 |
Сооружения для обеззараживания, компостирования,
|
|
|
|
Термической сушки и сжигания осадка
Осадок надлежит подвергают обеззараживанию в жидком виде или после подсушки на иловых площадках, или после механи-ческого обезвоживания. Обеззараживание и дегельминтизацию сырых, мезофильно сброженных и аэробно стабилизированных осадков осуществляют путем их прогревания до 60 °С с выдерживанием не менее 20 мин при расчетной температуре. Для обеззараживания обезвоженных осадков допускается применять биотермическую обработку (компостирование) в полевых усло-виях. Компостирование осадков следует осуществлять в смеси с наполнителями (твердыми бытовыми отходами, торфом, опил-ками, листвой, соломой, молотой корой) или готовым компостом. Соотношение компонентов смеси обезвоженных осадков сточных вод и твердых бытовых отходов составляет 1:2 по массе, а с другими указанными наполнителями - 1:1 по объему с полу-чением смеси влажностью не более 60%. Процесс компости-рования следует осуществлять на обвалованных асфальто-бетон-ных или бетонных площадках с использованием средств механи-зации в штабелях высотой от 2,5 до 3 м при естественной и до 5 м при принудительной аэрации. При проектировании аэрируемых штабелей предусматривают: укладку в основании каждого штабеля перфорированных труб диаметрами 100¸200 мм с размерами отверстий 8¸10 мм; подачу воздуха (расход воздуха - 15¸25 м3/ч на 1 т органического вещества осадка). Длительность процесса компостирования принимают в зависимости от способа аэрации, состава осадка, вида наполнителя, климатических условий и на основании опыта эксплуатации в аналогичных условиях или по данным научно-исследовательских организаций. В процессе компостирования необходимо предусматривать перемешивание смеси.
|
|
|
Основные конструкции сушилок
Большинство промышленных сушилок (около 80%) реализуют конвективную сушку. Более 40% конвективных сушилок состав-ляют барабанные сушилки Рис.65,66, применяемые для сушки сыпучих материалов (солей, удобрений, ядохимикатов) топоч-ными газами или подогретым воздухом в условиях прямоточного или противоточного движения материала и теплоносителя. Эти сушилки отличает экономичность (допускается использование высокотемпературных агентов), значительная производитель-ность и высокая надежность (работают по 6¸8 тыс. часов без капитального ремонта). Барабанная конвективная сушилка, пред-ставляет собой вращающийся с частотой 2¸12 об/мин бара-бан, установленный под небольшим (~ 4о) углом к горизонтали для пересыпания материала от загрузочной камеры к разгрузочной. На барабан надеты два бандажа, которыми он опирается на свободно вращающиеся ролики, закрепленные на опорной раме и опорно-упорной станции, а также зубчатый венец привода.
Барабанная сушилка
(для мелкокусковых и сыпучих материалов)
 |
Рис.65
Рис.66
Упорные ролики, установленные на раме опорно-упорной стан-ции, ограничивают осевое смещение барабана. Для предотвра-щения сплющивания барабана под бандажи и венец привода устанавливают кольцевые накладки, толщина которых в 1.5¸2 раза превышает толщину обечайки барабана. Отношение длины барабана к его диаметру обычно находится в пределах 3.5¸7. Сушильный агент может вводиться в загрузочную (прямоток) или разгрузочную (противоток) камеру, установленные на концах барабана. Большинство барабанных сушилок работают под небольшим вакуумом (50¸250 Па) для исключения выхода в цех запыленного газа, поэтому между камерами и барабаном устанавливают уплотнения, предотвращающие подсос наружного воздуха, который может привести к снижению температуры сушильного агента. Объем барабана заполняют материалом на 15¸25%. Внутри барабана устанавливаются насадки, обеспе-чивающие равномерное распределение материала по его сечению, вблизи загрузочной камеры - приемновинтовая, а затем – основная (чаще всего подъемно-лопастная или секторная). Тепло передается материалу конвекцией от сушильного агента и теплопроводностью от нагретой поверхности насадки и внутренней поверхности барабана. Относительная скорость сушильного агента обычно не превышает 2¸5 м/с, т.к. при большей скорости возможен унос значительного количества высушиваемого материала. Высушенный продукт выводится из разгрузочной камеры шнеком. Отработанный сушильный агент через систему пылеочистки выходит в атмосферу. Около 25% парка промышленных конвективных сушилок составляют аппараты для сушки в режиме псевдоожиженного и фонтанирующего слоя Рис.67, а около 7% - в режиме пневмо-транспорта.
