污泥干化概況.doc

污泥干化1.不同的干化工藝為什么工藝氣量不同？ 工藝氣量的大小決定于工藝本身所采用的熱交換形式。熱傳導(dǎo)為主的系統(tǒng)，需要的氣量小，因?yàn)闅怏w主要起濕分離開系統(tǒng)的載體作用；而熱對(duì)流系統(tǒng)則依賴氣體所攜帶的熱量來(lái)進(jìn)行干燥，因此氣量較大。轉(zhuǎn)鼓式干燥器的干燥依靠熱對(duì)流，因此氣量的大小必須滿足攜帶熱量的全部需要；流化床系統(tǒng)也是以熱對(duì)流為主要換熱手段的工藝，由于流化態(tài)的形成要求工藝氣體具有更高的速度，因此總的氣量需求更高；圓盤式工藝以熱傳導(dǎo)為主要手段，理論上僅需抽取蒸發(fā)量。但是由于蒸汽在上部易于形成飽和，而下部易于形成高溫、高粉塵濃度，因此，氣體的流量決定了工藝的安全性和粉塵分布。渦輪薄層干燥器是采用熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)兩者并重的一種特殊工藝，氣量小于純熱對(duì)流系統(tǒng)，大約是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)熱對(duì)流系統(tǒng)的1/2-1/3。轉(zhuǎn)碟式是純粹的熱傳導(dǎo)型干燥器，依靠碟片、主軸或熱壁的熱量與污泥顆粒的接觸、攪拌進(jìn)行換熱，其中的熱量來(lái)自填充在其中的導(dǎo)熱油。這一工藝無(wú)需氣體。2.為什么干化系統(tǒng)必須抽取氣體形成微負(fù)壓？ 抽取微負(fù)壓的目的有兩個(gè)：1）由于干化系統(tǒng)必須是閉環(huán)，在干化過程中，污泥中攜帶的某些物質(zhì)被熱解，形成不可凝氣體，這些氣體無(wú)法被冷卻水冷凝，因此不斷在回路中積聚，最終可能形成飽和。不可凝氣體具有可燃性，這將降低系統(tǒng)內(nèi)粉塵爆炸下限，給干化系統(tǒng)帶來(lái)危險(xiǎn)，因此，避免不可凝氣體在回路中的飽和是安全性的重要內(nèi)容之一；2）大量工藝氣體在系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)依靠引風(fēng)機(jī)進(jìn)行，不可凝氣體的積聚，將使得系統(tǒng)內(nèi)形成超過環(huán)境壓力的正壓，此時(shí)，工藝氣體可能提供各種可能的縫隙、出口離開回路，形成臭氣泄漏，這在安全性和衛(wèi)生性方面是不可接受的，因此必須通過動(dòng)力裝置（風(fēng)機(jī)）從回路中排出，送往生物過濾器或熱源裝置處理掉。3.間接干化工藝的熱源導(dǎo)熱油鍋爐如何選型？ 間接干化工藝是指熱源與污泥無(wú)接觸，換熱是通過介質(zhì)進(jìn)行的，當(dāng)這個(gè)介質(zhì)為導(dǎo)熱油時(shí)，需要使用到導(dǎo)熱油鍋爐。導(dǎo)熱油鍋爐在我國(guó)是一種成熟的化工設(shè)備，其標(biāo)準(zhǔn)工作溫度為280度，這是一種有機(jī)質(zhì)為主要成份的流體，在一個(gè)密閉的回路中循環(huán)，將熱量從燃燒所產(chǎn)生的煙氣轉(zhuǎn)移到導(dǎo)熱油中，再?gòu)膶?dǎo)熱油傳給介質(zhì)（氣體）或污泥本身。導(dǎo)熱油獲得熱量和將熱量給出的過程形成一定的熱量損失。一般來(lái)說，導(dǎo)熱油鍋爐的熱效率介于8090之間，含廢熱利用。根據(jù)干燥器的最大蒸發(fā)量，以及該干燥工藝的實(shí)際熱能消耗，可以得到一個(gè)每小時(shí)最大熱能凈消耗的需求量，將導(dǎo)熱油鍋爐的熱效率考慮進(jìn)來(lái)，即可得到導(dǎo)熱油鍋爐的選型參照標(biāo)準(zhǔn)。 舉例來(lái)說，一個(gè)2000升/小時(shí)蒸發(fā)量的干燥器，采用閉環(huán)空氣作為介質(zhì)，其凈熱能消耗約820大卡/升水蒸發(fā)量，導(dǎo)熱油鍋爐的熱效率為88，則：2000 升/小時(shí) x 820 大卡/升 / 88% = 1,860,000 大卡/小時(shí)需要配備大約200萬(wàn)大卡的導(dǎo)熱油鍋爐。導(dǎo)熱油鍋爐應(yīng)提供以下配套參數(shù)： 油泵，裝機(jī)容量； 燃燒器，裝機(jī)容量； 流量； 導(dǎo)熱油進(jìn)出口溫度，最大溫差，平均溫差； 導(dǎo)熱油一次填充量；4.干燥器的處理能力是固定的嗎？ 干燥器的處理能力具有一定的變化區(qū)間。其區(qū)別來(lái)自兩個(gè)方面：物料本身性質(zhì)使得干燥時(shí)間延長(zhǎng)或縮短；因最終含固率的變化而提高或降低產(chǎn)能。對(duì)于污泥干化來(lái)說，由于污泥的性質(zhì)決定了大多數(shù)干燥工藝必須采用干泥返混，因此，其由于物料本身性質(zhì)原因而導(dǎo)致的干燥時(shí)間變化不大，而凡是采用干泥返混的工藝在最終含固率方面不具有伸縮性，因此，可以說其干燥器的處理能力是“固定”的。這一點(diǎn)對(duì)于無(wú)干泥返混的工藝來(lái)說就不一樣了，最終含固率的改變會(huì)導(dǎo)致處理量方面較大的變化。5.全干化和半干化是怎么劃分的？ 所謂干化和半干化的區(qū)別在于干燥產(chǎn)品最終的含水率不同，這一提法是相對(duì)的，并沒有科學(xué)的定義?！叭苫敝篙^高含固率的類型，如含固率85以上；而半干化則主要指含固率在5065之間的類型。如果說干化的目的是衛(wèi)生化，則必須將污泥干燥到較高的含固率，最高可能要求達(dá)到90以上，此時(shí)，污泥所含的水分大大低于環(huán)境溫度下的平均空氣濕度，回到環(huán)境中時(shí)會(huì)逐漸吸濕。如果說干化的目的僅僅是減量，則會(huì)產(chǎn)生不同的含固率要求。將含固率20的濕泥干化到90或干化到60，其減量比例分別為78和67，相差僅11個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)最終處置目的的不同，事實(shí)上要求不同的含固率。比如填埋，填埋場(chǎng)的垃圾含固率平均低于60，要求污泥達(dá)到90意義不大。將污泥干燥到該處置環(huán)境下的平衡穩(wěn)定濕度，即周圍空氣中的水蒸氣分壓與物料表面上的水蒸氣壓達(dá)到平衡，應(yīng)該是最經(jīng)濟(jì)合理的要求。6.半干化時(shí)的產(chǎn)能為什么高于全干化？ 有些污泥干化工藝可以將濕泥處理至含固率5065，而這時(shí)的處理量明顯高于全干化時(shí)的處理量。其原因有兩個(gè)：首先，對(duì)于干燥系統(tǒng)來(lái)說，干燥時(shí)間決定了干燥器的處理量。當(dāng)物料的最終含水率較高（所謂半干化）時(shí)，蒸發(fā)相同水量的時(shí)間要少于最終含水率高的情況（所謂全干化），單位處理時(shí)間內(nèi)可以有更高的處理量。