Объяснение сушки осадка: как термическая обработка сокращает объемы и затраты на утилизацию

Возьмите одну тонну обезвоженного шлама влажностью 80%. Около 200 кг из него — сухие вещества, а остальные 800 кг — вода. Сушка осадка — это термический этап, который удаляет большую часть оставшейся воды, поднимая сухие твердые частицы с 20–30%, которые механическая обезвоживающая машина может достигать 60–90%, и превращая липкую пахучую массу в штабелируемые гранулы.

Итак, сначала следует дать краткий ответ: сушка осадка — это процесс, основанный на нагревании, в ходе которого вода испаряется из механически обезвоженного осадка. Это не обезвоживание и не сжигание. При обезвоживании свободная вода выжимается под давлением; при сушке используется тепло, чтобы удалить воду, которую не может коснуться давление.

Почему уход за растениями – это простая экономика. Захоронение мусора, совместная переработка цемента в печи, транспортировка и совместное сжигание почти всегда оцениваются по сырой тонне, а оператор печи или полигона обычно устанавливает минимальные требования к сухим твердым веществам. Уменьшите вес кека весом 1000 кг примерно до 280–330 кг, и вы сократите объем транспортировки и утилизации примерно на 70% перед любой термической обработкой.

Что такое сушка осадка? Определение, которое имеет значение

Вода в иле находится в четырех состояниях: свободная вода между частицами, интерстициальная вода, захваченная в хлопьях, вода, образующаяся при поверхностной адгезии, связанная с поверхностью частиц, и внутриклеточная или связанная вода внутри самих клеток. Механическое обезвоживание — шнековый пресс, ленточный фильтр-пресс, центрифуга — удаляет преимущественно свободную воду. Остальные три состояния остаются запертыми в осадке, поэтому обезвоженный осадок по-прежнему выглядит влажным и весит в несколько раз больше, чем содержание сухих веществ.

Термическая сушка воздействует на оставшиеся состояния теплом и потоком воздуха. Вода испаряется, доля твердых веществ увеличивается, а материал превращается из пасты, которая размазывается по конвейеру, в гранулированный продукт, который можно хранить, упаковывать в мешки, перевозить грузовиком или подавать в печь.

Приведенная выше диаграмма представляет собой общую картину отрасли, но не является гарантией: результаты меняются в зависимости от типа осадка, дозировки полимера и конструкции машины. А вот в разрыве между синей и зеленой полосой и есть вся суть добавления этапа сушки.

Как на самом деле работает линия сушки осадка

На практике линия сушки представляет собой короткую последовательность связанных этапов, каждый из которых имеет свой собственный режим отказа:

1. Кормление и формирование. Обезвоженный осадок транспортируется шнековым конвейером или бункером и формируется в непрерывную полосу или тонкий слой, чтобы площадь поверхности, подвергающейся воздействию горячего воздуха, была как можно большей.
2. Испарение. Материал проходит через нагретую камеру — многослойные ленты в ленточной сушилке, лотки в камерной сушилке — где воздух температурой 60–90 °C (низкотемпературный) или гораздо более горячий газ (высокотемпературный) собирает влагу.
3. Разгрузка и охлаждение. Высушенные гранулы оставляют при контролируемом уровне влажности; пересушка приводит к потере энергии и образованию пыли, недостаточная сушка создает проблемы с повторным увлажнением и появлением запаха на выходе.
4. Обработка выхлопа. Удаление пыли, устранение запахов и сбор конденсата являются частью системы, а не аксессуарами. Конденсат обычно возвращается в головную часть очистных сооружений.
5. Транспортировка и хранение. Винтовые конвейеры и бункеры перемещают готовый продукт в бункер или точку погрузки грузовика.

Выбор источника тепла обычно определяет эксплуатационные расходы. Сушилки с тепловым насосом работают на электричестве и восстанавливают скрытое тепло внутри себя; сушилки на отходящем тепле используют горячую воду температурой 70–90 °C из рубашек биогазовых двигателей, воздушных компрессоров или контуров охлаждения установки; паровые и газовые агрегаты расположены на высокотемпературной стороне. У завода, который уже сбрасывает низкосортную горячую воду в градирню, расчет окупаемости совсем другой, чем у завода, покупающего электроэнергию по промышленному тарифу.

Низкая или высокая температура: выбор, который определяет ваш счет за электроэнергию

Испаряющаяся вода по своей природе энергоемка. В стандартных проектных нормах скрытая теплота испарения составляет примерно 2260 кДж на килограмм воды, поэтому в счетах за электроэнергию доминирует удаление воды, а не обработка твердых частиц. Два основных маршрута решают эту проблему по-разному.

Рабочее правило: если на объекте есть рекуперируемое отходящее тепло и соседи рядом, низкотемпературная ленточная или камерная сушка обычно выигрывает по общей стоимости и разрешениям. Если земля тесная и целью является получение наименьшего пирога, покидающего ворота, высокотемпературная сушка усложняет задачу. Смешивание этих двух компонентов — низкотемпературного для уменьшения объема и высокотемпературного только для последних нескольких процентов — редко требует дополнительного оборудования.

Что меняется при сушке: масса, объем и варианты утилизации

Массовый баланс – наиболее убедительная цифра в любом предложении по сушилке. Сухие вещества остаются постоянными; уходит только вода. При сушке тонны кека с влажностью 80% до влажности 30% остается примерно 286 кг, из которых 200 кг все еще остаются твердыми.