|
|
|
Сушилка с кипящим слоем
 |
Рис. 67
В сушилках с кипящим слоем можно сушить сыпучие и пастообразные материалы, а также суспензии и растворы. Применение сушилок кипящего слоя позволяет значительно интенсифицировать процесс удаления влаги из материала за счет развитой поверхности контакта между частицами материала и сушильным агентом, выравнивания влажности и температуры в объеме слоя. К недостаткам этих сушилок можно отнести повышенный удельный расход энергии, пылеобразование и связанную с ним опасность возникновения взрывоопасных концентраций материала в воздухе. Простейшая однокамерная сушилка кипящего слоя рис.67 представляет собой вертикальную камеру прямоугольного сечения, в нижнюю часть которой через специальный люк устанавливаются сменные газораспреде-лительные решетки рис.68. Влажный материал загружается в сушильную камеру секторным питателем. Нагретый в калорифере воздух подается под решетку через штуцер и отводится через патрубок в верхней части камеры, огибая по пути отбойник, который выполняет функцию первичного сепаратора взвешенных частиц материала и направляет поток отходящего воздуха так, чтобы он подсушивал загружаемый материал. Необходимая высота кипящего слоя обеспечивается переливным порогом. Высушенный материал выгружается с помощью шнека. Газораспределительные решетки предназначены не только для равномерного распределения потока сушильного агента по сечению аппарата, но и поддержки слоя при остановке сушилки (исключают попадание материала в подрешеточное прост-ранство). Для сушки сыпучих материалов рекомендуют использовать плоские решетки, которые обеспечивают интен-сивное перемешивание материала вблизи отверстий, т.е. в зоне наиболее высоких температур. Желобчатые решетки, в которые сушильный агент подается тангенциально, обычно используют для сушки волокнистых материалов.
|
|
|
Рис. 68
Щелевые решетки представляют собой два ряда колосников, причем оси отверстий нижнего ряда совпадают с осями колосни-ков верхнего. Эти решетки применяются для сушки паст, суспен-зий и растворов с использованием слоя инертного носителя – фарфоровых шариков или фторопластовой крошки. Жидкий или пастообразный материал подается через форсунки на поверхность псевдоожиженного слоя инертного носителя. Материал налипает на поверхность гранул носителя, высушивается, скалывается и стирается с поверхности гранул при их соударениях, уносится из камеры пневмотранспортом и выделяется в системе сепарации и пылеочистки. Для удаления из мелкозернистых сыпучих матери-алов (dэ < 6¸8 мм) механически связанной влаги широко исполь-зуется сушка в режиме пневмотранспорта рис.69, которую чаще всего реализуют в трубах-сушилках диаметром до 1 м и длиной до 25 м. Скорость теплоносителя в трубах-сушилках весьма велика (10-40 м/с), поэтому время сушки не превышает нескольких секунд, материал не перегревается, не спекается, не прилипает к стенкам трубы. Материал в режиме пневмо-транспорта подается в трубу-сушилку из бункера шнековым питателем, а горячий воздух – из калорифера. Частицы материала подхватываются теплоносителем, интенсивно сушатся и транс-портируются в циклон. Из циклона высушенный материал удаляется шнеком, а воздух, пройдя систему тонкой пылеочистки, выбрасывается в атмосферу вентилятором. Расширитель на трубе служит для интенсификации сушки путем создания нестационарных условий движения смеси газа с материалом.
