隨著(zhù)大城市污水處理率的逐年提高,污泥量日益增大,污泥處理處置問(wèn)題日益嚴峻。加上污泥體積龐大,不易處理,妥善處置已成為當務(wù)之急,污泥處置已經(jīng)成為污水處理廠(chǎng)設計、運行中必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節。污泥熱干化是一種實(shí)現污泥減量化和穩定化的常用技術(shù),脫水污泥經(jīng)干化處理,其含水率可由80%大幅下降至30%左右,減量效果顯著(zhù)。干化后的污泥呈顆粒狀,便于貯存和運輸。處理后的污泥可作為輔助燃料燃燒或作為肥料、土壤改良劑等后續利用。本文以鄭州市馬頭崗污泥處理廠(chǎng)200t/d的污泥干化系統為例,對該系統進(jìn)行熱量衡算,尋找提高熱量利用率的有效途徑,為以后工程設計和應用提供一些參考。
1、工藝簡(jiǎn)介
鄭州市馬頭崗污泥處理廠(chǎng)消化干化項目采用“高干中溫厭氧消化+污泥熱干化”工藝。其中,污泥消化處理規模為800t/d(按含水率80%計),污泥干化處理規模為200t/d(按含水率80%計)。污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化處理后作為污泥干化的熱源,污泥干化產(chǎn)生的廢氣作為污泥消化保溫的熱源,通過(guò)能量的有效利用以達到該消化干化自身的能量平衡。該污泥熱干化系統主要由干化機、鍋爐、換熱設備、尾氣處理設施等組成,工藝流程如圖1所示。
2、熱量衡算工藝數據的選定
為確保熱量衡算的準確性、代表性,排除異常工況對熱量衡算影響,取該干化系統近期連續穩定運行中的18d生產(chǎn)數據作為熱量衡算依據。主要生產(chǎn)運行數據見(jiàn)表1。
3、熱量衡算及損耗分析
通過(guò)熱量衡算可得:沼氣燃燒釋放的熱量為20775.172MJ/h,蒸汽在干化機中釋放的熱量為15491.5MJ/h,鍋爐的換熱效率為76.88%,干化機的換熱效率為91.37%。
通過(guò)與設計值對比分析,鍋爐效率低的主要原因是干化蒸汽凝液回水溫度高,熱量未被有效利用,導致鍋爐給水溫度(96℃)遠高于設計值(25℃),鍋爐節能器換熱效果不佳,煙氣帶有大量的熱排出,而未被有效利用。
4、干化系統技術(shù)改造可行性分析
由于干化機蒸汽凝液回水溫度高,帶有大量的熱,應考慮對干化系統進(jìn)行技術(shù)改造,利用此部分熱量提高干化系統的熱量利用率。若利用蒸汽凝液回水對載氣(空氣)、進(jìn)泥或鍋爐配風(fēng)(空氣)進(jìn)行預熱,假設換熱器的換熱效率按85%計,經(jīng)熱量衡算可得:將載氣(空氣)從25℃預熱至110℃,可節約熱量169.218MJ/h;將進(jìn)泥從25℃預熱至75℃,可節約熱量477.414MJ/h;將鍋爐配風(fēng)(空氣)從25℃預熱至100℃,可節約熱量522.585MJ/h。
5、結論
干化機蒸汽凝液回水帶有大量的熱未被有效利用,且所帶的熱量完全能夠滿(mǎn)足載氣(空氣)、干化進(jìn)泥、鍋爐配風(fēng)(空氣)預熱所需的熱量,且有很大余量。通過(guò)技術(shù)改造,利用干化機蒸汽凝液回水所帶熱量對載氣(空氣)、干化進(jìn)泥、鍋爐配風(fēng)(空氣)進(jìn)行預熱,可以提高整個(gè)污泥熱干化系統的熱量利用率,節能效果較為顯著(zhù)。( >
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