Это сокращение открывает пути утилизации, которые не может использовать влажный осадок: совместная обработка в цементных печах, совместное сжигание в муниципальных мусоросжигательных установках, моносвалка, где действуют ограничения на содержание сухих твердых веществ, а в некоторых случаях смешивание компоста или кондиционирование почвы в соответствии с местными правилами загрязнения. Сухой продукт также легче хранить без выщелачивания, и его транспортировка обходится дешевле в расчете на тонну, что имеет большое значение для удаленных заводов и городские очистные сооружения этот грузовик-торт на отдаленный объект.

Стоит четко понимать, где заканчивается сушка. Сушка – это не сжигание: при ней удаляется вода, а не органические вещества, а продукт по-прежнему сохраняет полную теплотворную способность и полную концентрацию загрязнений исходного осадка. Если речь идет о разрушении, а не об уменьшении объема, то сравнение между сушка и сжигание осадка это то, что нужно прочитать дальше.

Выбор сушилки: что указать в запросе

Большинство разочаровывающих проектов сушилок связано с расплывчатыми спецификациями. Прежде чем запрашивать расценки, подтвердите четыре цифры: пропускная способность влажного кека в тоннах в час, содержание влаги на входе и его нормальное изменение, целевое содержание сухих веществ на выходе и источник тепла, фактически доступный на объекте. Добавьте к этому ограничения по занимаемой площади, требования к выхлопам и запахам, а также уровень автоматизации, который операторская группа может реально поддерживать.

Низкотемпературные ленточные сушильные машины

Надежный выбор для очистки муниципальных и пищевых отходов, где существует отходящее тепло и соседи находятся близко. Торт перемещается на нескольких медленно движущихся лентах через камеру с контролируемой температурой; объем выхлопных газов небольшой, количество пыли ограничено, а выходной продукт представляет собой стабильные гранулы с содержанием сухих веществ примерно 60–85%.

Серия низкотемпературных ленточных сушилок для осадка Низкотемпературная сушилка с тепловым насосом ленточного типа для осадка муниципальной или пищевой промышленности, обеспечивающая закрытое осушение и стандартное удаление воды 750–32 400 кг/24 часа. Посмотреть продукт →

Криогенные камерные сушильные машины

Камерные агрегаты периодического действия подходят для небольших или периодических объемов осадка, а варианты на основе вакуумной заморозки изменяют структуру материала, поэтому вода легче уходит при низкой температуре. Как правило, они являются практичным решением для предприятий с ограниченным пространством и непредсказуемой ежедневной производительностью.

Серия машин для сушки осадка с криогенной камерой Камерная сушилка периодического действия для небольших или периодических объемов осадка, четыре модели и стандартный расход воды 200–900 кг/24 часа при низких температурах сушки. Посмотреть продукт →

Машины для сушки утилизаторов

Если установка уже производит горячую воду температурой 70–90 °C с помощью биогазовых двигателей, компрессоров или контуров охлаждения, сушилка на отходящем тепле преобразует существующую проблему утилизации в возможность свободного испарения. Эксплуатационные расходы могут резко снизиться по сравнению с электрическим отоплением, а окупаемость обычно зависит от того, сколько часов в год действительно доступно тепло.

Серия низкотемпературных машин для сушки осадка с использованием отработанного тепла Модульная сушилка осадка на отходящем тепле, рекуперирующая низкотемпературное промышленное тепло для глубокого обезвоживания, со стандартным водоотведением 10 000–50 000 кг/24 часа и управлением ПЛК. Посмотреть продукт →

Четыре проверки, которые стоит прописать в техсоглашении:

• Размер по сухому веществу в час, а не по сырому тоннажу — влажность на входе меняется в зависимости от сезона, а показатель влажной тонны скрывает дефицит.
• Укажите приемлемый диапазон влажности на выходе с допуском и способ его измерения.
• Требуйте, чтобы в объем работ была включена борьба с пылью и запахом с указанием принципа очистки выхлопных газов.
• Подтвердите количество и качество конденсата, а также то, куда он будет возвращаться в существующем процессе.

Эксплуатационные расходы и ошибки, которые проявятся позже

Энергия обычно представляет собой крупнейшую часть эксплуатационных затрат сушильной линии, за которой следует обслуживание ремней, уплотнений и теплообменников. Потребление электроэнергии на тонну испарившейся воды — это показатель, который можно использовать для сравнения цен, поскольку он позволяет сравнивать машины на одной и той же основе, а не только по покупной цене.

Повторяющиеся ошибки последовательны. Заводы устанавливают сушилку размером с идеальный торт, а затем обнаруживают, что стадия обезвоживания обеспечивает 82% влаги вместо 78% в дождливые недели. Они принимают сушилки без буферного буфера, поэтому кратковременная остановка обезвоживания приводит к сбою всей линии. Они рассматривают контроль запаха как будущую модернизацию, а затем в течение первого месяца сталкиваются с жалобами. И они упускают из виду, что высушенный ил пыльный и слегка самонагревается, поэтому бункеры для хранения нуждаются в правильной вентиляции и конструкции разгрузки. Решение этих проблем на этапе спецификации обходится гораздо дешевле, чем их модернизация в действующем здании.

Часто задаваемые вопросы