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Secadora agitada industrial del tratamiento de la mezcla del secador de la película fina del lodo
Introducción al proyecto
Con el rápido desarrollo de la economía y la mejora continua del valor de producción de las empresas industriales, así como el rápido progreso de la urbanización, el volumen de descarga y tratamiento de aguas residuales industriales y urbanas también aumenta día a día. Con la popularización general de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales, la mejora de la eficiencia del tratamiento de aguas residuales y la profundización del grado de tratamiento de aguas residuales, también trae consigo un fuerte aumento en la producción de lodos. El tratamiento y eliminación de lodos se ha convertido en un problema que restringe el desarrollo de la industria del tratamiento de aguas residuales.
De acuerdo con la Guía Técnica para el tratamiento y disposición de lodos en Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas emitida por el Estado, se proponen cuatro métodos de disposición de lodos, a saber, uso del suelo, relleno sanitario, aprovechamiento de materiales de construcción e incineración seca. Debido a las limitaciones cada vez más importantes y los factores adversos de los lodos en la agricultura, los vertederos, el mar y otros aspectos, el método de tratamiento y eliminación por incineración y secado de lodos se ha utilizado y promovido ampliamente en varios países, no hay duda de que la incineración por secado de lodos se convertirá en uno de de los esquemas técnicos de eliminación más importantes e ideales en esta etapa.
Según los lodos generados por una empresa tiene las características técnicas de residuos peligrosos, incineración y eliminación de los productos después del secado, y necesidad de fuente de calor de vapor, por lo que es necesario considerar de manera integral su seguridad, adaptabilidad técnica, adaptabilidad económica, aplicación. y promoción, combinado con el tipo de equipo de proceso de secado utilizado en el secado de lodos que se ha puesto en funcionamiento. Seis tipos de equipos de proceso de secado de lodos, incluidos el tipo de lecho fluidizado, el de dos etapas, el de capa fina, el de paleta, el de disco y el de pulverización. tipo, fueron comparados y seleccionados. Combinado con la madurez técnica, la estabilidad del sistema, la seguridad de operación y la protección ambiental de eliminación de los seis equipos de secado anteriores, finalmente se determinó el tipo de equipo del proceso de secado de película delgada.
Principio de funcionamiento del secador de película delgada.
1. Componentes del equipo del secador de película delgada.
En general, un secador de película delgada se compone de una carcasa cilíndrica con una capa calefactora, un rotor giratorio en la carcasa y un dispositivo impulsor del rotor. El rotor está equipado con muchas formas y especificaciones diferentes de la paleta, la paleta y el rotor están fijados mediante pernos, el modo de ensamblaje se puede ajustar de manera flexible para adaptarse al cambio de las características del lodo y la capacidad de tratamiento; Toda la carcasa del secador de película fina se combina en secciones. Según los diferentes requisitos de eliminación, se puede dividir en múltiples áreas de calefacción y puede realizar control individual, ajuste de temperatura, interruptor flexible y otros elementos operativos.
2. Descripción del proceso de tratamiento de lodos y movimiento de material mediante secador de película delgada.
Toda la máquina del secador de película fina de lodos está dispuesta e instalada horizontalmente. Tanto la carcasa cilíndrica con capa calefactora como el rotor giratorio dentro de la carcasa están en posición horizontal. Se instalan diferentes tipos de palas en el rotor y el espacio entre las palas y la pared caliente es de 5 a 10 mm. La disposición de estas palas está incrustada en el rotor, y un total de 18 filas de palas están dispuestas en dirección radial alrededor de la circunferencia del cilindro secador.
Las palas esparcidas se distribuyen en el extremo de entrada de lodo y en el extremo de salida de lodo del rotor. Se instalan cuatro cuchillas raspadoras extendidas en cada columna del extremo de entrada de lodo del cilindro, que se instalan en un ángulo de 45° con la línea de la columna. El objetivo de dicha instalación es lograr que el lodo quede inmediatamente adherido a la superficie de la pared caliente luego de ingresar al cilindro y tenga la función de transportar hasta el extremo de descarga, un total de 72 piezas; Se instalan dos cuchillas raspadoras extendidas de la cubierta del extremo en cada columna del extremo del lodo, y las cuchillas raspadoras extendidas en el extremo de alimentación se instalan en un ángulo oblicuo de 45 °, de modo que el propósito de la instalación sea amortiguar la fuerza de inercia del producto. al descargar para lograr la función de descarga libre por gravedad, un total de 36 piezas.
