Тонкопленочные сушильные аппараты BUSS-SMS-CANZLER

Технология тонкопленочной осушки BUSS-SMS-CANZLER

• Разъяснение технологии тонкопленочной осушки (TFD)
• Одно- и двухступенчатые системы
• Качество продукта
• Эксплуатация
• Техническое обслуживание
• Санитарная обработка
• Запуск / Остановка
• Автоматизация / Управление
• Потребление энергии
• Регенерация тепла
• Окружающая среда
• Безопасность
• Примеры

Стандартные критерии:

• Конечная сухость: <45% и/или 65-90 % DS
• Безопасная эксплуатация
• Форма конечного продукта
• Простое техническое обслуживание
• Безопасность окружающей среды
• Санитарная обработка
• Высокая доступность

Качество шлама во время осушки

Задача:  липкая фаза

Не все типы сушилок подходят. 

Некоторые типы требуют внешнего обратного смешения.










Горизонтальная тонкопленочная сушилка NDS
NDS (New Dryer Sludge – Новая сушилка осадка)

Простая 
Компактная
Взрывобезопасная
В 1 шаге до 95%DS 
Без обратного смешения
Прогнозируемое техническое обслуживание




Основные свойства тонкопленочной сушки

-Продукт в тонкой пленке на стенке
-Конструкция ротора с лезвиями очистки

• Небольшое удержание продукта
• Отличный перенос тепла
• Отсутствие проблем с липкими фазами
• Полная самоочистка
• Высушенный продукт в форме гранул
• Возможна любая влажность исходного продукта
• Сухость до 95% DS за 1 шаг
• Маленькая энергоемкость
• Очень быстрая остановка и перезапуск
• Отсутствует необходимость в опустошении
• Легкая и быстрая тяга ротора
• Легкая и быстрая замена изнашиваемых деталей монтажными рабочими, без сварки
• Возможна подрегулировка лезвий

Технология тонкопленочной сушки




Одноступенчатая система тонкопленочной осушки



Диапазон температур нагрева




Общий процесс сушки осадка




Опции процесса





Одноступенчатая тонкопленочная сушилка:

Полный диапазон концентрация в 1 этап до 95%DS




Двухступенчатая тонкопленочная сушилка + линейная сушилка:

Уменьшение пыли

Контроль формы гранул











Линейная сушилка

Сушилка большого объема

- используется при выше 65%DS
- с нагревом кожуха
- уровень наполнения около 70% =

Используется только в двухступенчатых системах в качестве 2-го этапа. 







- Около 70% заполненного объема
- Ротор винтового типа

• Высокое удерживание продукта
• Перенос липкой фазы требует обратного смешения
• Возможна закупорка ротора по время переноса липкой фазы

• Высокая энергоемкость
• Длинные фазы охлаждения и нагрева (на протяжении дней)

• Низкая скорость (около 5 об/мин)

- Применяется выше липкой фазы (-65%DS)
- Бережная обработка продукта… поддерживается форма гранул.





Модульная конструкция




Свойства тонкопленочной осушки

Осадок на входе
Различные качества:

• Оригинальный осадок с узла обработки сточных вод или обработанный осадок химический)
• Муниципальный или промышленный осадок
• Переваренный или сырой осадок
• Широкий диапазон влажности на входе и содержания песка
• Все типы переваренного биоматериала

• Не требуется внешнее обратное смешение
• Не требуются предварительные условия для исходного продукта

Сушилка обрабатывает то,  что поступает”

• Жидкости
• Пастообразные продукты
• Фильтровальный осадок
• Волокнистые материалы
• Комковатые продукты
• Сыпучие продукты

Свойства тонкопленочной осушки

Конечный сухой продукт: 

• 35-95 %DS в 1 проход через тонкопленочную сушилку
• Беспроблемный перенос липкой/резиновой фазы
• Тонкопленочная сушилка образует гранулы, гранулирование и измельчение не требуются
• Очень равномерная форма
• Однородная сухость, без влажных комков

Существующая сушилка:
Легкая возможность конфигурации с лезвиями очистки
Мы можем влиять на качество и форму. 

