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空心桨叶深度剖析

更新时间:2019-02-19 15:05:00点击次数:223次字号:T|T
空心桨叶干燥机由带夹套的端面呈W型壳体、上盖、有叶片的中空轴、两端的端盖、通有热介质的旋转接头、金属软管以及含有齿轮、链轮的传动机构等部件组成。
一、空心桨叶干燥的原理与主要技术特点标志

空心桨叶干燥机由带夹套的端面呈W型壳体、上盖、有叶片的中空轴、两端的端盖、通有热介质的旋转接头、金属软管以及含有齿轮、链轮的传动机构等部件组成。


空心桨叶深度剖析

设备的中心是空心轴(可分为单、双、四根)和焊在轴上的空心搅拌桨叶。在污泥干化工艺中一样为双轴。桨叶形状为楔形的空心半圆,可以通加热介质。除了起搅拌作用外,也是设备的传热体,桨叶的两主要传热侧面呈斜面,由于这个当物料与斜面接触时,随着叶片的旋转,颗粒很快就从斜面滑开,使传热表面不断更新。
干燥器为连续运行。两主光轴配备安置时,旋转方向相反。主光轴转速较低,线速度低于2m/s。主光轴、桨叶
以及W形槽(含有壳体的上方高于桨叶外径一定距离的部分)均为中空,中间通入暖流体。
干燥器的上部穹顶不加热,用于开设检查窗,联接风道、管线等。在顶盖的中部设置抽气口,以微负压方式取出蒸发的水气。
换热方式为传热,仅在取出负压时流入少量的环境空气,气体与物料运动方向为错流。物料在干燥器内的逗留时间较长。工艺环路为开环,不再将处置过的废气返回。
由于主光轴为转动部件,其本身或者换热面,为严密封闭及机械形变思索问题,工艺工质的温度均不超过200度。由于蒸汽释放潜热而传热油仅释放显热,对于此工艺一样挑选蒸汽工质,此时所需输送暖流体的暖流道为小,便于安置。典型的达到高限度蒸汽温度为150-200度,压力5~7巴,高可达14巴。
在污泥处置工艺方面,不同厂家的空心桨叶干燥器技术尤其的地方有可能略有区别。兹将一些共通的、值得关心注视的尤其的地方列举如下所述:
1.干燥器倾斜安置
空心桨叶干燥器的安置为卧式,有一定倾角度,它由一侧进料,另一侧出料,物料在干燥器的前移主要靠重力移动。这是由于桨叶本身的斜面不具有轴向推动作用,位于桨叶顶端的刮板与桨叶呈90度安置,也仅能起到径向抄起和搅拌的作用,也不构成轴向推进,由于这个物料的向前推进需求干燥器的倾角度来完成。
2.溢流堰的设置
思索问题到桨叶的阻隔作用,物料在干燥机内从加料口向出料口的移动呈柱塞流方式,逗留时间分散有可能非常狭窄,要使产品得到足够的时间处置,并使换热表面得到充分利用,须使物料充满干燥器,即料位应“浸没”桨叶的上缘高度。
在着手工作运行时,有可能须关闭位于干燥器末端的出口,以成功实现“蓄水”效应,同时还需设置能够阻止物料、维持高料位的溢流堰(overflow?weir)。有理论上它应使物料略高于桨叶高度。溢流堰位于干燥器尾部,干泥下料口的上方,它应具有大致相似“提升闸”的机械结构,以维持工艺所需的料位高度。
3.?加热轴类型
设备的加热介质既可以用蒸汽,也可用传热油或热水,但热载体相态不同,中空轴结构也不同。用蒸汽加热的热轴管径小,结构会相对简单;用热水或传热油加热的轴结构则有可能比较复杂,因需求思索问题管内液体流速,管径越粗,旋转接头及严密封闭的困难程度越大。
向中空桨叶中供给卡路里,觉得合适而运用蒸汽工质时出进管线直径较小,这是由于释放潜热的尤其的地方所决定的。但觉得合适而运用传热油时,要使之能够通过足够的暖流体量,这些个管线的直径有可能变得较大,而这对于主光轴来说有可能下降其结构强度。
由于主光轴本身具有多项功能(桨叶支撑、暖流体输送、传热换热等),它需克服物料的粘滞力、物料与桨叶间磨擦以及物料本身对主光轴表面的磨损等,主光轴所需克服的应力有可能较大。这样在预设时,既要担保其机械强度,又要担保其换热性能,同时还需兼顾材料的硬度等,这些个有可能互相矛盾的条件将使预设变得复杂,而后应用后结果会具有较大变数。
如为了提升换热简单的面或物体表面的大小,需增加桨叶数目和直径,但这将造成主光轴的应力增加。要提升主光轴的强度,需增加主光轴直径,但这会相应减少桨叶的换热简单的面或物体表面的大小。
在项目中,主光轴类型的挑选经常是不可以预见的,如原来觉得合适而运用蒸汽作为工质的定型产品,当改用传热油时,其暖流道将不同,传热有经验也有非常大变化,没有方法简单复制原来的工艺参量。这对于研发的新机型用户来说,有可能意味着很多意料比不上的问题。
4.逗留时间
理论上面的天空心桨叶干化的逗留时间可通过加料效率、转速、存料量等调节,在几非常种到几小时之间任意选定,那边边溢流堰是调节干燥器内污泥逗留不动量的主要手段。
为了使换热简单的面或物体表面的大小得到充分利用,干燥器内污泥逗留不动量需求较高,料位需超过桨叶的上缘高度,即一样所说的“有效容量”需100%加以利用。假设按蒸汽罩在内的整个儿干燥器筒体容量思索问题,有效容量有可能要占到干燥器总容量的70~80%。
干燥器内物料留存率高,将使得污泥在干燥器内的实际逗留时间相应较长,为3-7个小时。
5.干泥返混
理论上,由于空心桨叶互相白牙咬紧,具有自干净作用,空心桨叶干燥器进行污泥干化应可完成各种含固率的污泥半干化和全干化,而无须进行干泥返混。
但实际上,要通过桨叶互相白牙咬紧而形成的物料剪切成功实现自干净仍需求一定的前提条件,这就是设备中的白牙咬紧度足够高,机械空隙足够小,以及物料间的剪切力可以克服产品在换热表面上的附致力。
在分析空心桨叶干燥器内里结构时,不难注意到其机械结构之间是存在较大空隙的。靠机械咬合彻底收拾死区是没有可能的。这意味着真正成功实现空心桨叶热表面自干净和更新的手段是物料之间的互相磨擦,即金属表面与物料之间以及物料与物料之间的剪切力。
成功实现物料之间互相磨擦可觉得合适而运用加大物料填充疏密程度的方法,维持料位高度,可提升物料间的互相接触机遇,合适桨叶叶片的挤压,可成功实现对某些换热面的自彻底收拾。
由于湿泥本身尤其的性质的原因,在干化过程中有结果团、成球和建桥的倾向,完全靠提升料位是没有方法克服的,由于湿泥颗粒之间的剪切力有可能造成湿泥在没有方法更新的空隙中“压实”,而不会使其颗粒间产生疏松和流动性。只有干泥因其颗粒表面已失水,具有在短时间内复水性不佳的尤其的性质,颗粒空隙大,碰到机械剪切力,才有滑离金属表面的有可能性。由于这个实际工程上,空心桨叶干化均思索问题了干泥返混,其作法是对干泥进行筛分,很小干化污泥与湿泥进行预混合(美国Komline?Sanderson一样均做此思索问题,但有些厂家则扬言无此不可以缺少)。
