一、空心槳葉干燥的原理與主要技術特點標志
空心槳葉干燥機由帶夾套的端面呈W型殼體、上蓋、有葉片的中空軸、兩端的端蓋、通有熱介質的旋轉接頭、金屬軟管以及含有齒輪、鏈輪的傳動機構等部件組成。
設備的中心是空心軸(可分為單、雙、四根)和焊在軸上的空心攪拌槳葉。在污泥干化工藝中一樣為雙軸。槳葉形狀為楔形的空心半圓,可以通加熱介質。除了起攪拌作用外,也是設備的傳熱體,槳葉的兩主要傳熱側面呈斜面,由于這個當物料與斜面接觸時,隨著葉片的旋轉,顆粒很快就從斜面滑開,使傳熱表面不斷更新。
干燥器為連續運行。兩主光軸配備安置時,旋轉方向相反。主光軸轉速較低,線速度低于2m/s。主光軸、槳葉
以及W形槽(含有殼體的上方高于槳葉外徑一定距離的部分)均為中空,中間通入暖流體。
干燥器的上部穹頂不加熱,用于開設檢查窗,聯接風道、管線等。在頂蓋的中部設置抽氣口,以微負壓方式取出蒸發的水氣。
換熱方式為傳熱,僅在取出負壓時流入少量的環境空氣,氣體與物料運動方向為錯流。物料在干燥器內的逗留時間較長。工藝環路為開環,不再將處置過的廢氣返回。
由于主光軸為轉動部件,其本身或者換熱面,為嚴密封閉及機械形變思索問題,工藝工質的溫度均不超過200度。由于蒸汽釋放潛熱而傳熱油僅釋放顯熱,對于此工藝一樣挑選蒸汽工質,此時所需輸送暖流體的暖流道為小,便于安置。典型的達到高限度蒸汽溫度為150-200度,壓力5~7巴,高可達14巴。
在污泥處置工藝方面,不同廠家的空心槳葉干燥器技術尤其的地方有可能略有區別。茲將一些共通的、值得關心注視的尤其的地方列舉如下所述:
1.干燥器傾斜安置
空心槳葉干燥器的安置為臥式,有一定傾角度,它由一側進料,另一側出料,物料在干燥器的前移主要靠重力移動。這是由于槳葉本身的斜面不具有軸向推動作用,位于槳葉頂端的刮板與槳葉呈90度安置,也僅能起到徑向抄起和攪拌的作用,也不構成軸向推進,由于這個物料的向前推進需求干燥器的傾角度來完成。
2.溢流堰的設置
思索問題到槳葉的阻隔作用,物料在干燥機內從加料口向出料口的移動呈柱塞流方式,逗留時間分散有可能非常狹窄,要使產品得到足夠的時間處置,并使換熱表面得到充分利用,須使物料充滿干燥器,即料位應“浸沒”槳葉的上緣高度。
在著手工作運行時,有可能須關閉位于干燥器末端的出口,以成功實現“蓄水”效應,同時還需設置能夠阻止物料、維持高料位的溢流堰(overflow?weir)。有理論上它應使物料略高于槳葉高度。溢流堰位于干燥器尾部,干泥下料口的上方,它應具有大致相似“提升閘”的機械結構,以維持工藝所需的料位高度。
3.?加熱軸類型
設備的加熱介質既可以用蒸汽,也可用傳熱油或熱水,但熱載體相態不同,中空軸結構也不同。用蒸汽加熱的熱軸管徑小,結構會相對簡單;用熱水或傳熱油加熱的軸結構則有可能比較復雜,因需求思索問題管內液體流速,管徑越粗,旋轉接頭及嚴密封閉的困難程度越大。
向中空槳葉中供給卡路里,覺得合適而運用蒸汽工質時出進管線直徑較小,這是由于釋放潛熱的尤其的地方所決定的。但覺得合適而運用傳熱油時,要使之能夠通過足夠的暖流體量,這些個管線的直徑有可能變得較大,而這對于主光軸來說有可能下降其結構強度。
由于主光軸本身具有多項功能(槳葉支撐、暖流體輸送、傳熱換熱等),它需克服物料的粘滯力、物料與槳葉間磨擦以及物料本身對主光軸表面的磨損等,主光軸所需克服的應力有可能較大。這樣在預設時,既要擔保其機械強度,又要擔保其換熱性能,同時還需兼顧材料的硬度等,這些個有可能互相矛盾的條件將使預設變得復雜,而后應用后結果會具有較大變數。
如為了提升換熱簡單的面或物體表面的大小,需增加槳葉數目和直徑,但這將造成主光軸的應力增加。要提升主光軸的強度,需增加主光軸直徑,但這會相應減少槳葉的換熱簡單的面或物體表面的大小。
在項目中,主光軸類型的挑選經常是不可以預見的,如原來覺得合適而運用蒸汽作為工質的定型產品,當改用傳熱油時,其暖流道將不同,傳熱有經驗也有非常大變化,沒有方法簡單復制原來的工藝參量。這對于研發的新機型用戶來說,有可能意味著很多意料比不上的問題。
4.逗留時間
理論上面的天空心槳葉干化的逗留時間可通過加料效率、轉速、存料量等調節,在幾非常種到幾小時之間任意選定,那邊邊溢流堰是調節干燥器內污泥逗留不動量的主要手段。
為了使換熱簡單的面或物體表面的大小得到充分利用,干燥器內污泥逗留不動量需求較高,料位需超過槳葉的上緣高度,即一樣所說的“有效容量”需100%加以利用。假設按蒸汽罩在內的整個兒干燥器筒體容量思索問題,有效容量有可能要占到干燥器總容量的70~80%。
干燥器內物料留存率高,將使得污泥在干燥器內的實際逗留時間相應較長,為3-7個小時。
5.干泥返混
理論上,由于空心槳葉互相白牙咬緊,具有自干凈作用,空心槳葉干燥器進行污泥干化應可完成各種含固率的污泥半干化和全干化,而無須進行干泥返混。
但實際上,要通過槳葉互相白牙咬緊而形成的物料剪切成功實現自干凈仍需求一定的前提條件,這就是設備中的白牙咬緊度足夠高,機械空隙足夠小,以及物料間的剪切力可以克服產品在換熱表面上的附致力。
在分析空心槳葉干燥器內里結構時,不難注意到其機械結構之間是存在較大空隙的??繖C械咬合徹底收拾死區是沒有可能的。這意味著真正成功實現空心槳葉熱表面自干凈和更新的手段是物料之間的互相磨擦,即金屬表面與物料之間以及物料與物料之間的剪切力。
成功實現物料之間互相磨擦可覺得合適而運用加大物料填充疏密程度的方法,維持料位高度,可提升物料間的互相接觸機遇,合適槳葉葉片的擠壓,可成功實現對某些換熱面的自徹底收拾。
由于濕泥本身尤其的性質的原因,在干化過程中有結果團、成球和建橋的傾向,完全靠提升料位是沒有方法克服的,由于濕泥顆粒之間的剪切力有可能造成濕泥在沒有方法更新的空隙中“壓實”,而不會使其顆粒間產生疏松和流動性。只有干泥因其顆粒表面已失水,具有在短時間內復水性不佳的尤其的性質,顆??障洞?,碰到機械剪切力,才有滑離金屬表面的有可能性。由于這個實際工程上,空心槳葉干化均思索問題了干泥返混,其作法是對干泥進行篩分,很小干化污泥與濕泥進行預混合(美國Komline?Sanderson一樣均做此思索問題,但有些廠家則揚言無此不可以缺少)。
從換熱效率角度思索問題,干泥返混應該是不可以缺少手段之一。根據污泥的失水情形,空心槳葉干燥器的蒸發效率具有清楚顯露的峰谷變化。在含固率低于25%時,污泥在加熱情形下有清楚顯露的液態性質,換熱條件較佳,但物料易形成附著層而造成蒸發強度的下降,且污泥因高分子聚合物的作用,自身有形成團塊的傾向,與換熱面的接觸率下降;在含固率25%-75%之間時,污泥有可能具有表面黏性,結團傾向清楚顯露,換熱效果較差。當含固率大于76%時蒸發效率回升,這是由于干細疏松的顆粒與換熱面重新得到了較好的接觸
