污泥干化技術(shù)：VOMM高效渦輪薄層干燥技術(shù)
來(lái)源：谷騰環(huán)保網(wǎng) 閱讀：56413 更新時(shí)間：2012-05-09 16:05干化處理是污泥和高含水廢棄物處理處置的一項(xiàng)重要手段。意大利渦龍公司（VOMM）（簡(jiǎn)稱渦龍公司）的“VOMM高效渦輪薄層干燥技術(shù)”（簡(jiǎn)稱渦輪薄層技術(shù)/工藝），可以實(shí)現(xiàn)高黏性含水物料、濃縮液的干燥、滅菌、熱處理，以及工業(yè)廢料的增值利用，在市政污泥、工業(yè)污泥、工業(yè)廢物/廢液處理等方面均有成功案例。為了進(jìn)一步了解渦龍公司及其渦輪薄層技術(shù)，谷騰環(huán)保網(wǎng)專訪了渦龍公司中國(guó)區(qū)經(jīng)理張勇先生。
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意大利渦龍公司（VOMM）中國(guó)區(qū)經(jīng)理張勇先生
谷騰環(huán)保網(wǎng)：請(qǐng)您簡(jiǎn)單介紹一下意大利渦龍公司（VOMM）。
張勇：意大利渦龍公司（VOMM）成立于1969年，渦輪薄層技術(shù)最早是公司的創(chuàng)建者作為食品加工的創(chuàng)新技術(shù)而發(fā)明的，在二十世紀(jì)五十年代以意大利食品的制造起步，逐步形成了一整套現(xiàn)代化的食品制造工藝，并至今擁有意大利在高檔速凍面食領(lǐng)域最優(yōu)秀的品牌Zini公司。在不斷的開發(fā)應(yīng)用過(guò)程中，渦輪薄層工藝越來(lái)越顯示出獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景，并陸續(xù)在環(huán)保、化工、制藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了巨大成功。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：在環(huán)保領(lǐng)域，貴公司的主要業(yè)務(wù)范圍在哪些方面？
張勇：環(huán)保領(lǐng)域，渦龍公司的業(yè)務(wù)涵蓋了市政和工業(yè)廢棄物處置，主要包括市政污泥、工業(yè)污泥、工業(yè)廢物/廢液處理等。渦龍公司可根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況提供安全、低成本、高效和穩(wěn)定可靠地處理各種污泥和工業(yè)含水廢物的最佳方案？梢圆捎酶鞣N類型的燃料、余熱，實(shí)現(xiàn)物料的全干化、半干化、濃縮等不同級(jí)別的處理。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：“VOMM高效渦輪薄層干燥技術(shù)”的基本工作原理是怎樣的？主體設(shè)備有哪些？
張勇：VOMM渦輪薄層技術(shù)是一系列專利干燥和反應(yīng)工藝的總稱，它們被廣泛應(yīng)用于食品、化工、制藥和環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域，可以對(duì)各種粘度、含固率、微生物狀況下的含水物料進(jìn)行諸如干燥、反應(yīng)、滅菌和熱變性等不同的處理。
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“VOMM高效渦輪薄層干燥技術(shù)”典型工藝流程圖
渦輪薄層技術(shù)的核心在于成功利用了薄膜換熱的原理，它將待處理的物料通過(guò)定量上料裝置喂入一個(gè)圓柱狀臥式處理器，處理器的襯套內(nèi)循環(huán)有高溫介質(zhì)，如飽和蒸汽或?qū)嵊，使反?yīng)器的內(nèi)壁得到均勻有效的加熱，干燥的主要熱量交換通過(guò)熱壁的熱傳導(dǎo)來(lái)完成；
與此同時(shí)，工藝還可以采用一定量的經(jīng)過(guò)預(yù)熱的工藝氣體，與物料的運(yùn)動(dòng)方向一致，在處理器的內(nèi)部與高速渦流形成共同作用，推動(dòng)物料沿內(nèi)壁向出口方向做螺線運(yùn)動(dòng)，物料顆粒在工藝氣體的反復(fù)包裹、攜帶和穿流下，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)烈的熱對(duì)流換熱；
