一、概述
目前國(guó)內(nèi)對(duì)節(jié)能減排要求不斷提高,減排指標(biāo)已經(jīng)列入政績(jī)、企業(yè)考核的一部分,對(duì)固體廢棄物的排放提出了嚴(yán)格的要求。同時(shí)為了更好的保護(hù)地下水資源有效避免水資源的污染,污泥的填埋、堆放被嚴(yán)格禁止。隨著國(guó)家相關(guān)環(huán)保政策的出臺(tái)和企業(yè)強(qiáng)烈的企業(yè)社會(huì)責(zé)任感,各公司對(duì)污泥的運(yùn)輸、存放和處理一直困擾著企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。怎樣實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、減量化、資源化的處理,成為各公司急需解決的問題。
目前,污泥的常見處置方法有填埋、制肥利用、焚燒等方法。其中污泥焚燒是在高溫下將污泥固形物分解成氣體、焦油及灰渣。相比其他污泥處理方法其優(yōu)點(diǎn)有:
經(jīng)焚燒處理后,其體積可以減少85%~95%,質(zhì)量減少70%~80%;
高溫焚燒還可以消滅污泥中的有害病菌和有害物質(zhì);
焚燒處理污泥處理速度快,不需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存;
污泥焚燒還能將污泥中的熱值利用,從而降低處理污泥的能耗,相應(yīng)降低污泥處理的成本,具有一定的經(jīng)濟(jì)效益;
焚燒后的灰渣根據(jù)重金屬含量可選擇直接或使用重金屬螯合劑處理后進(jìn)入填埋場(chǎng),也可用作建筑材料或鋪路等。
所以采用焚燒法處理污泥,可最大程度地實(shí)現(xiàn)無害化、減量化、資源化的處理,是污泥處理最徹底的方法,西方發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用此法。
二、污泥直接焚燒、干化后焚燒與深度脫水后焚燒工藝對(duì)比
污泥焚燒又可分為三大類:直接送到焚燒爐焚燒、干化后再焚燒、深度脫水后焚燒,其工藝流程、設(shè)備投資等對(duì)比見下表:
從上表對(duì)比中可看出,污泥干化后焚燒和深度脫水后焚燒工藝復(fù)雜、設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用高,綜合成本較高。我們推薦利用流化床鍋爐直接焚燒80±3%甚至更高含水率的污泥,系統(tǒng)的燃燒穩(wěn)定好,可以適應(yīng)一定的污泥含水率波動(dòng)。污泥焚燒工藝流程圖如下:
通過運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)將污泥送至污泥泵送系統(tǒng),再由污泥泵送系統(tǒng)通過全封閉管路泵送至循環(huán)流化床鍋爐,最終在鍋爐內(nèi)將污泥進(jìn)行焚燒。因污泥的燃燒值稍低,污泥焚燒都需要與煤炭摻燒,以提高燃燒值。
三、污泥直接焚燒和輸送技術(shù)原理
1、污泥直接燃燒基本原理
流化床的基本工作原理是利用爐底分布板吹出的熱風(fēng)將燃料(廢物)懸浮起來呈現(xiàn)沸騰(流化)狀進(jìn)行燃燒,整個(gè)燃燒過程需要增加懸浮煤顆粒在爐膛內(nèi)的滯留時(shí)間,增加沉降,減少飛灰,使煤充分燃燒提高熱效率。如果不采取合理的給料方式,污泥進(jìn)入爐床后,凝聚結(jié)團(tuán)比較嚴(yán)重,凝聚結(jié)團(tuán)往往使?fàn)t床料粒度不斷增大,形成過大的顆粒在爐床內(nèi)的沉積逐步破壞燃燒質(zhì)量,造成鍋爐難以連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。因此,一般采用大粒度鍋爐爐頂給料,溫度約20℃膏體物料進(jìn)入溫度約900℃的爐膛后,表面水分迅速蒸發(fā)使凝聚結(jié)團(tuán)在自由落體過程中爆(炸)裂,減少燃料的揚(yáng)析損失,提高燃燒效率。
2、污泥的特性
我們都知道自然界中的物質(zhì)都是以一定的形態(tài)而存在,具體分為:固體、液體,統(tǒng)稱為流體,而研究表明我們行業(yè)內(nèi)的污泥、煤泥等膏狀物同混凝土一樣均屬于非牛頓流體中的Bingham粘塑性體。
2.1 流變學(xué)原理在泵送膏體中的應(yīng)用
大規(guī)模處理利用污泥時(shí),采用管道輸送和其他形式的運(yùn)輸系統(tǒng)相比較,有著明顯的優(yōu)越性與可取性。