其次，污泥在不同的干燥條件下失去水分的速率是不一樣的，當(dāng)含濕量高時(shí)失水速率高，相反則降低。7.污泥干燥的機(jī)理是怎樣的？ 干燥是為了去除水分，水分的去除要經(jīng)歷兩個(gè)主要過程：1）蒸發(fā)過程：物料表面的水分汽化，由于物料表面的水蒸氣壓低于介質(zhì)（氣體）中的水蒸氣分壓，水分從物料表面移入介質(zhì)。2）擴(kuò)散過程：是與汽化密切相關(guān)的傳質(zhì)過程。當(dāng)物料表面水分被蒸發(fā)掉，形成物料表面的濕度低于物料內(nèi)部濕度，此時(shí)，需要熱量的推動(dòng)力將水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面。上述兩個(gè)過程的持續(xù)、交替進(jìn)行，基本上反映了干燥的機(jī)理。8.干化為什么要討論換熱形式？ 干化所應(yīng)用的換熱形式是分析干化系統(tǒng)效能的重要理論基礎(chǔ)。所有的換熱均需通過一定的介質(zhì)或界面來(lái)進(jìn)行，這些介質(zhì)或界面要么是氣體，如空氣、蒸汽、氮?dú)?、煙氣等；要么是金屬，這時(shí)其熱量是通過煙氣、導(dǎo)熱油、蒸汽等介質(zhì)來(lái)輸送的。介質(zhì)蓄積和攜帶熱量。含濕物料接觸金屬熱壁時(shí)，水分子與金屬分子的接觸，形成了熱傳導(dǎo)；氣態(tài)介質(zhì)分子與含濕物料中水分子的包裹、混合和接觸，形成了熱對(duì)流。熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流是干化過程中應(yīng)用最多的兩種換熱形式。絕大部分干化工藝均采用其中的一種作為主要換熱形式，少數(shù)則兩種兼?zhèn)?。除去煙氣可以用于直接加熱方式外，其余介質(zhì)的應(yīng)用均屬于間接加熱方式的熱利用。換熱形式?jīng)Q定了干化系統(tǒng)熱量損耗的基本特點(diǎn)。9.為什么污泥干化的時(shí)間長(zhǎng)？ 大多數(shù)干化工藝需要2030分鐘才能將污泥從含固率20干化至90。干燥是由表面水汽化和內(nèi)部水?dāng)U散這兩個(gè)相輔相成、并行不悖的過程來(lái)完成的，一般來(lái)說，水分的擴(kuò)散速度隨著污泥顆粒的干燥度增加而不斷降低，而表面水分的汽化速度則隨著干燥度增加而增加。由于擴(kuò)散速度主要是熱能推動(dòng)的，對(duì)于熱對(duì)流系統(tǒng)來(lái)說，干燥器一般均采用并流工藝，多數(shù)工藝的熱能供給是逐步下降的，這樣就造成在后半段高干度產(chǎn)品干燥時(shí)速度的減低。對(duì)熱傳導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)說，當(dāng)污泥的表面含濕量降低后，其換熱效率急遽下降，因此必須有更大的換熱表面積才能完成最后一段水分的蒸發(fā)。10.縮短干燥時(shí)間的可能性？ 對(duì)所有干燥器來(lái)說，縮短干燥時(shí)間意味著生產(chǎn)效率的提高。能夠用5分鐘干燥的物料，誰(shuí)也不會(huì)用10分鐘。能否縮短干燥時(shí)間，不是主觀意愿決定的，而是干燥條件決定的。影響干燥過程的因素很多，比如介質(zhì)環(huán)繞物料的狀況，介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的速度、方向，物料的性質(zhì)、大小、堆置情況、濕度、溫度等。這些因素的總和，決定了干燥時(shí)間。以上狀況的改善和優(yōu)化事實(shí)上是工藝決定的，其中一個(gè)普遍采用的方法是干泥返混，除避免污泥在干燥器內(nèi)的粘結(jié)外，在很大程度上可以改善物料在干燥器內(nèi)的受熱條件，從而有效地縮短時(shí)間。11.關(guān)于污泥處理量的計(jì)算？ 根據(jù)蒸發(fā)量、入口和出口的含固率，可以推導(dǎo)出干燥器的理論產(chǎn)能。污泥理論處理量蒸發(fā)量 +（蒸發(fā)量 X 濕泥含固率）/（干泥含固率濕泥含固率）例如，一個(gè)蒸發(fā)量為每小時(shí)2500公斤水的干燥器，如果將20的濕泥干化到90，則：2500 + (2500 x 20%) / (90%-20%) x 24 /1000 = 77 噸/日做適合于焚燒的半干化產(chǎn)品時(shí)：2500 + (2500 x 20%) / (60%-20%) x 24 /1000 = 90 噸/日12.污泥干化廠的公用配套設(shè)施有哪些？ 一般來(lái)說，干化工藝需要配備以下基礎(chǔ)配套設(shè)施，但根據(jù)工藝可能有較大變化：冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：用于干泥產(chǎn)品的冷卻等冷凝水處理系統(tǒng)：工藝氣體及其所含雜質(zhì)的洗滌等；工藝水系統(tǒng)：用于安全系統(tǒng)的自來(lái)水電力系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的供電壓縮空氣系統(tǒng)：氣動(dòng)閥門的控制氮?dú)鈨?chǔ)備系統(tǒng)：干泥料倉(cāng)以及工藝回路的惰性化；除臭系統(tǒng)：濕泥料斗、儲(chǔ)倉(cāng)、工藝回路的不可凝氣體的處理制冷系統(tǒng)：導(dǎo)熱油熱量撤除消防系統(tǒng)：為整廠配置的滅火系統(tǒng)和安全區(qū)13.干化工藝如何利用廢熱煙氣？ 所有的干化系統(tǒng)都可以利用廢熱煙氣來(lái)進(jìn)行。其中，間接干化系統(tǒng)通過導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，對(duì)煙氣無(wú)限制性要求；而直接干化系統(tǒng)由于煙氣與污泥直接接觸，雖然換熱效率高，但對(duì)煙氣的質(zhì)量具有一定要求，這些要求包括：含硫量、含塵量、流速和氣量等。焚燒爐的煙氣與間接干化系統(tǒng)的導(dǎo)熱油換熱時(shí)，尚需注意煙塵具有一定的磨蝕性，煙氣中可能含有一定的腐蝕性氣體成份，以及換熱器的高溫腐蝕問題。導(dǎo)熱油系統(tǒng)的溫度調(diào)整可以通過氣動(dòng)閥門調(diào)節(jié)煙氣流量的辦法來(lái)進(jìn)行，但是當(dāng)這種調(diào)節(jié)可能影響敏感的焚燒效果時(shí)，則有必要設(shè)立獨(dú)立的燃?xì)饣蛉加湾仩t，通過對(duì)熱值不足部分進(jìn)行調(diào)溫來(lái)實(shí)現(xiàn)。14.干化系統(tǒng)如何利用蒸汽進(jìn)行干化？ 