在圓柱形處理器內(nèi)有與之同軸的轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子的不同位置上裝配有特殊設(shè)計(jì)的槳葉，轉(zhuǎn)子通過(guò)處理器外的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，高速旋轉(zhuǎn)，形成強(qiáng)烈渦流。物料在高速渦流的作用下，通過(guò)離心作用，在處理器內(nèi)壁上形成一層物料薄層，該薄層以一定的速率從處理器的進(jìn)料端向出料端做環(huán)形螺線移動(dòng)，物料顆粒在薄層內(nèi)不斷與熱壁接觸、碰撞，完成接觸、反應(yīng)、滅菌或干燥等過(guò)程。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：該技術(shù)對(duì)于進(jìn)料物質(zhì)的性質(zhì)是否存在要求？干燥后，物料可到達(dá)怎樣的干度？其干化成本如何？
張勇：從前一個(gè)問題的描述可知，渦輪薄層工藝與其他的干化技術(shù)原理有所不同。因此，它對(duì)進(jìn)料物質(zhì)的性質(zhì)要求并不嚴(yán)格，干化后產(chǎn)品的含固率在60-95%之間可調(diào)。干化成本一般在100-300元/噸（視處理量、處理難度、熱源、投資規(guī)模、折舊等影響）。
如北京水泥廠項(xiàng)目（下文有詳細(xì)介紹），該項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)料情況存在諸多嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)條件的因素：進(jìn)料含固率嚴(yán)重偏低（12-19%，從未達(dá)到設(shè)計(jì)值20%），進(jìn)料粘性非常大（含固率15%就能使螺旋跑料），含油量非常高等問題，但實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，項(xiàng)目工藝系統(tǒng)設(shè)備安裝后很快調(diào)試投運(yùn)并達(dá)產(chǎn)，渦輪薄層干燥器從未因進(jìn)泥情況嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)條件喪失換熱能力而停機(jī)，入口進(jìn)料含固率嚴(yán)重偏低但干化出料含固率卻非常穩(wěn)定。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：該技術(shù)區(qū)別于其他干化技術(shù)的關(guān)鍵在于哪些方面？
張勇：原理上的區(qū)別，使得渦輪薄層工藝成為一種非？煽坎⑦m合中國(guó)難點(diǎn)污泥等固體廢棄物處置的工藝系統(tǒng)，如：
1.可將污泥、高濃度廢液（生化無(wú)法處理后不值得的）干燥到任何需要的干度。
2.對(duì)高鹽、高危險(xiǎn)性（溶劑、烴）、高腐蝕性（強(qiáng)堿性、酸性）特征的污泥進(jìn)行干化處理，渦輪薄層工藝是唯一的選擇。
3.如制藥廢物有滅菌要求，渦輪薄層工藝是唯一可實(shí)現(xiàn)徹底滅活的、具有熱處理效果的干化工藝。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：在市政污泥處置方面，該技術(shù)有哪些成功案例？可否列舉一兩個(gè)，就其項(xiàng)目情況進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明？
張勇：在市政污泥治理方面，渦輪薄層工藝在歐洲的一些重要城市得到廣泛應(yīng)用，包括法國(guó)巴黎、馬賽，西班牙巴塞羅那，德國(guó)慕尼黑和意大利米蘭登。截止2006年6月底，已運(yùn)行暨在建市政污泥干化線57條，項(xiàng)目最大日處理規(guī)模430噸。
以北京水泥廠污泥處置項(xiàng)目為例。該項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)最大的危廢處理系統(tǒng)之一，采用干化+水泥窯伴燒實(shí)現(xiàn)污泥的徹底處置。污泥干化系統(tǒng)處理量500噸/天，由渦龍公司提供技術(shù)與設(shè)備，系統(tǒng)由5條獨(dú)立的生產(chǎn)線構(gòu)成，可生產(chǎn)含固率65%-90%的產(chǎn)品。根據(jù)最佳窯況、輸送條件及其系統(tǒng)安全考慮，以65%為基本目標(biāo)。實(shí)際運(yùn)行含固率在70%-75%之間。