从换热效率角度思索问题,干泥返混应该是不可以缺少手段之一。根据污泥的失水情形,空心桨叶干燥器的蒸发效率具有清楚显露的峰谷变化。在含固率低于25%时,污泥在加热情形下有清楚显露的液态性质,换热条件较佳,但物料易形成附着层而造成蒸发强度的下降,且污泥因高分子聚合物的作用,自身有形成团块的倾向,与换热面的接触率下降;在含固率25%-75%之间时,污泥有可能具有表面黏性,结团倾向清楚显露,换热效果较差。当含固率大于76%时蒸发效率回升,这是由于干细疏松的颗粒与换热面重新得到了较好的接触
空心桨叶工艺一样根据干燥目的,采取回流部分干燥污泥的作法(干泥返混),使干泥起一定的“润滑油”作用,得到较好的流动性,防止黏着,回流量仅为出口干泥的小部分。这就是说,空心桨叶的返混对干泥湿泥混合后比例要求不高,一样有可能在40%左右(远低于一样要求的65%,如转鼓机),此时干泥粉末的存在,已可以在热表面起到“润滑油”和“彻底收拾”的作用。
6.干燥器内不清空
凡需求干泥返混的污泥干化工艺,对于湿泥的进料均有严明的要求:湿泥进料须在干燥器已有数目多干“床料”的条件下才能进行,这样才能防止湿泥一进担任或不担任糊住换热面、产生结水垢。
由于这个,典型的作法是,在干燥系统停车时,应维持返料系统接着工作,停止进料装置,干燥产品实行全返料,同时系统下降温度,系统温度低于60℃时才全线停车,干燥机内不进行清料,开车时直接带料着手工作。
这意味着在停机时,干燥器内始末充满了干泥,在关机过程和开机过程中有可能始末存在高粉尘、低潮润润泽程度的尤其的地方,此时需关心注视干化安全问题。
7.桨叶顶端刮板
无论什么机械都是有公差空隙的,主光轴白牙咬紧的空心桨叶干燥器也不例外。
湿泥在一定含固率下具有黏性,在这些个空隙之间有可能造成黏壁。在热表面上的无论什么黏合,将下降换热效率。为防止污泥污层的加厚,需觉得合适而运用机械刮削的方式,这就是位于桨叶顶端的刮板(paddle?plates)所起的作用。?
从刮板的作用可知,随着长时期运行,刮板对且仅对落在桨叶与W形槽换热面之间的物料有抄起作用,同时也对附着在W型槽壁上的物料有刮取作用,不论抄起或者刮取,由于刮板的运动速度大约为2~5米/秒,在抄起或刮取的过程中,此速度下刮板外缘的污泥的运动方向有两个:向外挤压(磨W形槽)和向后运动(磨刮板)。
8.金属表面硬化处置
磨损有可能是空心桨叶干燥器所面对的重要挑战之一。
污泥中含有磨蚀性颗粒,空心桨叶干燥器属于典型的传导接触型换热,金属与磨粒的反反复复、长时期接触,金属磨蚀是不可以防止的。涂层和硬化可减轻磨蚀的速度,但受限于被磨蚀的金属面同时也是换热面(如W形槽、桨叶、主光轴,刮板可更换),所能采取的硬化处购置法不多(喷涂碳化硅等),在加热条件下耐磨层的附致力、实际硬度都不甚理想,只能起到减轻磨蚀的作用。
由于干泥颗粒和粉尘中磨粒的磨蚀作用较为突出,一样对后半段(15~25%)的桨叶进行热处置尽量照顾。但对于有干泥返混的工艺,其磨蚀则是整个路程的。
磨蚀倾向的存在,没有疑问也将影响到干燥器的材质选定。
空心桨叶干燥器的换热金属面中,只有W形槽因与刮板空隙小,在热表面更新过程中有清楚显露的挤压作用。当存在这种挤压缝隙时,一样磨蚀强烈的是相对较“软”的金属面。这有可能意味着要尽量照顾作为换热面的W形槽,刮板则不可以以做硬化。而不做硬化的刮板保存生命的年数将非常有限。
9.机械死角儿
机械死角儿是空心桨叶干燥器不可以少解决的预设困难的问题之一。它可分为三类:1)无表面机械彻底收拾的金属外缘;2)有表面彻底收拾但存在不可以触动到的公差;3)因磨蚀造成的不可以触动到公差加大。
楔形桨叶本身的旋转方向是一定的,即两个主光轴均向内侧旋转,此时楔形桨叶的窄侧在前,刮板在后,桨叶从窄而宽的换热面上均无机械彻底收拾,需求靠物料自身的剪切力更新。刮板大于楔形部分宽换热面的部分将始末刮带污泥,并在W形槽上形成挤压。
这个之外,刮板与主光轴仅在某一些(即扇形缺口儿的中心部位)上有“切线相交”(实际上是靠近,彻底收拾作用微不充足道),主光轴在绝大部分物质情形下表面没有机械彻底收拾。
上面所说的均属于无表面机械彻底收拾的金属外缘,它占总换热简单的面或物体表面的大小的70~80%。
有机械彻底收拾的换热表面,依照楔形桨叶的排布规则,存在以下因不可以触动到公差所造成的死角儿:
-第1排和末排桨叶的刮板与加热主光轴外侧的窟窿眼儿,介于干燥器桨叶与主光轴填料严密封闭之间。
-轴向刮板间的窟窿眼儿,在这之空隙可清楚显露仔细检查到。
由于前述磨蚀问题,有可能造成尤其是径向刮板窟窿眼儿的增大,即刮板因磨蚀而变薄,刮板与W形槽换热面的不可以触动到公差加大。此时刮板所起的刮取作用下降,在物料之间的剪切力不可以克服湿泥在换热面上的附致力时,在换热面上的堆料和结水垢就会产生。当形成一定厚度时,将造成轴跳、震动和噪声等。
没有方法彻底收拾的换热表面均可称之为“机械死角儿”。综合来看,空心桨叶干燥器没有方法进行机械彻底收拾的部位占了换热简单的面或物体表面的大小的大部分,由于这个对于这种工艺来说,中心问题在于怎么样防止产品的黏性。
10.传热系数
空心桨叶干燥器由于桨叶垂直于主光轴,刮板平行于主光轴,桨叶两端的换热面无推动而仅起换热作用,物料的径向混合充分,物料与换热面的接触频率较高,逗留时间长,理论上应可成功实现较好的换热,其综合传热系数应在80~300?W/m2.K之间。
在污泥干化应用面,由于不同的污泥黏性不同,干化产品含固率也影响到工艺过程(如能否进行低干度半干化),实际项目中给出的传热系数有可能相差较大。
11.传热简单的面或物体表面的大小
根据前面的描述可知,热轴上的楔形桨叶和主光轴是主要的加热面,换热简单的面或物体表面的大小占总换热简单的面或物体表面的大小的70%以上(后面将加以证明)。预设上对制造度、主光轴类型和暖流道安置上有较高要求,由于这个一样觉得这种干燥器“结构复杂,加工困难程度高,大型干燥机的预设有一定困难程度”。
截止2008年根,国外已制造出单机换热简单的面或物体表面的大小1.5?~295平方米、理论大蒸发有经验12?吨/小时的空心桨叶干燥器。在污泥干化领域,到现在截止大装机换热简单的面或物体表面的大小约300平方米,蒸发有经验不到5000公斤/小时。
据不统计,国内到现在截止的系列化预设高110平方米,已见于报导的用于污泥干化的空心桨叶干燥器换热简单的面或物体表面的大小多为25~50平方米,高达160平方米。
由于污泥干化是有技术困难程度、大宗、无增值的产品应用,设备的大型化是节俭投资的重要手段。但基于前述空心桨叶的尤其的地方,设备放大具有较高的技术困难程度。
12.吹扫空气量
空心桨叶干燥器属于典型的传导型干燥器,其传热和蒸发是靠热壁而不是靠气体对流成功实现的。由于这个,大部分数空心桨叶厂家均扬言不需求吹扫空气。
