日本城镇污水处理厂污泥处理技术及启示报告(共10页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上日本城镇污水处理厂污泥处理技术及启示江苏省建设厅 何伶俊2008年11月24至28日，本人随商务部赴日本参加“第三届中日节能环保综合论坛”，其间，在日本北陆地区和东京、横滨等地实地考察了日本城镇污水处理厂污泥处理处置工作。 我们先后考察了位于小松的石川县翠丘净化中心的污泥加温干燥设施、七尾市西部水质管理中心的移动式污泥干燥设备、珠洲市净化中心的生物能沼气发酵设施。此后，我们又考察了横滨市南部污泥资源化中心和东京都南部污泥处置中心。现就日本城镇污水处理厂污泥处理的方法和技术简述如下： 1、加温干燥法 翠丘污泥加温干燥设施位于翠丘污水处理厂内，翠丘污水处理厂现有处理能力2

2、万立方米/日，污泥经中温消化脱水后（每天9吨，含水率约为78），进入污泥加温干燥设施干化成2吨含水率约1213的干燥污泥，干燥污泥用于制肥或作为烧制水泥的骨料。污泥干燥的能量主要来源于污泥消化环节产生的沼气，并辅以少量的重油（约占总能量的10），重油最大投加量为60升/小时。干燥污泥时剩余的热空气被用于污泥消化罐加温，最大限度地实现能源的综合利用。该污泥加温干燥设施总建设投资5亿日元（折合人民币约3500万元），占地1360平方米。 2、生物能沼气发酵法 生物能沼气发酵设施位于珠洲市污水处理厂（规模0.72万立方米/日）内，是日本环境省和交通省于2005年联合研发、2006年正式投入使用的，也

3、是日本生物能源利用的第一个试点。该设施日处理能力50吨，将污水处理厂浓缩脱水污泥、当地水产加工中的鱼杂、家庭化粪池中的粪便、厨房垃圾，以及农业垃圾等进行混合处理，通过37、19天发酵，产生的沼气作为能源全部在污水处理厂中加以利用，对处理残渣进行干燥作为肥料还原于农田或无偿派发给市民。 3、综合焚烧利用法 横滨市南部污泥资源化中心和东京都南部污泥处置中心都是大规模的区域污泥处置中心。横滨市南部污泥资源化中心服务于横滨市南部7座污水处理厂，东京都南部污泥处置中心是东京最大的污泥处理处置设施，负责东京都40污泥量的处理，为两个污水处理厂（总规模200万立方米/日）服务。各污水处理厂的剩余污泥直接通过

4、管道输送到污泥中心，污泥中心将剩余污泥进行浓缩、消化、脱水、干化、焚烧，灰渣用于制造建材。 4、车载式干燥法 车载式高效率污泥干燥设备（又称移动污泥干燥车）是日本建设省主持研发的。在七尾市地区，中小规模的污水处理厂很多，各污水处理厂自行建设和运行污泥处置设施很不经济，针对这一问题，日本以“国家模范项目”的形式开展了移动污泥干燥车的研制工作。2000年4月，每小时处理400公斤85含水率污泥的第一台移动污泥干燥车正式投入运行，该车在日本是首次研发，在全世界也是第一台。目前，移动污泥干燥车在七尾市田鹤浜町、鸟屋町等7个乡镇污水处理厂（总规模近2万立方米/日）之间巡回，污水厂将85含水率的污泥通过管

5、道与污泥干燥车上的接口对接，污泥被干燥成含水率约为20的颗粒状固体，干燥污泥最终用于制肥。七尾市通过移动污泥干燥车巡回使用，使得各乡镇污水处理厂的污泥处理费用大幅度降低。移动污泥干燥车的造价约为2亿日元（折合人民币约1400万元），目前，该干燥车尚未投入批量生产。 污泥处置是污水处理的最后环节，是污水处理工作的重要组成部分。从污水中分离出来的污染物质，绝大部分富集在污泥中，只有将污泥进行安全处置，杜绝二次污染，才能使污水处理的环境效益真正得以体现。通过对日本城镇污水处理厂污泥处理处置工作考察学习，本人围绕如何结合我省实际，做好我省城镇污水处理厂污泥处理处置工作作了一些思考： 一是政府的高度重视

6、。在日本，虽然污水处理厂尾水排放执行的标准大约只相当于我国污水综合排放标准（GB89781996）的一级或二级标准，且较少考虑脱氮除磷，但是，日本政府十分重视污泥处理处置工作，出台了一系列的法律法规。日本污泥处理处置设施建设统一由国家和地方政府承担，设施运行管理由专业公司负责，运行费用在污水处理费和地方政府经费中支出。 二是先进的理念。在日本，凡是污泥制作的肥料，一般都对居民无偿派发，本人认为这是政府在污泥处置理念上的飞越。在国内，政府一般总是寄希望于污泥处理处置项目的营利，希望完全通过市场化运作，但结果往往是由于制肥成本高于市场肥价而使项目难以为继。我认为，只要使污泥最终得以妥善、安全处置，

