污泥干化设备工艺类型及工作原理
热对流干化系统
早期的直接热干化系统是将外部热介质(热空气、燃气或蒸汽等)加热后通入干化器与污泥直接接触,蒸发污泥中的水分并运送污泥。热介质离开干化器后与干污泥颗粒分离,经除尘、热氧化除臭后排放。由于系统所需热风量很大,故尾气处理成本较高。目前该工艺采用了气体循环回用的设计,使尾气处理成本高这一缺陷得到明显改善。在其干化工艺中,热介质经除尘、冷凝、水洗后,只需对15%的热介质进行热氧化除臭并排放,其余的85%可直接返回干化器。这不仅减小了尾气处理的负担,更重要的是大大降低了外部热介质的引入量,将干化器内的氧气含量维持在较低水平,从而大幅提高了系统的安全性能。直接加热转鼓式干化机是最常用的热对流干化设备,热对流干化系统具有如下优、缺点:
热对流工艺对污泥进行全干化时传热效率较高,对污泥进行半干化时能耗较高,因此该干化系统更适于全干化工艺。
热对流干化系统的强扰动和机械作用对污泥颗粒具有较强的破坏能力,可使内部的潮湿污泥外露,提高热传输效率及蒸发速率。
后续冷凝洗涤废水量大,处理费用较高。
系统的额外能耗增加。这是由于热对流干化系统采用的气体循环回用设计实际上是对循环载气进行反复的加热、冷凝和洗涤,致使热损失很大。
该系统内部的气体流动量大,粉尘浓度高,因此安全性较低。
整个系统庞大、复杂,给操作和管理带来一定的麻烦。
热传导干化系统
热传导干化系统不存在大量工艺载气的循环,系统仅抽取相当于蒸发量的部分进行冷凝,通常采用抽取微负压方式,也有部分工艺采用少量载气的方式,因此尾气处理的负担较轻,且载气热损失也较低。目前国内外常用的热传导干化机主要有多层台阶式干化机、转盘式干化机等。
热传导干化系统具有如下优、缺点:
热传导工艺系统进行全干化时能耗高、效率低,更适于半干化工艺。
无需载气或所需载气量较小,因此气体产量少,后续尾气处理费用较低。
系统内部气体流动性小,因此粉尘浓度低,系统安全性较高。
干化器内部的运动部件较多,维修费用较高。
目前欧美等国家常用的干化系统主要以直接干化转鼓式工艺、多层台阶式干化工艺、转盘式干化工艺、流化床干化工艺等为主。此外还有碟片式、带式、日光式等干化工艺,但在大型工程中的应用很少。目前几种常用干化工艺的主要参数特点、主要设备供货商及应用实例见表3-1。