只有間接加熱工藝才能利用蒸汽進(jìn)行干化，但并非所有的間接工藝都能獲得較好的干化效率。一般來(lái)說，蒸汽由于溫度相對(duì)較低，必然在一定程度上影響干燥器的處理能力。蒸汽的利用一般是首先對(duì)過熱蒸汽進(jìn)行飽和，只有飽和蒸汽才能有效地加以利用。飽和蒸汽通過換熱表面加熱工藝氣體（空氣、氮?dú)猓┗蛭锪蠒r(shí)，蒸汽冷凝為水，釋放出全部汽化熱，這部分能量就是蒸汽利用的主要能量。15.干化工藝中產(chǎn)品溫度意味著什么？ 污泥是一種高有機(jī)質(zhì)含量的超細(xì)粉末，污泥干燥的目的首先在于減量、衛(wèi)生化。無(wú)論對(duì)于何種最終處置方法，污泥干化本身并不會(huì)改變污泥的性質(zhì)，即溫度并不會(huì)導(dǎo)致污泥產(chǎn)品的降解或質(zhì)量問題。有鑒于此，無(wú)論從污泥產(chǎn)品的質(zhì)量角度，還是干燥器的效率角度看，應(yīng)該是溫度越高越好。但是，由于安全性問題的存在，絕大部分干化工藝傾向于盡可能降低產(chǎn)品的溫度，即降低所謂粉塵爆炸的點(diǎn)燃能量。然而，根據(jù)研究，污泥粉塵的點(diǎn)燃能量很低，當(dāng)氧氣、粉塵濃度達(dá)到一定量時(shí)，100度左右的溫度下，其點(diǎn)燃能量低至幾個(gè)到十幾個(gè)毫焦。當(dāng)點(diǎn)燃能量達(dá)到1焦耳時(shí)，7080度也足以形成燃燒。當(dāng)粉塵濃度更高時(shí)，即使2030度的環(huán)境都可能存在風(fēng)險(xiǎn)。許多料倉(cāng)的自燃和爆炸均屬于這種情況。干化工藝為了保證一定的處理效率，溫度是必然存在的，而且不可能很低，典型值在105125度之間。工藝的安全性只能從降低粉塵濃度和抑制燃燒氣氛入手。單純依靠降低產(chǎn)品溫度來(lái)保證安全性是不正確的想法。16.干化為什么要進(jìn)行污泥成份分析？ 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)污泥成份做一定的分析，對(duì)于確定干化工藝、獲得最佳設(shè)計(jì)參數(shù)、確認(rèn)工作條件是必要的。與干化工藝相關(guān)的濕泥檢測(cè)內(nèi)容包括：含水率、粘度、含油脂比例、酸堿腐蝕性、含沙率等。與污泥最終處置相關(guān)的干泥檢測(cè)內(nèi)容包括：重金屬含量、有機(jī)質(zhì)含量、熱值、細(xì)菌含量等。17.為什么說污泥干化是資源化利用的第一步？ 污泥無(wú)論來(lái)自工業(yè)還是市政，其處理的一個(gè)可行目標(biāo)就是使所有來(lái)自工業(yè)中的污染物作為原料返回到工藝中去。所有的污染物事實(shí)上都是中間過程流失的原料，造成流失的媒介大多數(shù)情況下是水，去除水，將使得大量的潛在污染物可以重新得到利用。污泥所含的污染物一般均有很高的熱值，但是由于大量水分的存在，使得這部分熱值無(wú)法得到利用。如果焚燒高含水率的污泥，不但得不到熱值，還需要大量補(bǔ)充燃料才能完成燃燒。如果將污泥的含水率降到一定程度，燃燒就是可能的，而且，燃燒所得到的熱量可以滿足部分甚至全部進(jìn)行干化的需要。同樣的道理，無(wú)論制造建材還是圖例利用，減少含水率是關(guān)鍵。因此，可以說污泥干化或半干化事實(shí)上是污泥資源化利用的第一步。18.旋風(fēng)分離器的固體回收率是多少？ 在許多熱對(duì)流系統(tǒng)中，污泥干化必須將全部或部分產(chǎn)品通過旋風(fēng)分離的方式收集起來(lái)，由于各個(gè)工藝的風(fēng)量和風(fēng)壓不同，通過此方法進(jìn)行回收的顆粒粒徑和比例不同，造成其設(shè)計(jì)的千差萬(wàn)別。一般來(lái)說，旋風(fēng)分離器的固體回收率在9598之間。含固率越高，產(chǎn)品的粒度越小，捕集的難度也就會(huì)提高。19.干化包括哪些必要的工藝步驟？ 污泥干化的目的在于去掉濕泥中的部分水分，以適應(yīng)不同的處置要求。干化意味著在單位時(shí)間里將一定數(shù)量的熱能傳給物料所含的濕分，這些濕分受熱后汽化，與物料分離，失去濕分的物料與汽化的濕分被分別收集起來(lái)，這就是干化的工藝過程。從設(shè)備角度來(lái)描述這一過程，包括上料、干化、氣固分離、粉塵捕集、濕分冷凝、固體輸送和儲(chǔ)存等。如果因物料的性質(zhì)（粘度、含水率等）可能造成干化工藝的不穩(wěn)定性的（如黏著、結(jié)塊等），則有必要采用部分干化后產(chǎn)品與濕物料混合的工藝（返料、干泥返混）。此時(shí)，在上料之前和固體輸送之后應(yīng)相應(yīng)增加輸送、儲(chǔ)存、分離、粉碎、篩分、提升、混合、上料等設(shè)備。20.干化為什么要區(qū)分間接或直接加熱方式？ 直接和間接加熱方式的劃分在于熱源利用的形式區(qū)別，具體來(lái)說就是直接作為介質(zhì)還是間接對(duì)換熱的介質(zhì)進(jìn)行加熱。干化是依靠熱量來(lái)完成的，熱量一般都是能源燃燒產(chǎn)生的。燃燒產(chǎn)生的熱量存在于煙道氣中，這部分熱量的利用形式有兩類： (1) 直接利用：將高溫?zé)煹罋庵苯右敫稍锲鳎ㄟ^氣體與濕物料的接觸、對(duì)流進(jìn)行換熱。這種做法的特點(diǎn)是熱量利用的效率高，但是如果被干化的物料具有污染物性質(zhì)，也將帶來(lái)排放問題，因高溫?zé)煹罋獾倪M(jìn)入是持續(xù)的，因此也造成同等流量的、與物料有過直接接觸的廢氣必須經(jīng)特殊處理后排放。 (2) 間接利用：將高溫?zé)煹罋獾臒崃客ㄟ^熱交換器，傳給某種介質(zhì)，這些介質(zhì)可能是導(dǎo)熱油、蒸汽或者空氣。介質(zhì)在一個(gè)封閉的回路中循環(huán)，與被干化的物料沒有接觸。熱量被部分利用后的煙道氣正常排放。間接利用存在一定的熱損失。對(duì)干化工藝來(lái)說，直接或間接加熱具有不同的熱效率損失，也具有不同的環(huán)境影響，是進(jìn)行項(xiàng)目環(huán)評(píng)和經(jīng)濟(jì)性考察的重要內(nèi)容。21.干化工藝都有哪些工藝氣體體系？ 工藝氣體對(duì)于采用熱對(duì)流換熱形式的工藝來(lái)說是必要的。工藝氣體的作用有三個(gè)：1）它是熱量的攜帶者，從外部將熱量帶入干燥器，在干燥的過程中將熱量傳遞給濕物料；2）它是濕分的攜帶者，通過工藝氣體本身的水蒸氣壓和物料表面的水蒸汽壓差，將后者的濕分分散、轉(zhuǎn)移到工藝氣體中來(lái)，并通過循環(huán)和冷凝（部分或全部），達(dá)到帶走濕分的目的。3）工藝氣體在某些工藝中還具有一定的攪拌、混合作用。干化工藝可以使用的工藝氣體包括空氣、氮?dú)?、煙氣、二氧化碳?xì)狻⒄羝?。