可泵送污泥是一種高濃度、高黏度的漿狀物料,其水分一般在30%~80%之間(即固體物含量在20%~70%),表觀黏度在1Pa·s以上,甚至達(dá)到幾千帕·秒,因此流動(dòng)性很差。濃度與表觀黏度曲線、不同濃度的黏度曲線分別見圖2-1、圖2-2所示。另外理想可泵送膏體是由粒徑小于1mm的細(xì)小顆粒組成,其中小于0.2mm的組分占質(zhì)量的80%左右,成分主要是黏土、砂石、纖維等,這樣的膏體表現(xiàn)為持水性好。
2.2污泥可泵送理論分析
污泥主要是由纖維、有機(jī)質(zhì)和水組成。能被推出管道的污泥稱為可泵送污泥,亦即,管道內(nèi)壁的摩擦力不是太高,并在通過管道時(shí)不至于堵塞管道。污泥進(jìn)行泵送時(shí),污泥中柔性的泥漿在壓力的作用下擠向外圍,在輸送管內(nèi)表而形成一薄薄的污泥漿層,起潤(rùn)滑作用。污泥在輸送管中的流動(dòng)屬于“柱塞流”,而柱塞內(nèi)部無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。輸送距離愈大,泵送壓力也愈大;污泥在管道內(nèi)的流動(dòng)速度愈大,摩擦阻力也愈大,泵送壓力也大。
2.2.1影響膏狀物管道輸送的幾個(gè)因素
2.2.1.1水分的影響
、僭60%~80%水分范圍內(nèi),膏體(市政污泥)隨水分增加,其流變特性逐漸從屈服-假塑性流體向賓漢流體轉(zhuǎn)化。
、诟囿w水分越高,它的流變特性曲線的直線性越好,并逐漸趨向于與橫坐標(biāo)平行;屈服剪切應(yīng)力τ0也隨之下降。水分增大,表現(xiàn)黏度下降,流動(dòng)阻力相應(yīng)減小。
2.2.1.2添加劑的影響
、偌尤胩砑觿┠苊黠@減小阻力,加2%添加劑與相近水分的未加添加劑的污泥(膏體)相比較,其剪切應(yīng)力可減少50%以上。
、趶募0.5%~2%的添加劑量看,相同水分的洗煤泥(膏體),添加劑量增加一倍,剪切應(yīng)力降低一半。
2.2.1.3流量的影響
、偌词乖谒稚贂r(shí),隨著剪切速率的增加,剪切應(yīng)力的增量也會(huì)逐漸減小。這一特性表征了污泥(膏體)流量達(dá)到一定程度后,其流動(dòng)阻力線性程度將大為改善,這對(duì)于管道輸送方案的設(shè)計(jì)來說是一個(gè)有利特性。
、诋(dāng)污泥(膏體)在泵壓下克服屈服剪切應(yīng)力后,隨流量的增大,其流變特性曲線的直線性程度逐漸轉(zhuǎn)好,任何n值小于1的同一種水分污泥,其流動(dòng)阻力的增量都隨流速的增大而減小。
2.2.1.4膏狀物特性的影響
膏狀物特性,膏狀物生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)要求等對(duì)其流變特性有明顯的影響。
膏體在管道中的流動(dòng)必須克服與管壁產(chǎn)生的阻力和產(chǎn)生湍流時(shí)層間力。影響因素很多主要包括:固體顆粒的粒徑、粒級(jí)不均勻系數(shù)、膏體密度、流速、含水率、黏度、管道直徑以及管路敷設(shè)情況等。膏狀物管路輸送的速度應(yīng)該以大于臨界流速的速度輸送。
四、污泥泵送系統(tǒng)工藝流程及設(shè)備組成
1、污泥泵送系統(tǒng)設(shè)備主要包括攪拌緩存?zhèn)}、正壓螺旋給料機(jī)、膏體泵、液壓站、管道等,工藝流程圖如下:
工藝流程簡(jiǎn)述: 外部設(shè)備將污泥送入攪拌緩沖倉(cāng),在液壓滑架和攪拌錘的帶動(dòng)下使污泥保持柔性、均勻的膏體狀態(tài),同時(shí)根據(jù)輸送要求再加入適量的水使污泥濃度達(dá)到泵送的要求。攪拌緩沖倉(cāng)內(nèi)的污泥由底部的液壓滑架帶進(jìn)正壓螺旋喂給料機(jī),正壓螺旋給料機(jī)在兩螺旋軸的交替作用下將污泥壓入膏體泵。膏體泵由S擺閥和左、右兩個(gè)液壓輸送缸組成,膏體泵液壓站作為泵送系統(tǒng)動(dòng)力源為送料機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力,在PLC的控制下,左、右輸送缸在兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)下交替吸入和泵出污泥,使污泥源源不斷被輸送到全封閉污泥管道,再經(jīng)過爐頂?shù)亩喙δ芙o料器將污泥送進(jìn)鍋焚燒。
此系統(tǒng)還可以設(shè)計(jì)為膏體泵一備一用、一臺(tái)膏體泵給多臺(tái)鍋爐單獨(dú)或同時(shí)供料、多臺(tái)膏體泵給多臺(tái)鍋爐單獨(dú)或同時(shí)供料。
本系統(tǒng)主要特點(diǎn):
