thải bỏ bùn thải đã trở thành vấn đề môi trường nổi bật trong tình hình hiện nay. Hiện nay, các phương pháp xử lý bùn chính bao gồm cô đặc, điều hòa, khử nước, sấy khô, v.v., chủ yếu tập trung, điều hòa và khử nước, tốc độ sấy vẫn ở mức thấp. Xử lý bùn đề cập đến điểm đến cuối cùng của bùn sau khi xử lý. Hiện nay, các phương pháp xử lý bùn chính bao gồm chôn lấp hợp vệ sinh, tận dụng đất, tận dụng vật liệu xây dựng sau khi đốt, v.v., trong đó chôn lấp hợp vệ sinh là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất. Một mặt, do các tiêu chuẩn ngày càng khắt khe và mặt khác nguồn tài nguyên đất đai hạn chế nên việc xử lý và tiêu hủy bằng cách sấy khô và đốt rác ngày càng trở nên phổ biến.
Quá trình sấy bùn màng mỏng ngang hai giai đoạn Sấy bùn là quá trình sử dụng năng lượng nhiệt hoặc nhiệt thải công nghiệp và nhiệt thải sinh ra do đốt nhiên liệu hóa thạch để làm bay hơi nhanh nước trong bùn thông qua công nghệ và thiết bị đặc biệt. Quá trình sấy bùn loại bỏ nước trong bùn, nhằm đạt được mục đích làm khô bùn, giảm thể tích bùn, cải thiện nhiệt trị của bùn, đồng thời thực hiện giảm và ổn định bùn. Quy trình sấy bùn màng mỏng ngang hai giai đoạn là một trong những quy trình chủ đạo của các dự án sấy bùn quy mô lớn hiện nay, là quy trình sấy nóng gián tiếp sử dụng hơi nước bão hòa hoặc dầu dẫn nhiệt làm môi trường nhiệt.
Thiết bị cốt lõi
Thiết bị cốt lõi của quy trình sấy bùn màng mỏng ngang hai giai đoạn là máy sấy màng mỏng ngang. Các sản phẩm thiết bị môi trường liên quan của Công ty TNHH Công nghệ Bảo vệ Môi trường Xinjieyuan liên quan đến lĩnh vực hóa dầu, dược phẩm, thực phẩm, môi trường và năng lượng. Công ty Xinjieyuan có một trung tâm nghiên cứu và phát triển sản phẩm hoàn chỉnh và cơ sở thử nghiệm. Công ty là công ty hàng đầu thế giới về các giải pháp tách nhiệt cho vật liệu hỗn hợp chịu lửa và công nghệ bay hơi màng mỏng, đồng thời là công ty dẫn đầu trong việc phát triển và sản xuất thiết bị sấy vật liệu có độ nhớt cao.
![bdb (2)gnd](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e022208334023427.png)
Hình vẽ là sơ đồ cấu tạo của máy sấy màng mỏng nằm ngang. Máy sấy màng mỏng ngang chủ yếu bao gồm ba phần: vỏ, cánh quạt và lưỡi dao và thiết bị truyền động. Vỏ là một bình chịu áp lực, và vỏ bọc có thể chứa đầy hơi nước bão hòa hoặc dầu dẫn nhiệt làm môi trường nhiệt của quá trình sấy bùn. Vật liệu là thép nồi hơi chịu nhiệt độ cao theo tiêu chuẩn Châu Âu. Thành trong là bộ phận truyền nhiệt tiếp xúc với bùn, cung cấp khu vực trao đổi nhiệt chính và là vật mang lớp bùn mỏng. Khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tốt hơn các vật liệu khác; Rôto là một trục rỗng tích hợp và công nghệ xử lý đặc biệt của nó có thể đảm bảo rằng rôto không tạo ra độ lệch khi được làm nóng và quay ở tốc độ cao, đồng thời khoảng cách giữa mép ngoài của lưỡi dao và thành trong luôn được duy trì ở mức 5 -10mm. Dưới sự quay của rôto và lớp phủ của lưỡi dao, bùn đi vào máy sấy sẽ tạo thành một lớp mỏng động trên thành bên trong một cách đồng đều, và lớp bùn mỏng được cập nhật liên tục. Nó tiếp tục khô khi tiến về phía ổ cắm.
![bdb (3)09g](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e022c618b1231247.png)
Quy trình công nghệ
Sau khi khử nước bằng máy ly tâm decanter, bùn ướt có độ ẩm 80% -85% được vận chuyển đến silo chứa bùn ướt thông qua phương tiện vận chuyển hoặc đường ống. Silo được cung cấp một khung trượt để ngăn bùn dựng lên các cầu và phía dưới được cung cấp vít dỡ tải và bơm phân phối bùn ướt.