空心槳葉工藝一樣根據干燥目的,采取回流部分干燥污泥的作法(干泥返混),使干泥起一定的“潤滑油”作用,得到較好的流動性,防止黏著,回流量僅為出口干泥的小部分。這就是說,空心槳葉的返混對干泥濕泥混合后比例要求不高,一樣有可能在40%左右(遠低于一樣要求的65%,如轉鼓機),此時干泥粉末的存在,已可以在熱表面起到“潤滑油”和“徹底收拾”的作用。
6.干燥器內不清空
凡需求干泥返混的污泥干化工藝,對于濕泥的進料均有嚴明的要求:濕泥進料須在干燥器已有數目多干“床料”的條件下才能進行,這樣才能防止濕泥一進擔任或不擔任糊住換熱面、產生結水垢。
由于這個,典型的作法是,在干燥系統停車時,應維持返料系統接著工作,停止進料裝置,干燥產品實行全返料,同時系統下降溫度,系統溫度低于60℃時才全線停車,干燥機內不進行清料,開車時直接帶料著手工作。
這意味著在停機時,干燥器內始末充滿了干泥,在關機過程和開機過程中有可能始末存在高粉塵、低潮潤潤澤程度的尤其的地方,此時需關心注視干化安全問題。
7.槳葉頂端刮板
無論什么機械都是有公差空隙的,主光軸白牙咬緊的空心槳葉干燥器也不例外。
濕泥在一定含固率下具有黏性,在這些個空隙之間有可能造成黏壁。在熱表面上的無論什么黏合,將下降換熱效率。為防止污泥污層的加厚,需覺得合適而運用機械刮削的方式,這就是位于槳葉頂端的刮板(paddle?plates)所起的作用。?
從刮板的作用可知,隨著長時期運行,刮板對且僅對落在槳葉與W形槽換熱面之間的物料有抄起作用,同時也對附著在W型槽壁上的物料有刮取作用,不論抄起或者刮取,由于刮板的運動速度大約為2~5米/秒,在抄起或刮取的過程中,此速度下刮板外緣的污泥的運動方向有兩個:向外擠壓(磨W形槽)和向后運動(磨刮板)。
8.金屬表面硬化處置
磨損有可能是空心槳葉干燥器所面對的重要挑戰之一。
污泥中含有磨蝕性顆粒,空心槳葉干燥器屬于典型的傳導接觸型換熱,金屬與磨粒的反反復復、長時期接觸,金屬磨蝕是不可以防止的。涂層和硬化可減輕磨蝕的速度,但受限于被磨蝕的金屬面同時也是換熱面(如W形槽、槳葉、主光軸,刮板可更換),所能采取的硬化處購置法不多(噴涂碳化硅等),在加熱條件下耐磨層的附致力、實際硬度都不甚理想,只能起到減輕磨蝕的作用。
由于干泥顆粒和粉塵中磨粒的磨蝕作用較為突出,一樣對后半段(15~25%)的槳葉進行熱處置盡量照顧。但對于有干泥返混的工藝,其磨蝕則是整個路程的。
磨蝕傾向的存在,沒有疑問也將影響到干燥器的材質選定。
空心槳葉干燥器的換熱金屬面中,只有W形槽因與刮板空隙小,在熱表面更新過程中有清楚顯露的擠壓作用。當存在這種擠壓縫隙時,一樣磨蝕強烈的是相對較“軟”的金屬面。這有可能意味著要盡量照顧作為換熱面的W形槽,刮板則不可以以做硬化。而不做硬化的刮板保存生命的年數將非常有限。
9.機械死角兒
機械死角兒是空心槳葉干燥器不可以少解決的預設困難的問題之一。它可分為三類:1)無表面機械徹底收拾的金屬外緣;2)有表面徹底收拾但存在不可以觸動到的公差;3)因磨蝕造成的不可以觸動到公差加大。
楔形槳葉本身的旋轉方向是一定的,即兩個主光軸均向內側旋轉,此時楔形槳葉的窄側在前,刮板在后,槳葉從窄而寬的換熱面上均無機械徹底收拾,需求靠物料自身的剪切力更新。刮板大于楔形部分寬換熱面的部分將始末刮帶污泥,并在W形槽上形成擠壓。
這個之外,刮板與主光軸僅在某一些(即扇形缺口兒的中心部位)上有“切線相交”(實際上是靠近,徹底收拾作用微不充足道),主光軸在絕大部分物質情形下表面沒有機械徹底收拾。
上面所說的均屬于無表面機械徹底收拾的金屬外緣,它占總換熱簡單的面或物體表面的大小的70~80%。
有機械徹底收拾的換熱表面,依照楔形槳葉的排布規則,存在以下因不可以觸動到公差所造成的死角兒:
-第1排和末排槳葉的刮板與加熱主光軸外側的窟窿眼兒,介于干燥器槳葉與主光軸填料嚴密封閉之間。
-軸向刮板間的窟窿眼兒,在這之空隙可清楚顯露仔細檢查到。
由于前述磨蝕問題,有可能造成尤其是徑向刮板窟窿眼兒的增大,即刮板因磨蝕而變薄,刮板與W形槽換熱面的不可以觸動到公差加大。此時刮板所起的刮取作用下降,在物料之間的剪切力不可以克服濕泥在換熱面上的附致力時,在換熱面上的堆料和結水垢就會產生。當形成一定厚度時,將造成軸跳、震動和噪聲等。
沒有方法徹底收拾的換熱表面均可稱之為“機械死角兒”。綜合來看,空心槳葉干燥器沒有方法進行機械徹底收拾的部位占了換熱簡單的面或物體表面的大小的大部分,由于這個對于這種工藝來說,中心問題在于怎么樣防止產品的黏性。
10.傳熱系數
空心槳葉干燥器由于槳葉垂直于主光軸,刮板平行于主光軸,槳葉兩端的換熱面無推動而僅起換熱作用,物料的徑向混合充分,物料與換熱面的接觸頻率較高,逗留時間長,理論上應可成功實現較好的換熱,其綜合傳熱系數應在80~300?W/m2.K之間。
在污泥干化應用面,由于不同的污泥黏性不同,干化產品含固率也影響到工藝過程(如能否進行低干度半干化),實際項目中給出的傳熱系數有可能相差較大。
11.傳熱簡單的面或物體表面的大小
根據前面的描述可知,熱軸上的楔形槳葉和主光軸是主要的加熱面,換熱簡單的面或物體表面的大小占總換熱簡單的面或物體表面的大小的70%以上(后面將加以證明)。預設上對制造度、主光軸類型和暖流道安置上有較高要求,由于這個一樣覺得這種干燥器“結構復雜,加工困難程度高,大型干燥機的預設有一定困難程度”。
截止2008年根,國外已制造出單機換熱簡單的面或物體表面的大小1.5?~295平方米、理論大蒸發有經驗12?噸/小時的空心槳葉干燥器。在污泥干化領域,到現在截止大裝機換熱簡單的面或物體表面的大小約300平方米,蒸發有經驗不到5000公斤/小時。
據不統計,國內到現在截止的系列化預設高110平方米,已見于報導的用于污泥干化的空心槳葉干燥器換熱簡單的面或物體表面的大小多為25~50平方米,高達160平方米。
由于污泥干化是有技術困難程度、大宗、無增值的產品應用,設備的大型化是節儉投資的重要手段。但基于前述空心槳葉的尤其的地方,設備放大具有較高的技術困難程度。
12.吹掃空氣量
空心槳葉干燥器屬于典型的傳導型干燥器,其傳熱和蒸發是靠熱壁而不是靠氣體對流成功實現的。由于這個,大部分數空心槳葉廠家均揚言不需求吹掃空氣。
