化工污泥干化三效蒸发尾排蒸汽技术

发布时间:2021-3-5 14:21:15

  化工厂中含COD废水常用处理方案含有生化处理单元,然而生化处理过程必然会产生污泥,污泥经过板框或者叠螺机压缩后通常仍含有70%~80%的水分,如果直接送至固废焚烧厂焚烧,无疑代价高昂,有必要对此问题进行经济性分析并找到相应的对策。

  1、计算基准

  按照5t/d污泥产生量,一年365d运行,污泥含水率按照平均75%计算。

  2、直接危废处理的经济性分析

  随着国家对环保生态的日益重视以及环保处理能力建设的滞后,危废焚烧行业出现了排队等候数月的现象,化工企业在危废处理上的支出也越来越大,目前污泥类危废处理价格达到了5000元/t。

  污泥处置的初始年均费用W初计算如下:

1.jpg

  污泥处置年均费用912.5万元/年,而且其中有75%是水,相当于每天有3.75t水是以5000元/t处理的,即每年约684万元浪费了,这是非常昂贵的代价。如何减少这部分费用损失是本文探讨的内容。

  3、污泥干化实验

  本文设计了几组实验进行实验室验证,利用梅特勒托利多公司生产的卤素快速干燥仪HB43-S检测实验中水分。实验原料为本公司生化污泥(含水率:75%)。

  3.1 实验1

  (1)目的:验证静止干燥的可行性。

  (2)实验步骤:取生化污泥100g置于单口烧瓶内,用油浴加热至内温100℃~120℃,常压蒸馏,经过7h左右,观察到蒸馏头处仍有水汽溢出。

  (3)实验结果与讨论:虽然仍有少量水汽溢出,但是单口烧瓶内污泥已经固化板结,无法倒出,说明静态干燥方式不可取。

  3.2 实验2

  (1)目的:验证搅拌式干燥的可行性。

  (2)实验步骤:取生化污泥100g置于四口烧瓶内,开启搅拌,用油浴加热至内温100℃~120℃,常压蒸馏,经过5h左右,观察到蒸馏头处无水汽溢出。

  (3)实验结果与讨论:蒸馏终点时,污泥呈颗粒状,粒径约1mm,容易倒出,检测水分含量为5%。

  3.3 实验3

  (1)目的:验证低温蒸馏的可行性。

  (2)实验步骤:取生化污泥100g置于四口烧瓶内,开启搅拌,用水浴加热至内温70℃~80℃,水泵于-0.08MPa下减压蒸馏,经过3h左右,观察到蒸馏头处无水汽溢出。

  (3)实验结果与讨论:蒸馏终点时,污泥呈颗粒状,粒径约1mm,容易倒出,检测水分含量为4%。

  3.4 实验4

  (1)目的:验证蒸馏温度对水分的影响。

  (2)实验步骤:取生化污泥100g置于四口烧瓶内,开启搅拌,用水浴加热至内温50℃~100℃,水泵于-0.08MPa下减压蒸馏,经过3h,取样检测水分。

  (3)实验结果与讨论:所得结果见图1。

2.jpg

  从图1中可以看出,温度在70℃以上时,干燥后固体水分基本趋近平衡。因此,应该选择热源温度在70℃以上的带有真空系统和搅拌的工业应用装置。

  考虑到真空度和干燥时间受工业装置加热面积影响较大,因此在工业装置上对这两项因素进行了考察。

  4、工业装置选型

  在工业装置选型时主要考虑了热源的问题,化工厂中普遍采用多效蒸发对高含盐废水进行蒸馏,一般三效蒸发排出的热水蒸汽温度在80℃~120℃之间,因此利用此股热源作为污泥干燥的热源是合适的。

  工艺还要求工业装置带搅拌和真空,因此经过多方考察,选择转盘干燥机作为干燥装置,其具有外夹套和转盘夹套,加热面积是常规蒸发装置的3倍,可以缩短加热时间,节约电费,而且其要求的热源温度范围是不超过0.3MPa蒸汽或热水,与工艺要求及三效蒸发尾汽正好匹配。

  由于污泥中主要含有水分,因此真空系统选用环保型水环真空泵。

  蒸发量要求仅为:

3.jpg

  式(2)中:5t/d为污泥处理量曰75%为含水率曰16h为每天核算设备蒸发有效时间,要扣除交接班因素和装卸料因素占用的时间。

  所选转盘干燥机的规格为4000L,加热面积为38m2。考虑到购买设备前在这一型号设备里带料中试实际蒸发速率在0.4t/h左右,因此选择这一规格型号是满足需求的。调试具体参数见表1。

4.jpg

  加热温度选择85℃和100℃进行调试,85℃是三效蒸发尾汽正常的温度,100℃是三效蒸发运转异常,能耗偏高时尾汽的温度。真空度是真空泵正常运转的指标,主要受真空泵功率的影响,在蒸发负荷确定的情况下,此参数无调整的必要。

  从结果来看,单批干燥时间为4~5h,剩余水分为4%~5%,都是可以接受的。按照2500kg/批投料量,一天仅需两批共10h负荷运行时间即可处理完毕。

  5、工业装置经济核算

  每天产生5t污泥,经过干化后含水率为5%,则固废处理成本计算如下:

5.jpg

  操作费用主要是电费和人工费用,干燥设备和真空设备总电机功率30kW,每天运行按照10h,电费0.8元/kWh计算,则

6.jpg

  每天需要两个人工,按每人每年6万元计算,人工费约12万元。

  则合计每年费用为:

7.jpg

  相对于直接外部固废焚烧,采用本方法干燥年节约912.5-260.8万元=651.7万元,经济效益明显。

  6、结语

  (1)结合化工企业实际,阐述了生化污泥的处理现状,并对此进行经济分析。

  (2)通过小试,探索了污泥处理的可行性和具体工艺条件。

  (3)考虑到热源的问题,利用公司三效蒸发排出蒸汽和热水资源,节约了能源。

  (4)本方法简单易行,经济效益明显,具有普遍的适用性。(来源:浙江埃森化学有限公司)

相关推荐