王春芳 周清嶺 戴建民 張友根

（浙江省化工研究院有限公司,浙江杭州310023）

化工設(shè)計(jì)

用于污泥干化的新型槳葉式干燥機(jī)的設(shè)計(jì)

王春芳 周清嶺 戴建民 張友根

（浙江省化工研究院有限公司,浙江杭州310023）

針對污泥的特性及其干燥機(jī)理，對現(xiàn)有槳葉式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，使現(xiàn)有的槳葉式干燥機(jī)成為一種比較理想的污泥干化設(shè)備。

槳葉式干燥機(jī)；污泥干化;改進(jìn)設(shè)計(jì)

0 引言

污泥處置已經(jīng)成為當(dāng)今多數(shù)污水處理廠亟待解決的問題。污水污泥的減量化、資源化和無害化已成為固體廢棄物處理中起步較晚，但又非解決不可的重大環(huán)保問題。

污泥熱干化具有以下幾大優(yōu)勢：能有效的去除細(xì)菌和病原體，并對最終產(chǎn)物消毒，使其完全符合污泥處理與利用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；大幅減少污泥的體積與重量；能保持污泥的營養(yǎng)物質(zhì)，并使得其循環(huán)利用；可將處理后的污泥加工成某種有利用價(jià)值的物質(zhì)，如生物肥料、土壤修復(fù)劑及燃料等，從中獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。[1]

綜合分析目前國內(nèi)外各種干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)空心槳葉干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和干燥工藝符合目前國內(nèi)污泥干燥的工藝要求。經(jīng)過文獻(xiàn)查閱及對現(xiàn)有干燥設(shè)備的調(diào)研，我們設(shè)計(jì)開發(fā)了這種用于污泥干化的槳葉式干燥機(jī)。應(yīng)用結(jié)果表明，這種型式的干燥機(jī)是目前比較理想的污泥干化設(shè)備。

1 用于污泥干化的新型槳葉式干燥機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1 對槳葉軸內(nèi)部冷凝水排放系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

根據(jù)污泥脫水量大的特性，槳葉軸內(nèi)部的冷凝水排放系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。在槳葉內(nèi)部增設(shè)裝置，增加槳葉旋轉(zhuǎn)過程中排水時(shí)間；增大冷凝排水管子，從而增大冷凝水的排水量。改進(jìn)原虹吸管的結(jié)構(gòu)，使冷凝水排放更加徹底，從而提高產(chǎn)量。

1.2 對槳葉的外部結(jié)構(gòu)的改動(dòng)

根據(jù)污泥粘度高，流動(dòng)性差等特性，為了使物料向前流動(dòng)，普通槳葉干燥機(jī)安裝時(shí)設(shè)備整體向出料口方向成一定傾角，但是當(dāng)設(shè)備傾斜放置時(shí)，不能很好控制物料的流動(dòng)速度，這樣很難控制物料干燥水份。如何提高污泥在槳葉干燥機(jī)內(nèi)部流動(dòng)性，對槳葉的外部結(jié)構(gòu)作了一定的改動(dòng)，使槳葉對物料有向前推進(jìn)作用。改變槳葉軸轉(zhuǎn)速就可控制物料的推進(jìn)速度，使物料有一個(gè)合理的推進(jìn)速度，保持物料在設(shè)備內(nèi)部有一個(gè)合理的料位，使物料與槳葉表面充分接觸，進(jìn)一步提高傳熱面積。

1.3 筒體內(nèi)部增加一些裝置

當(dāng)干燥到含水率60%左右時(shí)，污泥極易結(jié)塊，表面堅(jiān)硬、難以破碎，而里面卻仍是稀泥，這給污泥的進(jìn)一步干化和滅菌帶來極大的困難；另一方面在干燥污泥過程中，污泥容易"抱軸"，從而把槳葉和軸的散熱面包圍，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)一起運(yùn)動(dòng)，這樣干燥的效果比較差，為了克服這個(gè)困難，我們又對干燥機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，在筒體內(nèi)部增加一些裝置，使結(jié)塊后的污泥容易破碎，從而干燥速度大大提高。

2 新型槳葉式污泥干燥機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)

2.1 新型槳葉式污泥干燥機(jī)結(jié)構(gòu)

WGS/WGT系列槳葉式污泥干燥機(jī)由互相嚙合的二到四根槳葉軸、帶有夾套的W形殼體、機(jī)座、傳動(dòng)部件及旋轉(zhuǎn)接頭組成(如圖1)，污泥的整個(gè)干燥過程在封閉狀態(tài)下進(jìn)行，有機(jī)揮發(fā)氣體及異味氣體在密閉氛圍下送至尾氣處理裝置，避免環(huán)境污染。