实际应用中,由于干燥过程产生的水气需求及时离去干燥器,且污泥干化产生恶臭,为防止臭气溢出到环境,一样均需觉得合适而运用取出微负压方式。这样就物质的真实物质情形上存在了运用“吹扫空气”的不可以缺少性。取出负压必然会造成环境空气从干燥器和回路的缝隙中(轴缝、湿泥入口、干泥出口、溢流堰严密封闭等)进入了回路,为了防止这部分气体在干燥器中造成水气冷凝,有时刻还需求对此气体进行加热。
吹扫空气的量与工艺本身有关,以差额蒸发量所需的环境空气干空气量衡量,一样在0.1~1.2?kg/kg.H2O之间。此值的高度对干化系统的净热耗有重要影响。典型的空心桨叶干燥一样思索问题0.5?kg/kg.H2O左右的干空气量。
13.蒸发强度
传导型干燥器的蒸发有经验一样以每平方米、每小时的蒸发量来衡量,它有理论上可成功实现10~60?kg/m2.h的蒸发量。但在污泥干化实践中,根据我对世界上主要空心桨叶制造经济活动绩的统计,预设值取值范围一样在6~24?kg/m2.h之间,以14~18kg/m2.h的取值占大多数。
对于蒸发强度的取值,可以从多个技术文献得到印证。如日本奈好机遇械制造所污泥干化“特开平9-122401”,试验条件下的污泥干化蒸发强度在6~6.8?kg/m2.h之间。浙江大学热量工程研究所的试验在90分钟后、40%干燥率下也只有6?kg/m2.h。得利满研发部的研究报告陈说则提出空心桨叶计算模型取值在11.5~13.8?kg/m2.h之间。
参照其他传导型干化(如转碟机、圆盘机),典型值均在8~14?kg/m2.h之间。思索问题到空心桨叶干燥器的换热条件与其他传导型干燥用具质的真实物质情形上非常相似,较为可靠的实际蒸发强度应该在8~14?kg/m2.h之间。
14.产品出口温度
由于污泥在干燥器内逗留时间长,污泥在离去干燥器时的出口温度较高,应在90~100℃左右。污泥温度高,则产品在筛分以及输送(含有返混)过程中,有可能对安全性产生影响。
因干泥返混的原因,在筛分前或是否后下降温度将关系到系统的净热耗。这个之外,进入了停机序列后,热载体撤除或停供后,产品的下降温度仍需求走一个非常不迅速的过程,理论上剩下的产品均需经外部的冷却处购置法才能成功实现。基于空心桨叶的工作原理及其内里容量,很难想象空心桨叶干燥器能够觉得合适而运用喷水下降温度这样的灵敏方式进行安全尽量照顾。
二、空心桨叶干燥器的结构与尤其的地方
要真正熟悉一种干化工艺,进行一些预设分析是不可以绕斗δ。空心桨叶从过程工艺角度看是较为简单的,其尤其的性质主要是机械方式决定的。
根据日本TsukishimaKikai公司系列空心桨叶设备的尺寸,我试验竖立了一个空心桨叶干燥器的预设模型。
挑选那边边换热简单的面或物体表面的大小100平方米、有效容量6.66立方米的ID?1000DSL-K型双轴设备作为参照,根据其示明的尺寸,利用几何学知识,不难求出截面上各位置的简单的面或物体表面的大小。对加热主光轴长度进行设定,即可求出干燥器的总容量。
由量图知,桨叶所围出的两个扇形简单的面或物体表面的大小夹角一样为144度左右。桨叶直径已知(1米),给出主光轴直径(0.3~0.5米),则扇形换热面简单的面或物体表面的大小可求。
根据干燥器内桨叶安置需求,可设定刮板宽度、桨叶大厚度、桨叶小厚度、刮板间小公差。在上面所说的参量给出时,可觉得桨叶的径向外缘为一梯型,其高为桨叶扇形的弧长;主光轴的换热简单的面或物体表面的大小为加热主光轴总简单的面或物体表面的大小减去桨叶焊接简单的面或物体表面的大小(主光轴上144度扇形弧长,宽度为厚度),则桨叶的外缘换热简单的面或物体表面的大小、主光轴有效简单的面或物体表面的大小均可求,因此得到干燥器的实际换热简单的面或物体表面的大小。
由于换热简单的面或物体表面的大小和有效容量已知,上面所说的假设各项尺寸、主光轴直径、桨叶数目以及加热轴有效长度的给定均会影响上面所说的两个已知参量。
通过竖立大小和换热简单的面或物体表面的大小的两个方程组,可解出一组同时称心两个方程组的数值:
-当主光轴直径为0.41?米时,加热主光轴的长度约为6.15米,基本符合干燥器体长度6.27米的原预设值。此时,桨叶、主光轴和W形槽的换热简单的面或物体表面的大小离别占总换热简单的面或物体表面的大小的64.6%、13.5%、22.0%,也符合一样所说的换热面比例分配。
在论断基本准确的基础上,可明确承认以下几个关键取值具有可参照性:
-刮板宽度50?mm、桨叶换热面大厚度40?mm、小厚度14?mm、刮板间小公差3?mm;桨叶总数目58对,116个;
-W形槽的弧直径1.006米,即桨叶刮板与W形槽换热面的距离只有3毫米;
分析过程中可注意到取值范围极窄,尤其是刮板宽度和刮板间小公差。这意味着干燥器的预设极为紧凑关系近、“”,其目的有可能是为了减少W形槽换热面的死角儿。
仿用此模型,可分析其他一些机型的参量。比较这些个参量,可发觉那边边的某些规律。这些个规律是解读空心桨叶干燥器的钥匙。
1.Komline13W2200机型
已知KS干燥器13W2200具有204平方米换热简单的面或物体表面的大小、18立方米的有效容量。应用模型可分析其有可能的构成如下所述:
-?当主光轴直径为0.50?米时,加热主光轴的长度约为10.06米。与ID?1000DSL-K型比较,换热简单的面或物体表面的大小增加一倍,有效容量增加约2.7倍,而加热主光轴部分的长度仅增加0.67倍。此时,桨叶、主光轴和W形槽的换热简单的面或物体表面的大小离别占总换热简单的面或物体表面的大小的64.6%、13.0%、22.5%。其他关键取值:
-刮板宽70mm、桨叶换热面大厚度60mm、小厚度20mm、刮板间小公差4mm;桨叶总数目68对,136个;
-W形槽的弧直径1.34米,即桨叶刮板与W形槽换热面的距离仍只有3毫米;
2.Komline?13W2500机型
已知1995年美国某个工业污泥项目上供给了一台型号为13W2500的空心桨叶干燥器,换热简单的面或物体表面的大小232平方米。该项目处置量每小时4535?kg,含固率25%,干化至90%。?在前述204平方米干燥器模型基础上,分析此干燥器的有可能构成如下所述:
-因所需桨叶数目增加,合适增加主光轴直径至0.56?米;桨叶总数目78对,156个;加热主光轴长度约为11.54米;
剩下设置不变,此时有效容量增加为20.5立方米,较13W2200机型增加了约14%。桨叶、主光轴和W形槽的换热简单的面或物体表面的大小离别占总换热简单的面或物体表面的大小的62.4%、14.6%、23.0%。?3.?W12机型?