實際應用中,由于干燥過程產生的水氣需求及時離去干燥器,且污泥干化產生惡臭,為防止臭氣溢出到環境,一樣均需覺得合適而運用取出微負壓方式。這樣就物質的真實物質情形上存在了運用“吹掃空氣”的不可以缺少性。取出負壓必然會造成環境空氣從干燥器和回路的縫隙中(軸縫、濕泥入口、干泥出口、溢流堰嚴密封閉等)進入了回路,為了防止這部分氣體在干燥器中造成水氣冷凝,有時刻還需求對此氣體進行加熱。
吹掃空氣的量與工藝本身有關,以差額蒸發量所需的環境空氣干空氣量衡量,一樣在0.1~1.2?kg/kg.H2O之間。此值的高度對干化系統的凈熱耗有重要影響。典型的空心槳葉干燥一樣思索問題0.5?kg/kg.H2O左右的干空氣量。
13.蒸發強度
傳導型干燥器的蒸發有經驗一樣以每平方米、每小時的蒸發量來衡量,它有理論上可成功實現10~60?kg/m2.h的蒸發量。但在污泥干化實踐中,根據我對世界上主要空心槳葉制造經濟活動績的統計,預設值取值范圍一樣在6~24?kg/m2.h之間,以14~18kg/m2.h的取值占大多數。
對于蒸發強度的取值,可以從多個技術文獻得到印證。如日本奈好機遇械制造所污泥干化“特開平9-122401”,試驗條件下的污泥干化蒸發強度在6~6.8?kg/m2.h之間。浙江大學熱量工程研究所的試驗在90分鐘后、40%干燥率下也只有6?kg/m2.h。得利滿研發部的研究報告陳說則提出空心槳葉計算模型取值在11.5~13.8?kg/m2.h之間。
參照其他傳導型干化(如轉碟機、圓盤機),典型值均在8~14?kg/m2.h之間。思索問題到空心槳葉干燥器的換熱條件與其他傳導型干燥用具質的真實物質情形上非常相似,較為可靠的實際蒸發強度應該在8~14?kg/m2.h之間。
14.產品出口溫度
由于污泥在干燥器內逗留時間長,污泥在離去干燥器時的出口溫度較高,應在90~100℃左右。污泥溫度高,則產品在篩分以及輸送(含有返混)過程中,有可能對安全性產生影響。
因干泥返混的原因,在篩分前或是否后下降溫度將關系到系統的凈熱耗。這個之外,進入了停機序列后,熱載體撤除或停供后,產品的下降溫度仍需求走一個非常不迅速的過程,理論上剩下的產品均需經外部的冷卻處購置法才能成功實現?;诳招臉~的工作原理及其內里容量,很難想象空心槳葉干燥器能夠覺得合適而運用噴水下降溫度這樣的靈敏方式進行安全盡量照顧。
二、空心槳葉干燥器的結構與尤其的地方
要真正熟悉一種干化工藝,進行一些預設分析是不可以繞斗δ??招臉~從過程工藝角度看是較為簡單的,其尤其的性質主要是機械方式決定的。
根據日本TsukishimaKikai公司系列空心槳葉設備的尺寸,我試驗豎立了一個空心槳葉干燥器的預設模型。
挑選那邊邊換熱簡單的面或物體表面的大小100平方米、有效容量6.66立方米的ID?1000DSL-K型雙軸設備作為參照,根據其示明的尺寸,利用幾何學知識,不難求出截面上各位置的簡單的面或物體表面的大小。對加熱主光軸長度進行設定,即可求出干燥器的總容量。
由量圖知,槳葉所圍出的兩個扇形簡單的面或物體表面的大小夾角一樣為144度左右。槳葉直徑已知(1米),給出主光軸直徑(0.3~0.5米),則扇形換熱面簡單的面或物體表面的大小可求。
根據干燥器內槳葉安置需求,可設定刮板寬度、槳葉大厚度、槳葉小厚度、刮板間小公差。在上面所說的參量給出時,可覺得槳葉的徑向外緣為一梯型,其高為槳葉扇形的弧長;主光軸的換熱簡單的面或物體表面的大小為加熱主光軸總簡單的面或物體表面的大小減去槳葉焊接簡單的面或物體表面的大?。ㄖ鞴廨S上144度扇形弧長,寬度為厚度),則槳葉的外緣換熱簡單的面或物體表面的大小、主光軸有效簡單的面或物體表面的大小均可求,因此得到干燥器的實際換熱簡單的面或物體表面的大小。
由于換熱簡單的面或物體表面的大小和有效容量已知,上面所說的假設各項尺寸、主光軸直徑、槳葉數目以及加熱軸有效長度的給定均會影響上面所說的兩個已知參量。
通過豎立大小和換熱簡單的面或物體表面的大小的兩個方程組,可解出一組同時稱心兩個方程組的數值:
-當主光軸直徑為0.41?米時,加熱主光軸的長度約為6.15米,基本符合干燥器體長度6.27米的原預設值。此時,槳葉、主光軸和W形槽的換熱簡單的面或物體表面的大小離別占總換熱簡單的面或物體表面的大小的64.6%、13.5%、22.0%,也符合一樣所說的換熱面比例分配。
在論斷基本準確的基礎上,可明確承認以下幾個關鍵取值具有可參照性:
-刮板寬度50?mm、槳葉換熱面大厚度40?mm、小厚度14?mm、刮板間小公差3?mm;槳葉總數目58對,116個;
-W形槽的弧直徑1.006米,即槳葉刮板與W形槽換熱面的距離只有3毫米;
分析過程中可注意到取值范圍極窄,尤其是刮板寬度和刮板間小公差。這意味著干燥器的預設極為緊湊關系近、“”,其目的有可能是為了減少W形槽換熱面的死角兒。
仿用此模型,可分析其他一些機型的參量。比較這些個參量,可發覺那邊邊的某些規律。這些個規律是解讀空心槳葉干燥器的鑰匙。
1.Komline13W2200機型
已知KS干燥器13W2200具有204平方米換熱簡單的面或物體表面的大小、18立方米的有效容量。應用模型可分析其有可能的構成如下所述:
-?當主光軸直徑為0.50?米時,加熱主光軸的長度約為10.06米。與ID?1000DSL-K型比較,換熱簡單的面或物體表面的大小增加一倍,有效容量增加約2.7倍,而加熱主光軸部分的長度僅增加0.67倍。此時,槳葉、主光軸和W形槽的換熱簡單的面或物體表面的大小離別占總換熱簡單的面或物體表面的大小的64.6%、13.0%、22.5%。其他關鍵取值:
-刮板寬70mm、槳葉換熱面大厚度60mm、小厚度20mm、刮板間小公差4mm;槳葉總數目68對,136個;
-W形槽的弧直徑1.34米,即槳葉刮板與W形槽換熱面的距離仍只有3毫米;
2.Komline?13W2500機型
已知1995年美國某個工業污泥項目上供給了一臺型號為13W2500的空心槳葉干燥器,換熱簡單的面或物體表面的大小232平方米。該項目處置量每小時4535?kg,含固率25%,干化至90%。?在前述204平方米干燥器模型基礎上,分析此干燥器的有可能構成如下所述:
-因所需槳葉數目增加,合適增加主光軸直徑至0.56?米;槳葉總數目78對,156個;加熱主光軸長度約為11.54米;
剩下設置不變,此時有效容量增加為20.5立方米,較13W2200機型增加了約14%。槳葉、主光軸和W形槽的換熱簡單的面或物體表面的大小離別占總換熱簡單的面或物體表面的大小的62.4%、14.6%、23.0%。?3.?W12機型?