最常見的是空氣體系，無(wú)論使用煙氣還是添加氮?dú)?，均是有一定惰性化特征的空氣體系。僅有極少數(shù)工藝能夠采用蒸汽體系。 值得注意的是，界定其是否屬于工藝氣體的蒸汽體系應(yīng)判斷其是否滿足以下兩點(diǎn)特征：攜入熱量和帶走濕分。顯然，某些工藝中基本不存在大量工藝氣體的循環(huán)，系統(tǒng)僅抽取相當(dāng)于蒸發(fā)量的部分進(jìn)行冷凝，此時(shí)仍屬于典型的熱傳導(dǎo)系統(tǒng)。22.蒸汽體系的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？ 蒸汽體系與空氣體系的區(qū)別在于，在熱干化的工藝回路中以蒸汽徹底取代了空氣（煙氣、氮?dú)?、二氧化碳），并由此獲得以下兩個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)能：取消了對(duì)全部工藝氣體的洗滌，僅對(duì)相當(dāng)于蒸發(fā)量的部分進(jìn)行冷凝，其余的蒸汽在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。作為熱對(duì)流系統(tǒng)，取消了工藝氣體洗滌，意味著能耗的極大節(jié)約。（2）絕對(duì)安全性：全蒸汽的回路內(nèi)含氧量極低，并由于蒸汽的有效保護(hù)，使得粉塵爆炸的下限上升至絕對(duì)安全條件下。蒸汽體系當(dāng)然也存在一些缺點(diǎn)，其中：（1）管線的保溫、耐壓要求高于空氣體系，因此這部分投資較高；（2）取消濕法除塵，而采用干法除塵，增加了除塵裝置的維護(hù)量。（3）工藝氣體的溫度降低，可能導(dǎo)致相同質(zhì)量的工藝氣體所攜帶的熱量有所降低，即處理效率的降低。這一體系對(duì)于某些特殊條件或特殊物料的干化，不失為一種極端的安全措施。如來(lái)自不同脫水裝置的污泥，含水率波動(dòng)極大，這種波動(dòng)對(duì)于即使采用干泥返混措施的工藝來(lái)說都可能是非常危險(xiǎn)的；另如某些物料中混合有易燃成份等。23.濕泥含水率的變化是否重要？ 進(jìn)料含水率的變化對(duì)于干化系統(tǒng)來(lái)說是非常重要的經(jīng)濟(jì)參數(shù)。這個(gè)數(shù)值越低，意味著投資更大。此外，它還是一個(gè)有關(guān)安全性的重要參數(shù)。含水率因不同來(lái)源的濕泥（可能來(lái)自幾個(gè)不同的污水處理廠）、脫水機(jī)的運(yùn)行不正常（機(jī)械故障、機(jī)械效率降低、更換蓄凝劑或改變添加量）等原因，可能出現(xiàn)波動(dòng)。當(dāng)波動(dòng)幅度超過一定范圍時(shí)，就可能對(duì)干化的安全性形成威脅。產(chǎn)生危險(xiǎn)的原因在于干燥系統(tǒng)本身的特點(diǎn)。一般干燥系統(tǒng)在調(diào)試的過程中，給熱量及其相關(guān)的工藝氣體量已經(jīng)確定，僅通過監(jiān)測(cè)干燥器出口的氣體溫度和濕度來(lái)控制進(jìn)料裝置的給料量。給熱量的確定，意味著單位時(shí)間里蒸發(fā)量的確定。當(dāng)進(jìn)料含水率變化，而進(jìn)料量不變時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的濕度平衡將被打破，如果濕度增加，可能導(dǎo)致干化不均；如果濕度減少，則意味著粉塵量的增加和顆粒溫度的上升。全干化系統(tǒng)的含水率變化較為敏感，在直接進(jìn)料時(shí)，理論上最多只允許2個(gè)百分點(diǎn)的波動(dòng)（如設(shè)定20，而實(shí)際22），此時(shí)由于污泥水分的急遽減少，干燥器內(nèi)產(chǎn)品的溫度會(huì)飛升，形成危險(xiǎn)環(huán)境。由于這一區(qū)間非常狹小，對(duì)調(diào)整濕泥進(jìn)料量的監(jiān)測(cè)反饋系統(tǒng)要求較高。24.如何解決濕泥含水率變化的敏感性？ 解決濕泥含水率變化敏感性的最好方法是在可能的范圍內(nèi)降低最終產(chǎn)品的含固率。當(dāng)最終含固率從90降為80時(shí)，理論上可允許5個(gè)百分點(diǎn)的波動(dòng)（如設(shè)定20，而實(shí)際25）。大多數(shù)全干化工藝都采用了干泥返混。這樣做的目的一般都是為了避免污泥的膠粘相特性使之在干燥器內(nèi)易于黏著、板結(jié)，另外一個(gè)好處正是由此擴(kuò)大了可允許的濕泥波動(dòng)范圍。干泥返混一般要求將原含固率2025的濕泥，經(jīng)過添加相當(dāng)于濕泥重量12倍的已經(jīng)干化到90以上的干泥細(xì)粉，將其混合到平均含固率6070。從絕干物質(zhì)量上增加了710倍以上。如果將干燥器的濕泥進(jìn)料含固率設(shè)定為60，其最高理論波動(dòng)范圍可以達(dá)到66，這對(duì)返混工藝來(lái)說應(yīng)該是可以輕松實(shí)現(xiàn)的了。干泥返混在解決干燥器濕度敏感方面是有效的，但它同時(shí)還帶來(lái)了其它一些安全性問題。25.污泥干化技術(shù)的前景如何？ 縱觀40年來(lái)污泥干化技術(shù)的發(fā)展歷程，可以看出，污泥干化采用的仍是幾十年前的傳統(tǒng)干燥技術(shù)，只不過經(jīng)過一定的改造，以使之更適應(yīng)污泥這種物料而已。在污泥干化領(lǐng)域，至今仍不斷有新的技術(shù)出現(xiàn)，但是在近期內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種更好的、革命性的技術(shù)來(lái)代替一切，其可能性很小。絕大多數(shù)干化設(shè)備是已經(jīng)存在幾十年甚至上百年的“古老”技術(shù)，這方面的技術(shù)壁壘并不高。干化工藝是一種綜合性、實(shí)驗(yàn)性和經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù)，它并不特別復(fù)雜和神秘。其核心在于干燥器本身。并非所有的干燥器都易于仿制，特別是當(dāng)制造精度、變形量、材料的變化成為訣竅的時(shí)候。對(duì)干化技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化努力，一直是以安全性為目標(biāo)的，而解決安全性的出路極為有限，它仍然是以干燥器結(jié)構(gòu)為中心、綜合一系列邊緣技術(shù)的持續(xù)不斷的改進(jìn)過程?？紤]到污泥干化完全是污水處理的延伸，全球水環(huán)境的治理仍處于剛剛起步階段，因此其前景非常廣闊，所有的新技術(shù)、新工藝都將有一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。