Wyjaśnienie suszenia osadów: jak obróbka termiczna zmniejsza objętość i koszty utylizacji

Weź jedną tonę odwodnionego placka osadowego o wilgotności 80%. Około 200 kg to sucha masa, a pozostałe 800 kg to woda. Suszenie osadu to etap termiczny, podczas którego usuwa się większość pozostałej wody, podnosząc suche ciała stałe z 20–30%, które mechaniczna maszyna odwadniająca może osiągnąć do 60–90%, i zamieniając lepką, pachnącą masę w granulkę, którą można układać w stosy.

Na początek nasuwa się krótka odpowiedź: suszenie osadu to proces napędzany ciepłem, podczas którego odparowuje się wodę z mechanicznie odwodnionego osadu. Nie jest to odwadnianie i nie jest to spalanie. Odwadnianie wyciska wolną wodę pod ciśnieniem; suszenie wykorzystuje ciepło do odpędzenia wody, której ciśnienie nie może dosięgnąć.

Dlaczego dbać o rośliny, to prosta ekonomia. Składowanie na wysypiskach, współprzetwarzanie w piecu cementowym, transport i współspalanie są prawie zawsze wyceniane na podstawie tony mokrej substancji, a operator pieca lub składowiska zwykle ustala minimalne wymagania dotyczące suchych substancji stałych. Zmniejsz masę placka o masie 1000 kg do około 280–330 kg, a objętość transportu i utylizacji zmniejszysz o około 70% przed jakąkolwiek obróbką termiczną.

Co to jest suszenie osadu? Definicja, która ma znaczenie

Woda w osadzie występuje w czterech stanach: woda wolna pomiędzy cząsteczkami, woda śródmiąższowa uwięziona w kłaczkach, woda adhezyjna powierzchniowo związana z powierzchniami cząstek oraz woda wewnątrzkomórkowa lub związana wewnątrz samych komórek. Odwadnianie mechaniczne – prasa śrubowa, prasa taśmowa, wirówka – usuwa głównie wolną wodę. Pozostałe trzy stany pozostają zamknięte w ciastku, dlatego odwodniony placek nadal wygląda na mokry i waży kilkakrotnie więcej niż zawartość suchej masy.

Suszenie termiczne atakuje pozostałe stany ciepłem i przepływem powietrza. Woda odparowuje, wzrasta zawartość substancji stałych, a materiał zmienia się z pasty rozmazanej na przenośniku w granulowany produkt, który można przechowywać, pakować w worki, przewozić ciężarówkami lub wprowadzać do pieca.

Powyższy wykres przedstawia ogólny obraz branży, a nie gwarancję: wyniki zmieniają się w zależności od rodzaju osadu, dozowania polimeru i konstrukcji maszyny. Ale przerwa między niebieskim i zielonym słupkiem polega na dodaniu etapu suszenia.

Jak faktycznie działa linia do suszenia osadu

W praktyce linia susząca to krótka sekwencja powiązanych ze sobą etapów, a każdy z nich ma swój własny tryb awarii:

1. Karmienie i formowanie. Odwodniony placek jest przenoszony za pomocą przenośnika ślimakowego lub leja zasypowego i kształtowany w ciągły pasek lub cienką warstwę, tak aby powierzchnia wystawiona na działanie gorącego powietrza była jak największa.
2. Odparowanie. Materiał przechodzi przez ogrzewaną komorę – wielowarstwowe pasy w suszarce taśmowej, tace w suszarce komorowej – gdzie powietrze o temperaturze 60–90°C (niska temperatura) lub znacznie gorętszy gaz (wysoka temperatura) pochłania wilgoć.
3. Rozładowanie i chłodzenie. Wysuszony granulat pozostawiany jest przy kontrolowanym poziomie wilgoci; nadmierne suszenie powoduje marnowanie energii i powstawanie pyłu, niedostateczne suszenie powoduje ponowne zwilżanie i problemy z nieprzyjemnym zapachem w dalszej części rzeki.
4. Obsługa wydechu. Usuwanie kurzu, kontrola nieprzyjemnych zapachów i zbieranie kondensatu stanowią część systemu, a nie akcesoria. Kondensat zwykle wraca do głowicy oczyszczalni ścieków.
5. Transport i magazynowanie. Przenośniki ślimakowe i leje zasypowe przenoszą gotowy produkt do zbiornika lub punktu załadunku ciężarówki.