已知三門峽百得干燥有限公司馬心槳葉干燥器系列大機型W12的參照尺寸如下所述:傳熱簡單的面或物體表面的大小110平方米,有效容量9.46立方米,器體寬2.21米,長6.122米,出進料口距離5.664米。這意味著干燥器加熱主光軸長度應在器體長度和出進料距之間(5.664~6.122米)。
與ID?1000DSL-K相比,12W的換熱簡單的面或物體表面的大小增加了10%,有效容量增加了42%,而加熱主光軸長度有可能短了約40~60厘米,這意味著所增加的換熱簡單的面或物體表面的大小主要在槳葉上,需增加槳葉直徑。
試算得到如下所述一組數值:
-當槳葉直徑為1.25米、主光軸直徑為0.56?米時,加熱主光軸的長度約為5.84米。此時,槳葉、主光軸和W形槽的換熱簡單的面或物體表面的大小離別占總換熱簡單的面或物體表面的大小的60.7%、16.1%、23.2%。
其他取值:
-刮板寬68mm、槳葉換熱面大厚度50mm、小厚度14mm、刮板間小公差5mm;槳葉總數目40對,80個;
-W形槽的弧直徑1.256米,即槳葉刮板與W形槽換熱面的距離只有3毫米;將上面所說的計嚴肅對待算數值列表如下所述:
僅指加熱主光軸部分的長度與主光軸直徑之比,不同于實際主光軸長度與主光軸直徑比
計算所得到的后結果與實際機型對照肯定會有某種差距,但它在一定程度上可仍可反映空心槳葉干燥器內里結構的關系,這些個關系是進一步分析空心槳葉干燥器尤其的地方的參照。?根據上面所說的計算,主要仔細檢查要點如下所述:
從換熱簡單的面或物體表面的大小/有效容量比可以看出,空心槳葉干燥器直徑越大,有效容量越大。有效容量是反映空心槳葉干燥器污泥干化的重要情形參量。
刮板的寬度及其間距是決定干燥器加熱主光軸長度的重要數值。它直接影響W形槽換熱表面的更新情形。
主光軸越長,則槳葉的直徑可以越??;與之相反,槳葉的直徑越大,主光軸可以越短。短(粗)主光軸便于加強其機械強度,但也帶來有效容量的上升。
長徑比越大,主光軸制造的度和結構強度要求越高。國產機的長徑比較國外設備低了很多。槳葉換熱面的厚度應與鋼板厚度有關。一樣傳導型干燥器的換熱面均覺得合適而運用12~14mm碳鋼或10~12mm不銹鋼板成型焊接。槳葉的大厚度減去兩倍的鋼板厚度,即為中空暖流道的大理論厚度(若不思索問題其他支撐的話)。
—從換熱簡單的面或物體表面的大小的分配比例看,槳葉占60~65%,主光軸占14~16%,W形槽占22~23%,這一范圍是基本確定的。這意味著空心槳葉干燥器真正靠機械更新的換熱表面只有22~23%,剩下均需純靠物料本身的剪切力(這一些與文獻所提到的數值吻合)。
—以物料本身剪切力為特點標志的換熱表面更新將不能不非常倚重物料本身的流動性。而要成功實現此流動性,干泥返混有可能是惟一可用和行得通的手段。三、空心槳葉干燥器的物流分析有了空心槳葉干燥器的機械模型,就可以量化仔細檢查它作為一種污泥干化工藝的物流尤其的地方。
影響干化物流的主要有6項參量,處置量、濕泥疏密程度、干泥疏密程度、濕泥含固率、干泥含固率、返混含固率。那邊邊,處置量可以假設為一個定值,即承認廠家所給定的預設蒸發量有效不變。濕泥和干泥疏密程度可以假設為定值,過程中的疏密程度呈線性分散。這樣所需研究的僅有濕泥含固率、干泥含固率、返混含固率三項。
限于篇幅,以下不周密列過程,只辯論后結果和仔細檢查:
1、均勻進料含固率的影響
當污泥干化工藝覺得合適而運用干泥返混時,返混比以及物料在干燥器內的逗留時間是主要關心注視對象。根據我所得到的多份空心槳葉干化方案,可以確定這種工藝是需求干泥返混的,盡管量比某些典型的返混工藝要少得多。?仍以某13W2500型空心槳葉干燥器項目為例,進行物流分析。全干化時(含固率90%以上),干泥的均勻疏密程度一樣低于600kg/m3
,含固率25%的濕泥疏密程度取1000?kg/m3。方案所給出的13W2500機型蒸發強度為14.1?kg/m2.h。取返混后均勻進料含固率為變量,試算取值區間40~65%。后結果如下所述:
【返混比例】?指處置1份品質的濕泥需返回的干泥比例。當入口均勻含固率取值40%時,僅需返回0.3份的干泥。而取值65%時,返混比將上升為1.6,相牽強湊合可以達5倍之多。均勻進料含固率取值低時,所需輸送的干泥量少,干燥器內物流輸送速度低。由于干燥器的斜度小,低速流動對下降干化過程中的粉塵有幫助。
【逗留時間】空心槳葉干燥器文獻中等提到所說的“有效容量”,有可能是指物料剛好浸沒整個有效換熱簡單的面或物體表面的大小的凈容量。在思索問題污泥均勻疏密程度前提下,要稱心空心槳葉干燥器正常運行的需求(大限度地利用好換熱面),干燥器內需維持一定的填充率。可假設污泥的容量正好等于該“有效容量”。
當污泥容量正好等于干燥器有效容量時,污泥在干燥器內的理論逗留時間應在1小時12分至4小時30分之間。那邊邊,40%均勻含固率為269.4分鐘,45%為208.6分鐘,50%為161.8分鐘,65%為71.5分鐘。參照不同文獻所報導的空心槳葉干燥器處置時間,可判斷空心槳葉干燥器所取的入口均勻含固率應該在50%以下。
【干燥器內污泥留存有的數目】指在瞬間停機時,干燥器內污泥的總留存有的數目和干固體量。對此干燥器來說,
入口均勻含固率40-65%,對應的污泥留存量在15000-13400?kg之間,干固體量在10600-9100?kg之間。即均勻入口含固率越低,干燥器內物流量越大。從工藝角度來說:
-每處置一公斤濕泥,在干燥器內至少要維持2~3公斤以上的混合物流,那邊邊的三分之二以上為干固體;
-在初次著手工作或長時期停機后重啟時,有可能需準備2~3倍于濕泥的干泥;在停機時需求較長的時間對干泥進行天然冷卻;?瞬間停機時,干燥器內干泥的留存量達十幾噸不可以以清空;長時期停機存放有可能引發自動燃燒現象意外;當長時期停運不可以少清空時,因槳葉沒有軸向推進作用,有相當一小批污泥有可能沒有方法靠重力清空,此時有可能需求掀開底部放空口,用水沖洗,但這會造成數目多干固體進入了水中;與數目多干泥有關的安全性(粉塵、溫度、自動燃燒現象等)變成一個不容不重視的隱藏危險;
【干燥器內均勻含固率】指在瞬間停機時,干燥器內總物流的均勻含固率。入口均勻含固率40-65%,干燥器內均勻含固率70.4%-68.1%,即入口均勻含固率越低,均勻含固率越高,由于干泥返混的原因,此區間較為窄狹。
就污泥的流動性而言,物質的真實物質情形上入口均勻含固率低、逗留時間長,其干燥器內均勻含固率反而高,這樣更有幫助于蒸發。這一些對于前面所推論的“返混入口均勻含固率低于50%”是一個支持。
【干燥器出口大小流量】干泥的大小流量是涉及到傳導型干燥器安全性的一個重要指標。此值越高,在干燥器尾部的污泥流速越快。由于干泥的卸載是通過溢流堰憑重力進行的,疏密程度低、質輕的污泥有有可能在排出口上方建橋,尾部一樣難于設置機械破拱和排料裝置,建橋和阻塞有有可能造成安全意外
當覺得合適而運用較低的返混后均勻含固率時,干泥在干燥器內的流速較低,流量小,這對于內里沒有無論什么機械推進機構、依靠干燥器傾斜所造成的重力原因下載的空心槳葉干燥器來說有可能是非常不可以繞斗δ。在此,進一步支持了前面的推論:返混后的入口濕泥含固率應該低于50%。