7、政府公共财政的投入是必须的，其所获得的巨大的环境效益是难以用金钱来衡量的。 三是先进的技术。无论是污泥干化、焚烧技术，还是移动污泥干燥车技术，日本都远远领先于我们。我省应当因地制宜地借鉴和吸收日本的先进技术，并使之本土化，这将会对我省、乃至全国城镇污水处理厂污泥处理处置工作具有先导意义。 四是政策的导向。无论是我国城市污水处理及污染防治技术政策，还是我省城镇污水处理工作的实践，应该说都没有对污泥消化给予足够的重视。与此同时，污泥干化在国内和我省也属于刚刚起步的摸索阶段。目前，国家对城镇污水处理厂污泥填埋的含水率有明确要求，我认为污泥干化在今后一段时期将是必由之路。日本的实践告诉我们，污泥消化与

8、干化犹如一对孪生姐妹，污泥不经消化直接干化，将使得高额能耗成为污泥干化的最大障碍。 五是统筹的规划建设。横滨市和东京都是采用通过管道输送污泥集中处理处置的方法，这在国内闻所未闻，也使我深深感受到日本政府在污泥处理处置方面的远见卓识，体会到污水污泥统筹规划、配套建设的重要性。污泥圆盘式半干化流化床焚烧工艺介绍摘要 介绍了天通控股股份有限公司从日本全套引进的污泥圆盘式半干化和流化床焚烧炉集成的污泥干化焚烧工艺的系统组成和工艺流程，并对核心设备圆盘式干燥机和流化床焚烧炉的工作原理进行了描述。并介绍了国内外典型工程。关键词 污泥圆盘式干燥机 半干化 流化床污泥焚烧 1引言 目前，国际上常用的污泥处置技

9、术为土地利用、填埋和焚烧等。由于土地资源紧张，以及其它环境污染问题，特别是在大城市，污泥土地利用和填埋比例逐渐下降，而焚烧比例上升，并逐渐成为发达国家主要的污泥处置手段之一。干化焚烧在欧美等发达国家已成为成熟的工艺技术。我国在该领域通过大量实践，但主要还停留在污泥干化焚烧原理的探讨方面，对专用设备的开发和研制及应用等均还处于发展阶段。因此，有必要在吸收国外先进技术和经验的基础之上，研究和开发出适合我国国情的技术含量高、经济性能好、高效安全的干化焚烧技术和工艺设备。 圆盘式干燥机作为一种污泥间接加热干化设备在几十年前就已经应用于化学工业，食品工业以及饲料工业。现在已经发展为相当成熟的干化工艺，在

10、国际上的市场占有率也非常高。污泥焚烧的共同特点是以回收能源为目的。污泥的热值低，一般需要添加辅助燃料，所以应该设计辅助燃料最少的流程，而流化床工艺就是其中之一。综合考虑系统的投资、运行管理、系统安全性等因素，本文着重介绍天通控股股份有限公司从日本三菱公司全套引进的污泥“圆盘式半干化流化床焚烧”工艺。天通控股股份有限公司（TDG）位于浙江省海宁市，成立与1984年，是国内率先上市的自然人公司，股票代码，注册资本5.88亿元。天通控股股份有限公司十分重视环境保护事业的发展，和日本日立、三菱等公司有十多年的合作关系。从日本三菱公司全套引进了适合中国国情的污泥圆盘式半干化流化床焚烧处置技术，为我国环保

11、事业做贡献。 2污泥圆盘式半干化流化床焚烧工艺 2.1 系统组成 污泥半干化焚烧的工艺流程为：进入污泥处理厂的湿污泥由污泥泵送入污泥干化机，干化机内的污泥通过间接加热升温并蒸发出水分，蒸发出的废蒸汽经冷凝器冷凝成液体后处理达标排放或纳入污水管网，干化后的污泥进入焚烧炉焚烧，污泥焚烧产生的高温烟气经过余热锅炉、省煤器和空气预热器回收热能，再经过尾气净化装置处理达标后经烟囱排入大气。回收的热能产生蒸汽或加热导热油，蒸汽或导热油作为干化机的热源介质，实现热量的有效利用。污泥半干化焚烧污泥处理主要由以下系统组成：（1）污泥接收、储存与给料系统；（2）污泥干化系统；（3）污泥焚烧系统；（4）烟气净化系统