已知三门峡百得干燥有限公司马心桨叶干燥器系列大机型W12的参照尺寸如下所述:传热简单的面或物体表面的大小110平方米,有效容量9.46立方米,器体宽2.21米,长6.122米,出进料口距离5.664米。这意味着干燥器加热主光轴长度应在器体长度和出进料距之间(5.664~6.122米)。
与ID?1000DSL-K相比,12W的换热简单的面或物体表面的大小增加了10%,有效容量增加了42%,而加热主光轴长度有可能短了约40~60厘米,这意味着所增加的换热简单的面或物体表面的大小主要在桨叶上,需增加桨叶直径。
试算得到如下所述一组数值:
-当桨叶直径为1.25米、主光轴直径为0.56?米时,加热主光轴的长度约为5.84米。此时,桨叶、主光轴和W形槽的换热简单的面或物体表面的大小离别占总换热简单的面或物体表面的大小的60.7%、16.1%、23.2%。
其他取值:
-刮板宽68mm、桨叶换热面大厚度50mm、小厚度14mm、刮板间小公差5mm;桨叶总数目40对,80个;
-W形槽的弧直径1.256米,即桨叶刮板与W形槽换热面的距离只有3毫米;将上面所说的计严肃对待算数值列表如下所述:

仅指加热主光轴部分的长度与主光轴直径之比,不同于实际主光轴长度与主光轴直径比
计算所得到的后结果与实际机型对照肯定会有某种差距,但它在一定程度上可仍可反映空心桨叶干燥器内里结构的关系,这些个关系是进一步分析空心桨叶干燥器尤其的地方的参照。?根据上面所说的计算,主要仔细检查要点如下所述:
从换热简单的面或物体表面的大小/有效容量比可以看出,空心桨叶干燥器直径越大,有效容量越大。有效容量是反映空心桨叶干燥器污泥干化的重要情形参量。
刮板的宽度及其间距是决定干燥器加热主光轴长度的重要数值。它直接影响W形槽换热表面的更新情形。
主光轴越长,则桨叶的直径可以越小;与之相反,桨叶的直径越大,主光轴可以越短。短(粗)主光轴便于加强其机械强度,但也带来有效容量的上升。
长径比越大,主光轴制造的度和结构强度要求越高。国产机的长径比较国外设备低了很多。桨叶换热面的厚度应与钢板厚度有关。一样传导型干燥器的换热面均觉得合适而运用12~14mm碳钢或10~12mm不锈钢板成型焊接。桨叶的大厚度减去两倍的钢板厚度,即为中空暖流道的大理论厚度(若不思索问题其他支撑的话)。
—从换热简单的面或物体表面的大小的分配比例看,桨叶占60~65%,主光轴占14~16%,W形槽占22~23%,这一范围是基本确定的。这意味着空心桨叶干燥器真正靠机械更新的换热表面只有22~23%,剩下均需纯靠物料本身的剪切力(这一些与文献所提到的数值吻合)。
—以物料本身剪切力为特点标志的换热表面更新将不能不非常倚重物料本身的流动性。而要成功实现此流动性,干泥返混有可能是惟一可用和行得通的手段。三、空心桨叶干燥器的物流分析有了空心桨叶干燥器的机械模型,就可以量化仔细检查它作为一种污泥干化工艺的物流尤其的地方。
影响干化物流的主要有6项参量,处置量、湿泥疏密程度、干泥疏密程度、湿泥含固率、干泥含固率、返混含固率。那边边,处置量可以假设为一个定值,即承认厂家所给定的预设蒸发量有效不变。湿泥和干泥疏密程度可以假设为定值,过程中的疏密程度呈线性分散。这样所需研究的仅有湿泥含固率、干泥含固率、返混含固率三项。
限于篇幅,以下不周密列过程,只辩论后结果和仔细检查:
1、均匀进料含固率的影响
当污泥干化工艺觉得合适而运用干泥返混时,返混比以及物料在干燥器内的逗留时间是主要关心注视对象。根据我所得到的多份空心桨叶干化方案,可以确定这种工艺是需求干泥返混的,尽管量比某些典型的返混工艺要少得多。?仍以某13W2500型空心桨叶干燥器项目为例,进行物流分析。全干化时(含固率90%以上),干泥的均匀疏密程度一样低于600kg/m3
,含固率25%的湿泥疏密程度取1000?kg/m3。方案所给出的13W2500机型蒸发强度为14.1?kg/m2.h。取返混后均匀进料含固率为变量,试算取值区间40~65%。后结果如下所述:
【返混比例】?指处置1份品质的湿泥需返回的干泥比例。当入口均匀含固率取值40%时,仅需返回0.3份的干泥。而取值65%时,返混比将上升为1.6,相牵强凑合可以达5倍之多。均匀进料含固率取值低时,所需输送的干泥量少,干燥器内物流输送速度低。由于干燥器的斜度小,低速流动对下降干化过程中的粉尘有帮助。
【逗留时间】空心桨叶干燥器文献中等提到所说的“有效容量”,有可能是指物料刚好浸没整个有效换热简单的面或物体表面的大小的净容量。在思索问题污泥均匀疏密程度前提下,要称心空心桨叶干燥器正常运行的需求(大限度地利用好换热面),干燥器内需维持一定的填充率。可假设污泥的容量正好等于该“有效容量”。
当污泥容量正好等于干燥器有效容量时,污泥在干燥器内的理论逗留时间应在1小时12分至4小时30分之间。那边边,40%均匀含固率为269.4分钟,45%为208.6分钟,50%为161.8分钟,65%为71.5分钟。参照不同文献所报导的空心桨叶干燥器处置时间,可判断空心桨叶干燥器所取的入口均匀含固率应该在50%以下。
【干燥器内污泥留存有的数目】指在瞬间停机时,干燥器内污泥的总留存有的数目和干固体量。对此干燥器来说,
入口均匀含固率40-65%,对应的污泥留存量在15000-13400?kg之间,干固体量在10600-9100?kg之间。即均匀入口含固率越低,干燥器内物流量越大。从工艺角度来说:
-每处置一公斤湿泥,在干燥器内至少要维持2~3公斤以上的混合物流,那边边的三分之二以上为干固体;
-在初次着手工作或长时期停机后重启时,有可能需准备2~3倍于湿泥的干泥;在停机时需求较长的时间对干泥进行天然冷却;?瞬间停机时,干燥器内干泥的留存量达十几吨不可以以清空;长时期停机存放有可能引发自动燃烧现象意外;当长时期停运不可以少清空时,因桨叶没有轴向推进作用,有相当一小批污泥有可能没有方法靠重力清空,此时有可能需求掀开底部放空口,用水冲洗,但这会造成数目多干固体进入了水中;与数目多干泥有关的安全性(粉尘、温度、自动燃烧现象等)变成一个不容不重视的隐藏危险;
【干燥器内均匀含固率】指在瞬间停机时,干燥器内总物流的均匀含固率。入口均匀含固率40-65%,干燥器内均匀含固率70.4%-68.1%,即入口均匀含固率越低,均匀含固率越高,由于干泥返混的原因,此区间较为窄狭。
就污泥的流动性而言,物质的真实物质情形上入口均匀含固率低、逗留时间长,其干燥器内均匀含固率反而高,这样更有帮助于蒸发。这一些对于前面所推论的“返混入口均匀含固率低于50%”是一个支持。
【干燥器出口大小流量】干泥的大小流量是涉及到传导型干燥器安全性的一个重要指标。此值越高,在干燥器尾部的污泥流速越快。由于干泥的卸载是通过溢流堰凭重力进行的,疏密程度低、质轻的污泥有有可能在排出口上方建桥,尾部一样难于设置机械破拱和排料装置,建桥和阻塞有有可能造成安全意外
当觉得合适而运用较低的返混后均匀含固率时,干泥在干燥器内的流速较低,流量小,这对于内里没有无论什么机械推进机构、依靠干燥器倾斜所造成的重力原因下载的空心桨叶干燥器来说有可能是非常不可以绕斗δ。在此,进一步支持了前面的推论:返混后的入口湿泥含固率应该低于50%。