Las palas de transmisión se distribuyen en la zona media del rotor, y en cada columna se instalan 40 palas, totalizando 720 palas.
Los diferentes tipos de palas realizan de manera integral las importantes funciones de distribución de lodos, esparcimiento, raspado, agitación, retromezcla, autolimpieza y transporte sobre la superficie de la pared caliente desde la función. En resumen, cuando el lodo húmedo ingresa por un extremo del secador horizontal, el rotor giratorio lo distribuye inmediatamente de forma continua sobre la superficie de la pared caliente para formar una fina capa de material. Mientras las palas del rotor hacen rodar continuamente la fina capa de lodo húmedo distribuida sobre la superficie de la pared caliente, las palas transportadoras con la función de ángulo guía instalada en el rotor giran con la rotación circular del rotor. Las partículas de lodo semiseco generadas en el proceso de capa delgada de lodo y secado muestran una transferencia horizontal con la dirección axial del rotor a una cierta velocidad lineal, y avanzan hacia la salida de lodo en el otro extremo del secador de película delgada. El tamaño de la longitud axial del secador de película delgada no es solo la línea horizontal desde el extremo de alimentación hasta el extremo de descarga, sino que también completa la alimentación y descarga del lodo en todo el secador de película delgada de cilindro horizontal. En este proceso, el lodo húmedo se calienta uniformemente mediante la pared caliente de vapor y el agua se evapora. El tiempo de residencia del lodo húmedo en el secador de película delgada es de 10 a 15 minutos, lo que permite un arranque, parada y vaciado rápidos, y la operación del proceso y el control de ajuste del equipo son muy rápidos.
3. Proceso de recolección de gases de escape del secador de película delgada.
El contenido de humedad del lodo alimentado por el secador de película delgada es del 75% al 85% (calculado como 80%), y el contenido de humedad del lodo producido por el secador de película delgada es aproximadamente del 35%. El lodo semiseco presentado como granular es transportado a la siguiente unidad a través del equipo de transporte de la siguiente etapa. El gas portador mixto, como vapor de agua, polvo de escape y gas oloroso, generado en el proceso de trabajo del secador de película delgada, se mueve inversamente con el lodo en el cilindro y se descarga al condensador a través de la tubería desde el tanque de gases de escape. encima del puerto de alimentación de lodos. En el condensador, el agua del gas portador se condensa del vapor y el gas que no se condensa se separa mediante gotas y se descarga en el sistema de secado a través del ventilador de tiro inducido por los gases de escape. La cantidad de gas de escape del proceso del secador de película delgada es relativamente pequeña, generalmente solo entre el 5% y el 10% de la evaporación del sistema. El ventilador de tiro inducido por escape hace que todo el sistema de secado esté en un estado de micropresión negativa para evitar el desbordamiento de gases olorosos y polvo.
Selección de equipos del sistema de secado de película delgada.
1. Flujo del proceso del sistema de secado de película delgada
Proceso medio de lodos: tolva receptora de lodos húmedos + bomba de entrega de lodos + secador de película delgada + equipo de salida de lodos semisecos + secador lineal + enfriador de producto.
Proceso del medio de gases de escape: vapor de evaporación (vapor mezclado) + caja de gases residuales + condensador + eliminador de niebla + ventilador de tiro inducido + dispositivo de desodorización.
El lodo en el recipiente receptor de lodo se envía directamente al secador de película delgada mediante la bomba de tornillo de lodo para su tratamiento de secado. La entrada de lodos del secador de película delgada está equipada con una válvula de guillotina neumática, que está interconectada con los parámetros de control lógico de la bomba de alimentación, el tornillo de alimentación, la protección de seguridad del secador de película delgada y otros equipos e instrumentos de detección.
El modelo de cuerpo del secador de película delgada, el peso neto de una sola máquina es 33 000 kg, el tamaño neto del equipo es Φ1 800 × 15 180, diseño e instalación horizontales, el lodo que ingresa al secador de película delgada se distribuye uniformemente en la zona caliente. superficie de la pared del secador por el rotor durante el proceso de rotación, mientras que la paleta en el rotor vuelve a mezclar repetidamente el lodo en la superficie de la pared caliente, y avanza hacia la salida del lodo, el agua en el lodo se evapora en el proceso . Las partículas de lodo semiseco después del secado de la capa delgada se transportan al secador lineal a través del transportador de lodo (activado según la demanda del contenido de humedad del producto de lodo) y luego ingresan al enfriador de lodo. El producto de lodo se enfría mediante el aire que fluye en el enfriador y el agua de refrigeración que fluye en la carcasa y el eje giratorio. El contenido de humedad se reduce del 80 % al 35 % (el contenido de humedad del lodo del 35 % es el límite superior de control del proceso de un solo equipo del secador de película delgada).