|
|
|
|
| |||||
 | |||||
 |
Рис. 69 Сушилка для зернистых материалов, d<8мм
Примерно10%общего числа конвективных сушилок составляют распылительные сушилки рис.70. Они предназначены для сушки растворов и суспензий с получением готового продукта в виде порошков или гранул. Тонкое распыление высушиваемого мате-риала создает весьма значительную поверхность испарения, что обеспечивает кратковременность процесса сушки (15¸20 с), и, как следствие, мягкие условия его проведения. Несмотря на прямо-точный контакт с высокотемпературным сушильным агентом, температура поверхности материала обычно невысока. Поэтому распылительные сушилки применяют для сушки термочувст-вительных продуктов биологического и органического синтеза с большой начальной влажностью. Одна из наиболее распростра-ненных конструкций распылительных сушилок представляет собой цилиндрическую камеру с коническим днищем, в верхней части которой установлено устройство для распыления высуши-ваемого материала (Рис.70). Горячий сушильный агент подается к факелу распыла раствора или суспензии, а отработанный – удаляется из нижней части сушильной камеры в систему пыле-очистки и далее в атмосферу. Готовый продукт выгружается через затвор в отводном штуцере на днище. Распыливающее устройство представляет собой либо диск на вертикальном валу, получающий интенсивное вращательное движение (до 40000 об/мин) от электропривода с мультипликатором, либо форсунку. Пневматическая форсунка, способна распыливать жидкость любой вязкости при широком диапазоне дисперсности содер-жащейся в ней твердой фазы. В центральный штуцер подается сжатый воздух или водяной пар давлением 0.5¸0.6 Мпа, а в боковой – высушиваемый раствор или суспензия. На выходе материал подхватывается потоком воздуха или пара, истекаю-щего из кольцевой щели между корпусом и тарелкой.
 |
Рис.70 Распылительная сушилка
Вальцеленточные сушилки
Вальцеленточные сушилки, предназначенные для сушки паст, занимают промежуточное положение между кондуктивными и конвективными сушилками. Подлежащий осушке материал подается в них из ленточного фильтр-пресса. Кондуктивная часть вальцеленточные сушилки – это валец, предназначенный для предварительного формования и подсушки материала. Поверх-ность вальца покрыта кольцевыми канавками трапецеидального профиля. Поступающая из бункера паста впрессовывается в эти канавки пресс валком. Валец и пресс-валок обогреваются изнутри водяным паром. Паста, подсушенная в канавках валка, снимается специальными гребенками, транспортером подается на ленточный конвейер и, проходя сушильную камеру, досушивает-ся уже в режиме конвективной сушки. В качестве несущего полотна конвейера обычно используют плетеную металлическую сетку. Сушильный агент (топочные газы или нагретый воздух) циркулирует в камере, продувая материал сверху вниз и проходя перед повторным использованием систему очистки и подогрева.
|
|
|
 |
Рис. 71 Ленточная сушилка
Среди разнообразных конструкций кондуктивных сушилок отметим роторные вакуумные сушилки рис.72. В отличие от всех рассмотренных это сушилки периодического действия. Сушильная камера роторной вакуумной сушилки – это горизон-тальный цилиндрический барабан с рубашкой, внутри которого установлен реверсивный ротор. Барабан заполняется влажным материалом не более чем наполовину. Его обогрев осуществ-ляется водяным паром. Пары влаги удаляются вакуум-насосом.
 |
Рис. 72 Гребковая вакуум-сушилка
Направление вращения ротора через каждые 5¸8 мин. Автоматически меняется на противоположное. Гребки ротора изогнуты на левой половине барабана влево, а на правой – вправо, так что при вращении ротора в одну сторону высушиваемый материал перемещается к концам барабана, а при изменении направления вращения – к его середине. При выгрузке материала ротор вращается так, чтобы материал перемещался к середине барабана, где находится разгрузочный люк.
|
|
|