26.影響干化工藝安全性的要素有哪些？ 對(duì)工藝安全性具有重要影響的要素包括：粉塵濃度工藝允許的最高含氧量（燃燒氣氛的惰性化）溫度（點(diǎn)燃能量）濕度（氣體的濕度和物料的濕度對(duì)提高或降低粉塵爆炸下限具有重要影響）以上幾個(gè)參數(shù)中，對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)來(lái)說，事實(shí)上只有從降低含氧量、進(jìn)行燃燒氣氛的惰性化入手。27.干化時(shí)產(chǎn)品溫度低就更安全嗎？ 眾所周知，環(huán)境壓力下的水汽化溫度是100度，以這個(gè)溫度作為分界線，將干燥工藝按照產(chǎn)品的溫度來(lái)劃分，可以形成所謂的“高溫工藝”和“低溫工藝”兩種類型。這種區(qū)分的直接目的與干化的安全性相關(guān)，它容易使人產(chǎn)生“低溫就安全”的誤解。蒸發(fā)的產(chǎn)生并非一定要到100度這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的汽化溫度。環(huán)境溫度下清風(fēng)徐徐，人的皮膚仍然會(huì)感到仍然清涼干爽。當(dāng)空氣中的濕度較高時(shí)，即使溫度不超過30度，也仍然會(huì)感到悶熱難當(dāng)。其原因首先是氣體的含濕量應(yīng)低于濕表面，其次是氣量本身，依靠大量氣體和微弱的蒸汽壓差，仍然可以進(jìn)行蒸發(fā)，但是其能耗在干化工藝中處于上限。溫度是影響所謂粉塵爆炸條件的因素之一。但是鑒于污泥的粉塵濃度下限較低，如果含氧量條件具備，所需的點(diǎn)燃能力非常小。即使30度的溫度下，污泥粉塵爆炸也都是可能的。因此，干燥器內(nèi)的產(chǎn)品溫度低并不是一個(gè)能夠排除粉塵爆炸的根本性條件。28.污泥混入沙石是否對(duì)干化設(shè)備產(chǎn)生影響？ 沙石混入對(duì)設(shè)備的安全性存在著負(fù)面影響。首先，沙石在高粉塵、低濕環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)可能導(dǎo)致火花的產(chǎn)生。其次，沙石具有磨蝕性。很多污泥干化系統(tǒng)對(duì)沙石是敏感的，特別是當(dāng)其含量較大時(shí)，可能對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的磨蝕。其中，有著強(qiáng)烈攪拌的工藝，特別是靠金屬表面剪切力來(lái)推動(dòng)物料向前運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，可能產(chǎn)生的磨蝕會(huì)較為嚴(yán)重。多數(shù)干化工藝是間接加熱的，當(dāng)這種磨蝕威脅到承載高溫介質(zhì)導(dǎo)熱油時(shí)，則是十分危險(xiǎn)的。鑒于市政污泥的性質(zhì)及其產(chǎn)生工藝，混入沙石的可能性較小。對(duì)大多數(shù)設(shè)備來(lái)說是可以接受的。而來(lái)自管網(wǎng)淘挖、江河清淤的污泥則可能有較多雜質(zhì)，應(yīng)優(yōu)化前端沉沙工藝，避免不必要的設(shè)備損耗。29.為什么干化工廠不宜頻繁開停機(jī)或單班生產(chǎn)？ 干燥設(shè)備因?yàn)槭抢脽崮苓M(jìn)行的，加溫和降溫過程耗時(shí)耗能，屬于非產(chǎn)出過程；同時(shí)由于污泥是高有機(jī)質(zhì)超細(xì)粉末，為了安全原因，頻繁的清空過程，徒然增加系統(tǒng)在安全方面的能耗支出；再者，鑒于污泥是低附加值的產(chǎn)品，應(yīng)盡可能提高設(shè)備利用效率，以降低其折舊費(fèi)用，因此干化系統(tǒng)不建議做非全日制生產(chǎn)的設(shè)計(jì)，事實(shí)上也是不存在經(jīng)濟(jì)可行性的。一般來(lái)說，一個(gè)干化系統(tǒng)的加溫過程需時(shí)3040分鐘，降溫過程需要2030分鐘，如果是冷機(jī)，所需時(shí)間可能更長(zhǎng)。頻繁清空，其加溫和降溫過程均需惰性化，如果采用氮?dú)鈩t成本頗高，采用蒸汽（水）則少，但設(shè)備終歸是非生產(chǎn)狀態(tài)。如果因此而降低設(shè)備開機(jī)利用率（從每年340x24=8200小時(shí)變成360x8=3000小時(shí)），其設(shè)備折舊和大修提存將成倍增加。30.污泥干化能耗的構(gòu)成有哪些？ 能耗包括了干化工藝本身的熱能、電能消耗，同時(shí)也必須包括與該工藝安全運(yùn)行密切相關(guān)的其它輔助性工藝設(shè)施的開支，其中包括：氮?dú)庀到y(tǒng)、制冷系統(tǒng)、干泥返混系統(tǒng)。氮?dú)庀到y(tǒng)：由于干化系統(tǒng)必須抽取蒸發(fā)量、不可凝氣體進(jìn)行冷凝，由此所形成的微負(fù)壓狀態(tài)，可能導(dǎo)致空氣中的氧氣進(jìn)入系統(tǒng)。當(dāng)工藝中的氧氣達(dá)到一定濃度，而此時(shí)的粉塵濃度超過爆炸下限，在極小的點(diǎn)燃能量下可能產(chǎn)生粉塵爆炸。因此，降低系統(tǒng)內(nèi)氧含量的辦法只能是惰性化，即采用氮?dú)?、二氧化碳或蒸汽，抑制氧氣的含量上升。因此，工藝相關(guān)的經(jīng)常性氮?dú)庵С鍪歉苫到y(tǒng)不可忽視的重要成本支出。此外，干化系統(tǒng)在開機(jī)、停機(jī)、重新開機(jī)、緊急停機(jī)、突然斷電等關(guān)鍵工況下，為了避免粉塵爆炸的危險(xiǎn)，必須具備和使用一定的干預(yù)手段使系統(tǒng)環(huán)境惰性化。此時(shí)的支出為非經(jīng)常性支出，也是必須重視的成本之一。制冷系統(tǒng)：一些間接干化系統(tǒng)采用導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，在緊急情況下必須關(guān)閉來(lái)自熱源系統(tǒng)的導(dǎo)熱油入口，并將干燥器內(nèi)導(dǎo)熱油回路中的熱量迅速冷卻。作為干化系統(tǒng)運(yùn)行的必要安全保障，其能耗應(yīng)計(jì)入運(yùn)行成本。干泥返混系統(tǒng)：一些干化系統(tǒng)對(duì)于濕泥的進(jìn)料濕度有限制，為了不造成板結(jié)、濕核等現(xiàn)象，應(yīng)采用干燥后的細(xì)顆粒與濕泥摻混，以提高含固率，達(dá)到越過“膠粘相”的目的。污泥干化中采用干泥返混的系統(tǒng)，由于濕泥的含固率一般較低，返混比例由此變得較高，這樣形成大量污泥的反復(fù)加熱、冷卻。