Bơm vận chuyển bùn ướt vận chuyển bùn đến lối vào của máy sấy màng mỏng và bùn đi vào máy sấy màng mỏng được phủ lên bề mặt tường nóng bằng lưỡi dao trên rôto. Lưỡi dao không chỉ quay liên tục và trộn bùn trên bề mặt tường nóng mà còn đẩy bùn về phía cửa xả bùn. Trong quá trình này, nước trong bùn được làm nóng và bay hơi thành hơi nước di chuyển ngược chiều với bùn bên trong máy sấy và đi vào hệ thống ngưng tụ khí thải từ bể xả phía trên cổng cấp bùn.
![bdb (4)miu](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e0235f7fe9e76112.png)
Sau khi khí đuôi bay hơi sinh ra trong máy sấy màng mỏng đi vào hệ thống ngưng tụ qua hộp xả, đầu tiên nó đi vào bình ngưng. Trong thiết bị ngưng tụ, hơi thải được rửa sạch bằng nước và nước được ngưng tụ từ khí đuôi bay hơi. Một lượng nhỏ khí không ngưng tụ (chất dễ bay hơi trong không khí và bùn) được quạt hút thải ra khỏi hệ thống sấy sau khi tách giọt bằng thiết bị khử sương và xử lý trong hệ thống khử mùi hoặc hệ thống đốt. Lượng khí thải do hệ thống tự sấy thải ra rất nhỏ, chỉ bằng 5%-10% lượng nước bay hơi của hệ thống. Quạt hút khí thải làm cho toàn bộ hệ thống sấy ở trạng thái áp suất âm để tránh tràn mùi và bụi.
Bùn khô có độ ẩm 30% -40% được tạo ra từ máy sấy màng mỏng được sấy khô thêm trong máy sấy tuyến tính tiếp theo và độ ẩm tối thiểu có thể được sấy khô đến 5%. Khi bùn khô được lưu trữ tạm thời, bộ làm mát bùn được thiết lập. Bùn sau khi sấy bằng máy sấy tuyến tính được làm nguội trước và nhiệt độ của bùn được giảm xuống dưới 50oC để nâng cao độ an toàn và ngăn chặn bùn cháy âm ỉ hoặc tự bốc cháy. Sau đó được đưa về silo bùn khô để chứa lần lượt qua van xả và băng tải cạp. Khi hệ thống đốt tiếp theo được kết nối, hệ thống sấy có thể được kết nối trực tiếp với hệ thống đốt nối tiếp thông qua thiết bị vận chuyển. Quá trình sấy màng mỏng ngang hai giai đoạn có thể đạt được yêu cầu tự trơ trong hệ thống thông qua nước bay hơi trong bùn. Trong trường hợp khởi động và khẩn cấp, hơi nước áp suất thấp, nước ngọt hoặc khí nitơ được sử dụng làm môi trường trơ của hệ thống sấy. Máy phân tích hàm lượng oxy được đặt ở đầu ra của bể xả, và hệ thống sấy bùn có thể hoạt động an toàn và ổn định bằng cách kiểm soát hàm lượng oxy trong hệ thống sấy.
Ưu điểm của quy trình
1) An toàn: hệ thống sấy bùn màng mỏng có độ kín khít tốt, luôn duy trì áp suất vi âm từ -0,5 đến -1kPa, không có mùi hôi và bụi tràn; Hệ thống có thể tự trơ và thiết lập nhiều phương tiện trơ khác nhau, hàm lượng oxy trong các dự án đô thị được kiểm soát dưới 5%; Nhiệt độ bùn sấy ở đầu ra của máy sấy có thể đạt tới 100oC, hoàn toàn có thể đóng vai trò khử trùng và đáp ứng tiêu chuẩn EPA503 của quy tắc xử lý bùn của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ. Không có sự cố an toàn trong lịch sử ứng dụng. 2) Tính ổn định: trong dự án đốt bùn và hợp tác than, khi độ ẩm của bùn đi vào lò hơi của nhà máy điện lớn dễ gây ảnh hưởng xấu đến thiết bị lò hơi, có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị nghiêm trọng . Thứ nhất, thành trong của lò bị rửa trôi và mòn nghiêm trọng, thứ hai dễ dẫn đến tắc nghẽn hệ thống vận chuyển, dẫn đến lò phải ngừng hoạt động. Quy trình sấy bùn màng mỏng hai giai đoạn có độ ẩm bùn thấp và có thể điều chỉnh nhanh độ ẩm của bùn trong khoảng 20% -33% bằng cách điều chỉnh áp suất hơi trong máy sấy. So với các quy trình khác, nó có những ưu điểm rõ ràng và đóng vai trò tích cực trong việc duy trì sự ổn định của thiết bị nhà máy điện và vận hành lưới điện.