12、；（5）补充热源系统（污泥热值低或含水率高时）；（6）除臭系统；（7）压缩空气系统；（8）电气系统；（9）仪表及控制系统。2.2 工艺描述 对于有汽车运入污泥的处理厂，一般设置地下接收仓和储存仓，车载的湿污泥先卸入地下接收仓，由污泥泵送入污泥储存仓。对于管道送入污泥的情况，设置污泥缓冲仓，管道污泥直接卸入缓冲仓。储存仓或缓冲仓中的污泥由污泥泵送入干化机。污泥干化机采用蒸汽或导热油作为加热介质间接加热污泥，污泥干化过程产生的蒸汽通过引风机排出干化机，引风机维持干化机内微负压运行。被抽出的蒸汽进入冷凝器中进行冷凝，其中冷凝液经处理达标后排放或纳入污水管网，不凝气体（主要是一些恶臭气体）通过臭气管道

13、送入污泥焚烧炉焚烧处理。干化后的半干污泥由位于干化机底部的螺旋排料机排出，经输送设备送入焚烧炉。半干污泥进入焚烧炉后，污泥中的水份被蒸发，有机物和空气中的氧气进行氧化反应产生放出热量。为保证焚烧炉的正常运行并充分利用热源，降低污泥焚烧的排烟温度，设置余热锅炉等能量回收装置。余热锅炉以水蒸汽或导热油为介质，产生的蒸汽或加热的导热油作为污泥干化的热源。锅炉出口烟气经脱酸、除尘等装置处理，达到国家标准。灰渣一般可资源化利用。 2.3 半干化焚烧的优势 污泥的半干化焚烧采用的是污泥直接通过干化机达到低干度半干化的程度后进入焚烧炉内焚烧处理，其干化过程没有全干污泥产生，无需返混。污泥半干化焚烧系统具有以

14、下优势：（1）采用成熟可靠的污泥干化和焚烧设备，系统运行可靠性高；（2）半干化系统无需干污泥的返混，运行时粉尘量低、氧含量和温度低，系统安全性高，无需惰性气体保护；（3）应用于低干度半干化的干化机，比蒸发率高，干化机的体积小，磨损轻；（4）半干污泥采用国际主流的流化床焚烧炉焚烧处理，可靠性和效率高；（5）整个系统运行中不产生粉尘、异味，现场环境好。 3核心设备介绍 污泥干化焚烧系统的核心设备是圆盘式干燥机和流化床焚烧炉。 3.1 圆盘式干燥机 圆盘式干燥机主体由一个圆筒形的外壳和一组中心贯穿的圆盘组成。圆盘组是中空的，热介质从这里流过，把热量通过圆盘间接传输给污泥。污泥在圆盘与外壳之间通过，接

15、受圆盘传递的热，蒸发水分。污泥水分蒸发形成的水蒸气聚集在圆盘上方的穹顶里，被少量的通风带出干化机。圆盘有两个作用：一是它给污泥提供足够大的换热面积；二是它缓慢转动，它上面的小推进器推动污泥向指定的方向流动并起到很好的搅拌作用。圆盘干化机利用每个圆盘的双面传热，可以在小空间里提供很大的换热面积，这使得圆盘干化机体型紧凑。圆盘的转动变频可调，转速约为5r/min，因此磨损很小。圆盘盘面与轴是垂直的，所以它本身的转动不影响污泥的流向，圆盘边缘有一些小桨叶，这些小桨叶有一定的倾角，既帮助污泥定向流动，又起到搅拌的作用。外壳是不动的，它容纳污泥和污泥蒸发产生的水蒸气。外壳内壁有固定的刮刀。刮刀很长，伸到

16、圆盘之间的空隙，防止有大块污泥固结在盘片上。与圆盘上的桨叶类似，固定刮刀也起到搅拌的作用。圆盘式干燥机具有以下特点：（1）运行时氧含量、温度和粉尘量低，安全性好；（2）圆盘干化机每个竖立圆盘的左右两面传热，传热面积大，结构紧凑，外形尺寸很小，辅助设备少，系统简单；（3）干化机内部污泥为湿污泥，为防止污泥粘结在圆盘上，在外壳内壁有固定的较长刮刀，伸到圆盘之间的空隙，起到搅拌污泥、清洁盘面的作用；（4）采用低温热源（180）加热，圆盘上的污泥在停车时不会过热；（5）所需辅助空气少，尾气处理设备小；（6）圆盘干化机可应用于半干化工艺，也可应用于全干化工艺；（7）可采用蒸汽，导热油等多种传热介质；（8

17、）现场环境非常好。3.2 流化床焚烧炉 焚烧炉是焚烧工艺很重要的部分，所有的焚烧反应均在此发生。流化床是一种清洁燃烧技术，燃烬率高、污染排放低。流化床采用立式布置，流化风从炉底送入保证流化良好，达到全沸腾，温度非常均匀；炉内无运动部件，能长时间连续运行，维修费用很低。选择耐热耐磨性能好的耐火材料（耐热温度1450C），可连续使用数年无需大修。4典型业绩 4.1 国内业绩 2009年年底，天通控股股份有限公司参与建设的嘉兴新嘉爱斯热电有限公司污泥综合利用热电联产技改工程项目即将投产，项目总投资25000万元。该技改项目污泥主要来自嘉兴市联合污水处理厂、洪合污水处理厂、民丰集团秀洲纸业有限公司自备