這一系統(tǒng)所造成的熱能和電能消耗是構(gòu)成干化系統(tǒng)直接運(yùn)行成本的重要組成部分。31.為什么說干化事實(shí)上是熱能損耗的考評(píng)？ 熱干化主要是熱量的支出。干化意味著水的蒸發(fā)，水分從環(huán)境溫度(假設(shè)20度)升溫至沸點(diǎn)（約100度），每升水需要吸收大約80大卡的熱量，之后從液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?，需要吸收大量的熱量，每升水大約539大卡（環(huán)境壓力下）。兩者之和，相當(dāng)于620大卡/升水蒸發(fā)量的熱能，幾乎可以說是所有干化系統(tǒng)必須付出的“基本熱能”代價(jià)。然而，根據(jù)干化對(duì)象的性質(zhì)，這一“基本熱能”之外還會(huì)產(chǎn)生一定的消耗，這主要是工藝及其相關(guān)條件造成的。這些工藝相關(guān)條件可以概括為三大類：（1） 熱源：包括熱源的類型、傳輸、儲(chǔ)存、利用的條件。（2） 物料：包括污泥的粒度、粘度和污染物含量。（3） 工藝：包括工藝類型、路線、條件及其干化效率。以上三個(gè)方面條件的不同，就形成了干化系統(tǒng)在能耗方面的差別。這一差別有時(shí)是如此之大，不經(jīng)分析是很難判斷一個(gè)干化系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果的。按照我國(guó)的能源價(jià)格，可以斷定，熱能的支出將占到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)干化系統(tǒng)運(yùn)行成本的80以上。因此，熱能損耗的研究是對(duì)干化系統(tǒng)進(jìn)行考評(píng)的重中之重。32.熱源對(duì)能耗的影響有哪些？ 熱能來(lái)源及其傳輸、儲(chǔ)存、利用形式和利用率是熱能損耗的重要方面之一。1）加熱方式的不同，熱源效率損失不同。直接加熱形式中熱源煙氣直接成為介質(zhì)，其熱效率接近燃燒效率本身。其余加熱形式均是通過換熱設(shè)備將熱傳給某種介質(zhì)的間接加熱。煙氣可以通過熱交換器將熱量傳給空氣，空氣作為換熱介質(zhì)與濕物料進(jìn)行接觸。煙氣可以提高熱交換器將熱傳遞給導(dǎo)熱油或蒸汽，然后利用導(dǎo)熱油或蒸汽來(lái)加熱金屬或工藝氣體，由金屬熱表面或工藝氣體與濕物料進(jìn)行接觸。這兩類換通過熱交換器的換熱均形成一定的熱損失，一般來(lái)說在815之間。2）熱源類型的不同，在干化系統(tǒng)中被利用的效率也不同。由于能源的熱值特別是能源中污染物含量的重大區(qū)別，使得某些熱源的利用受到限制。其可被利用的熱量因排放溫度的高低，過量空氣系數(shù)大小，污染物后處理的溫度及其壓力等限制，對(duì)于不同的干化系統(tǒng)會(huì)帶來(lái)不同程度的影響。有些熱值較低的熱源如低壓廢熱蒸汽，對(duì)某些工藝是無(wú)法利用的。其熱值的利用率也因熱源條件的變化而有高低。 3) 涉及熱源的傳輸、存儲(chǔ)的一些關(guān)鍵條件，如管線的大小、輸送距離、壓力、保溫條件、環(huán)境溫度等，都會(huì)對(duì)熱源利用的最終效率起到重要影響。33.物料的性質(zhì)如何影響熱能能耗？ 物料的粒度、粘度和污染物含量對(duì)熱能能耗有重要影響。1）如果物料（如脫水污泥）是一種超細(xì)粉末，在干化過程中無(wú)論如何會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵；因安全性原因而必須對(duì)粉塵環(huán)境降溫，對(duì)粉塵進(jìn)行收集則面臨使用濕法進(jìn)行洗滌，此時(shí)將使得粉塵及其周圍的介質(zhì)失去熱量。2）如果因物料的性質(zhì)（粘度、含水率高等）可能造成干化工藝的不穩(wěn)定性的（如黏著、結(jié)塊等），則有必要采用部分干化后的產(chǎn)品與濕物料混合的工藝（返料、干料返混）。這一返料過程有時(shí)因?qū)旌虾蠛搪视刑厥庖螅_(dá)到很高的比例。返混的過程意味著大量物料的反復(fù)加熱和冷卻。3）對(duì)于具有一定污染物性質(zhì)的物料進(jìn)行干化處理，其處置過程必須是閉環(huán)進(jìn)行的。干化過程中會(huì)使得物料中大量存在的可凝或不可凝污染物離開固體，進(jìn)入氣態(tài)環(huán)境。此時(shí)同樣需要大量的冷卻水進(jìn)行洗滌，并將其中不可凝氣體排出閉環(huán)回路。冷凝水和不可凝氣體本身均帶走相當(dāng)?shù)臒崃俊?4.工藝熱損耗表現(xiàn)在哪些方面？ 從工藝角度了解干化在能耗方面的特點(diǎn)，就是研究干化系統(tǒng)的干化效率。影響干化工藝效率的因素有很多，可以按照工藝類型、工藝路線和工藝條件分別考察：（1）工藝類型指介質(zhì)與濕物料的換熱形式，目前所有的干化系統(tǒng)可以大致分為三種類型：熱對(duì)流、熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流熱傳導(dǎo)的混合型。熱對(duì)流系統(tǒng)需要工藝氣體作為攜帶熱量和攜帶濕分的載體，因此氣體量巨大，氣體的洗滌形成其熱損失的主要部分。熱傳導(dǎo)依靠位于閉環(huán)回路中的大量高溫介質(zhì)進(jìn)行熱量的輸送，熱量的給出依靠足夠的換熱表面來(lái)進(jìn)行，其熱量給出是持續(xù)的，從巨大的換熱面中輸出的大量熱量無(wú)法被吸熱越來(lái)越慢的物料所接受，將形成部分蒸發(fā)氣體的過熱。這部分熱量排出系統(tǒng)，就形成了熱損失。 （2）工藝路線指濕物料、熱介質(zhì)進(jìn)入，以及干物料和濕介質(zhì)離開系統(tǒng)時(shí)的位置和形式。干化工藝存在并流、逆流和錯(cuò)流三種主要的形式，其中逆流的熱利用效率最高，但出于安全性的原因，在處理污泥這樣的高有機(jī)質(zhì)超細(xì)粉末干化時(shí)，逆流基本上被放棄。在很多工藝中存在錯(cuò)流，典型的如流化床，但錯(cuò)流使得粉塵的產(chǎn)生和聚集較為嚴(yán)重，因此其工藝運(yùn)行環(huán)境的惰性化較為嚴(yán)格，工藝溫度降低，加上克服阻力所需的風(fēng)壓，由此導(dǎo)致的工藝氣量大幅度上升。（3）工藝條件指干化環(huán)境的進(jìn)出口壓力、濕度、溫度、介質(zhì)流速的變化。這些條件的改變使得不同工藝有著極為不同的表現(xiàn)。一般來(lái)說，所應(yīng)用的介質(zhì)溫度越高，所使用的介質(zhì)量越大，所使用的介質(zhì)濕度越低，則蒸發(fā)速度越快。然而，溫度越高、介質(zhì)量越大、介質(zhì)濕度越低，其形成的熱損失也越大。 