3) Đơn giản: tính đồng nhất và độ hạt của các sản phẩm bùn có thể nâng cao tính ổn định trong vận hành nồi hơi của nhà máy điện. Các quy trình khác cần tăng cường thiết bị nghiền hoặc tạo hạt, trong khi máy sấy màng mỏng có thể tự tạo hạt, sản phẩm là bùn tạo hạt đồng nhất, không cần thêm thiết bị tạo hạt; Số lượng thiết bị phụ trợ nhỏ, diện tích nhỏ, vận hành và điều khiển đơn giản; Không có khí mang lưu thông, không có bùn trộn ngược; Theo "Quy định bảo trì bình áp lực", tất cả các loại máy sấy cần tiến hành kiểm tra thành bên trong định kỳ, bảo dưỡng máy sấy màng mỏng mà không cần thiết bị nâng hạ khác, bảo trì thuận tiện và hiệu quả.
4) Linh hoạt: phạm vi ứng dụng rộng rãi, phù hợp với nhiều loại bùn khác nhau, có thể chấp nhận độ ẩm của bùn ướt 65% -90% trong bùn; Quy trình hai giai đoạn có thể tạo ra bất kỳ sản phẩm nào có hàm lượng chất rắn đồng nhất. Thời gian bắt đầu, dừng và làm trống ngắn và không cần thực hiện thao tác vệ sinh để bắt đầu lại. 5) Tính kinh tế: hiệu suất bay hơi cao. Trong dự án đồng đốt bùn, hơi nước của nhà máy điện có thể được sử dụng trực tiếp làm môi trường nhiệt. Lượng nước bốc hơi trên một mét vuông của máy sấy lớp mỏng có thể đạt hơn 45kg mỗi giờ. Các dự án đô thị có thể được kết hợp với các hệ thống khác (chẳng hạn như hệ thống tiêu hóa), có thể đạt được hiệu suất thu hồi năng lượng nhiệt cao hơn 80%; Chi phí bảo trì thấp, chỉ kiểm tra 1 lần/năm từ 5-10 ngày/năm; Mùi rất nhỏ, chi phí xử lý thấp; Điều khiển hoàn toàn tự động, yêu cầu giám sát thấp.
![bdb (6)v0j](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e0276c6304c46031.png)
Nghiên cứu trường hợp quy trình sấy bùn màng mỏng theo chiều ngang hai giai đoạn trong lĩnh vực sản xuất điện đốt hỗn hợp bùn
Đối tượng phục vụ của dự án mở rộng xử lý và xử lý bùn thải của Khu vực Zhuyuan Thượng Hải là bùn đã tách nước được tạo ra từ quá trình xử lý nước thải của nhà máy xử lý nước thải Zhuyuan thứ nhất và thứ hai được nâng cấp lên tiêu chuẩn nước thải loại A và xử lý nước thải 2,2 triệu m/ngày sau khi hoàn thành dự án nâng cấp, bổ sung mới. Quy mô xây dựng của dự án là 223tDS/d, tương đương với khối lượng bùn 80% độ ẩm 1115t/d. Cấu hình cơ sở có tính đến tình trạng bảo trì của dây chuyền đốt trong giai đoạn đầu của dự án và quy mô xử lý cao nhất của dự án là 288,5tDS/d, tương đương với thể tích bùn có độ ẩm 80% là 1442,5t/d. Lộ trình xử lý bùn áp dụng phương pháp sấy hai giai đoạn mỏng + quy trình trộn và nung của nhà máy điện. Bùn đã tách nước có độ ẩm 80% được vận chuyển đến nhà máy xử lý bùn bằng xe ben. Sau hệ thống tiếp nhận và lưu trữ bùn, bùn ướt được bơm vào hệ thống sấy bùn màng mỏng, sau đó độ ẩm trung bình giảm xuống 30% (phạm vi điều chỉnh 20% ~ 30%) sau khi xử lý hệ thống sấy. Bùn khô tạo ra được vận chuyển bằng xe tải kín đến Nhà máy điện số 2 Waigaoqiao Thượng Hải hoặc Nhà máy điện số 3 để đồng đốt với than.
![bdb (7)qc6](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-02/65e0278d180a877324.png)
Hình vẽ là sơ đồ hệ thống sấy bùn của dự án mở rộng xử lý và tiêu hủy bùn ở khu vực Zhuyuan. Sau khi xe chở bùn được cân bằng cầu cân, bùn ướt được đổ xuống thùng tiếp nhận ngầm, sau đó được vận chuyển về thùng chứa bùn ướt thông qua hệ thống bơm pít tông. Sau đó bùn ướt được vận chuyển đến máy sấy màng mỏng thông qua trục vít dỡ tải và bơm trục vít. Bùn ướt đi vào máy sấy màng mỏng ở giai đoạn sấy đầu tiên và bùn khô rơi vào máy sấy tuyến tính qua máng. Bùn khô được sấy khô thêm trong máy sấy tuyến tính. Độ ẩm của bùn có thể được hoàn thành nhanh chóng trong khoảng 20% -33% bằng cách điều chỉnh áp suất hơi trong máy sấy. Sau giai đoạn sấy thứ hai, bùn đi vào vít làm mát để làm mát, sau đó được vận chuyển đến silo chứa bùn khô để lưu trữ tạm thời thông qua van xả và máy cạo.