2、濕泥含固率的影響
仍覺得合適而運用13W2500機型。取返混后均勻進料含固率為40%為定值。仍維持此干燥器的蒸發強度為14.1
kg/m2.h,即蒸發量不變,調整處置量為相應定值。取濕泥含固率為變量,區間20~30%。
【處置量和蒸發量】在濕泥含固率為20-30%之間時,處置量在4200~4900?kg/h之間,以含固率2%
為間隔,蒸發量落在3267~3285?kg/h之間。
【返混比】在濕泥含固率為20-30%之間時,干泥返混的重量比為0.4–0.2,返混比隨著濕泥含固率的上升而下降。
【逗留時間】在濕泥含固率為20-30%之間時,逗留時間在4小時25分~4小時39分之間。濕泥含固率越高,其在干燥器內的逗留時間越長。從這一些看,對低于20%含固率的濕泥干化,只要有返混存在,倒不是什么問題。
【干燥器內污泥留存量】在濕泥含固率為20-30%之間時,留存量在14766~15381公斤之間,干固體
量在10388~10937公斤之間,相差不大。濕泥含固率增加,干燥器內的污泥留存量也隨著增加。干燥器內仍具有干固體量積存有的數目高的問題。
【干燥器內均勻含固率】在濕泥含固率為20-30%之間時,均勻含固率落在70.1%-70.9%這樣一個很窄的區間內。?在出口含固率一定時,濕泥含固率的變化,并不影響干燥器內均勻物質干度高的尤其的地方。
3、干泥含固率的影響?
本項試算的目的是考察空心槳葉成功實現不同干度污泥干化的有可能性問題。仍覺得合適而運用13W2500機型。取返混后均勻進料含固率為40%為定值。維持此干燥器的蒸發強度在14~15kg/m2.h之間,通過調整處置量和進料含固率,得到此區間的蒸發量。取干泥含固率為變量,區間45~95%,以10%為間隔。
【處置量和蒸發量】當干泥含固率為45%-95%時,處置量將取在4400~5900?kg/h之間,蒸發量落在3242~3506kg/h之間。假設此蒸發量在13W2500的范圍內。
【返混比】當干泥含固率為45%-95%時,對應的干泥返混比為4.0-0.25。隨著干泥含固率的下降,返混比會急速上升。在出口含固率為45%時,返混比高達4.0,從物流角度看,這是沒有可能的。
這處可以提出第二個重要推論:低含固率時很難成功實現干泥返混。換句話說,假設空心槳葉干燥器思索問題覺得合適而運用增加物料本身的流動性,通過物流之間的剪切力來防止濕泥在沒有方法覺得合適而運用機械手段更新的換熱表面上黏著的話,它不可以少提升干泥的含固率。這也就是說,空心槳葉干燥器基本上不可以以成功實現低干度的污泥半干化。??
【干燥器內污泥留存量】當干泥含固率為45%-95%時,干燥器內的瞬間留存有的數目為16748-15125公斤,干固體量為6062-11288公斤。隨著干泥含固率的上升,干燥器內的總物質留存量稍稍下降,但干固體量大幅度上升。從總物流量看,可證明空心槳葉干燥器不論成功實現何種干化含固率,均需在干燥器內維持較高的物流量的仔細檢查論斷。
【干燥器出口的干泥流量】當干泥含固率為45%-95%時,污泥在干燥器出口的大小流量為32.8-3.9立方米/小時。隨著出口含固率的下降,干燥器出口的大小流量急速增加。全干化時,少流量只有3.9立方米/小時,而低干度半干化則需流動高達32.8立方米/小時。
對大小流量的仔細檢查有重要意義。干化污泥的干度越低,假設仍進行返混,所涉及到的半干化物流量會極大化。在實際應用中這是沒有可能的。這一些亦可證明前面的推論:低干度半干化時難于成功實現干泥返混。?
【逗留時間】當干泥含固率為45%-95%時,污泥在干燥器內的均勻逗留時間為30.8-302.4分鐘。從逗留時間上可注意到,隨著出口含固率的提升,污泥在干燥器內的逗留時間延長。長可達5小時,短才30分鐘。使物料在很短的時間內通過干燥器,需求有較為有力量的輸送機制??招臉~干燥器的槳葉和刮板正好均沒有此軸向推力。
以含固率55%時的物流量為例,要想使數目多污泥(6.21立方米,對應的干泥輸出大小流量12.1立方米/小時)在30.8分鐘內走完約12米的行程,假設污泥形成一個以干燥器截面寬度2.27米為寬、均勻厚度0.05米的污泥層,該污泥層應達到0.182米/秒的流速才能成功實現。不難想像,在空心槳葉干燥器中大致相是的物流移動速度是沒有方法成功實現的。?這一些可證明前面的推論:在低干度半干化時,空心槳葉干燥器沒有方法成功實現干泥返混。
【干燥器內均勻含固率】有研究文獻已經指出,干燥器內的污泥均勻含固率對空心槳葉蒸發強度具
有重要影響。當干燥器內的含固率低于76%時,物料尚沒有超越其黏性區,顆粒間的分散情形不佳,流動性差,將影響傳熱效果。
當干泥含固率為45%-95%時,干燥器內物質總量的均勻含固率為32%-76%。出口干泥的含固率越低,均勻含固率越低。當出口后干泥產品含固率為65%時,干燥器內物流的均勻含固率不到50%,這意味著干燥器前半段的均勻含固率仍處有理論上所說的的污泥“膠粘相”區間內(約32~57%),其換熱條件有可能不佳。
對均勻含固率的分析后結果表明,空心槳葉干燥器有可能難于成功實現污泥低干度半干化。
四、空心槳葉干化的成就統計
空心槳葉干燥器據聞早在德國創造,后被日本引進并改良。到現在截止在日本有多家制造商,那邊邊日本株式會社奈好機遇械制造所的產品有代表性。從和技術來源角度看,歐美市場的技術來源都直接來自奈良(Nara)機械制造所。在歐羅巴洲,奈良空心槳葉干燥器的工藝制造準許(大約在1982年)被給以了荷蘭吉美福高達公司(GMF?Gouda),它與法國得利滿水務集團合作研發了污泥干化領域的經濟活動化應用,產品經濟活動名兒“NaraTherm”,此合作至2003年根完結。北美市場的準許權給以了美國KomlineSanderson公司。但近吉美福高達通過與美國Fenton豎立合作,著手進入了北美市場加入武力競爭。
日本很多公司均有大致相是的技術,是否仍有權力委托方面的限制不周密,這些個公司到現在截止也都來到中國逐鹿。?國內干燥工業對這種雙軸空心槳葉干燥機有一定的熟悉,早在七十時代國內就有單位進行了試著制做,限于當時技術條件和所預設的熱軸結構過分復雜而半路停止。八十時代后期一些新的染布材料、化工、石化項目進步口了一些干燥器,由于價格非常昂貴,90年中石化總公司正式立項委托化工部化工機械研究院干燥設備所仿制和研發。作為國產化重大裝備科學技術攻關成果,在中小規模設備方面已完成系列化。到現在截止國內已有十幾家公司可出產這類干燥器,在污泥干燥領域的應用,到現在截止尚處于初的經驗摸索階段。
根據我的不統計,國內已提出請求報告或已在進行大規模經濟活動化推廣的廠家有:常州范群、廣州凱誠、靖江萬泰、蘭州瑞德、三門峽百得、三門峽巨揚、上海科銳馳、上海桑菱-中國節能、紹興三原重工、蘇州瑞泰、蘇州自力化工、武漢路德科學技術、浙江大學、浙江化工、中國鋁業、南京理工大學、金川集團等。2、污泥干燥成就與運做物質情形?根據到現在截止找到的各家成就表進行綜合統計,從1990年至2005年根,歐美市場的污泥干化總裝機量約82條,總裝機處置有經驗169170kg/h。但依照Fenton的講法,僅吉美福高達一家就有200個成就,這一些因無數值支持,難于采信。不論怎么說,空心槳葉應該是干化領域應用數目多的工藝之一。但值得注意的是,空心槳葉干燥器的在運行率并不高,成就表上的數目多項目均早已扔掉不用,甚至于某些就從未運行過。
