造紙污泥太陽能干化處理工藝設計
摘 要: 太陽能作為一種清潔能源，將其應用在造紙污泥干化中，與傳統干化工藝相比具有能耗低、無污染、運行費用低廉、操作簡單、運行安全穩定、干化后的污泥仍保留原有的價值等特點。本文以某造紙污泥的干化為例，介紹了該工藝的工作原理及流程，工藝單元設計等。
太陽能是一種清潔、安全、廉價、可再生的綠色能源，取之不盡用之不竭。我國有豐富的太陽能資源，大約2/3國土的太陽能年輻射量接近或超過5000MJ/m2，相當于目前全年的煤、石油、天然氣和各種柴草等全部常規能源所提供能量的2000多倍。利用太陽能對污泥進行干化處理具有節能降耗和減碳的現實意義。本文基于海南省某紙漿企業的造紙污泥資源化處置過程中的減量化要求，參照太陽能干化技術在其他行業的應用，詳細介紹了該企業造紙污泥處置過程中的溫室型太陽能干化工藝。
1 溫室型太陽能污泥干化新工藝介紹
1.1 溫室型太陽能干化工作原理
將機械脫水后（含水率約為80%）的污泥放置于溫室中，利用太陽能蒸發污泥中的水份,即可獲得40-50%的干化污泥，脫水后的污泥在溫室中主要存在兩種干化工藝：（1）輻射干化。太陽能污泥干化系統以干燥的空氣作為熱載體，直接將太陽能轉化為熱能，儲存在空氣中使空氣溫度升高，用熱空氣使污泥溫度升高，使其內部水分得以向周圍空氣加速蒸發，從而增加了污泥表面的空氣濕度，甚至達到飽和；（2）通過自然循環和熱風沖刷，將溫度內的濕空氣排出，使污泥表面的濕度由原來的飽和狀態進入非飽和狀態，從而促使污泥內部水分進一步向周圍空氣蒸發。為了增強集熱效率和溫室的保溫隔熱能力，運行中利用攪拌輪將污泥翻轉平鋪在地板上或增加強制通風以提高蒸發效率。
1.2太陽能干化的優勢
（1）太陽能干化與自然晾曬(大氣干燥)相比其主要優勢是能較大幅度的縮短干燥時間，同時溫室型太陽能污泥干化系統內污泥干化過程中產生的臭氣易于有效收集進行集中處理。
（2）太陽能干化裝置與采用常規能源的干化裝置相比具有以下優勢：①節省燃料：因為該干化工藝基本不消耗礦物燃料。②減少對環境的污染：我國大氣污染嚴重，這主要源于煤，石油等燃燒后的廢氣和煙塵的排放，采用太陽能干化，在節約礦物燃料的同時，又可以緩解環境壓力。③運行費用低 就初投資而言，太陽能與常規能源干化二者相差不大。但是在系統運行時，采用常規能源的干化設備其燃料的費用是很高的。若采用太陽能干燥，設備投資(初投資)二者相差不大，但太陽能干化除風機消耗少量電能外，太陽能是免費的。即使太陽能干化不能完全取代采用常規能源的干化手段，通過設計使二者有機結合，使太陽能提供的能量占到總能量消耗的較大比例，同樣可節約大量運行費用。
（3）太陽能干化裝置各部分工作溫度屬中低溫，操作簡單、安全可靠。
2 造紙污泥太陽能干化工藝設計
2.1 干化工藝流程
臥螺離心機或帶式過濾機形成的脫水污泥經過自身的傳動系統，輸送到皮帶輸送機上，皮帶輸送機把污泥輸送到運輸車上,運輸車運送污泥至污泥制肥廠的溫室型太陽能干化車間的污泥自動布料機的料斗內，污泥自動布料機把污泥均勻的布置在污泥太陽能溫室內。污泥自動布料機在溫室大棚內自動完成污泥的自動布料、自動攪拌和干污泥的聚集。在溫室內，熱空氣與污泥直接接觸，并以一定速度流過污泥層，在此過程中吸收污泥中的水分，并將濕氣排出，排出的濕廢氣經無害化后排放。*后由自動收料裝置把干污泥收集在一起。為加快污泥的干燥，增加了太陽能集熱器和輔助地暖系統，集熱器產生的熱風通過風機或水泵輸送到溫室中。污泥太陽能干化系統工藝流程如圖1所示：
集熱器
脫水污泥→運輸車→布料機→太陽能干化溫室→干化污泥轉運至制肥車間
地暖
圖1 太陽能污泥干化系統流程圖
3其他
（1）溫室頂、側面全部采用厚5 mm，透光率在85 以上的平板玻璃覆蓋，并設置有自動開窗裝置，窗戶開度的大小及方向由連接室內溫度、濕度、風向、風速傳感器的單板機來控制。在溫室的頂部設有自動開閉的透光率較小的外遮陽裝置。
（2）溫室內鋪設散熱管進行地暖加溫，地暖熱源采用該紙漿企業鍋爐余熱或高溫煙氣。設計地表溫度大于25℃。在夜晚或太陽能不足時根據需要啟動地暖系統。
（3）集熱器背面設有儲熱室可以暫存污泥，通過集熱器底部的孔板將多余的熱量傳到儲熱室，對脫水后的污泥進行預熱，可以充分利用太陽能。
（4）污泥傳輸方向與熱空氣形成逆流，這樣保證了出口處干化污泥不受上方濕熱空氣的影響，同時進料口安裝有污泥均布器，以便使污泥均勻鋪平，受熱均勻。
（5）干化時應將不同新鮮度的污泥分開，只對新鮮的污泥局部引風除臭。此外，加入一定量的石灰可以減弱臭氣。 |
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