El gas portador descargado del secador de película fina contiene mucho vapor de agua, polvo y una cierta cantidad de gas volátil (principalmente H2S y NH3). Si se descarga directamente, provocará un cierto grado de contaminación al medio ambiente. Por lo tanto, este proyecto considera el sistema de recolección de gas portador y el condensador y eliminador de neblina para eliminar el polvo y el vapor de agua en el gas de escape, que es opuesto a la dirección del movimiento de lodos en el cilindro giratorio. La salida del tubo de gases de escape sobre el lodo ingresa al condensador y el agua se enfría a partir de los gases de escape de evaporación. Mediante el intercambio de calor indirecto, el agua rociada se elimina mediante el intercambiador de calor de placas y la torre de enfriamiento, para ahorrar agua y reducir la descarga de aguas residuales. El gas no condensable (una pequeña cantidad de vapor, N2, aire y lodos volátiles) pasa a través del desempañador. Finalmente, el ventilador de tiro inducido por escape se descarga desde el sistema de secado al dispositivo de desodorización.
La demanda de fuente de calor se determina como vapor, el cual se toma de la red de tuberías de cobertura térmica construida cerca del sitio de implementación del proyecto. Las condiciones de suministro de vapor son una presión de vapor de 1,0 MPa, una temperatura de vapor de 180 ℃ y un suministro de vapor de 2,5 t/h.
2. Parámetros técnicos del equipo principal para el proceso de secado de película delgada.
De acuerdo con la demanda de este proyecto, se determina que la capacidad de tratamiento de lodos de un solo conjunto de sistema de secado de lodos es de 2,5 t/h (según el contenido de humedad del 80%) y el contenido de humedad del lodo es del 35%. La capacidad diaria de tratamiento de lodos de un solo secador de película delgada es de 60 t/d (según el contenido de humedad del 80%), la capacidad nominal de evaporación de un solo secador de película delgada es de 1.731 t/h, el área de intercambio de calor de un solo El secador de película delgada es de 50 m2 y el contenido de humedad de la entrada de lodos es del 80% y el contenido de humedad de la salida de lodos es del 35%. La fuente de calor del secador de película delgada es vapor saturado y la calidad del suministro de vapor son parámetros importados: la temperatura del vapor es de 180 ℃, la presión del vapor es de 1,0 MPa, el consumo de vapor de un solo secador de película delgada es de 2,33 t/h y el El número de secadores de película delgada es 2, uno para un uso.
El vapor saturado de 180 ℃ se transporta al secador lineal a través de la tubería de presión y se utiliza como fuente de calor para calentar indirectamente el lodo semiseco. El agua del lodo semiseco se evapora aún más en el secador lineal. Según la demanda real del producto de lodo (inicio y parada), el lodo final puede alcanzar un contenido de humedad del 10% y pasar al enfriador del producto.
La capacidad de procesamiento del secador lineal es de 0,769 t/h (contenido de humedad del 35%), la evaporación nominal es de 0,214 t/h, el área de intercambio de calor es de 50 m2, el contenido de humedad de la entrada de lodos del secador lineal es del 35%, la humedad El contenido de la salida de lodo es del 10%, los parámetros de calidad del vapor de entrada del secador lineal: la temperatura del vapor es 180 ℃, la presión del vapor es 1,0 MPa, el consumo de vapor de un secador lineal único es 0,253 t/h y la cantidad está equipada. con 1 juego.
El tipo de equipo del condensador de gas portador es un condensador híbrido de inyección directa, con una entrada de aire de 3 500 Nm3/h, una temperatura del gas de entrada de 95~110 ℃, una temperatura del gas de salida de 90~180 Nm3/h y una temperatura del gas de salida de 90~180 Nm3/h. temperatura de 55 ℃.
El tipo de equipo del ventilador de tiro inducido por gas portador es un ventilador centrífugo de alta presión, el volumen máximo de succión de aire es 400 Nm3/h, la presión del aire es 4,8 kPa, los parámetros físicos del medio de gas portador: la temperatura es 45 ℃, la humedad es 80%~100% de mezcla de gases con olor a aire húmedo, un solo conjunto de sistema de secado está equipado con 1 conjunto.