Khí đuôi bay hơi do máy tự làm khô tạo ra di chuyển ngược chiều với bùn và hộp xả phía trên máy tự làm khô đi vào hệ thống ngưng tụ khí đuôi tiếp theo. Khí đuôi bay hơi được phun và ngưng tụ trong bình ngưng, và khí không ngưng tụ đi vào bộ khử sương tiếp theo. Sau khi tách các giọt trong máy khử sương, khí đuôi cuối cùng được thải ra khỏi hệ thống sấy qua quạt và đi vào hệ thống xử lý mùi để xử lý. Các điều kiện kỹ thuật công cộng được sử dụng trong hệ thống sấy màng mỏng ngang chủ yếu bao gồm hơi bão hòa, nước trung bình, không khí dụng cụ, nước làm mát tuần hoàn và nước ngọt. Hơi nước sử dụng trong hệ thống sấy được lấy từ nhà máy điện và được phân phối tới 10 dây chuyền sản xuất thông qua các xi lanh phụ. Hệ thống sấy được trang bị hệ thống áp suất không khí để cung cấp không khí cho thiết bị, hệ thống thu hồi nước ngưng dùng để thu hồi hơi nước ngưng tụ của máy sấy và hệ thống nước làm mát tuần hoàn cung cấp nước làm mát tuần hoàn cho hệ thống. Nước thải do hệ thống sấy tạo ra chủ yếu là nước phun sau khi rửa khí đuôi bay hơi bằng phun nước trung bình, phần nước thải này sẽ được đưa trở lại nhà máy xử lý nước thải để xử lý. Khí thải đi vào hệ thống xử lý mùi để xử lý tập trung. Sau khi sấy khô, bùn được đưa đến Nhà máy điện Waigaoqiao để đồng đốt với than. Hệ thống sấy bùn của dự án mở rộng xử lý và xử lý bùn của Khu Zhuyuan đã vượt qua thành công đánh giá hiệu suất vào tháng 8 năm 2020. Thời gian vận hành hàng năm của dự án có thể đạt 8000 giờ và công suất xử lý bùn hàng năm có thể đạt hơn 400.000 tấn. Việc hoàn thành và vận hành dự án sẽ giải quyết cơ bản vấn đề thoát bùn ở khu vực Zhuyuan và giúp nền kinh tế Thượng Hải đạt được sự phát triển bền vững. Nó có thể cung cấp tài liệu tham khảo cho các dự án xử lý và xử lý bùn thải sinh hoạt bằng phương pháp đồng đốt của nhà máy điện.
Bản tóm tắt
1) Hệ thống sấy màng mỏng nằm ngang có độ kín khí tốt, có thể kiểm soát hàm lượng oxy nghiêm ngặt và có độ an toàn cao. Không có tai nạn an toàn nào xảy ra trong lịch sử ứng dụng hơn 30 năm và đây là một trong những quy trình sấy an toàn nhất trong lĩnh vực sấy bùn hiện nay.
2) Trong dự án phát điện trộn và đốt bùn, việc kiểm soát dạng bùn khô và độ ẩm là rất quan trọng, điều này sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống đốt tiếp theo của hệ thống sấy. Một mặt, quy trình hai giai đoạn sấy lớp mỏng theo chiều ngang có thể tạo ra các sản phẩm dạng hạt có kích thước hạt đồng đều và không có bụi, mặt khác, nó có thể nhanh chóng thực hiện việc điều chỉnh độ ẩm bằng cách thay đổi áp suất hơi và tốc độ sấy. máy sấy tuyến tính hai giai đoạn. Việc kiểm soát tốt hình dạng và độ ẩm của bùn khô có thể đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động ổn định.
3) Sấy ngang lớp mỏng Xử lý hợp tác sấy bùn hai giai đoạn là xu hướng phát triển của xử lý và xử lý bùn đô thị, có lợi thế rõ ràng về an toàn, ổn định, độ tin cậy, tiên tiến và các khía cạnh khác. Việc ứng dụng quy trình hai giai đoạn sấy màng mỏng ngang trong việc hợp tác xử lý bùn thải là sự lựa chọn khoa học và hợp lý cho việc xử lý và tiêu hủy bùn thải đô thị hiện nay.