結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小,管道布置簡(jiǎn)便靈活,可以架空或地溝鋪設(shè)、垂直上升及以各種角度轉(zhuǎn)彎。與傳統(tǒng)的輸送方式相比,可節(jié)省大量基建投資。
輸送過程全密封、無污染,改善工作環(huán)境。
輸送壓力高、距離遠(yuǎn)、輸送高度高。
泵房實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制。
可接受DCS發(fā)出的指令,根據(jù)鍋爐燃燒工況無級(jí)調(diào)節(jié)輸送量。
操作簡(jiǎn)單、故障率低,全程無人值守、運(yùn)行成本低廉。
2、污泥泵送系統(tǒng)主要設(shè)備簡(jiǎn)介
2.1攪拌緩存?zhèn)}
攪拌緩存?zhèn)}為矩形鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)設(shè)臥式攪拌螺旋和液壓移動(dòng)滑架,底部設(shè)有矩形大口徑出料口。采用錘片式攪拌,將膏體物料始終保持均勻的狀態(tài),保持膏體物料的可泵送性,各攪拌軸分別采用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)單元。液壓移動(dòng)滑架貼近倉(cāng)底,主要作用是破拱給料,并具有一定的輔助攪拌作用;苷w采用方框結(jié)構(gòu),能將料倉(cāng)中的污泥向出料口輸送。
2.2正壓螺旋給料機(jī)
正壓螺旋給料機(jī)為雙螺旋給料設(shè)備,采用全螺旋葉片,兩螺旋軸對(duì)耦葉片沿軸向交錯(cuò)布置,通過低速大扭矩傘齒輪減速機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪箱的一對(duì)直齒輪帶動(dòng)螺旋軸對(duì)耦葉片旋轉(zhuǎn)將物料喂入膏體泵料斗內(nèi)。電氣部分采用變頻調(diào)速技術(shù),使其可與膏體物料泵的輸送量建立閉環(huán)控制,根據(jù)輸送量的變化適時(shí)調(diào)整預(yù)壓螺旋的給料量。
2.3膏體泵
膏體泵為污泥泵送系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,主要由S擺閥和左、右兩個(gè)液壓輸送缸組成,左、右輸送缸在兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)下不斷交替吸入和泵出物料。使料斗里的物料源源不斷地通過S擺閥被輸送到輸送管道中,并通過泵外鋪設(shè)的管道輸送到達(dá)鍋爐給料點(diǎn),完成泵送作業(yè)。
五、騰峰環(huán)保公司的優(yōu)勢(shì)
泰安市騰峰環(huán)保設(shè)備有限公司專業(yè)生產(chǎn)膏體物料潔凈輸送系統(tǒng),是一家集污泥、煤泥、工業(yè)尾廢泵送系統(tǒng)科研開發(fā)、技術(shù)推廣、工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、咨詢、銷售、工程安裝、服務(wù)于一體的綜合環(huán)保技術(shù)型企業(yè)。經(jīng)過多年的研發(fā)和推廣,在工業(yè)固廢的資源化、無害化、減量化、穩(wěn)定化處置,以及工業(yè)安全、節(jié)能等方面取得了突出的成績(jī)。尤其是在粘稠類工業(yè)固廢管道輸送技術(shù)與設(shè)備方面,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,已被廣泛應(yīng)用于礦山、市政、鋼鐵、石化、造紙、制糖等二十多個(gè)行 業(yè)。
在上述第二部分污泥焚燒焚燒工藝流程圖中,第①部分污泥運(yùn)輸設(shè)備一般由廠家自備,第③部分流化床鍋爐可利用公司自備電廠中的鍋爐或當(dāng)?shù)仄渌倦姀S中的鍋爐,第②部分污泥泵送系統(tǒng)可由泰安市騰峰環(huán)保設(shè)備有限公司制造提供。這樣利用自備鍋爐或當(dāng)?shù)仄渌镜腻仩t可使廠家設(shè)備投資大大減小。
在當(dāng)前我國(guó)環(huán)保問題較為突出的時(shí)期,泰安市騰峰環(huán)保設(shè)備有限公司希望與各公司一同攜手為我國(guó)環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量!
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