有關運做物質情形,有可能較為有代表性的是得利滿(Degremont)集團對此技術的應用史。1991年得利滿在法國Bordeaux項目上覺得合適而運用了一條處置量為每小時500公斤的6W32型設備(此成就已從得利滿成就周密登記單上消失)。1995年得利滿再次在法國Saint-BrieucCotes-d'Or項目上覺得合適而運用了空心槳葉干燥器,型號為12W120,處置量2500?kg/h。1998年再次試驗運用了兩條6W32機型。
從2001年著手,得利滿得到了Gouda?公司的惟一權力委托,著手在污泥干化領域展開大規模推廣和應用。從2001~2003歲歲代里,裝機量23條,這三年得利滿的推廣數目占了歐美市場上面的天空心槳葉干燥器裝機量的100%,且在處置規模上和數目上達到歷史高峰。從推廣力量上,不不好看出得利滿對此工藝的重視程度。
但令人意料比不上的是,得利滿集團在2003年根忽然做出決定,徹底放棄空心槳葉,改推瑞士Innoplana公司研發的InnoPlana薄膜帶式兩段式干化工藝。放棄多年辛苦積累的多達27臺套的成就,改推一種僅有2~3個小規模用戶的新工藝,意味著在市場上需求交出更多代價。這一改邪歸正的死后,一定有著某種令人深思的隱情。物質的真實物質情形也的確這么。
得利滿放棄空心槳葉的原因,在于這種工藝的運行情形非常不理想,在很多項目中,絕大部分數沒有方法正常運行,難于擔保項目的預設值。由于大多數項目的運行商物質的真實物質情形上是得利滿集團自己,因干化含固率不合符合標準,處置量達不到預設規模,效果不佳,干化污泥無出路,臭氣排放不合符合標準,運行率低,公司交出了慘重的經濟代價。在純建設項目上也因遲遲不可以以驗收,工期一拖再拖,設備的反反復復改造,而帶來了難于承擔的成本越過。裝機多的英國市場,使得利滿英國甚至于一度以一歐元的價格標價待售。有關空心槳葉污泥干化項目運行不好的報導時有見于報章:
2002年十一月投運的英國Levenmouth項目,客戶名兒Scottish?Water,覺得合適而運用Nara工藝,型號14W190,兩條線,處置量每條4550公斤濕泥,從20%干化到90%后燒毀。污泥為城市管理工作和造紙污泥。該項目一直到現在未能正常運行,斷續運行兩年后,因臭氣不斷遭到投訴,2004年以后長時期停運,規劃除臭設備的建設。因干化部分的問題而造成整個兒項目的驗收延遲了至少3年。
法國Limay的Plaisir,位于Yvelines省,Limay是巴黎西北部一個小港口名,人口50000?PE。在這處2001年招標建設一個處置中心,也處置城市管理工作污泥在內的。Lyonnaise?des?Eaux?(蘇伊士水務,得利滿的母公司)中標,覺得合適而運用了一條Nara干燥線,型號8W40,處置量905公斤/小時,從20%到90%含固率。每年應處置7-80000噸16-55%的工業和城市管理工作污泥。該項目一直是依照污泥干燥后農用預設的,但蘇伊士水務2006.6.1-7.1間得到準許將舉行一系列聽證會,以辯論現行的農用出路問題(消除農用,改為燒毀)。該干化線很小,只能處置實際需求的1/10。這次工藝路線改邪歸正的死后實際上是干化線運行不好。上面所說的兩個項目曾被得利滿的姊妹公司SITA(蘇伊士水務集團屬下負責燒毀和處理懲戒的子公司)作為污泥干化的負面違法案件的例子而公開引用,并邀請了中國客戶考察。
3、成就分散與構成
對空心槳葉污泥干化在成就方面的構成進行一些分析,可以得到某些重要啟發。
空心槳葉干燥器在歐美市場的技術制造商為兩家,但技術供給商物質的真實物質情形上是三家,即美國KS、歐羅巴洲GMF?Gouda和得利滿(Degremont)。
從成就數目看,美國KomlineSanderson的成就總數較多,為47臺套,但整個集中在1999年以前,其主要應用領域在工業污泥方面,2000年以后未見報導。只在2006年以后Komline?Sanderson有時刻才顯露出來在東歐和中東的某些項目競爭中。Gouda在與得利滿合作前的銷售數目僅為8臺套,在得利滿放棄后至2008年根也僅有3-4臺套的銷售成就。從成就的處置有經驗看,美國Komline?Sanderson領有一半江山,得利滿幾乎與之雙方各占二分之一,荷蘭Gouda直接銷售項目的處置量份額極小。不論怎么樣,得利滿放棄空心槳葉,客觀上對這種工藝的推廣產生了負面影響,顯露出這種工藝有可能存在某些本質上的欠缺。
4、干化產品的干度統計
? 大部分數國外和國內的空心槳葉干燥器制造商均揚言無須進行干泥返混,可成功實現各種干度的污泥干化。對歐美成就進行一些具規矩體統計,可熟悉實際上際應用物質情形。以國內含固率85%為分界線,全干化(≥85%)和半干化( 公斤/小時,比例分配為70%和30%。全干化和半干化的數目離別為60和22個。以含固率65%為分界線,介于65~85%的干度可稱為“高干度半干化”,此時,全干化以及高干度半干化的處置量為140877公斤/小時,低干度半干化為28293公斤/小時,比例為83%和17%。就蒸發量來說,半干化所占比例將會更低。全干化以及高干度半干化的數目為70個,低干度半干化的數目為12個。
進一步下降此分界線至含固率55%,此時全干化以及高干度半干化的數目為77個,低干度半干化的數目為5個,離別占總數的94%和6%。
此分界線降至含固率50%,全干化以及高干度半干化的數目為79個,低干度半干化的數目為3個,離別占總數的96%和4%。不不好看出,空心槳葉的成就主要以全干化為主,少量為高干度半干化,極少量為低干度半干化。成就從側面反映出空心槳葉有可能不舒服合低干度半干化的尤其的地方。
?5、機型蒸發強度統計
在空心槳葉應用中有一項存在廣泛報導的問題,就是預設蒸發量與實際蒸發量不合適,主要是污泥在換熱表面上結水垢、造成傳熱系數下降所造成的。對應用機型及其蒸發強度進行統計,可以對此機型的實際取值有所熟悉。在得利滿的27個成就中,大單機蒸發量5056公斤/小時,小71公斤/小時,均勻1467公斤/小時。在這些個項目中,每平方米每小時的預設蒸發強度大23.8?公斤小8.4公斤,均勻15.7公斤。預設值這么,實際應用中低于預設值,則如實際成就角度證明,空心槳葉干燥器的實際蒸發強度取值在8~14公斤之間是有可能的。
五、空心槳葉的主要工藝問題及原因
根據報導,空心槳葉干燥的主要問題有:
設備震動大、噪聲大,影響操作環境;
軸和槳葉存在結疤現象隨著運用時間的延長,影響傳熱效果,需求定期治理;
污泥形成抱軸、架橋、阻塞,嚴重特殊情況使電機過載
旋轉接頭因泄露蒸汽,更換比較回數多主光軸軸承磨損,高溫暖流體工質大部分數物質情形下需從空心主光軸的主動端進,從不主動端出。暖流體需求從主動端主光軸軸承和齒輪副中通過,造成軸承的工作溫度很高,潤滑油情形差,運用保存生命的年數短。
下面就一些具體問題進行辯論如下所述:
1、換熱面結水垢的天然傾向?