2、湿泥含固率的影响
仍觉得合适而运用13W2500机型。取返混后均匀进料含固率为40%为定值。仍维持此干燥器的蒸发强度为14.1
kg/m2.h,即蒸发量不变,调整处置量为相应定值。取湿泥含固率为变量,区间20~30%。
【处置量和蒸发量】在湿泥含固率为20-30%之间时,处置量在4200~4900?kg/h之间,以含固率2%
为间隔,蒸发量落在3267~3285?kg/h之间。
【返混比】在湿泥含固率为20-30%之间时,干泥返混的重量比为0.4–0.2,返混比随着湿泥含固率的上升而下降。
【逗留时间】在湿泥含固率为20-30%之间时,逗留时间在4小时25分~4小时39分之间。湿泥含固率越高,其在干燥器内的逗留时间越长。从这一些看,对低于20%含固率的湿泥干化,只要有返混存在,倒不是什么问题。
【干燥器内污泥留存量】在湿泥含固率为20-30%之间时,留存量在14766~15381公斤之间,干固体
量在10388~10937公斤之间,相差不大。湿泥含固率增加,干燥器内的污泥留存量也随着增加。干燥器内仍具有干固体量积存有的数目高的问题。
【干燥器内均匀含固率】在湿泥含固率为20-30%之间时,均匀含固率落在70.1%-70.9%这样一个很窄的区间内。?在出口含固率一定时,湿泥含固率的变化,并不影响干燥器内均匀物质干度高的尤其的地方。
3、干泥含固率的影响?
本项试算的目的是考察空心桨叶成功实现不同干度污泥干化的有可能性问题。仍觉得合适而运用13W2500机型。取返混后均匀进料含固率为40%为定值。维持此干燥器的蒸发强度在14~15kg/m2.h之间,通过调整处置量和进料含固率,得到此区间的蒸发量。取干泥含固率为变量,区间45~95%,以10%为间隔。
【处置量和蒸发量】当干泥含固率为45%-95%时,处置量将取在4400~5900?kg/h之间,蒸发量落在3242~3506kg/h之间。假设此蒸发量在13W2500的范围内。
【返混比】当干泥含固率为45%-95%时,对应的干泥返混比为4.0-0.25。随着干泥含固率的下降,返混比会急速上升。在出口含固率为45%时,返混比高达4.0,从物流角度看,这是没有可能的。
这处可以提出第二个重要推论:低含固率时很难成功实现干泥返混。换句话说,假设空心桨叶干燥器思索问题觉得合适而运用增加物料本身的流动性,通过物流之间的剪切力来防止湿泥在没有方法觉得合适而运用机械手段更新的换热表面上黏着的话,它不可以少提升干泥的含固率。这也就是说,空心桨叶干燥器基本上不可以以成功实现低干度的污泥半干化。??
【干燥器内污泥留存量】当干泥含固率为45%-95%时,干燥器内的瞬间留存有的数目为16748-15125公斤,干固体量为6062-11288公斤。随着干泥含固率的上升,干燥器内的总物质留存量稍稍下降,但干固体量大幅度上升。从总物流量看,可证明空心桨叶干燥器不论成功实现何种干化含固率,均需在干燥器内维持较高的物流量的仔细检查论断。
【干燥器出口的干泥流量】当干泥含固率为45%-95%时,污泥在干燥器出口的大小流量为32.8-3.9立方米/小时。随着出口含固率的下降,干燥器出口的大小流量急速增加。全干化时,少流量只有3.9立方米/小时,而低干度半干化则需流动高达32.8立方米/小时。
对大小流量的仔细检查有重要意义。干化污泥的干度越低,假设仍进行返混,所涉及到的半干化物流量会极大化。在实际应用中这是没有可能的。这一些亦可证明前面的推论:低干度半干化时难于成功实现干泥返混。?
【逗留时间】当干泥含固率为45%-95%时,污泥在干燥器内的均匀逗留时间为30.8-302.4分钟。从逗留时间上可注意到,随着出口含固率的提升,污泥在干燥器内的逗留时间延长。长可达5小时,短才30分钟。使物料在很短的时间内通过干燥器,需求有较为有力量的输送机制。空心桨叶干燥器的桨叶和刮板正好均没有此轴向推力。
以含固率55%时的物流量为例,要想使数目多污泥(6.21立方米,对应的干泥输出大小流量12.1立方米/小时)在30.8分钟内走完约12米的行程,假设污泥形成一个以干燥器截面宽度2.27米为宽、均匀厚度0.05米的污泥层,该污泥层应达到0.182米/秒的流速才能成功实现。不难想像,在空心桨叶干燥器中大致相是的物流移动速度是没有方法成功实现的。?这一些可证明前面的推论:在低干度半干化时,空心桨叶干燥器没有方法成功实现干泥返混。
【干燥器内均匀含固率】有研究文献已经指出,干燥器内的污泥均匀含固率对空心桨叶蒸发强度具
有重要影响。当干燥器内的含固率低于76%时,物料尚没有超越其黏性区,颗粒间的分散情形不佳,流动性差,将影响传热效果。
当干泥含固率为45%-95%时,干燥器内物质总量的均匀含固率为32%-76%。出口干泥的含固率越低,均匀含固率越低。当出口后干泥产品含固率为65%时,干燥器内物流的均匀含固率不到50%,这意味着干燥器前半段的均匀含固率仍处有理论上所说的的污泥“胶粘相”区间内(约32~57%),其换热条件有可能不佳。
对均匀含固率的分析后结果表明,空心桨叶干燥器有可能难于成功实现污泥低干度半干化。
四、空心桨叶干化的成就统计
空心桨叶干燥器据闻早在德国创造,后被日本引进并改良。到现在截止在日本有多家制造商,那边边日本株式会社奈好机遇械制造所的产品有代表性。从和技术来源角度看,欧美市场的技术来源都直接来自奈良(Nara)机械制造所。在欧罗巴洲,奈良空心桨叶干燥器的工艺制造准许(大约在1982年)被给以了荷兰吉美福高达公司(GMF?Gouda),它与法国得利满水务集团合作研发了污泥干化领域的经济活动化应用,产品经济活动名儿“NaraTherm”,此合作至2003年根完结。北美市场的准许权给以了美国KomlineSanderson公司。但近吉美福高达通过与美国Fenton竖立合作,着手进入了北美市场加入武力竞争。
日本很多公司均有大致相是的技术,是否仍有权力委托方面的限制不周密,这些个公司到现在截止也都来到中国逐鹿。?国内干燥工业对这种双轴空心桨叶干燥机有一定的熟悉,早在七十时代国内就有单位进行了试着制做,限于当时技术条件和所预设的热轴结构过分复杂而半路停止。八十时代后期一些新的染布材料、化工、石化项目进步口了一些干燥器,由于价格非常昂贵,90年中石化总公司正式立项委托化工部化工机械研究院干燥设备所仿制和研发。作为国产化重大装备科学技术攻关成果,在中小规模设备方面已完成系列化。到现在截止国内已有十几家公司可出产这类干燥器,在污泥干燥领域的应用,到现在截止尚处于初的经验摸索阶段。
根据我的不统计,国内已提出请求报告或已在进行大规模经济活动化推广的厂家有:常州范群、广州凯诚、靖江万泰、兰州瑞德、三门峡百得、三门峡巨扬、上海科锐驰、上海桑菱-中国节能、绍兴三原重工、苏州瑞泰、苏州自力化工、武汉路德科学技术、浙江大学、浙江化工、中国铝业、南京理工大学、金川集团等。2、污泥干燥成就与运做物质情形?根据到现在截止找到的各家成就表进行综合统计,从1990年至2005年根,欧美市场的污泥干化总装机量约82条,总装机处置有经验169170kg/h。但依照Fenton的讲法,仅吉美福高达一家就有200个成就,这一些因无数值支持,难于采信。不论怎么说,空心桨叶应该是干化领域应用数目多的工艺之一。但值得注意的是,空心桨叶干燥器的在运行率并不高,成就表上的数目多项目均早已扔掉不用,甚至于某些就从未运行过。