Wybór źródła ciepła zazwyczaj decyduje o kosztach eksploatacji. Suszarki z pompą ciepła działają na energię elektryczną i wewnętrznie odzyskują utajone ciepło; suszarki na ciepło odpadowe wykorzystują gorącą wodę o temperaturze 70–90 °C z płaszczów silników na biogaz, sprężarek powietrza lub pętli chłodzenia instalacji; Jednostki opalane parą i gazem znajdują się po stronie wysokotemperaturowej. Instalacja, która już zrzuca do wieży chłodniczej gorącą wodę niskiej jakości, ma zupełnie inne obliczenia zwrotu niż instalacja, która kupuje energię elektryczną po taryfie przemysłowej.

Niska lub wysoka temperatura: wybór, który ustala Twój rachunek za energię

Parowanie wody jest z natury energochłonne. Standardowe odniesienia do projektów podają, że utajone ciepło parowania wynosi około 2260 kJ na kilogram wody — dlatego w rachunku za energię dominuje usuwanie wody, a nie przenoszenie ciał stałych. Dwie główne trasy radzą sobie z tym kosztem bardzo różnie.

Działająca zasada: jeśli obiekt posiada odzyskiwalne ciepło odpadowe i sąsiedzi w pobliżu, niskotemperaturowe suszenie taśmowe lub komorowe zwykle wygrywa pod względem całkowitych kosztów i pozwoleń. Jeśli teren jest ciasny, a celem jest jak najmniejsze ciasto opuszczające bramę, suszenie w wysokiej temperaturze zwiększa jego złożoność. Łączenie obu – niskiej temperatury w celu zmniejszenia objętości i wysokiej temperatury tylko w przypadku ostatnich kilku procent – ​​rzadko jest warte dodatkowego wyposażenia.

Jakie zmiany w procesie suszenia: masa, objętość i opcje utylizacji

Bilans masy jest najbardziej przekonującą liczbą w każdej propozycji suszarki. Suche ciała stałe pozostają stałe; tylko liście wodne. Suszenie tony placka o wilgotności 80% do wilgotności 30% pozostawia około 286 kg, z czego 200 kg to nadal ciała stałe.

Redukcja ta otwiera drogi unieszkodliwiania, z których nie może skorzystać mokry placek: współprzetwarzanie w piecach cementowych, współspalanie w spalarniach komunalnych, pojedyncze składowanie odpadów, na którym obowiązują limity suchej masy, a w niektórych przypadkach mieszanie kompostu lub kondycjonowanie gleby zgodnie z lokalnymi przepisami dotyczącymi zanieczyszczeń. Suchy produkt jest również łatwiejszy do przechowywania bez wymywania i tańszy w przeliczeniu na tonę transportu, co ma duże znaczenie w przypadku odległych zakładów i komunalne oczyszczalnie ścieków tę ciężarówkę z ciastem do odległego obiektu.

Warto jasno określić, gdzie kończy się suszenie. Suszenie nie jest spalaniem: usuwa wodę, a nie materię organiczną, a produkt nadal zawiera pełną wartość opałową i pełny ładunek zanieczyszczeń pierwotnego osadu. Jeśli chodzi o zniszczenie, a nie zmniejszenie objętości, porównanie pomiędzy suszenie osadów i spalanie osadów to ta, którą należy przeczytać jako następną.

Określanie suszarki: co należy umieścić w zapytaniu

Większość rozczarowujących projektów suszarek ma swoje korzenie w niejasnej specyfikacji. Przed złożeniem prośby o wycenę należy potwierdzić cztery liczby: przepustowość mokrego placka w tonach na godzinę, zawartość wilgoci na wlocie i jej normalne wahania, docelową zawartość suchej masy na wylocie oraz źródło ciepła faktycznie dostępne na miejscu. Dodaj limity powierzchni, wymagania dotyczące spalin i zapachów oraz poziom automatyzacji, który zespół operacyjny może realistycznie utrzymać.

Niskotemperaturowe suszarki taśmowe

Najlepszy wybór do osadów komunalnych i przemysłu spożywczego, gdzie występuje ciepło odpadowe i sąsiedzi są blisko. Ciasto przemieszcza się na wielu wolno poruszających się pasach przez komorę o kontrolowanej temperaturze; objętość spalin jest niewielka, pył jest ograniczony, a produktem wylotowym jest stabilny granulat zawierający około 60–85% suchej masy.