Опция: 

2-х ступенчатая система TFD+LD

• Линейная сушилка начинает при ~65%DS: гранулы поддерживаются очень медленным вращением и специальной конструкцией винта
• Форма после TFD в основном поддерживается
• Образуется меньше пыли

Продукт после стадии линейкой сушки 



Мощность:

• Отличный перенос тепла… высокая эффективность испарения
• Испарение воды до 9 т/ч в 1 тонкопленочной сушилке
• Компактная конструкция
• Широкий диапазон производительности

Удерживание продукта:

• Несколько кг материала на м² …..тонкой пленки

Очистка:

• Самоочистка за счет высокой турбулентности
• Без отложений и остатков внутри сушилки
• Обычно для очистки не требуются остановки

Запуск/Остановка:

• Небольшое удержание продукта…10-30 минут

Опустошение:

• Не требуется для повторного запуска
• Отсутствует риск перегрузки двигателя
• Не требуется дополнительный резервный источник энергии

Незапланированные остановки/отказ электропитания:

Удержание продукта будет продолжить сушку, возможно в липкую фазу. 

Тонкопленочная сушилка:

• не имеет проблем с клейкой фазой;
• не требует опустошения; 
• не требует добавления воды;
• не требует открытия. 

Управление:

• Интенсивность подачи
• Температура нагрева
• Мощность двигателя
• Давление процесса

Автоматизация:

• Работа без надзора в обычном процессе
• Рекомендуются регулярные инспекции
• В случае проблем система уходит в безопасную позицию

Время ответа системы управления:

• Быстрое по причине небольшого удержания продукта
• Изменения в подаче быстро замечаются
• Возможно прямое соединения с инсинератором

Изнашиваемые / Запасные части:

Проблемные точки хорошо определены…только наконечники лезвий
Износ хорошо контролируется
Ротор не подвержен абразии

Изнашиваемые части:  лезвия очистки сальниковая коробка
Корпус ротора не подвержен износу.


Без нагрева ротора:
Без преобразования нагрева…без протечек ....без замены

Конструкция ротора:
... без синхронизации

Техническое обслуживание

• Рекомендация: 1 плановое ТО в год
• Ротор извлечен, тяжеловесный кран не требуется
• Легкий доступ ко всем изнашиваемым частям
• Лезвия очистки поддаются подрегулировке
• Лезвия можно легко заменить
• Без сварочных работ (винты/запоры)
• Присутствие специалистов не требуется
• Замена в течение 2-3 дней (сушилка среднего размера)
• Без работ с сосудом под давлением
• Не требуется независимая инспекция

Образование, удаление пыли

• 100% противоток испарений и продукта
• Влажная атмосфера в фазу испарения выделяет основную часть пыли
• >~70% DS

Частичная осушка: почти не образуется пыль.

Полная осушка:
Тонкопленочная сушилка: образуется пыль. Основная часть удерживается внутри сушилки.

Линейная сушилка: образуется мало пыли. Мало  сдвигов и мало об/мин.

Образованные испарения двигаются в закрытой системе в направлении тонкопленочной сушилки с фазой влажных испарений для осаждения пыли. 
Оставшаяся пыль/мелкий фракции осаждаются в конденсаторе. 
Нагрузка по пыли в вентилируемом газе <20 мг/м³ отходящих газов, меньше со специальной конструкцией. 
Обработка испарений циклонами, фильтрами, скрубберами или подобным оборудованием не требуется. 

Принимайте во внимание избыточную сушку при незапланированной остановке!

Санитарная обработка:
Условия эксплуатации: температура продукта >105°C

Время пребывания: 
5-30 минут (в зависимости от размера)
Патогенные вирусы, бактерии, гельминты уменьшаются ниже уровня обнаружения.

Класс A Биологические твердые вещества согласно EPA:





Потребление энергии

Энергия нагрева для сушки: Без регенерации тепла:

Полная сушка: ~720-750 кВт/1 т испарения воды
частичная сушка: ~750-850 кВт/1 т испарения воды

Непрямой нагрев… без потерь из вентиляции воздуха
Без проникающего воздуха

Может насыщаться энергией инсинерации.

Электроэнергия:
сушилка: около 35-50 kWh/1 т испарения воды (конечная сухость)
Система: TFD не требует предварительной обработки исходного продукта и гранулирования.