18、污水处理站、王江泾镇纺织企业自备污水处理站，这些污泥含水率在65%80%之间，合计污泥量2050吨/天。技改项目总的生产工艺流程如下：污泥通过密闭汽车运输到厂区后，先进行干燥处理，然后通过输送装置送至炉前燃料仓，经锅炉炉前给料装置，进入炉膛与煤进行混烧。产生的蒸汽除发电、对外供热外，小部分用于污泥干燥。污泥干燥过程产生的废气经冷凝处理后作为二次风抽入焚烧炉进行焚烧处理。4.2 部分日本业绩 （1）2009年于三重县售出一台SDK-280D，处理对象为污泥，处理量3500kg/hr，含水率从80降至30；（2）2008年于广岛县售出一台SDK-370D，处理对象为市政污泥，处理量5000kg/h

19、r，含水率从80降至40；（3）2007年于岛根县售出一台SDK-170D，处理对象为污泥，处理量2200kg/hr，含水率从80降至30；（4）2003年于神奈川售出两台SDK-150D，处理对象为脱水污泥，处理量1077kg/hr，含水率从87降至5；（5）2003年于北海道售出一台SDK-60D，处理对象为消化污泥，处理量670kg/hr，含水率从83降至40。 参考文献 1. 王凯军，俞金海，俞其林，城市污水污泥新型干化焚烧示范工程研究；2. 卡尔贝尔廷，德国贝尔廷公司，污泥热处理技术。热泵技术干化污泥的设备1、前言将热泵作为热源进行干燥、干化和脱水等作业，是上世纪八十年代发展起来的新

20、型干燥技术。目前，该技术已应用于各个领域，如在木材、化工产品、食品干燥、蔬菜脱水和污泥粪便干化等方面，都取得了良好的效果。针对污泥和粪便干化问题，热泵干化技术具有运行费用低和对环境无任何污染的两大优势。早在上个世纪八十年代初日本已取得成功的运用。2、热泵干燥原理热泵干燥设备由热泵的热力循环系统和热风干燥循环系统组成。热泵循环系统为热风干燥系统提供热源和降低热风湿度。热风干燥系统，通过循环热风与物料直接接触，提供蒸发水份热量，带走物料中的水份。所谓“热泵”，是耗用一定的机械功，吸取环境或废弃物中低品位热能，将其提高成为可利用的热能的一种节能装置。正如“水泵”一样，耗用一定机械功，将水从低水位提高

21、到所需的水位。热泵系统由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成。系统内运行的工质，在蒸发器中吸取干燥室排出湿热空气中的热量，从低压液态工质蒸发成低压蒸汽，经压缩机增压成为高温高压的蒸汽;在冷凝器中，高温高压的工质蒸汽放出热量加热进入干燥室的空气，而工质本身则从气体冷凝成高压液体;通过节流装置，液体工质产生阻塞效应，降低了压力和温度，成为低压低温液体，再度进入蒸发器中吸收湿热气体的热量，如此反复循环将低温热量输送到高温介质中去，形成热泵循环。干燥室排出气体，是含水份较高的湿热气体，其状态如图一h-d图上的点a，其相对湿度在=7080%左右，通过热泵的蒸发器时，由于蒸发器表面温度低于空气露点温度，不

22、仅降低了空气的温度并且在蒸发器表面将水汽冷凝下来，以液体水的状态排出系统外。气体离开蒸发器变成低温而湿润，如图一上点b其相对湿度一般在=95-97%。脱湿后的气体在热泵冷凝器中得到等湿加热，提高了气体温度，同时也降低了相对湿度，如图一C点成为干热气体进入干燥室。在干燥室中，干热气体与被干燥物料直接接触，提供物料干化的热量，同时也带走了水份。空气在干燥室内为等焓增湿降温过程，在离开干燥室时又回复到图一的a点。从图一上可见每公斤气体通过一个循环可以脱除水份d=da-dc。从上述热泵干燥原理来看，与一般干燥工艺差别是没有湿热气体排放，通过二个密闭循环系统，物料中的水份最终以液态水排除。采用该原理干化

23、污泥有二大优点：(1)节约能源：在热泵干燥中。不排放湿热气体而将其显热和潜热全部进行了回收，只耗用了一定的机械功。一般衡量热泵热回收能力常用热泵性能系数来表征，即COP=冷凝器提供热量/压缩机的功耗=QC/W0在污泥设备干燥中COP=4.05.0，既热泵提供的热量是电耗热量的45倍。衡量干燥设备耗能另一重要指标热泵比脱水率WPEWPE=脱水量/热泵能耗=kg(水)/kw.H(电)在目前设备中热泵WPE=5.06.0。即每度电可脱水56公斤。(2)不污染环境：由于热泵干化污泥在封闭的环境中进行，在干化过程中产生的一切有臭有害气体可以做到不外泄，对周围环境可以减少到最低的污染，有利在居民点附近进行