有关运做物质情形,有可能较为有代表性的是得利满(Degremont)集团对此技术的应用史。1991年得利满在法国Bordeaux项目上觉得合适而运用了一条处置量为每小时500公斤的6W32型设备(此成就已从得利满成就周密登记单上消失)。1995年得利满再次在法国Saint-BrieucCotes-d'Or项目上觉得合适而运用了空心桨叶干燥器,型号为12W120,处置量2500?kg/h。1998年再次试验运用了两条6W32机型。
从2001年着手,得利满得到了Gouda?公司的惟一权力委托,着手在污泥干化领域展开大规模推广和应用。从2001~2003岁岁代里,装机量23条,这三年得利满的推广数目占了欧美市场上面的天空心桨叶干燥器装机量的100%,且在处置规模上和数目上达到历史高峰。从推广力量上,不不好看出得利满对此工艺的重视程度。
但令人意料比不上的是,得利满集团在2003年根忽然做出决定,彻底放弃空心桨叶,改推瑞士Innoplana公司研发的InnoPlana薄膜带式两段式干化工艺。放弃多年辛苦积累的多达27台套的成就,改推一种仅有2~3个小规模用户的新工艺,意味着在市场上需求交出更多代价。这一改邪归正的死后,一定有着某种令人深思的隐情。物质的真实物质情形也的确这么。
得利满放弃空心桨叶的原因,在于这种工艺的运行情形非常不理想,在很多项目中,绝大部分数没有方法正常运行,难于担保项目的预设值。由于大多数项目的运行商物质的真实物质情形上是得利满集团自己,因干化含固率不合符合标准,处置量达不到预设规模,效果不佳,干化污泥无出路,臭气排放不合符合标准,运行率低,公司交出了惨重的经济代价。在纯建设项目上也因迟迟不可以以验收,工期一拖再拖,设备的反反复复改造,而带来了难于承担的成本越过。装机多的英国市场,使得利满英国甚至于一度以一欧元的价格标价待售。有关空心桨叶污泥干化项目运行不好的报导时有见于报章:
2002年十一月投运的英国Levenmouth项目,客户名儿Scottish?Water,觉得合适而运用Nara工艺,型号14W190,两条线,处置量每条4550公斤湿泥,从20%干化到90%后烧毁。污泥为城市管理工作和造纸污泥。该项目一直到现在未能正常运行,断续运行两年后,因臭气不断遭到投诉,2004年以后长时期停运,规划除臭设备的建设。因干化部分的问题而造成整个儿项目的验收延迟了至少3年。
法国Limay的Plaisir,位于Yvelines省,Limay是巴黎西北部一个小港口名,人口50000?PE。在这处2001年招标建设一个处置中心,也处置城市管理工作污泥在内的。Lyonnaise?des?Eaux?(苏伊士水务,得利满的母公司)中标,觉得合适而运用了一条Nara干燥线,型号8W40,处置量905公斤/小时,从20%到90%含固率。每年应处置7-80000吨16-55%的工业和城市管理工作污泥。该项目一直是依照污泥干燥后农用预设的,但苏伊士水务2006.6.1-7.1间得到准许将举行一系列听证会,以辩论现行的农用出路问题(消除农用,改为烧毁)。该干化线很小,只能处置实际需求的1/10。这次工艺路线改邪归正的死后实际上是干化线运行不好。上面所说的两个项目曾被得利满的姊妹公司SITA(苏伊士水务集团属下负责烧毁和处理惩戒的子公司)作为污泥干化的负面违法案件的例子而公开引用,并邀请了中国客户考察。
3、成就分散与构成
对空心桨叶污泥干化在成就方面的构成进行一些分析,可以得到某些重要启发。
空心桨叶干燥器在欧美市场的技术制造商为两家,但技术供给商物质的真实物质情形上是三家,即美国KS、欧罗巴洲GMF?Gouda和得利满(Degremont)。
从成就数目看,美国KomlineSanderson的成就总数较多,为47台套,但整个集中在1999年以前,其主要应用领域在工业污泥方面,2000年以后未见报导。只在2006年以后Komline?Sanderson有时刻才显露出来在东欧和中东的某些项目竞争中。Gouda在与得利满合作前的销售数目仅为8台套,在得利满放弃后至2008年根也仅有3-4台套的销售成就。从成就的处置有经验看,美国Komline?Sanderson领有一半江山,得利满几乎与之双方各占二分之一,荷兰Gouda直接销售项目的处置量份额极小。不论怎么样,得利满放弃空心桨叶,客观上对这种工艺的推广产生了负面影响,显露出这种工艺有可能存在某些本质上的欠缺。
4、干化产品的干度统计
?  大部分数国外和国内的空心桨叶干燥器制造商均扬言无须进行干泥返混,可成功实现各种干度的污泥干化。对欧美成就进行一些具规矩体统计,可熟悉实际上际应用物质情形。以国内含固率85%为分界线,全干化(≥85%)和半干化( 公斤/小时,比例分配为70%和30%。全干化和半干化的数目离别为60和22个。以含固率65%为分界线,介于65~85%的干度可称为“高干度半干化”,此时,全干化以及高干度半干化的处置量为140877公斤/小时,低干度半干化为28293公斤/小时,比例为83%和17%。就蒸发量来说,半干化所占比例将会更低。全干化以及高干度半干化的数目为70个,低干度半干化的数目为12个。
进一步下降此分界线至含固率55%,此时全干化以及高干度半干化的数目为77个,低干度半干化的数目为5个,离别占总数的94%和6%。
此分界线降至含固率50%,全干化以及高干度半干化的数目为79个,低干度半干化的数目为3个,离别占总数的96%和4%。不不好看出,空心桨叶的成就主要以全干化为主,少量为高干度半干化,极少量为低干度半干化。成就从侧面反映出空心桨叶有可能不舒服合低干度半干化的尤其的地方。
?5、机型蒸发强度统计
在空心桨叶应用中有一项存在广泛报导的问题,就是预设蒸发量与实际蒸发量不合适,主要是污泥在换热表面上结水垢、造成传热系数下降所造成的。对应用机型及其蒸发强度进行统计,可以对此机型的实际取值有所熟悉。在得利满的27个成就中,大单机蒸发量5056公斤/小时,小71公斤/小时,均匀1467公斤/小时。在这些个项目中,每平方米每小时的预设蒸发强度大23.8?公斤小8.4公斤,均匀15.7公斤。预设值这么,实际应用中低于预设值,则如实际成就角度证明,空心桨叶干燥器的实际蒸发强度取值在8~14公斤之间是有可能的。
五、空心桨叶的主要工艺问题及原因
根据报导,空心桨叶干燥的主要问题有:
设备震动大、噪声大,影响操作环境;
轴和桨叶存在结疤现象随着运用时间的延长,影响传热效果,需求定期治理;
污泥形成抱轴、架桥、阻塞,严重特殊情况使电机过载
旋转接头因泄露蒸汽,更换比较回数多主光轴轴承磨损,高温暖流体工质大部分数物质情形下需从空心主光轴的主动端进,从不主动端出。暖流体需求从主动端主光轴轴承和齿轮副中通过,造成轴承的工作温度很高,润滑油情形差,运用保存生命的年数短。
下面就一些具体问题进行辩论如下所述:
1、换热面结水垢的天然倾向?
