污泥干燥工艺损耗原则与途径

工艺热损耗表现在哪些方面？从工艺角度了解干燥在能耗方面的特点，就是研究干燥系统的干燥效率。影响干燥工艺效率的因素有很多，可以按照工艺类型、工艺路线和工艺条件分别考察：工艺类型指介质与湿物料的换热形式，目前所有的干燥系统可以大致分为三种类型：热对流、热传导和热对流+热传导的混合型。热对流系统需要工艺气体作为携带热量和携带湿分的载体，因此气体量巨大，气体的洗涤形成其热损失的主要部分。热传导依靠位于闭环回路中的大量高温介质进行热量的输送，热量的给出依靠足够的换热表面来进行，其热量给出是持续的，从巨大的换热面中输出的大量热量无法被吸热越来越慢的物料所接受，将形成部分蒸发气体的过热。这部分热量排出系统，就形成了热损失。工艺路线指湿物料、热介质进入，以及干物料和湿介质离开系统时的位置和形式。干燥工艺存在并流、逆流和错流三种主要的形式，其中逆流的热利用效率最高，但出于安全性的原因，在处理污泥这样的高有机质超细粉末干燥时，逆流基本上被放弃。在很多工艺中存在错流，典型的如流化床，但错流使得粉尘的产生和聚集较为严重，因此其工艺运行环境的惰性化较为严格，工艺温度降低，加上克服阻力所需的风压，由此导致的工艺气量大幅度上升。工艺条件指干燥环境的进出口压力、湿度、温度、介质流速的变化。这些条件的改变使得不同工艺有着极为不同的表现。一般来说，所应用的介质温度越高，所使用的介质量越大，所使用的介质湿度越低，则蒸发速度越快。然而，温度越高、介质量越大、介质湿度越低，其形成的热损失也越大。35•为什么说干燥设备的能力和能耗是一对矛盾？提高干燥能力的办法似乎应该很简单：既然热传导靠的是热交换表面积，既然热对流需要大量高温热介质，增大换热面积、提高换热的介质流量和温度岂不就解决问题了？其实不然。任何方法都有自身的限制。提高换热表面积，将会大大增加干燥器制造的成本，并进一步提高过剩热量在干燥器内的聚集和流失；提高气体的温度是正确的，但要形成更高的温度，意味着进一步扩大热交换设备的投资，并提高其热损失率；提高工艺气体的量，将大大提高风机及其管线的负荷，有时为了克服这种负荷，在电能方面的损失之大会使这种提高效率的想法变得不切实际。所以，干燥设备的处理能力是结合物料本身的特性,按照一定的能耗损失承受范围来设计的，盲目提高其中的某些参数，不一定能够收到积极的效果，反而加重了能耗的支出。什么是评价热能耗损失的捷径？干燥工艺的目的在于形成有效的蒸发。蒸发所需的实际能耗，只能从分析干燥系统的具体干燥条件及其各阶段的热损失入手。事实上存在一个判断干燥系统效率的简单办法：对于一个对流干燥系统来说，介质的进出口湿度差越高，说明单位质量的气体介质所形成的蒸发量越大，系统的干燥效率越高，热损失越小。对于一个传导干燥系统来说，有效换热表面积越小，而单位换热面积的蒸发量越大，则说明该系统的干燥效率越高，热损失越少。对于结合两种换热形式的混合型工艺，也仍然可以结合这两个参数，进行对比。减少干燥热损失的主要原则是什么？干燥的热损失来自三个方面，（1）热源：包括热源的类型、传输、储存、利用的条件。（2）物料：包括污泥的湿度、粒度、粘度和污染物含量。（3）工艺：包括工艺类型、路线、条件及其干燥效率。因此，一些可行的、相应减少以上内容热损失的原则就在于：（1）热源：优化热源、换热器选择和组合，缩短传输距离，加强保温。（2）物料：合理降低最终产品含固率（使之优化适应最终处置要求）改善冷凝条件（如减少气量、分步冷凝等）。（3）工艺：减少工艺步骤、缩短工艺路线，优化运行参数以提高干燥效率。所有的干燥工艺都有自己的优点和长处，同时也有缺陷和不足。工艺方面继续优化的可能性虽然始终存在，但是调整余地已经不大。因此，最有可能获得直接经济效益的在于热源和物料相关条件的优化。干燥工艺能够利用哪些能源？