Seria niskotemperaturowych maszyn do suszenia osadu taśmowego Taśmowa niskotemperaturowa suszarka z pompą ciepła do osadów komunalnych lub z przemysłu spożywczego, oferująca osuszanie w obudowie zamkniętej i standardowe usuwanie wody w ilości 750–32 400 kg/24h. Zobacz produkt →

Suszarki komorowe kriogeniczne

Jednostki komorowe typu wsadowego nadają się do mniejszych lub sporadycznych objętości osadu, a warianty oparte na zamrażaniu próżniowym zmieniają strukturę materiału, dzięki czemu woda łatwiej opuszcza się w niskiej temperaturze. Stanowią zazwyczaj praktyczne rozwiązanie dla zakładów o ograniczonej przestrzeni i nieprzewidywalnej dziennej produkcji ciasta.

Seria maszyn do suszenia osadów w komorze kriogenicznej Suszarnia komorowa okresowa do mniejszych lub sporadycznych ilości osadów, z czterema modelami i standardowym wypływem wody 200–900 kg/24h przy niskich temperaturach suszenia. Zobacz produkt →

Maszyny suszące na ciepło odpadowe

Tam, gdzie instalacja produkuje już gorącą wodę o temperaturze 70–90 °C z silników na biogaz, sprężarek lub pętli chłodzących, suszarnia wykorzystująca ciepło odpadowe przekształca istniejący problem usuwania w wydajność swobodnego odparowania. Koszty eksploatacji mogą gwałtownie spaść w porównaniu z ogrzewaniem elektrycznym, a zwrot z inwestycji zależy zazwyczaj od tego, przez ile godzin w roku ciepło jest rzeczywiście dostępne.

Seria niskotemperaturowych maszyn do suszenia osadów za pomocą ciepła odpadowego Modułowa suszarnia osadów wykorzystująca ciepło odpadowe, odzyskująca niskotemperaturowe ciepło przemysłowe do głębokiego odwadniania, ze standardowym usuwaniem wody na poziomie 10 000–50 000 kg/24h i sterowaniem PLC. Zobacz produkt →

Cztery czeki, które warto wpisać do umowy technicznej:

• Rozmiar w przeliczeniu na suchą masę na godzinę, a nie na mokry tonaż — wilgotność na wlocie zmienia się sezonowo, a wskaźnik mokrej tony ukrywa niedobory.
• Należy podać dopuszczalny zakres wilgotności na wylocie, wraz z tolerancją, oraz sposób jej pomiaru.
• Wymaganie uwzględnienia w zakresie kontroli pyłu i zapachów, z podaniem zasady oczyszczania spalin.
• Potwierdź ilość i jakość kondensatu oraz miejsce, w którym zostanie on zwrócony w ramach istniejącego procesu.

Koszty operacyjne i błędy, które pojawiają się później

Energia stanowi zwykle największy pojedynczy koszt operacyjny linii suszącej, zaraz po konserwacji pasów, uszczelek i wymienników ciepła. Zużycie energii elektrycznej na tonę odparowanej wody jest wartością porównawczą w ofertach, ponieważ umożliwia porównywanie maszyn na tej samej podstawie, a nie wyłącznie na podstawie ceny zakupu.

Powtarzające się błędy są spójne. Rośliny instalują suszarkę dostosowaną do idealnego ciasta, a następnie odkrywają, że etap odwadniania zapewnia 82% zamiast 78% wilgoci w deszczowe tygodnie. Akceptują suszarkę bez bufora wyrównawczego, więc krótka przerwa w odwadnianiu powoduje wyłączenie całej linii. Traktują kontrolę nieprzyjemnych zapachów jako przyszłą poprawę, a następnie spotykają się z reklamacjami w ciągu pierwszego miesiąca. Nie zauważają też, że wysuszony osad jest pylący i lekko samonagrzewający się, dlatego pojemniki magazynowe wymagają odpowiedniej wentylacji i projektu odprowadzania. Rozwiązanie tych problemów na etapie specyfikacji kosztuje znacznie mniej niż modernizacja w działającym budynku.

Często zadawane pytania