震動、傳熱效果下降、抱軸等問題都與空心槳葉干燥器的一個污泥干化常見的問題有關,即污泥在換熱表面上結水垢(結疤)。
引起設備震動、產生噪聲的原因不會是制造問題,假設齊心度不佳,應該是可以解決的,但問題是在應用中產生的,則顯然不是制造問題。
空心槳葉干燥器的介紹材料指出,“由于兩軸槳葉逆向旋轉,交替地分段壓縮(在兩軸槳葉斜面相距近時)和膨脹(在兩軸槳葉面相距離遠時)斜面上的污泥,使傳熱面附近的物料被激烈攪動,可以提升傳熱效果”,“根據污泥的磨蝕性、壓縮性、粘滯性、外磨擦以及隨養分或溶劑的連續脫除污泥各種性質的不斷變化,而覺得合適而運用相應的葉片結構,是空心槳葉干燥機的中心技術”。
通過對空心槳葉干燥器內里結構及其物流進行分析,我發覺其換熱簡單的面或物體表面的大小的77~78%是依靠物料顆粒和槳葉之間的機械剪切力成功實現換熱表面更新的。盡管槳葉的旋轉可成功實現激烈的攪動作用,但假設物料的黏性使之黏合在換熱面上,物料顆粒之間不可以以形成足夠的剪切力,使顆粒滑離換熱面,則換熱面沒有方法成功實現更新。
所說的剪切力,即所說的“粘滯性、外磨擦”,是指顆粒和顆粒之間、顆粒和換熱面之間的顆粒受力時,形成與受力方向不同的運動。而要產生這樣的運動方向,顆粒需具有合適表面形狀、彈性(而不是靠養分子極性形成的黏合力)。在沒有強烈機械破碎的外力條件下,被處置的污泥物料本身不可以少具有某種顆粒間的流動性,才能防止換熱面結水垢。
不幸運的是,空心槳葉干燥器沒有大致相是的機械破碎作用,槳葉及其主光軸也沒有換熱面的機械逼迫更新(刮削)。其能否防止換熱面結水垢,在于污泥進料的物性本身。更確切地說,是依靠干泥返混。2、傳熱效果下降及其傳熱虧損幅度
換熱表面一旦結水垢,會形成一層細致周密的干硬污泥層,緊貼在換熱表面上,沒有方法再依靠物料的剪切力進行沖刷和更新,不可以少停機和在冷機仆人工徹底收拾。由于數目多未干燥污泥逗留在干燥器內,掀開設備時,有可能造成惡臭數目多外泄。
隨著結水垢的換熱面增多,傳熱效率下降,久之,則工藝達不到預先希望的蒸發效果。蒸發量減少,污泥大小由大變小的速度冷淡,假設仍按原定量連續不斷進泥,將使得濕泥塊漸漸高出所設定的料位,在蒸汽罩內建橋,形成死區,嚴重時可阻塞干燥器的出口。
污泥結水垢會影響換熱,這是非常便于熟悉的常識。定量地研究污泥污層對傳熱的影響,不難熟悉結水垢對空心槳葉干燥器的重要性。
假設空心槳葉干燥器的預設蒸發強度是每平方米小時14公斤,預設暖流量為每差額蒸發量凈熱耗680?kcal,污泥污層厚度1mm,傳熱系數取土壤傳熱系數0.5W/m2.K,通過計算總熱阻,可得到實際暖流量。實際暖流量與預設暖流量比率的差即為傳熱效率的減少部分。
計算后結果顯露,對14毫米的碳鋼換熱面來說,1毫米的污泥污層有可能造成金屬壁的傳熱效率下降19%,2毫米的垢層將下降32%,3毫米的垢層將下降41%。
對12毫米的不銹鋼換熱面來說,1毫米的污泥污層有可能造成金屬壁的傳熱效率下降13%,2毫米的垢層將下降23%,3毫米的垢層將下降31%!垢層的存在會造成污泥側金屬熱壁的溫升,該溫度過高,對設備(嚴密封閉、潤滑油等)有可能產生不順利影響。造成金屬壁溫升的原因在于熱阻提升。在1~3毫米垢層下,碳鋼內壁的金屬溫度將從預設值116度離別升為138、160和182度。而不銹鋼內壁的金屬溫度將從預設值166度升為188、211和233度。高溫下形成的垢層土地板結極為結實又硬,很難剔掉,有可能大幅度增加維護量。
由于污泥污層的存在,熱通量下降,干燥器的對數均勻溫差由大變??;傳熱梯度的減小,對于主要依靠釋放顯熱的暖流體來說,假設原暖流身體的溫度度低,則傳熱會更加困難。
垢層也將直接影響產品的含固率。假設不改變進料效率和逗留時間,均勻1毫米的垢層(14mm碳鋼)將使出口含固率由預設值90%下降為73%。
隨著垢層和形成和漸漸加厚,還有可能使得金屬磨損(刮板及W形槽換熱面)變得非常嚴重。而W形槽的修補有可能是非常困難的。
從垢層形成的原理看,空心槳葉干燥器對濕泥含水率波動、物料黏性的符合性存在較突出的問題。這也就是為什么有些干燥器廠家(KomlineSanderson和Fenton)一定會在報價時要求被處置的污泥一定是消化后污泥的原因。
結水垢是造成空心槳葉干化項目實際處置有經驗經常低于預設值的主要原因。國外廠家的空心槳葉預設取值一樣為每平方米有效換熱簡單的面或物體表面的大小每小時蒸發量12-16公斤,但運行起來發覺,蒸發量只能達到8-12,實際發揮有經驗為預設值的60%。3、磨蝕及換熱面盡量照顧問題
根據上海石洞口、北京清河、重慶唐家陀等多個干化項目的運行效果看,磨蝕問題已變成國內污泥干化的重要技術瓶頸之一。
空心槳葉在國內運用剛剛著手,進口設備的首批項目(溫州/昆明)正在執行過程中,國產機械只是進
行了著手階段的試驗,由于這個尚沒有有關磨蝕問題的報導。但根據這種干燥器的工作原理,磨蝕也很有可能變成成功應用的限制性因素。
首先,從換熱面更新角度看,70%以上的換熱面純靠污泥之間的剪切力進行更新,假設污泥含沙,這
種剪切意味著沙粒會在金屬表面進行反反復復磨擦,形成砂紙般的打磨。
其次,從污泥在干燥器內的均勻含固率來看,全干化時均勻含固率超過70-75%,高干度半干化時也會超過55-60%,假設污泥含沙量高,顯露出的沙粒比例也會非常高;
第三,污泥干固體在干燥器內的瞬時流量非常大,這一些非常大致相似于流化床床料的作用,具有一個天然磨料的極大基數。