由各污水廠運(yùn)來(lái)的濕泥經(jīng)濕泥料倉(cāng)臨時(shí)存儲(chǔ)，向干化車間輸送。干化車間內(nèi)，干燥器經(jīng)一次處理將污泥干燥至所需要的干度，不經(jīng)儲(chǔ)存，通過(guò)輸送裝置直接向水泥窯輸送。
干化后的高含固率污泥進(jìn)入水泥窯內(nèi)伴燒，焚燒后的無(wú)機(jī)物余燼可取代水泥生產(chǎn)需要添加的部分無(wú)機(jī)物成分，從而實(shí)現(xiàn)徹底的減量化；污泥干化后含水率大大降低而熱值較高，在伴燒過(guò)程中貢獻(xiàn)的能力可以節(jié)約燃煤消耗，污泥的熱能被資源化利用；水泥煅燒過(guò)程中的高溫遠(yuǎn)高于普通的鍋爐焚燒溫度，內(nèi)部物料的形態(tài)變化，使得污泥焚燒后中成分得以徹底的穩(wěn)定化和無(wú)害化，從而實(shí)現(xiàn)了徹底的“減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化、資源化”的處置目的。
污泥干化處理的運(yùn)行成本主要是蒸發(fā)水分的熱能消耗，本項(xiàng)目的供熱是從水泥窯適當(dāng)位置抽取的部分余熱，置換導(dǎo)熱油，作為污泥干化的熱源，由于是利用水泥煅燒必然產(chǎn)生的余熱，因而處理的熱能消耗成本很低。
而且本項(xiàng)目采用的渦輪薄層干燥工藝可以以高溫?zé)崴男问交厥?0%以上的干化熱能消耗，在本項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行中，干化系統(tǒng)余熱回收已經(jīng)取代了燃煤供暖鍋爐，供應(yīng)全廠冬季采暖和浴室熱水，由此進(jìn)一步節(jié)約了燃煤消耗。
相對(duì)與熱能消耗，項(xiàng)目設(shè)備運(yùn)行電耗比例較低，占運(yùn)行成本的比例也很低；而且廢水的處理實(shí)現(xiàn)100%回用和零排放，項(xiàng)目的水耗相對(duì)很低。
基于以上特點(diǎn)，本項(xiàng)目在能源角度分析是非常優(yōu)秀的，直接運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于目前國(guó)內(nèi)其他干化項(xiàng)目，而而干化系統(tǒng)自一次投料后一直正常運(yùn)行，也是目前國(guó)內(nèi)實(shí)際運(yùn)行率最高的污泥干化系統(tǒng)。
本項(xiàng)目2008年2月28日簽約，實(shí)際生效2008年12月1日，2009年10月底一期安裝完畢。2009年12月16日首次進(jìn)泥調(diào)試一次成功，自即日起，項(xiàng)目一直處于生產(chǎn)狀態(tài)，是目前國(guó)內(nèi)運(yùn)行率最高的污泥處置項(xiàng)目之一。因本項(xiàng)目的建成，北京水泥廠成為北京地區(qū)危廢定點(diǎn)處置企業(yè)，擁有的1條3200噸水泥生產(chǎn)線成為危廢處置示范線。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：在工業(yè)污泥及工業(yè)廢物廢液處置方面，該技術(shù)有哪些成功案例？可否列舉一兩個(gè)，就其項(xiàng)目情況進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明？
張勇：在工業(yè)污泥處理方面，由于污泥可能具有高粘性、難失水性、含溶劑、含低閃點(diǎn)烴類等特殊性質(zhì)，其處理較市政污泥具有更高的技術(shù)難度。而VOMM系統(tǒng)是迄今為止在工業(yè)污泥處理方面擁有最多業(yè)績(jī)和經(jīng)驗(yàn)的公司，已有工業(yè)污泥和含水廢棄物干化線68條，涉及化工、制藥、制革等具有較高難度的污泥處理領(lǐng)域，項(xiàng)目最大規(guī)模450噸/日。
以中石化天津污泥干化項(xiàng)目為例，通過(guò)渦龍公司的污泥干化系統(tǒng)進(jìn)行污泥干化處理，實(shí)現(xiàn)減量，干化后的污泥送天津危廢中心進(jìn)行安全處置。