24、干化操作。3、热泵干化污泥装置简介我所科技人员自八十年代以来，对热泵干燥技术进行了系统的研究与开发。采用了高温热力性能良好的工质R142b和独特的热风循环系统(专利号：ZL .4)开发了系列的高温热泵除湿机。该机组的干化温度在5085范围内均可工作，至今已有500600台(套)设备投入运行，尤其在木材干燥方面取得了优异成效;如上海的优质木制品一半以上，均用我所设备进行干燥处理。出口名牌木制品，几乎悉数采用我所设备进行干燥加工。2000年获得了国家重点新产品称号，自1997年以来我所被评为上海市高新技术企业。而与热泵干燥机组相匹配的干燥室有连续干燥和间歇干燥两种方式。一般物料比较粗大，干燥周期较

25、长或物料不形成批量的多用间歇干燥，即物料是采用间歇载入和卸出的。如木材、农副产品、药材、工艺品多用此方式。对于污泥干化周期相对短，批量又较大，成型后物料细小而颗粒度又较均一故宜采用连续进料和出料的连续式干燥方式。我所研制的一台污泥干化连续式热泵干燥装置的样机，工作原理如图二所示，其外形参见照片1。热泵干燥机仍沿用我所卓有成效，成熟的机组。干燥室内装有传送速度可调的不锈钢网带的传送带组。为了干化工艺过程全部在封闭环境中进行，在干燥室内配置了两套成型机。经过发酵后含水量为6065%的粉状污泥通过封闭输送筒，进入干燥室内，为了易于干化，防止干化后污泥飞扬，经过初步成型，倾在传送带上，传送带按设定速度

26、带着物料转运，经数层传送带来回运送使污泥干化到含水率40%左右再进行第二次成型成颗粒肥料，再经数次传送带来回运送干化，最后达到含水率20%成品的颗粒肥料(参见照片2)送出干燥室，再通过封闭传送机构送到包装车间，盛袋装出。从热泵干燥机组送出的热风，经循环风机向传送带垂向送风，穿过数层盛载污泥不锈钢网带时，吸收物料水份返回到热泵中除湿，这种干燥方式亦称热泵穿流干燥。采用这种方式也曾对未经发酵含水率80%的排水污泥，成功地干化到60%含水率。当然在干化过程中成型比较困难，但这也为进一步扩大处理污泥的范围创造了条件。4、热泵技术干化污泥的特点经过热泵干燥装置的研制试验与分析，热泵干燥污泥具有以下优点：

27、(1)能耗费用低热泵干化污泥装置在运行中能回收湿热空气的显热和潜热，能量得到充分而合理利用，是一种公认的高效节能设备。按目前上海地区的能源价格计算，热泵运行的能源费用，是用煤气和燃油作热源进行供热干燥的一半左右(详见经济分析)。(2)不污染环境由于热泵干化污泥的全过程是在封闭系统中进行，不需向周围环境排湿，同时也会排出有害、有臭味的气体。若将进出料系统全部封闭在管道中，会使整个操作保持清洁环境。干化后的污泥已成为无臭颗粒肥料。干燥污泥后打开干燥室清理时，也无明显臭味溢出。这与其他干燥方法相比，是一个独特的优点。(3)污泥干化质量好热泵干燥装置中的干燥介质是在封闭的空间循环;不受外界气候条件的影

28、响，一年四季均在同一条件下平稳运行，所以干燥质量稳定。污泥是城市排水经过絮凝剂沉淀出来的胶状固体微团，成分结构复杂，亲水力较强。热泵干化温度不仅可在5085调节，而且可以控制干燥室的湿度，满足有机污泥干化的理想条件，不会造成污泥微团外壁结壳，造成难以脱水的现象。试验证明，干燥成品的含水率均匀，又能保持颗粒肥料中的有机成分。另外，由于循环是在封闭的空间内进行，不受外界气候条件的影响，一年四季均在同一条件下运行，干燥质量很稳定。(4)易形成现代化的产业目前研制的日处理一吨污泥热泵干化装置的样机，在宽1.5米、高2.3米、长3.5米的封闭空间内已含了热源、干燥室、鼓风设备和控制等设备，非常紧凑。若扩

29、大到日处理五吨污泥的设备，其体积不会超过BHL=2米3米5米。其占地面积非常有限。此外，本装置可以组合式运行。如需日处理20吨污泥量，则可以使4台机组紧密并列运行，总的占地面积很小，当然，在日处理量有波动时还可以调整运行台数。由于热泵干燥操作为单一的电能，自动化程度高，非常适宜配套在现代化城市应用。5、热泵干燥能耗的经济性热泵是用电力驱动的装置，一般误认为耗电成本高，不易被接受。现分别就采用煤、燃油、煤气和热泵作为供热源的干燥装置，进行经济性比较，对各种热源的热值和价格作如下设定：(1)煤热值：6700大卡/公斤，价格：0.35元/公斤。(2)煤气热值：3500大卡/M3，价格：0.8元/M3