La capacidad de procesamiento del enfriador de producto es de 1,8 t/h, la temperatura de entrada de lodos es de 110 °C, la temperatura de salida de lodos es ≤45 °C, el área de intercambio de calor es de 20 m2 y la cantidad es de 1 unidad.
3. Análisis del consumo económico de energía durante la puesta en marcha del secador de película delgada.
Después de casi medio mes de puesta en marcha única y carga de lodo del sistema de proceso de secado de película delgada, los resultados son los siguientes.
La capacidad de procesamiento de la configuración de diseño de un secador de película delgada único en este proyecto es de 60 t/d. En la actualidad, el tratamiento promedio de lodos húmedos durante el período de puesta en servicio es de 50 t/d (el contenido de humedad es del 79%), lo que ha alcanzado el 83% de la escala de tratamiento de lodos de base húmeda diseñada y el 87,5% de la escala de tratamiento de lodos de base seca diseñada.
El contenido de humedad promedio del lodo semiseco producido por el secador de película delgada es del 36%, y el contenido de humedad del lodo semiseco exportado por el secador lineal es del 36%, lo que está básicamente en línea con el valor objetivo del producto de diseño (35%).
Medido por el medidor de vapor saturado externo en el taller de secado de lodos, el consumo de vapor saturado es de 25 t/d, y el consumo de calor diario total teórico del calor latente de vaporización del vapor es de 25 t×1 000×2 014,8 kJ/kg÷4,184 kJ = 1,203 871 9×107 kcal/día. El agua de evaporación total diaria promedio del sistema de secado es (50 t ×0,79)-[50 t ×(1-0,79)]÷(1-0,36)×1 000 = 23 875 kg/d. Entonces, el consumo unitario de calor de sistema de secado de lodos es 1.203 871 9×107÷23 875=504 kcal/kg de agua evaporada; Debido a que el sistema de secado de lodos está sujeto al cambio del contenido de humedad del lodo húmedo, la calidad del vapor externo y las características del equipo de transporte de productos de lodo semiseco para los requisitos de granularidad y otros factores, es necesario optimizar el valor de varias variables. en la futura operación de prueba a largo plazo, para resumir las mejores condiciones de operación y el índice de consumo de energía económico del sistema.
Estructura del equipo del sistema de secado de película delgada.
1.Máquina secadora de película delgada
La estructura del equipo del secador de película delgada consta de una carcasa cilíndrica con una capa calefactora, un rotor giratorio en la carcasa y un dispositivo impulsor del rotor: motor + reductor.
La carcasa del secador de lodos es un recipiente procesado y fabricado por la caldera de acero. El medio térmico calienta la capa de lodo indirectamente a través de la cáscara. De acuerdo con la naturaleza y el contenido de arena del lodo, la carcasa interna del secador adopta la carcasa interna de acero estructural de alta resistencia resistente al desgaste (Naxtra - 700) P265GH, revestimiento de acero estructural de caldera resistente a altas temperaturas o tratamiento especial de desgaste a alta temperatura. revestimiento resistente. Otras partes en contacto con los lodos, como el rotor y las palas, están hechas de acero inoxidable 316 L, y la carcasa es de acero estructural de caldera de alta temperatura P265GH.
El rotor está equipado con palas para recubrimiento, mezcla y propulsión. La distancia entre las palas y la carcasa interior es de 5 a 10 mm. La superficie calefactora se puede limpiar sola y las cuchillas se pueden ajustar y quitar individualmente.
Dispositivo de accionamiento: (motor + reductor) se puede seleccionar conversión de frecuencia o motor de velocidad constante, se puede seleccionar reductor de correa o caja de cambios, se puede usar conexión directa o conexión de acoplamiento, la velocidad del rotor se puede controlar a 100 r/min, borde exterior del rotor lineal La velocidad se puede controlar a 10 m/S, el tiempo de residencia del lodo es de 10 a 15 min.
2. Cuerpo secador lineal
El secador lineal adopta un transportador de tornillo en forma de U y la cuchilla de transmisión está especialmente diseñada y procesada para evitar la extrusión y el corte de partículas de lodo. La carcasa y el eje giratorio del secador lineal son piezas calefactoras y la carcasa se puede desmontar. A excepción de las partes calefactoras, la parte en contacto con los lodos es de acero inoxidable 316 L o material equivalente, y las demás partes son de acero al carbono, es decir, el equipo de secado lineal es de SS304+CS.
3. condensador
La función del condensador de gas portador es lavar los gases de escape del secador de lodos para que el gas condensable en el gas se condense. El tipo de estructura del equipo es condensador de pulverización directa y el material de procesamiento es SS304.