天津石化項(xiàng)目需要處理的污泥有三種不同來(lái)源（乙烯、化工和煉廠污泥），性質(zhì)差異較大，煉廠污泥由于未能做到含油污泥在水處理階段的徹底分離，污泥中仍含有較高的烴類成分。在熱干化條件下，部分烴類可能裂解形成氣態(tài)烴，這部分氣體可能會(huì)對(duì)干化設(shè)備的安全造成影響。此外，三種污泥的物理性質(zhì)差異較大，含水率、粘性和失水性質(zhì)迥異，需要干化設(shè)備具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和極高的安全性要求。
渦龍公司的渦龍薄層干燥設(shè)備具有強(qiáng)大的機(jī)械剪切力，比較適合性狀變異較大的污泥處理。通過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)考察，可以確認(rèn)它具有較好的靈活性，具有運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、能耗低、安全性好的特點(diǎn)。特別是在安全性方面，該工藝有一個(gè)高度惰性化回路，僅需消耗少量氮?dú)，即可滿足工藝回路上任意一點(diǎn)的含氧量始終低于1-2%甚至更低。調(diào)試過(guò)程中的實(shí)際含氧量低于0.2%。從這一點(diǎn)看，該工藝是目前可滿足這種含有一定濃度的可燃、可爆氣氛的污泥熱干化的最佳選擇。
該項(xiàng)目2010年11月簽約，2011年1月底合同生效。9月1日開始安裝，10月26日首次進(jìn)泥調(diào)試，一次性獲得成功，生產(chǎn)出含固率70-80% 的干泥顆粒，在執(zhí)行速度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)快有同類型項(xiàng)目。這一速度反映了該工藝設(shè)備的成熟性、可靠性和高適應(yīng)性。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：干化設(shè)備的安全性是用戶關(guān)注的一個(gè)重要方面。“VOMM高效渦輪薄層干燥技術(shù)”如何做到安全運(yùn)行？
張勇：干化導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)一般有四種：粉塵爆炸、燜燃、燃燒、自燃。污泥粉塵的氧化特性是構(gòu)成危險(xiǎn)的機(jī)理，它有三個(gè)必要條件：一定的粉塵濃度、一定的含氧量和一定的點(diǎn)燃能量。要避免形成危險(xiǎn)環(huán)境，可從控制上述三個(gè)條件之一入手。
渦輪薄層工藝是極少數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)粉塵濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于爆炸濃度下限的工藝。它通過(guò)不返混而減少了干固體流量，處理時(shí)間短，單一干燥系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備數(shù)量最小化，從而保證工藝回路內(nèi)所有位置的粉塵濃度都遠(yuǎn)離粉塵濃度下限。
渦輪薄層工藝由于自身的特點(diǎn)，使之能在干燥器回輪中自然形成并保持極高的惰性化程度，這種惰性化是的工藝可以成功地避開一般工藝所必需考慮的人工降低含氧量措施。在特別條件下（如處理純烴類裂解物質(zhì)或溶劑干燥），回路可以通過(guò)氮?dú)獯祾叻绞，避免環(huán)境空氣的進(jìn)入，從而保持回路的含氧量低于1%。
由于污泥粉塵點(diǎn)燃所需的能量非常低，只要粉塵濃度和含氧量超標(biāo)，任何點(diǎn)燃源都可能造成危險(xiǎn)。因此這方面無(wú)法采取任何有效的預(yù)防措施。
渦輪薄層工藝是少數(shù)可以進(jìn)行半干化的工藝之一。半干化產(chǎn)品的低溫、無(wú)粉塵特點(diǎn)，使之成為低粉塵濃度、低含氧量之后可實(shí)現(xiàn)的第三個(gè)安全保證。
因此，渦輪薄層工藝的安全性不是指滅火、撲救、疏散等“善后措施”，而是一種能夠消解災(zāi)害于無(wú)形的抗災(zāi)害能力。
谷騰環(huán)保網(wǎng)：謝謝您接受我們的采訪。