震动、传热效果下降、抱轴等问题都与空心桨叶干燥器的一个污泥干化常见的问题有关,即污泥在换热表面上结水垢(结疤)。
引起设备震动、产生噪声的原因不会是制造问题,假设齐心度不佳,应该是可以解决的,但问题是在应用中产生的,则显然不是制造问题。
空心桨叶干燥器的介绍材料指出,“由于两轴桨叶逆向旋转,交替地分段压缩(在两轴桨叶斜面相距近时)和膨胀(在两轴桨叶面相距离远时)斜面上的污泥,使传热面附近的物料被激烈搅动,可以提升传热效果”,“根据污泥的磨蚀性、压缩性、粘滞性、外磨擦以及随养分或溶剂的连续脱除污泥各种性质的不断变化,而觉得合适而运用相应的叶片结构,是空心桨叶干燥机的中心技术”。
通过对空心桨叶干燥器内里结构及其物流进行分析,我发觉其换热简单的面或物体表面的大小的77~78%是依靠物料颗粒和桨叶之间的机械剪切力成功实现换热表面更新的。尽管桨叶的旋转可成功实现激烈的搅动作用,但假设物料的黏性使之黏合在换热面上,物料颗粒之间不可以以形成足够的剪切力,使颗粒滑离换热面,则换热面没有方法成功实现更新。
所说的剪切力,即所说的“粘滞性、外磨擦”,是指颗粒和颗粒之间、颗粒和换热面之间的颗粒受力时,形成与受力方向不同的运动。而要产生这样的运动方向,颗粒需具有合适表面形状、弹性(而不是靠养分子极性形成的黏合力)。在没有强烈机械破碎的外力条件下,被处置的污泥物料本身不可以少具有某种颗粒间的流动性,才能防止换热面结水垢。
不幸运的是,空心桨叶干燥器没有大致相是的机械破碎作用,桨叶及其主光轴也没有换热面的机械逼迫更新(刮削)。其能否防止换热面结水垢,在于污泥进料的物性本身。更确切地说,是依靠干泥返混。2、传热效果下降及其传热亏损幅度
换热表面一旦结水垢,会形成一层细致周密的干硬污泥层,紧贴在换热表面上,没有方法再依靠物料的剪切力进行冲刷和更新,不可以少停机和在冷机仆人工彻底收拾。由于数目多未干燥污泥逗留在干燥器内,掀开设备时,有可能造成恶臭数目多外泄。
随着结水垢的换热面增多,传热效率下降,久之,则工艺达不到预先希望的蒸发效果。蒸发量减少,污泥大小由大变小的速度冷淡,假设仍按原定量连续不断进泥,将使得湿泥块渐渐高出所设定的料位,在蒸汽罩内建桥,形成死区,严重时可阻塞干燥器的出口。
污泥结水垢会影响换热,这是非常便于熟悉的常识。定量地研究污泥污层对传热的影响,不难熟悉结水垢对空心桨叶干燥器的重要性。
假设空心桨叶干燥器的预设蒸发强度是每平方米小时14公斤,预设暖流量为每差额蒸发量净热耗680?kcal,污泥污层厚度1mm,传热系数取土壤传热系数0.5W/m2.K,通过计算总热阻,可得到实际暖流量。实际暖流量与预设暖流量比率的差即为传热效率的减少部分。

计算后结果显露,对14毫米的碳钢换热面来说,1毫米的污泥污层有可能造成金属壁的传热效率下降19%,2毫米的垢层将下降32%,3毫米的垢层将下降41%。
对12毫米的不锈钢换热面来说,1毫米的污泥污层有可能造成金属壁的传热效率下降13%,2毫米的垢层将下降23%,3毫米的垢层将下降31%!垢层的存在会造成污泥侧金属热壁的温升,该温度过高,对设备(严密封闭、润滑油等)有可能产生不顺利影响。造成金属壁温升的原因在于热阻提升。在1~3毫米垢层下,碳钢内壁的金属温度将从预设值116度离别升为138、160和182度。而不锈钢内壁的金属温度将从预设值166度升为188、211和233度。高温下形成的垢层土地板结极为结实又硬,很难剔掉,有可能大幅度增加维护量。
由于污泥污层的存在,热通量下降,干燥器的对数均匀温差由大变小;传热梯度的减小,对于主要依靠释放显热的暖流体来说,假设原暖流身体的温度度低,则传热会更加困难。
垢层也将直接影响产品的含固率。假设不改变进料效率和逗留时间,均匀1毫米的垢层(14mm碳钢)将使出口含固率由预设值90%下降为73%。
随着垢层和形成和渐渐加厚,还有可能使得金属磨损(刮板及W形槽换热面)变得非常严重。而W形槽的修补有可能是非常困难的。
从垢层形成的原理看,空心桨叶干燥器对湿泥含水率波动、物料黏性的符合性存在较突出的问题。这也就是为什么有些干燥器厂家(KomlineSanderson和Fenton)一定会在报价时要求被处置的污泥一定是消化后污泥的原因。
结水垢是造成空心桨叶干化项目实际处置有经验经常低于预设值的主要原因。国外厂家的空心桨叶预设取值一样为每平方米有效换热简单的面或物体表面的大小每小时蒸发量12-16公斤,但运行起来发觉,蒸发量只能达到8-12,实际发挥有经验为预设值的60%。3、磨蚀及换热面尽量照顾问题
根据上海石洞口、北京清河、重庆唐家陀等多个干化项目的运行效果看,磨蚀问题已变成国内污泥干化的重要技术瓶颈之一。
空心桨叶在国内运用刚刚着手,进口设备的首批项目(温州/昆明)正在执行过程中,国产机械只是进
行了着手阶段的试验,由于这个尚没有有关磨蚀问题的报导。但根据这种干燥器的工作原理,磨蚀也很有可能变成成功应用的限制性因素。
首先,从换热面更新角度看,70%以上的换热面纯靠污泥之间的剪切力进行更新,假设污泥含沙,这
种剪切意味着沙粒会在金属表面进行反反复复磨擦,形成砂纸般的打磨。
其次,从污泥在干燥器内的均匀含固率来看,全干化时均匀含固率超过70-75%,高干度半干化时也会超过55-60%,假设污泥含沙量高,显露出的沙粒比例也会非常高;
第三,污泥干固体在干燥器内的瞬时流量非常大,这一些非常大致相似于流化床床料的作用,具有一个天然磨料的极大基数。
根据国外厂家的方案,减轻磨蚀的方法是对桨叶进行涂层尽量照顾。一样觉得合适而运用热喷涂碳化钨涂层的方法,