35.為什么說干化設(shè)備的能力和能耗是一對(duì)矛盾？ 提高干化能力的辦法似乎應(yīng)該很簡(jiǎn)單：既然熱傳導(dǎo)靠的是熱交換表面積，既然熱對(duì)流需要大量高溫?zé)峤橘|(zhì)，增大換熱面積、提高換熱的介質(zhì)流量和溫度豈不就解決問題了？其實(shí)不然。任何方法都有自身的限制。提高換熱表面積，將會(huì)大大增加干燥器制造的成本，并進(jìn)一步提高過剩熱量在干燥器內(nèi)的聚集和流失；提高氣體的溫度是正確的，但要形成更高的溫度，意味著進(jìn)一步擴(kuò)大熱交換設(shè)備的投資，并提高其熱損失率；提高工藝氣體的量，將大大提高風(fēng)機(jī)及其管線的負(fù)荷，有時(shí)為了克服這種負(fù)荷，在電能方面的損失之大會(huì)使這種提高效率的想法變得不切實(shí)際。所以，干化設(shè)備的處理能力是結(jié)合物料本身的特性，按照一定的能耗損失承受范圍來(lái)設(shè)計(jì)的，盲目提高其中的某些參數(shù)，不一定能夠收到積極的效果，反而加重了能耗的支出。36.什么是評(píng)價(jià)熱能耗損失的捷徑？ 干化工藝的目的在于形成有效的蒸發(fā)。蒸發(fā)所需的實(shí)際能耗，只能從分析干化系統(tǒng)的具體干化條件及其各階段的熱損失入手。事實(shí)上存在一個(gè)判斷干化系統(tǒng)效率的簡(jiǎn)單辦法：對(duì)于一個(gè)對(duì)流干化系統(tǒng)來(lái)說，介質(zhì)的進(jìn)出口濕度差越高，說明單位質(zhì)量的氣體介質(zhì)所形成的蒸發(fā)量越大，系統(tǒng)的干化效率越高，熱損失越小。對(duì)于一個(gè)傳導(dǎo)干化系統(tǒng)來(lái)說，有效換熱表面積越小，而單位換熱面積的蒸發(fā)量越大，則說明該系統(tǒng)的干化效率越高，熱損失越少。對(duì)于結(jié)合兩種換熱形式的混合型工藝，也仍然可以結(jié)合這兩個(gè)參數(shù)，進(jìn)行對(duì)比。37.如何提防“能耗數(shù)字陷阱”？ 干化工藝的“基本熱能”支出是確定無(wú)疑的，無(wú)論何種工藝，無(wú)論其性能多么優(yōu)越，其總的熱能支出均無(wú)法低于這一數(shù)字。由于世界上從事干燥的設(shè)備類型是如此之多，很難對(duì)所有的系統(tǒng)的機(jī)理、能耗有確切的理解，因而在進(jìn)行比較時(shí)，常常輕信某些工藝所聲稱的能耗優(yōu)越性，甚至一些不夠嚴(yán)肅的廠家愿意在合同中保證這些數(shù)據(jù)的真實(shí)性。而到頭來(lái)，使用者自己會(huì)發(fā)現(xiàn)事實(shí)并非如此，作為保證金的設(shè)備尾款只不過是巨額能耗支出的零頭，根本無(wú)法覆蓋其損失。對(duì)于污泥這樣的低附加值產(chǎn)品來(lái)說，這種不科學(xué)的能耗數(shù)字是一種值得警惕的“數(shù)字陷阱”。其實(shí)，干燥工藝的特點(diǎn)是可以分析、比較的，在給定的工作條件下，其工作狀況是可知的。因此，在談判中落實(shí)各個(gè)工藝、各段工藝的技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)，是進(jìn)行科學(xué)比較的基礎(chǔ)。38.熱傳導(dǎo)的傳熱效率一定高于熱對(duì)流嗎？ 所謂導(dǎo)熱系數(shù)是指在單位面積、溫度下和時(shí)間里能夠傳遞或通過的熱量，其單位為kcal/m.h.C。各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)差別很大。一般說來(lái)，金屬的導(dǎo)熱系數(shù)最大，非金屬固體和液體的導(dǎo)熱系數(shù)較小，氣體的最小。即使同一種物質(zhì)在相同溫度下，也由于它的表觀密度、濕度等差別而有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。金屬中鋼在100200度時(shí)為38.7，300度時(shí)為37.2，而鐵則在40以上。水的導(dǎo)熱系數(shù)在38度時(shí)為0.54，在93度時(shí)為0.585；導(dǎo)熱油在200度時(shí)為0.44；空氣在27度時(shí)為0.0225，在77度時(shí)為0.0258，127度時(shí)為0.0291。由于干燥系統(tǒng)中存在介質(zhì)，而介質(zhì)是由金屬、氣體或?qū)嵊徒M成的。如果僅就各種介質(zhì)的導(dǎo)熱性質(zhì)來(lái)判斷，的確會(huì)給人以熱傳導(dǎo)傳熱效率高的錯(cuò)覺。其實(shí)，發(fā)生在干燥系統(tǒng)中的傳熱過程遠(yuǎn)比我們能夠預(yù)想的復(fù)雜得多，其中最重要的因素之一還在于物料本身。當(dāng)濕顆粒的含濕量變化時(shí)，不同的換熱形式的效率是完全不同的。就污泥干化來(lái)說，熱傳導(dǎo)對(duì)于含水率較高部分的干化效率較高，而要將最后的2030水分去除，則顯得力不從心，這也是為什么大多數(shù)熱傳導(dǎo)系統(tǒng)以半干化為目標(biāo)，或必須做干泥返混且極大提高換熱表面積才能實(shí)現(xiàn)。第二個(gè)重要條件在于介質(zhì)與物料的混合狀態(tài)。這種狀態(tài)越均勻，效果越好。熱對(duì)流在污泥干化中的傳熱效率相對(duì)來(lái)說是較為穩(wěn)定的，由于大量氣體能夠與已經(jīng)失去表面水的顆粒緊密接觸，在其周圍形成穩(wěn)定的汽化條件，為濕分在給定的傳質(zhì)條件下能夠持續(xù)進(jìn)行提供了極好的條件。因此，應(yīng)該說熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流各有優(yōu)缺點(diǎn)，其傳熱效率的差別受濕物料本身的性質(zhì)和攪拌、混合狀態(tài)影響至巨。39.提高介質(zhì)溫度為什么有限制？ 干化需要熱量，給熱的效率與溫度相關(guān)，溫度梯度越高，效率則越高。在環(huán)境技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，大多數(shù)被干燥物料沒有在高溫下降解的品質(zhì)問題，溫度的應(yīng)用似乎是無(wú)限的。然而，出于工藝類型及其安全性原因，干化事實(shí)上是有溫度限制的。這些原因包括：（1）金屬的耐熱和變形，由于干燥器及其相關(guān)的各種設(shè)備、管線、閥門和儀表等遇熱均會(huì)產(chǎn)生不同的熱形變，這樣在金屬材質(zhì)、儀器儀表的選擇上，形成了巨大差別。