根據國外廠家的方案,減輕磨蝕的方法是對槳葉進行涂層盡量照顧。一樣覺得合適而運用熱噴涂碳化鎢涂層的方法,
對后端15~25%的槳葉進行盡量照顧處置。但值得注意的是,熱噴涂的附致力差、遇熱解聚以及實際硬度呈層狀不均勻分散等尤其的性質,有可能使這些個涂層維持不行多長時間。其硬度值本身也由于磨擦、磨蝕條件的不同,而有實際涵義上的較大區別。
具體來說,我們知道碳化鎢涂層有可能具有1200HV(維氏硬度)以上的硬度,它有可能是覺得合適而運用金剛石錐以頂角為136°和小于5公斤的負荷測試得到的后結果;而假設某耐磨鋼材的洛氏硬度為33.3HRC(折合維氏硬度1060HV),它則是覺得合適而運用金剛石錐以150公斤的負荷進行測試的,盡管在維氏硬度值上涂層高于鋼板,但這并沒想到味著涂層就比鋼板更耐磨。正好相反,由于涂層一樣只有幾十到幾百個微米厚度,隨著鋼材的熱脹冷縮,熱介質的高溫有可能對碳化鎢材料分子結構造成降解,有可能使這種盡量照顧很快失掉效勞。
德國BUSS公司在1992年曾提出請求了一項(WO92/19345),針對其干燥器內壁便于磨損的問題,
提出了成立一個耐磨材料覆層的想法。但從1993年到2002年之間該公司退出污泥干化市場達10年之久這一物質的真實物質情形看,此實際似未能實行。
熱噴涂盡量照顧在污泥干化領域的應用效果,還需實際運行來檢檢查驗看看。僅從原理上判斷,由于國內污泥高
含沙量遠高于國外,涂層盡量照顧的效能值得懷疑。根據國外在反應劑干燥項目上面的天空心槳葉的運用經驗(參照朱文勝等《槳式干燥器腐蝕原因分析及對策》一文),很有可能需從更換材質(雙相不銹鋼)、表面噴涂、內里襯里等多個路徑加強盡量照顧。4、干燥器清空及其粉塵安全問題
由于空心槳葉干燥器的運行機制就是物料需求漫過換熱面,靠溢流板調節輸出,這意味著干燥器內始末有非常大的物料量積存,干燥器本身幾乎沒有軸向推力,固體機械清空將非常困難。何況這些個均勻含固率在60-70%以上的污泥作為“床料”,對再次重啟是非常不可以繞斗δ,由于這個主觀上也沒有清空的不可以缺少。但由此有可能帶來一系列安全方面的問題,值得研究辯論。在正常停機時,干燥器內留存的熱工質還將接著加熱,除非覺得合適而運用冷介質進行冷卻,干燥器內的污泥將保存非常大的卡路里。這些個卡路里有可能造成部分污泥過熱和粉塵化。正常重啟時,未清空的干泥再次給熱,將會粉塵化。在緊密停機時,剩下卡路里接著加熱的問題有可能更為突出,尤其是覺得合適而運用傳熱油的時刻??峙乱舱鲇诎踩?,空心槳葉干燥器一樣傾向于覺得合適而運用蒸汽作為干化工質,即使覺得合適而運用傳熱油,入口油溫也不超過200度。除了機械加熱膨脹方面的思索問題外,傳熱油安全也有可能是不容不重視的原因。污泥在這種機械中的均勻逗留時間為幾個小時,由于這個即使犧牲較大的溫度梯度,也仍可以以加大換熱面進行償還,但這可使污泥過熱的問題下降。
? 據一位曾在國外干化界工作過15年以上的人士講,空心槳葉干化過去也曾發生過多起安全意外。這處因身分原因,不方便透漏違法案件的例子資料,姑且姑置勿論。但基于本身的機制和原理,沒有方法不承認這種隱藏的危險性。
六、完結語
污泥干化工藝的尤其的地方一樣是由干燥器本身機械特點標志決定的。分析到此,可對空心槳葉干化的優欠缺總結賅括如下所述:
空心槳葉是一種應用較多的傳導型干燥機械,用于污泥干化處置,具有換熱簡單的面或物體表面的大小大、投資低、工藝簡單、凈熱耗低等有點;但從得利滿曾徹底放棄這種技術,使其失掉了在競爭激烈也活躍的歐羅巴洲干化市場的主流地位,作為該技術的推廣者兼大用戶,其內里評價及后挑選在某種意義上值得深思。
空心槳葉在處置有一定黏性的污泥時,有清楚顯露的結水垢傾向;在熱工預設時應充分思索問題污痕系數。?空心槳葉干燥器內瞬間物流量大,加熱處置過程中污泥因高分子聚合物的作用,有可能產生較大的范性,造成攪拌阻力大幅度上升,怎么樣防止主光軸的應力損傷是主要課題之一。國產機與進口機在主光軸和槳葉直徑上有清楚顯露不同的取向,小長徑比可加強主光軸強度,但有可能帶來物流量(粉塵量)大的問題。國內項目一樣較國外大得多,由于這個大型機二次研發的問題突出。初次放大預設的干燥器在應力計算、機械牢穩性、可靠性等方面還要等待實踐檢檢查驗看看;
由于物流量極大,干泥返混實際沒有方法防止,干燥時間長,部分已干燥顆粒過熱的有可能性存在(全干化溫度有可能超過100度,高干度干化污泥在干燥器出口的均勻溫度在90-100度之間),干燥過程中有可能產生粉塵,由于這個系統的安全性值得予以尤其關心注視;國內污泥含沙量非常高,污泥磨蝕性對干燥器保存生命的年數的影響應作充分思索問題,簡單的涂層處置能否稱心需求,尚需實踐檢檢查驗看看;
從應用看,該工藝應符合于全干化或高干度半干化的場合。低干度半干化(含固率小于55%)不建議覺得合適而運用此機型。這個之外,該工藝須思索問題濕泥本身的性質,未消化、有機質含量高、含沙量高的污泥應用有可能有一定限制;國外應用主要以工業污泥干化為主,城市管理工作污泥只占很少一小批,原因也在于工業污泥性狀更牢穩、均一,城市管理工作污泥尤其是剩下活性污泥性狀變化較大,所說的粘壁和結水垢恐怕都是這種性狀異常造成的后結果;
由于干燥器難于清空,維護有可能造成較大的人工徹底收拾量,假設是水沖洗,需思索問題去的方向及重新脫水(一樣廠家建議覺得合適而運用工業吸塵器);換熱面有可能需定期清垢,但垢層的掃除殆盡困難,維護條件很壞,在人的勞力成本高的地區需求需充分思索問題。