四川省生态环境污染防治“三创新”新技术新产品推介——污泥大湿度梯度控制及多尺度低温干化技术设备

为深入贯彻落实党中央、国务院关于“碳达峰、碳中和”重大战略决策,促进环保产业创新发展,协会持续开展“四川省生态环境污染防治“三创新”新技术新产品征集活动,评选出11项技术(或产品),并召开“2023年度四川省生态环境污染防治‘三创新’及新技术新产品推介会”进行推介分享。本期介绍中建环能科技股份有限公司——污泥大湿度梯度控制及多尺度低温干化技术设备。

一.污泥低温干化技术介绍

污泥低温干化技术是基于热交换理论所开发的蒸发除湿技术。在密闭干化室内通入干燥热空气,通过湿度交换原理将污泥中的水分蒸发带出,再用蒸发器冷凝去除湿空气中的水分,同时利用热泵原理回收水分凝结潜热,用于加热干燥空气重新通入干化室,实现废热回收,热能最大化利用。

主要分为输送系统、风循环系统和热转换系统。

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污泥低温干化运行原理

二.污泥低温干化系统组成

SDDR污泥低温带式干化技术主要由五大单元组成,分别为进料单元、供热单元、干燥单元、冷却单元以及出料单元。通过使污泥中水分干燥特性及能量需求与系统的冷热量产生、分配、利用相匹配,以提升能源利用效率。

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污泥低温干化系统组成

三.污泥低温干化技术工艺流程

该项目创新性采用双向进风内回流五级能效技术、大湿度梯度维持技术、基于后退蒸发前沿理论的多尺度污泥处理技术,基于DYMOLA平台的烘干全系统耦合仿真技术,开展热湿交互条件下的热泵系统优化设计,在提高污泥烘干速率的同时,实现整个系统能耗的显著降低。烘干室采用上下双向进风中间出风,减少风穿过网带和污泥的层数,减少风机风阻,降低风机能耗。采用较大的空气进出口湿度差(大湿度梯度),确保烘干室从上到下污泥和空气均保持较大的湿度梯度和较小的风量,实现较小的风机功率并维持稳定的烘干条件。在烘干室内采用二次切条,增强后续烘干效率。

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污泥低温干化设备工艺流程图

四.主要技术指标

该项目可实现含水率最高 85%湿污泥,一次进料出干泥,干污泥出泥含水率 最低 5%;热泵采用多级能效技术,除湿比 SMER>3.5,湿污泥吨泥干化整机能耗190 度电以下(80%-40%),比同类技术降低 20%。采取污泥多尺度翻切技术,提高污泥烘干速率,缩短低温干化时间 15%。

五.技术先进性/产品创新性特点

(1)创新性采用双向进风内回流五级能效技术。上下双向进风、中间出风设计,降低热风所穿网带层数从而减少风阻;湿热空气经过五次高效热交换,除湿的同时回收热量,有效提升了热循环利用率。

(2)创新性采用大湿度梯度维持技术。采用小风量、匀流引风、长烘干距离,减少吸湿过程中能量品位浪费与炯损失,达到大梯度逆流吸湿的效果,实现较小的风机功率并维持稳定的烘干条件。

(3)创新性采用基于后退蒸发前沿理论的多尺度污泥处理技术。通过多次翻切变径成型,延长了恒速烘干和第一降速烘干段时间,从而提升了传质传热效率。

(4)创新性基于DYMOLA平台的烘干全系统耦合仿真技术。建立系统动态仿真模型,协同考虑流程阻力、风机功率、热泵功率等,实现多因素条件下的最优解。

六.创新成果应用

基于节能降耗、产能保障以及提升运营体验三个维度的技术创新,相关成果应用到产品中,实现产品综合性能的进一步提升。

1.节能降耗方面:除湿效率提升30%,SMER≥3.5Kg/kwh(电);3.7*10-4Kg/KJ(热),单位面积蒸发能力≥20kg/h/m2;

2.产能保障方面:实际除湿能力≥90%标准去水量,产能衰减、除湿能力衰减<10%;

3.运行稳定方面:配备粉尘、气体监测系统、安全评估体系;

4.运行维护方面:实现除尘、清灰、清洗自动在线运行,除尘设备人工清理时间≥3个月。

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中建环能污泥低温干化成果应用

七.公司简介

中建环能科技股份有限公司(300425.sz),隶属于中建集团的环保上市企业,创立以来始终以提供优质的水环境服务,改善水环境质量为己任,致力于成为先进的环境技术产品与解决方案提供商。

中建环能秉承上善治水之理念,坚持研产销一体化发展。在市政、流域及村镇水环境治理,冶金、煤炭等工业水处理及回用,工业过程及固废处理处置等领域 ,为客户提供感动人心的技术产品和服务。立足以西南、华北、华东、华南、华中为核心的区域市场布局,快速响应客户需求。公司注册资金6.76亿元,旗下有28个分支机构,1400余名员工。

科技创新研发驱动,中建环能形成了以“技术平台——产品线——产品”为划分的技术研发体系,建立起以混凝分离、过滤分离、生化处理、水力流体、热交换、离心分离为基础的6个技术平台,逐步拓展成以磁分离、磁沉淀、孔板格栅、磁生化、离心脱水、污泥干化等为主的9条产品线和近20大类创新产品。建设了3000平方米科研基地和5000平方米中试基地,构建起完善的研发仪器设备及工业化试验平台,拥有主要科研设备126台套,其中检测分析设备61台套、模拟验证设备/平台65台套。拥有国家级绿色工厂制造示范基地、院士(专家)创新工作站、博士后创新实践基地、CNAS授权的磁分离水处理检测中心,是“专精特新”小巨人企业,并分别在成都、北京、苏州设立技术研发中心。

精益制造保障品质,中建环能在中国东部西部分别建立了两个现代化环保装备制造基地,构建了较为完善的产品制造、质控体系和供应链体系。其中西部制造基地位于成都金堂,占地约310亩,具有较强的大型装备制造组装能力;东部制造基地位于江苏张家港,占地约190亩,具有较强的机加工制造组装能力。

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