不同級(jí)別的耐熱性和熱形變可能導(dǎo)致設(shè)備價(jià)格的飆升，因此，工藝溫度的確定既是技術(shù)也更是經(jīng)濟(jì)原因的抉擇。（2）介質(zhì)的安全性問題，某些介質(zhì)如導(dǎo)熱油，最高使用溫度高達(dá)320度，而實(shí)際運(yùn)行溫度為280度甚至更低；在油品選擇方面盡可能提高其燃點(diǎn)，以保證在高溫狀態(tài)下盡量減少裂解；在回路設(shè)計(jì)方面，盡可能避開火源和通道，以提高管線的安全性。顯然，其溫度限制是必要的。（3）某些介質(zhì)是帶壓的，如蒸汽，其常用于干燥的壓力一般不超過10個(gè)大氣壓，飽和狀態(tài)下溫度僅184度。提高這一溫度，意味著大幅度提高設(shè)備和管線造價(jià)，并由此帶來(lái)安全性問題。（4）通入高溫、高壓介質(zhì)的設(shè)備，如果承載介質(zhì)的干燥設(shè)備本體還要轉(zhuǎn)動(dòng)，將造成密封的巨大壓力，因此這類設(shè)備一般不會(huì)使用過高的溫度和壓力。40.熱能在干化中占運(yùn)行成本的比例如何？ 干化就是使用熱能使水分蒸發(fā)的過程。水的蒸發(fā)需要一定的熱能，根據(jù)最終含水率要求，實(shí)際熱能支出在700950大卡/升水蒸發(fā)量之間。根據(jù)我國(guó)能源價(jià)格的現(xiàn)狀，在采用潔凈能源時(shí)，熱能可能占據(jù)直接成本的絕大部分。如天然氣，當(dāng)價(jià)格為2.00元/立方米時(shí)，熱能可能占干化運(yùn)行成本的75以上。采用半干化焚燒，使用焚燒獲得的熱量進(jìn)行干化，可覆蓋大部分甚至全部熱源需求，此時(shí)的熱能成本可能低至零。41.減少干化熱損失的主要原則是什么？ 干化的熱損失來(lái)自三個(gè)方面，（1） 熱源：包括熱源的類型、傳輸、儲(chǔ)存、利用的條件。（2） 物料：包括污泥的濕度、粒度、粘度和污染物含量。（3） 工藝：包括工藝類型、路線、條件及其干化效率。因此，一些可行的、相應(yīng)減少以上內(nèi)容熱損失的原則就在于：（1） 熱源：優(yōu)化熱源、換熱器選擇和組合，縮短傳輸距離，加強(qiáng)保溫。（2） 物料：合理降低最終產(chǎn)品含固率（使之優(yōu)化適應(yīng)最終處置要求），改善冷凝條件（如減少氣量、分步冷凝等）。（3） 工藝：減少工藝步驟、縮短工藝路線，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)以提高干燥效率。所有的干燥工藝都有自己的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處，同時(shí)也有缺陷和不足。工藝方面繼續(xù)優(yōu)化的可能性雖然始終存在，但是調(diào)整余地已經(jīng)不大。因此，最有可能獲得直接經(jīng)濟(jì)效益的在于熱源和物料相關(guān)條件的優(yōu)化。42.熱能損失的差別意味著什么？ 由于干化的熱能成本占了運(yùn)行成本的絕大部分，比較干化工藝時(shí)了解其工藝熱損失的狀況、條件是非常必要的。雖然各個(gè)工藝在升水蒸發(fā)量的單位能耗上看去僅相差幾十大卡，但是對(duì)于污泥這種極低附加值物料的處理來(lái)說，可能意味著每年數(shù)百萬(wàn)元的差別。舉例來(lái)說，按照我國(guó)城市人口和污水廠規(guī)模，日產(chǎn)100噸絕干污泥產(chǎn)量的不在少數(shù)。將平均含固率20的污泥，干化至90，采用每立方米2.00元人民幣的天然氣來(lái)進(jìn)行干化，如果升水蒸發(fā)量熱能能耗相差10大卡，意味著每年30萬(wàn)元的差別。在世界主流工藝之間進(jìn)行比較，其單位熱能能耗差別最大達(dá)100大卡以上，其運(yùn)行結(jié)果將是每年300萬(wàn)的差距。43.半干化與全干化工藝在熱能能耗上的差別意味著什么？ 很多最終處置工藝是不要求全干化的，這意味著將含水率20的污泥干化到4060即可填埋或焚燒。處理同樣規(guī)模的污泥，這兩種工藝在熱能支出方面存在巨大的差距。對(duì)熱傳導(dǎo)工藝來(lái)說，半干化的升水蒸發(fā)量熱能凈耗一般要低于全干化2030大卡，加上熱源效率損失，可能達(dá)到50大卡以上的差別，此時(shí)的熱能節(jié)約意義重大。舉例來(lái)說，一個(gè)日處理量100噸絕干污泥的干化廠，將平均含固率20的污泥，分別干化至50和90，采用每立方米2.00元人民幣的天然氣作為能源，此時(shí)升水蒸發(fā)量熱能能耗相差50大卡，意味著每年690萬(wàn)元的熱能成本差別。44.干化工藝能夠利用哪些能源？ 干化的主要成本在于熱能，降低成本的關(guān)鍵在于是否能夠選擇和利用恰當(dāng)?shù)臒嵩?。干化工藝根?jù)加熱方式的不同，其可利用的能源來(lái)源有一定區(qū)別，一般來(lái)說間接加熱方式可以使用所有的能源，其利用的差別僅在溫度、壓力和效率。直接加熱方式則因能源種類不同，受到一定限制，其中燃煤爐、焚燒爐的煙氣因量大和腐蝕性污染物存在而難以使用，蒸汽因其特性無(wú)法利用。按照能源的成本，從低到高，分列如下：煙氣：來(lái)自大型工業(yè)、環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施（垃圾焚燒爐、電站、窯爐、化工設(shè)施）的廢熱煙氣是零成本能源，如果能夠加以利用，是熱干化的最佳能源。溫度必須高，地點(diǎn)必須近，否則難以利用。燃煤：非常廉價(jià)的能源，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)可行性。尾氣處理方案是可行的。熱干氣：來(lái)自化工企業(yè)的廢能。沼氣：可以直接燃燒供熱，價(jià)格低廉，也較清潔，但供應(yīng)不穩(wěn)定。蒸汽：清潔，較經(jīng)濟(jì)，可以直接全部利用，但是將降低系統(tǒng)效率，提高折舊比例?？梢钥紤]部分利用的方案。燃油：較為經(jīng)濟(jì)，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利用。天然氣：清潔能源，但是價(jià)格最高，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利用。45.干化選型比較的主要內(nèi)容？ 由于干化耗費(fèi)大量熱能和電能，影響處理成本至巨；安全性的問題是干化最重要的工藝問題；我國(guó)污泥處置目前尚處于摸索階段，尚難以確定一個(gè)確切的處理方向。因此，選型應(yīng)以考察干化系統(tǒng)在能耗、安全性和靈活性三個(gè)方面的內(nèi)容為要點(diǎn)。能耗的比較不是根據(jù)各家所報(bào)的消耗數(shù)字列表能夠說明的，應(yīng)深入到