30、。(3)燃油热值：10800大卡/kg，价格：2.4元/kg。(4)电热值：860大卡/kWh，平均电价：0.45元/kWh。(白天0.6元/kWh，夜间0.3元/kWh)由上表可见，各种热源的干燥装置，除煤外，采用热泵干燥，比燃油、煤气成本均低。但使用煤的实际成本，比上表所列要高，因为除干燥设备外，还需要投资庞大的锅炉房、锅炉设备和支付繁杂的管理费用，如增加环保设施、管理操作人员、煤的堆场，煤和渣的运输等。6、小结将污泥干化成颗粒肥料，采用热泵除湿干燥装置与其他供热方式的干燥装置比较，其优缺点如下表所示：因此，随着环保要求提高，特别是人口密度较高的城市里，采用热泵来干化污泥具有独特的优势。选

31、择正确的干燥技术及设备水含量的增加会逐渐降低物料的剪切黏度。在加工过程中，由于熔体流动性能的变化，产品的质量以及一系列的加工工艺参数也会随之发生相应的变化。例如，停滞时间过长会使残余水分含量太低从而造成黏度的增加，这将导致填模不充分，同时也会造成物料发黄。另外，某些性能的变化并不能直接用肉眼观察到，而只有通过对材料进行相关的测试才能发现，如机械性能和介电强度的改变。在选择干燥过程时，鉴别材料的干燥性能具有至关重要的意义。物料可以分成吸湿性和非吸湿性两种。吸湿性物料能够从周围环境吸收水分，非吸湿性材料不能从环境中吸收水分。对于非吸湿性物料，任何环境中存在的水分都保留在表面，成为“表面水分”而易于

32、被清除。不过由非吸湿性物料制成的胶粒也可能因为添加剂或填料的作用而变得具有吸湿性。另外，对一个干燥工艺过程的能耗的计算，可能会与加工作业的复杂程度以及其他因素有关，所以这里所介绍的数值仅供参考。对流式干燥对于非吸湿性物料，可以使用热风干燥机进行干燥。因为水分只是被物料与水的界面张力松散地约束，易于去除。此类机器的原理是，利用风扇来吸收环境中的空气并将其加热到干燥特定物料所要求的温度，被加热后的空气经过干燥料斗，并通过对流的方式加热物料以除去水分。对吸湿性物料的干燥一般分为三个干燥段：第一个干燥段是将物料表面的水分蒸发掉；第二个干燥段则将蒸发的重点放在材料内部，此时干燥速度缓慢降低，而被干燥物料

33、的温度开始上升；在最后一个阶段，物料达到与干燥气体的吸湿平衡。在这个阶段，内部和外部间的温度差別将被消除。在第三段末端，如果被干燥物料不再释放出水分，这并不意味着它不含水分，而只是表明胶粒和周围环境之间已经建立起了平衡。在干燥技术中，空气的露点温度是一个非常重要的参数。所谓的露点温度就是在保持湿空气的含湿量不变的情况下，使其温度下降，当相对湿度达到100%时所对应的温度。它表示空气达到水分凝结时所对应的温度。通常，用于干燥的空气的露点愈低，所获得残余水量就愈低，干燥速度也愈低。 目前，生产干燥空气最为普遍的方法是利用干燥气体发生器。该设备以由两个分子筛组成的吸附性干燥器为核心，空气中的水分在这

34、里被吸收。在干燥状态下，空气流经分子筛，分子筛吸收气体中的水分，为干燥提供除湿气体。在再生状态下，分子筛被热空气加热至再生温度。流经分子筛的气体收集被除去的水分，并将其带至周围环境中。另一种生成干燥气体的方法是降低压缩气体的压力。这种方法的好处是供应网络中的压缩气体有着较低的压力露点。在压力降低以后，其露点达到0左右。如果需要更低的露点，可以利用膜式或吸附式干燥器在压缩空气压力降低之前进一步降低空气的露点。在除湿空气干燥中，生产干燥气体所需的能量必须进行额外计算。在吸附式干燥中，再生状态的分子筛必须从干燥态的温度(约60)被加热至再生温度(约200)。为此，通常的做法是通过分子筛将被加热气体连

35、续加热至再生温度，直至它在离开分子筛时达到特定温度。理论上再生所必要的能量由加热分子筛及其内部吸附的水所需要的能量、克服分子筛对水的附着力所需要的能量、蒸发水分和水蒸汽升温所必需的能量几个部分组成。一般，吸附所得露点与分子筛的温度与水分携带量有关。通常，小于或等于30的露点可以使分子筛达到10%的水分携带量。为了制备干燥气体，由能量计算所得的理论能量需求值是0.004kWh/m3。但是，实际中这个数值必须稍高，因为计算没有把风扇或热量损失考虑在内。通过对比，不同类型的干燥气体发生器的特定能耗就可以被确定。一般来说，除湿气体干燥的能耗在0.04kWh/kg0.12kWh/kg之间，这要根据物料和