干燥的主要成本在于热能，降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源。干燥工艺根据加热方式的不同，其可利用的能源来源有一定区别，一般来说间接加热方式可以使用所有的能源，其利用的差别仅在温度、压力和效率。直接加热方式则因能源种类不同，受到一定限制，其中燃煤炉、焚烧炉的烟气因量大和腐蚀性污染物存在而难以使用，蒸汽因其特性无法利用。按照能源的成本，从低到高，分列如下：烟气：来自大型工业、环保基础设施（垃圾焚烧炉、电站、窑炉、化工设施）的废热烟气是零成本能源，如果能够加以利用，是热干燥的最佳能源。温度必须高，地点必须近，否则难以利用。燃煤：非常廉价的能源，以烟气加热导热油或蒸汽，可以获得较高的经济可行性。尾气处理方案是可行的。热干气：来自化工企业的废能。沼气：可以直接燃烧供热，价格低廉，也较清洁，但供应不稳定。蒸汽：清洁，较经济，可以直接全部利用，但是将降低系统效率，提高折旧比例。可以考虑部分利用的方案。燃油：较为经济，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。天然气：清洁能源，但是价格最高，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。干燥选型比较的主要内容？由于干燥耗费大量热能和电能,影响处理成本至巨;安全性的问题是干燥最重要的工艺问题；我国污泥处置目前尚处于摸索阶段，尚难以确定一个确切的处理方向。因此，选型应以考察干燥系统在能耗、安全性和灵活性三个方面的内容为要点。能耗的比较不是根据各家所报的消耗数字列表能够说明的，应深入到工艺过程中，对各工艺的热工原理进行分析和核实并得出自己的结论。污泥干燥工艺更接近于化工工程中的有机物干燥，因此，借鉴该领域的经验，有助于污泥干燥项目的成功。安全性问题是干燥项目的基础，应谨慎对待，反复论证，并搜集尽可能全面的信息，以使最终选型安全可靠。根据当地的条件，应尽可能确定处置目标和工艺路线，在此基础上一次性选定合理的工艺，以适应今后的发展。鉴于干燥项目投资巨大，而市场千变万化，应确保投资能够在长时间里发挥其效能。低温干燥是否更为节能？采用低温干燥，意味着将干燥采用的热介质温度降低。在污泥干燥中，由于热传导系统中介质处于闭环状态，热量的散失无论高温或低温，没有太多的变化。形成较大区别的在于热对流，采用高温或低温气体，向介质中输入热量的效率存在一定差别，而比较极端的则可连加热都省去，直接采用环境空气。干燥的形成是由两个基本过程组成的：汽化和传质。前者的推动力主要是水蒸汽压差，只要湿物料表面的水蒸汽压高于介质气体，就会形成蒸发。而后者的推动力则主要依靠温度，压差的影响很小，而没有一定的温度，这种压差则更微不足道。考察低温干燥是否更为节能，需要注意以下三个方面的内容：首先，低温干燥过程中，为了弥补压差、温度方面的不足，不得不采用更大的气量来进行。气量则纯粹是电能的支出。当鼓风机为了克服空气本身和管壁的阻力，将数倍于热干燥工艺(或所谓高温工艺)的气体吹进循环时，其电能有可能是个“天文数字”。其次，在采用加热方式进行的干燥中，在同样的蒸发量条件下，减少热能在单位质量气体中的支出，必然增加总气量，其总热量洗涤的损失应该是一样的；甚至相反，因温度低而导致传质效率低，最终使得总热量消耗高于高温工艺。第三，环境影响不容忽视。工艺气量增加，将会大幅度提高排放气量，最终处理这些对环境不利的气体将会导致处理成本的上升。因此，低温干燥不一定能够节能。在大多数干燥系统中，其结果适得其反。干泥返混产生的热损失能有多少？干泥返混的热损失是由两个因素决定的：返混的目标含固率干燥器进口混合料和出口产品的温差目标含固率受到两个参数的影响，一个是湿泥的含固率，这个含固率越低，所需返混干泥的比例越高；一是