4.Enfriadores de productos
La función del enfriador de producto es reducir los lodos semisecos de 110°C a unos 45°C, con un área de transferencia de calor de 21 m2 y una potencia de 4 kW. Su principal material de procesamiento y fabricación para SS304+CS.
Características técnicas del proceso de secado de lodos en película fina.
El proceso de secado de lodos en película fina se ha popularizado en los últimos años debido a sus características técnicas, lo que lo convierte en un método de tratamiento de lodos eficiente y eficaz. El proceso implica el uso de un secador de película delgada, para eliminar rápida y eficientemente la humedad del lodo, dejando un producto granular seco de fácil manipulación y transporte. Combinadas con la experiencia operativa de equipos de sistemas de proceso de diferentes tecnologías en el campo del secado e incineración de lodos, las características técnicas del proceso de secado de película fina de lodos son las siguientes.
1. Las características técnicas clave de la máquina secadora de lodos de película delgada es su simplicidad de integración. Este método requiere el menor equipo auxiliar y es sencillo de operar y controlar. El proceso de secado no requiere retromezclado y el lodo salta directamente la "etapa plástica" (zona de viscosidad del lodo), lo que hace que el proceso sea más eficiente y ágil. Además, la cantidad de gas de cola generado es relativamente pequeña y el proceso de tratamiento de gas de cola es simple, lo que lo convierte en una opción de secado de lodos económica, eficiente y respetuosa con el medio ambiente.
2.La economía operativa es otro aspecto importante de la máquina de proceso de secado de lodos de película delgada. Es conocido por su consumo de energía relativamente bajo y su alta eficiencia de evaporación constante. También es posible la recuperación y el reciclaje del medio de calentamiento, lo que reduce aún más los costes energéticos. Además, el equipo es resistente, tiene bajos costos de mantenimiento y requiere un monitoreo mínimo, lo que lo convierte en una solución rentable para el secado de lodos.
3. La flexibilidad operativa también es una característica notable de la máquina secadora de lodos de película delgada. Es adecuado para secar diferentes tipos de lodos pastosos y puede producir partículas de lodos uniformes con cualquier contenido de humedad. Este proceso tiene baja carga de sólidos, fácil inicio y parada y corto tiempo de vaciado, lo que mejora aún más su flexibilidad operativa.
4. El proceso de secado de lodos de película fina es conocido por su seguridad y protección del medio ambiente. Adopta un diseño inerte multifacético como detección de N2, vapor y autoextinguible. El proceso opera en un sistema cerrado de presión negativa con bajo nivel de oxígeno, sin olor y sin fugas de polvo, lo que reduce la posibilidad de explosión de polvo y garantiza la seguridad y la protección ambiental del proceso de secado de lodos.
En resumen, las características técnicas del proceso de secado de lodos en película fina lo convierten en una opción de tratamiento de lodos eficiente, económica y respetuosa con el medio ambiente. Este proceso tiene las características de simplicidad integral, economía operativa, flexibilidad operativa, seguridad y protección ambiental, etc., y es una solución valiosa para los equipos de secado de lodos.
Promoción y perspectiva de la tecnología de secado de lodos de película fina.
Como eslabón intermedio de la incineración de lodos de eliminación final, el proceso de secado de lodos es de gran importancia para mejorar la operatividad de la eliminación por incineración y controlar eficazmente la inversión en la construcción de instalaciones de eliminación por incineración.
En combinación con varios proyectos de eliminación de lodos que se han puesto en funcionamiento con éxito, el análisis de los resultados de la investigación operativa del caso del proyecto de la tecnología de secado de película delgada de lodos muestra que al utilizar vapor saturado como medio térmico y vapor saturado inerte, no hay sobrecalentamiento, corto y largo plazo. rápido, menos gases de escape y una descarga en circuito abierto, y se evita por completo el enriquecimiento de sustancias de hidrocarburos en el gas del proceso de secado. Tiene las características de funcionamiento estable y confiable, seguridad y protección ambiental; No solo es adecuado para el tratamiento y eliminación de lodos de residuos peligrosos en los campos de la industria química y del petróleo, sino que también tiene una buena referencia y importancia de promoción en el tratamiento y eliminación de lodos municipales. Para que todo tipo de eliminación de lodos resuelva eficazmente el problema, para lograr la máxima reducción, para reducir el costo de la eliminación de lodos y otras prácticas beneficiosas de ingeniería, y la realización del tema del cotratamiento de lodo y agua, también tiene una gran importancia de referencia.
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