对后端15~25%的桨叶进行尽量照顾处置。但值得注意的是,热喷涂的附致力差、遇热解聚以及实际硬度呈层状不均匀分散等尤其的性质,有可能使这些个涂层维持不行多长时间。其硬度值本身也由于磨擦、磨蚀条件的不同,而有实际涵义上的较大区别。
具体来说,我们知道碳化钨涂层有可能具有1200HV(维氏硬度)以上的硬度,它有可能是觉得合适而运用金刚石锥以顶角为136°和小于5公斤的负荷测试得到的后结果;而假设某耐磨钢材的洛氏硬度为33.3HRC(折合维氏硬度1060HV),它则是觉得合适而运用金刚石锥以150公斤的负荷进行测试的,尽管在维氏硬度值上涂层高于钢板,但这并没想到味着涂层就比钢板更耐磨。正好相反,由于涂层一样只有几十到几百个微米厚度,随着钢材的热胀冷缩,热介质的高温有可能对碳化钨材料分子结构造成降解,有可能使这种尽量照顾很快失掉效劳。
德国BUSS公司在1992年曾提出请求了一项(WO92/19345),针对其干燥器内壁便于磨损的问题,
提出了成立一个耐磨材料覆层的想法。但从1993年到2002年之间该公司退出污泥干化市场达10年之久这一物质的真实物质情形看,此实际似未能实行。
热喷涂尽量照顾在污泥干化领域的应用效果,还需实际运行来检检查验看看。仅从原理上判断,由于国内污泥高
含沙量远高于国外,涂层尽量照顾的效能值得怀疑。根据国外在反应剂干燥项目上面的天空心桨叶的运用经验(参照朱文胜等《桨式干燥器腐蚀原因分析及对策》一文),很有可能需从更换材质(双相不锈钢)、表面喷涂、内里衬里等多个路径加强尽量照顾。4、干燥器清空及其粉尘安全问题
由于空心桨叶干燥器的运行机制就是物料需求漫过换热面,靠溢流板调节输出,这意味着干燥器内始末有非常大的物料量积存,干燥器本身几乎没有轴向推力,固体机械清空将非常困难。何况这些个均匀含固率在60-70%以上的污泥作为“床料”,对再次重启是非常不可以绕斗δ,由于这个主观上也没有清空的不可以缺少。但由此有可能带来一系列安全方面的问题,值得研究辩论。在正常停机时,干燥器内留存的热工质还将接着加热,除非觉得合适而运用冷介质进行冷却,干燥器内的污泥将保存非常大的卡路里。这些个卡路里有可能造成部分污泥过热和粉尘化。正常重启时,未清空的干泥再次给热,将会粉尘化。在紧密停机时,剩下卡路里接着加热的问题有可能更为突出,尤其是觉得合适而运用传热油的时刻。恐怕也正出于安全原因,空心桨叶干燥器一样倾向于觉得合适而运用蒸汽作为干化工质,即使觉得合适而运用传热油,入口油温也不超过200度。除了机械加热膨胀方面的思索问题外,传热油安全也有可能是不容不重视的原因。污泥在这种机械中的均匀逗留时间为几个小时,由于这个即使牺牲较大的温度梯度,也仍可以以加大换热面进行偿还,但这可使污泥过热的问题下降。
?  据一位曾在国外干化界工作过15年以上的人士讲,空心桨叶干化过去也曾发生过多起安全意外。这处因身分原因,不方便透漏违法案件的例子资料,姑且姑置勿论。但基于本身的机制和原理,没有方法不承认这种隐藏的危险性。
六、完结语
污泥干化工艺的尤其的地方一样是由干燥器本身机械特点标志决定的。分析到此,可对空心桨叶干化的优欠缺总结赅括如下所述:
空心桨叶是一种应用较多的传导型干燥机械,用于污泥干化处置,具有换热简单的面或物体表面的大小大、投资低、工艺简单、净热耗低等有点;但从得利满曾彻底放弃这种技术,使其失掉了在竞争激烈也活跃的欧罗巴洲干化市场的主流地位,作为该技术的推广者兼大用户,其内里评价及后挑选在某种意义上值得深思。
空心桨叶在处置有一定黏性的污泥时,有清楚显露的结水垢倾向;在热工预设时应充分思索问题污痕系数。?空心桨叶干燥器内瞬间物流量大,加热处置过程中污泥因高分子聚合物的作用,有可能产生较大的范性,造成搅拌阻力大幅度上升,怎么样防止主光轴的应力损伤是主要课题之一。国产机与进口机在主光轴和桨叶直径上有清楚显露不同的取向,小长径比可加强主光轴强度,但有可能带来物流量(粉尘量)大的问题。国内项目一样较国外大得多,由于这个大型机二次研发的问题突出。初次放大预设的干燥器在应力计算、机械牢稳性、可靠性等方面还要等待实践检检查验看看;
由于物流量极大,干泥返混实际没有方法防止,干燥时间长,部分已干燥颗粒过热的有可能性存在(全干化温度有可能超过100度,高干度干化污泥在干燥器出口的均匀温度在90-100度之间),干燥过程中有可能产生粉尘,由于这个系统的安全性值得予以尤其关心注视;国内污泥含沙量非常高,污泥磨蚀性对干燥器保存生命的年数的影响应作充分思索问题,简单的涂层处置能否称心需求,尚需实践检检查验看看;
从应用看,该工艺应符合于全干化或高干度半干化的场合。低干度半干化(含固率小于55%)不建议觉得合适而运用此机型。这个之外,该工艺须思索问题湿泥本身的性质,未消化、有机质含量高、含沙量高的污泥应用有可能有一定限制;国外应用主要以工业污泥干化为主,城市管理工作污泥只占很少一小批,原因也在于工业污泥性状更牢稳、均一,城市管理工作污泥尤其是剩下活性污泥性状变化较大,所说的粘壁和结水垢恐怕都是这种性状异常造成的后结果;
由于干燥器难于清空,维护有可能造成较大的人工彻底收拾量,假设是水冲洗,需思索问题去的方向及重新脱水(一样厂家建议觉得合适而运用工业吸尘器);换热面有可能需定期清垢,但垢层的扫除殆尽困难,维护条件很坏,在人的劳力成本高的地区需求需充分思索问题。
(编辑:rrkj2017)
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