2.2 新型槳葉式污泥干燥機(jī)工作原理

干燥機(jī)以蒸汽，熱水或?qū)嵊妥鳛榧訜峤橘|(zhì)，軸端裝有熱介質(zhì)導(dǎo)入導(dǎo)出的旋轉(zhuǎn)接頭。加熱介質(zhì)分為兩路，分別進(jìn)入干燥機(jī)殼體夾套和槳葉軸內(nèi)腔，將器身和槳葉軸同時(shí)加熱，以傳導(dǎo)加熱的方式對污泥進(jìn)行加熱干燥。被干燥的污泥由螺旋送料機(jī)定量地連續(xù)送入干燥機(jī)的加料口，污泥進(jìn)入器身后，通過槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)使污泥翻轉(zhuǎn)、攪拌，不斷更新加熱介面，與器身和槳葉接觸，被充分加熱，使污泥所含的表面水分蒸發(fā)。同時(shí)，污泥隨槳葉軸的旋轉(zhuǎn)成螺旋軌跡向出料口方向輸送，在輸送中繼續(xù)攪拌，使污泥中滲出的水分繼續(xù)蒸發(fā)。最后，干燥均勻的合格產(chǎn)品由出料口排出。

2.3 新型槳葉式污泥干燥機(jī)設(shè)備特點(diǎn)

設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積設(shè)備的傳熱面大，占地面積小。

熱量利用率高。槳葉式污泥干燥機(jī)采用傳導(dǎo)加熱方式進(jìn)行加熱，沒有熱空氣帶走熱量，熱量利用率可達(dá)90%以上。

楔形槳葉具有自凈能力，旋轉(zhuǎn)中對物料產(chǎn)生壓縮和膨脹,增強(qiáng)了傳熱效果。

干燥器內(nèi)氣體流速低，被氣體挾帶出的粉塵少，干燥后系統(tǒng)的氣體粉塵回收方便，尾氣處理裝置等規(guī)模都可縮小，節(jié)省設(shè)備投資。

3 新型槳葉式污泥干燥機(jī)生產(chǎn)結(jié)果與應(yīng)用前景

3.1 干燥效果

新型槳葉式污泥干燥機(jī)用于污泥的干燥單元，脫水能力基本為12 kg/h·m2以上，污泥經(jīng)干燥后含水率從80%降到40%以下，干燥效果好。干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到用戶要求。

3.2 應(yīng)用前景

我國污泥無害化能源化利用技術(shù)還處于起步階段，污泥干化尚屬起步階段，許多城市都要建立專門的污泥處理廠，因此污泥干化處理蘊(yùn)含著巨大的技術(shù)和產(chǎn)品市場。我國城市污泥的每年排放量（干重）估計(jì)最終將達(dá)到900萬t左右，折合成含水率80%的濕污泥約4500萬t，通過干化可以使污泥含水率降到40%以下，達(dá)到污泥經(jīng)濟(jì)焚燒的要求。例如，一臺(tái)WGS 11槳葉式干燥機(jī)使污泥含水率從80%降到40%以下，通過計(jì)算，年干燥濕污泥的能力約為7200 t，WGS11槳葉式污泥干燥機(jī)干化系統(tǒng)每套才約兩百萬人民幣左右，所以利用空心槳葉式污泥干燥機(jī)作為污泥干化工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備，對污泥進(jìn)行干化，發(fā)展前景很好，而且該技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，主要設(shè)備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，相比國外引進(jìn)技術(shù)，投資成本更低，適合中國國情。因此，新型槳葉式干燥機(jī)應(yīng)用于污泥干化的前景非常廣闊，具有很大的市場潛力。

4 結(jié)論

槳葉式干燥機(jī)在污泥干化中的應(yīng)用特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：空心槳葉式干燥機(jī)熱效率約為85%~95%，實(shí)踐中，污泥脫水1 kg約需飽和蒸汽1.3 kg（工作壓力0.4 MPa）。污泥干化后仍具有1700～2500 kcal/ kg的熱值，可以與煤等常規(guī)固體燃料混合燃燒，充分體現(xiàn)了節(jié)約能源和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則。針對不同的污泥，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)，以確保污泥干化的能耗達(dá)到最低；采用傳導(dǎo)、輻射等間接換熱的方式干化污泥，與污泥沒有接觸，無需處理大量含有廢氣的熱介質(zhì)。

針對污泥的特性如粘度很高、含水率大及流動(dòng)性差等，經(jīng)過改進(jìn)后的新型槳葉式干燥機(jī)，能夠克服這些難題。它具有設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小、傳熱效果好、熱能利用高、結(jié)構(gòu)簡單合理、設(shè)備的投資成本低、操作安全等特點(diǎn)，經(jīng)廠家使用，證明這是一種新型的、比較理想的污泥干化設(shè)備。

[1]孟大為.污泥處理新技術(shù)與應(yīng)用[C].全國污泥處理與綜合利用研討會(huì),2007.11.

Design of New Pattern Paddle Dryer Used in Sludge Drying

WANG Chun-fang，ZHOU Qing-ling,DAI Jian-ming,ZHANG You-gen
(Zhejiang Chemical Industry Research Institute Co.,Ltd.,Hangzhou 310023,China)

Improve the design of paddle dryer according to the characters and drying mechanism of sludge, so that the existing paddle dryer becomes one type of more perfect equipment used in sludge drying.

paddle dryer;sludge drying;improve

1006-4184（2010）11-0020-03

2010-09-10

王春芳（1975－）女，浙江寧海人，工程師，從事化機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)。