36、初始水分含量而变化。在实际操作中，也可能达到0.25kWh/kg或更高。干燥胶粒所需的能量由两部分组成，一部分是将物料由室温加热至干燥温度所需要的能量，另一部分是蒸发水分所需要的能量。在确定物料所需的气体量时，通常是以干燥气体进入或离开干燥料斗时的温度为基础。一定温度的干燥空气通过对流的方式将热量输送至胶粒中也是一种对流干燥过程。在实际生产中，实际能耗值有时要比理论值高得多。例如，物料可能在干燥料斗中的停留时间过长，完成干燥所消耗的气体量较大，或者分子筛的吸附能力未充分发挥等。?减少干燥气体的需求量从而削减能源成本的可行方法是采用两步法干燥料斗。在这种设备中，干燥料斗上半部的物料只是被加热而并

37、未被干燥，所以可以用环境中空气或干燥过程的排气来完成加热。采用这种方法后，往往只需要向干燥料斗中供应通常干燥气体量的1/4?1/3，从而降低了能源成本。提高除湿气体干燥效率的另一种方法是通过热电偶和露点受控的再生，而德国Motan公司则利用天然气作为燃料来降低能源成本。真空干燥目前，真空干燥也进入到塑料加工领域当中，例如美国Maguire公司开发出来的真空干燥设备就已被应用到塑料加工之中。这种连续操作型的机器由安装于旋转传送带上的三个腔体组成。在第一腔体处，当胶粒被填满后，通入被加热至干燥温度的气体以加热胶粒。在气体出口处，当物料达到干燥温度时即被移至抽成真空的第二腔体中。由于真空降低了水的沸

38、点，所以水分更容易变成水蒸汽被蒸发出来，因此，水分扩散过程被加速了。由于真空的存在，从而在胶粒内部与周围空气之间产生了更大的压力差。一般情况下，物料在第二腔体中的停留时间为20min?40min，而对于一些吸湿性较强的物料而言，最多需要停留60min。最后，物料被送到第三腔体，并由此被移出干燥器。在除湿气体干燥和真空干燥中，加热塑料所消耗的能源是相同的，因为这两种方法是在同样的温度下进行。但是在真空干燥中，气体干燥本身并不需要消耗能源，但需要用能源来创造真空，创造真空所需的能耗与所干燥物料的量以及含水量有关。 红外线干燥干燥胶粒的另一种方法是红外线干燥工艺。在对流加热中，气体与胶粒之间、胶粒与

39、胶粒之间以及胶粒内部的热导率都很低，因此热量的传导受到极大的限制。而采用红外线干燥时，由于分子受到红外线辐照，所吸收的能量将直接转换成热振动，这意味着物料的加热比在对流干燥中更快。与对流加热相比，在干燥过程中，除了环境空气和胶粒中水分的局部压力差以外，红外线干燥还有一个逆向的温度梯度。通常，干燥气体和受热微粒之间的温度差愈大，干燥过程就愈快。红外线干燥时间通常在5min15min。目前，红外线干燥过程已经被设计为转管模式，即顺着一只内壁有螺纹的转管，胶粒被输送和循环，在转管的中心段有数个红外线加热器。在红外线干燥中，设备的功率可以参照0.035kWh/kg?0.105kWh/kg的标准进行选择

40、。如前所述，物料含水量的不同将会导致工艺参数的差別。一般，残余水分含量的不同可能是因为不同物料的流通速率不同，所以干燥过程的中断或机器的启动、停机都会引起停留时间的不同。在气体流量固定的情况下，材料流通量的不同一般表现为温度曲线的变化和排气温度的变化。干燥机制造商们以不同方法进行测量，并将干燥气体流量与被干燥物料的量相匹配，进而调整干燥料斗的温度曲线，从而使胶粒在干燥温度下经历稳定的停留时间。另外，物料不同的初始水分含量也会导致残余水分含量的不稳定。因为停留时间是固定的，初始水分含量的明显变化必将导致残余水分含量发生同样明显的变化。如果需要稳定的残余水分含量，就需要测量初始或残余的水分含量。由

41、于相关的残余水分含量低，在线测量不易进行，而且物料在干燥系统中的停留时间较长，把残余水分含量当作输出信号会引起系统受控的问题，所以干燥机制造商们开发出来一种新的控制概念，能实现稳定的残余水分含量这一目标。这种控制概念以保持残余水含分量的稳定为目的，将塑料的初始水分量、进入和流出气体的露点、气体流动量和胶粒流通率等工艺参数作为输入变量，从而使干燥系统能够根据这些变量的不同进行及时调整，以保持稳定的残余水分含量。红外线干燥和真空干燥是塑料加工中的新技术，这些新技术的应用极大地缩短了物料的停留时间并降低了能源消耗。但是，创新的干燥工艺其价格也相对较高。因此，近些年来，人们也在努力地提高传统除湿气体干

