致力於汙泥幹化係統與濃縮結晶係統研發智造
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1.幹化為什麼要討論換熱形式?
幹化所應用的換熱形式是分析幹化係統效能的重要理論基礎。所有的換熱均需通過一定的介質或界麵來進行,這些介質或界麵要麼是氣體,如空氣、蒸汽、氮氣、煙氣等:要麼是金屬,這時其熱量是通過煙氣、導熱油、蒸汽等介質來輸送的。
介質蓄積和攜帶熱量。含濕物料接觸金屬熱壁時,水分子與金屬分子的接觸,形成了熱傳導;氣態介質分子與含濕物料中水分子的包裹、混合和接觸,形成了熱對流。熱傳導和熱對流是幹化過程中應用最多的兩種換熱形式:絕大部分幹化工藝均采用其中的一種作為主要換熱形式,少數則兩種兼備。除去煙氣可以用於直接加熱方式外,其餘介質的應用均屬於間接加熱方式的熱利用
換熱形式決定了幹化係統熱量損耗的基本特點。
2.幹化工藝如何利用廢熱煙氣?
所有的幹化係統都可以利用廢熱煙氣來進行。其中,間接幹化係統通過導熱油進行換熱,對煙氣無限製性要求:而直接幹化係統由於煙氣與汙泥直接接觸,雖然換熱效率高,但對煙氣的質量具有一定要求,這此要求包括:含硫量、含塵量、流速和氣量等焚燒爐的煙氣與間接幹化係統的導熱油換熱吋,尚需注意煙塵具有一定的磨蝕性,煙氣中可能含有一定的腐蝕性氣體成份,以及換熱器的高溫腐蝕問題。
導熱油係統的溫度調整可以通過氣動閥門調節煙氣流量的辦法來進行,但是當這種調節可能影響敏感的焚燒效果時,則有必要設立獨立的燃氣或燃油鍋爐,通過對熱值不足部分進行調溫來實現。
3.幹化係統如何利用蒸汽進行幹化
隻有間接加熱工藝才能利用蒸汽進行幹化,但並非所有的間接工藝都能獲得較好的幹化效率。一般來說,蒸汽由於溫度相對較低,必然在一定程度上影響幹燥器的處理能力。蒸汽的利用一般是首先對過熱蒸汽進行飽和,隻有飽和蒸汽才能有效地加以利用。飽和蒸汽通過換熱表麵加熱工藝氣體(空氣、氮氣)或物料時,蒸汽冷凝為水,釋放出全部汽化熱,這部分能量就是蒸汽利用的主要能量。
4.幹化工藝都有哪些工藝氣體體係?
工藝氣體對於采用熱對流換熱形式的工藝來說是必要的。工藝氣體的作用有三個:
1)它是熱量的攜帶者,從外部將熱量帶入幹燥器,在幹燥的過程中將熱量傳遞給濕物料;
2)它是濕分的攜帶者,通過工藝氣體本身的水蒸氣壓和物料表麵的水蒸汽壓差,將後者的濕分分散、轉移到工藝氣體中來,並通過循環和冷凝(部分或全部),達到帶走濕分的目的。
3)工藝氣體在某些工藝中還具有一定的攪拌、混合作用。
幹化工藝可以使用的工藝氣體包括空氣、氮氣、煙氣、二氧化碳氣、蒸汽等。最常見的是空氣體係,無論使用煙氣還是添加氮氣,均是有一定惰性化特征的空氣體係。僅有極少數工藝能夠采用蒸汽體係。值得注意的是,界定其是否屬於工藝氣體的蒸汽體係應判斷其是否滿足以下兩點特征:攜入熱量和帶走濕分。顯然,某些工藝中基本不存在大量工藝氣體的循環,係統僅抽取相當於蒸發量的部分進行冷凝,此時仍屬於典型的熱傳導係統。
5.蒸汽體係的優缺點有哪些?
蒸汽體係與空氣體係的區別在於,在熱幹化的工藝回路中以蒸汽徹底取代了空氣(煙氣、氮氣、二氧化碳),並由此獲得以下兩個重要優點:
(1)節能:取消了對全部工藝氣體的洗滌,僅對相當於蒸發量的部分進行冷凝,其餘的蒸汽在係統內循環。作為熱對流係統,取消了工藝氣體洗滌,意味著能耗的極大節約。
(2)絕對安全性:全蒸汽的回路內含氧量極低,並由於蒸汽的有效保護,使得粉塵爆炸的下限上升至絕對安全條件下。蒸汽體係當然也存在一些缺點,其中:
(1)管線的保溫、耐壓要求高於空氣體係,因此這部分投資較高;
(2)取消濕法除塵,而采用幹法除塵,增加了除塵裝置的維護量。
(3)工藝氣體的溫度降低,可能導致相同質量的工藝氣體所攜帶的熱量有所降低,即處理效率的降低。這一體係對於某些特殊條件或特殊物料的幹化,不失為一種極端的安全措施。如來自不同脫水裝置的汙泥,含水率波動極大,這種波動對於即使采用幹泥返混措施的工藝來說都可能是非常危險的;另如某些物料中混合有易燃成份等。
6.濕泥含水率的變化是否重要?
進料含水率的變化對於幹化係統來說是非常重要的經濟參數。這個數值越低,意味著投資更大。此外,它還是一個有關安全性的重要參數。含水率因不同來源的濕泥(可能來自幾個不同的汙水處理廠)、脫水機的運行不正常(機械故障、機械效率降低、更換蓄凝劑或改變添加量)等原因,可能出現波動。當波動幅度超過一定範圍時,就可能對幹化的安全性形成威脅。產生危險的原因在於幹燥係統本身的特點。一般幹燥係統在調試的過程中,給熱量及其相關的工藝氣體量已經確定,僅通過監測幹燥器出口的氣體溫度和濕度來控製進料裝置的給料量。給熱量的確定,意味著單位時間裏蒸發量的確定。當進料含水率變化,而進料量不變時,係統內部的濕度平衡將被打破,如果濕度增加,可能導致幹化不均;如果濕度減少,則意味著粉塵量的增加和顆粒溫度的上升。全幹化係統的含水率變化較為敏感,在直接進料時,理論上最多隻允許2個百分點的波動(如設定20%,而實際22%),此時由於汙泥水分的急遽減少,幹燥器內產品的溫度會飛升,形成危險環境。由於這一區間非常狹小,對調整濕泥進料量的監測反饋係統要求較高。