Регенерация тепла

Тепло от испарения воды может регенерироваться.
Условия испарения:  атмосферные, около 100°C, почти без воздуха, не конденсируются

Идеальные условия: точка росы почти 100°C, Без препятствий от инертных газов

Примеры использования тепла:

• Генерация горячей воды 90°C
• Предварительный нагрев осадка*
• Нагрев дигесторов

* Улучшает мех. обезвоживание на 2-3%
  Снижает дозирование полимеров
  Уменьшает размер сушилки

Показатель регенерации: около 90% тепловой мощности


Защита окружающей среды

• Полностью закрытая система осушки
• Работа при 3-5 мбар ниже атмосферного давления…. Без выбросов на оборудование
• Непрямой нагрев…..без загрязнений продукта коммуникациями
• Без проникающего воздуха
• Без циркуляции воздуха

Пыль:

• В основном осаждается в сушилке и заново обрабатывается
• Осаждается в конденсаторе

Контроль запахов:

• Вентиляционные газы сжигаются в газовой установке на горячем масле или паровом котле.

Риски с осадками сточных вод, характеристики продукта

Взрыв пыли:
Самовоспламенение при 380-400°C
Более низкий предел взрывоопасности: 25-125 г/м³
Без взрывов, если кислорода меньше 9-12 % об. 

Экзотермическая реакция (самовоспламенение осадка):
Воздействие сухого остатка на температуру >160-180°C + Кислород
Спонтанная экзотермическая реакция (оксидирование)

Хранение осадка при теплых условиях
Первая слабая экзотермическая реакция при 100-140°C даже при низкой концентрации кислорода

Общий меры противодействия:
Треугольник угроз

Безопасность, обеспечиваемая принципом работы

Воздух/Кислород поддерживается снаружи

• Автономная система, небольшое отрицательное давление
• Герметичная изоляция от окружающей среды
• Взрывобезопасность внутренней атмосферы испарений, кислород <8%

Предотвращение ухудшения продукта, самовоспламенение

• Маленькое удержание продукта
• Роторная система очищает все поверхности…без остатков
• Ротор перемешивает по всей длине
• Без горячих точек и мертвых секций….предотвращено осаждение продукта
• Однородная сухость, без влажных комков

Предохранение от горячих поверхностей

• Наружная опора: без рисков на стороне продукта
• Система распыления воды, когда сушилка горячая, а испарения не образуются.
• Отсутствуют источники возгорания в местах, где нет инертизации испарений воды: только медленно двигающиеся части.

Предотвращение накопления пыли

• Обратный поток испарений/продукта осаждает частицы и заново обрабатывает.

Безопасность в работе

Запуск / остановка
-Шиберные задвижки изолируют систему 
->100°C: вода распыляется в систему для образования испарений воды
-Возможность для инертизации N2
-Контроль концентрации кислорода

-контроль силовых нагрузок на двигатель
-искроуказыватель 

Нерабочее состояние:
-Поддерживается влажная атмосфера

Повторный запуск:
-Только немного продукта в сушилке
-повторный запуск без опустошения

Отсутствует риск перегрузки двигателя. 

Безопасные следующие этапы

Система осушки:
-Частично высушенный осадок:
Хранение невозможно.
Возможно образование осадка
Возможно самовоспламенение

-Полностью высушенный осадок:
Продукт стабилен

Взрыв газа:
- Метан может аккумулироваться в бункерах с осадком.
Должна присутствовать вентиляция, кратность воздухообмена >=5.

Экономия

- Предсказуемый период технического обслуживания и замены изнашиваемых деталей
- Высокая доступность и надежность за счет защиты от износа греющей стенки и лезвий ротора.
Легкое, быстрое ТО лезвий
- Длинные интервалы обслуживания, обычно >1 года
- Без потерь тепла из-за отходящего воздуха или газа, а также внешнего обратного смешения продукта.
- Роторная система обеспечивает самоочищающуюся теплообменную поверхность. Длительные рабочие циклы без потребности в очистке
- Маленькое удержание продукта способствует гибкости: 
Запуск в течение примерно 1 часа
Остановка в течение примерно 15-30 минут
Опустошение в течение примерно 15 минут
Быстрый ответ Fast response of the process control
- Простая и эффективная регенерация тепла
- Работа без надзора

Варианты поставок:

• Основное оборудование
• Основное оборудование + инжиниринг
• Модульные установки
• Сотрудничество с локальными компаниями для работ на площадке, сборки и т.д.
• Сотрудничество с EPC компаниями

Услуги:

-Инжиниринг для государственного утверждения 
-Надзор за процессом сборки 
-Ввод в эксплуатацию 
-Обучение 
-Пост-продажное обслуживание 
-Устранение проблем: оперативная доступность специалистов: инженеров и механиков 
-Локальные представительства SMS