42、燥的效率。所以，在做出投资决策时，应当进行精确的成本评估，不仅要考虑采购成本，还要考虑管路、能源、空间和维修保养等，以使最小的投资得到最大的回报。污泥干化焚烧处置技术日本三菱中国天通强强联合，国际主流技术落户中国 天通控股股份有限公司（简称天通控股,TDG）位于浙江省海宁市，始建于1984年，是拥有近30亿资产和多家分子公司的国内首家自然人控股的上市公司。公司遵循“市场导向、技术领先、品牌制胜”的经营理念，创导“为客户创造价值、筑员工成长平台，让股东得到回报、对社会承担责任”的核心价值观、弘扬“诚信、创新”的企业精神，将以人为本的思想融入到企业管理的所有环节，实现健康、长期的企业目标。 TDG

43、历来非常重视环境保护工作。近年来更加大投入进行二次创业，力争把环保产业做大做强，与日本三菱、日立等公司有十多年的合作关系，有多家合资工厂。主要产品有圆盘式污泥干燥机，这是国家三部委重点推荐的污泥干燥技术，也是发达国家污泥处置的主流干燥设备，处于世界领先水平。TDG从三菱、日立等公司全套引进了适合中国国情的污泥“干化焚烧”处置技术，高起点、大投入。该技术具备成熟先进、规范环保、自动化程度高、投资适中、运行维护成本较低、处理量大、持久耐用、工艺简洁、电耗省、工作环境好、运行稳定等特点。 TDG污泥处置集成技术大致可以分为两大模块：污泥圆盘干化模块和污泥焚烧模块。根据各地污泥处置现状以及当地要求，这

44、两个模块可以单独建设也可以组合使用。污泥圆盘干化模块 焚烧、建材利用等处置方式要求污泥含水率30%40%，这时必须对污泥进行热干化。国内一些污泥处置项目之所以失败，主要原因之一就是污泥干燥机不过关。 TDG采用圆盘干燥机，该技术在日、韩以及欧洲成功使用20多年并经不断改进提高，性能卓越。该技术污泥适应性广、稳定性高、效率高、能耗低，是国家环保部重点推荐的污泥干燥技术。圆盘干燥机的热源可采用低品位蒸汽、导热油等。干燥过程全封闭并采取负压等措置，保证优秀的环保性能。圆盘干燥机可直接干燥含水率80%的污泥，为降低运行成本，也可干燥上一模块处理后的污泥。干燥后的污泥呈05mm的小颗粒状，热值约1000

45、 2000大卡，具备一定的经济价值，非常方便进一步处置。 污泥焚烧模块TDG焚烧技术采用当今国际最流行的流化床焚烧技术，该技术在国际上污泥焚烧行业占有率约为6070%。TDG污泥焚烧技术，具备以下特点：焚烧彻底、效率高、污染物排放低、燃料适应性好、安全。焚烧后的烟气经规范处置，排放可以严格达到城市生活垃圾焚烧处理的国家标准。TDG经多年对国内各地、各行业污泥的分析，认为焚烧处置二恶英的风险基本不存在。 2009年，天通控股股份有限公司承接了嘉兴新嘉爱斯热电有限公司污泥综合利用热电联产技改工程项目的设备供应，项目总投资25000万元。该技改项目污泥主要来自嘉兴市联合污水处理厂、洪合污水处理厂、民

46、丰集团秀洲纸业有限公司自备污水处理站、王江泾镇纺织企业自备污水处理站，合计污泥量2050吨/天。据了解这些单位的污泥大部分含水量在80%左右；有少部分污泥经自然晒干成为含水量65%左右的半干污泥。 技改项目总的生产工艺流程如下：污泥通过密闭汽车运输到厂区后，先进行干燥处理，然后通过输送装置送至炉前燃料仓，经锅炉炉前给料管，进入炉膛进行燃烧。在送入污泥的同时，焚烧炉内也给入一部分辅助燃料煤以保证炉膛内温度维持在850以上。焚烧后污泥和煤释放出来的热能被蒸汽吸收，转化为蒸汽的热能，部分供应热用户，部分用于污泥干燥。污泥干燥过程产生的废气经冷凝处理后作为二次风抽入焚烧炉进行焚烧。污泥和煤焚烧留下的渣通过冷渣器排出，焚烧后的烟气经过烟气净化系统处理后通过一座高150 m烟囱达标排放。目前已有三台圆盘式污泥干燥处理设备已交货，预计2010年年初试运行。 TDG污泥处置集成技术完全符合了污泥处置政策所倡导的减量化、稳定化、无害化甚至资源化的发展方向，为中国解决污泥处置难题提供了切实可行的思路。专心-专注-专业