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耙式干燥机在有机垃圾处理中的应用

徐建茹1,沈玲娟2,李 兰1,范立学1
(1.石家庄工大化工设备有限公司,河北  石家庄  050031;
2.石家庄市东方石油化工机械厂,河北  石家庄 050200)
 
摘要:说明了耙式干燥机的结构和特点,阐述了工作原理及工艺流程,并介绍了耙式干燥机在有机垃圾处理中的应用。结果表明, 耙式干燥机适合现代节能环保的要求。
关键词:耙式干燥机;有机垃圾;节能;环保
 
Application of rake type dry machine in the organic garbage
XU Jian-ru1,SHEN Ling-juan2,LI Lan1,FAN li-xue1
(1.Shijiazhuang GONGDA Chemical Industry Equipment Co.,Ltd,Shijiazhuang 050031,China;2. Shijiazhuang DONGFANG Petroleum chemical Machine Factory,Shijiazhuang 050200,China)
Abstract:Structure and characteristics of the rake type dry machine and work principle and process flow path are introduced. Application of rake type dry machine in the organic garbage are introduced. Result enunciation,the the rake type dry machine can meet the demand of saving energy and environmental protection.
Keyw ords: rake type dry machine;organic garbage;saving energy;environmental protection
 
有机垃圾又称湿垃圾,是指城市生活垃圾中有机物成分的废弃物。其中很大一部分就是厨房饭菜残渣以及酒店的餐厨垃圾。所以处理好这些东西对环境的保护很重要,工艺为:首先除去餐厨垃圾中的不可降解成分,将其经破碎、水力分选后,形成有机物的乳浆液,再进发酵罐,加入一定比例的辅材和发酵菌经过好氧发酵,形成固、液混合物。再送至干燥机进行干燥,经造粒、烘干、袋装等工艺过程,生产出优质的生物有机复合肥。
耙式干燥利用间歇操作这一特点,将发酵、干燥在同一设备内进行。将投入的有机垃圾与菌种、菌床充分拌和,在合适的温度下,通过酶的作用进行发酵,将有机垃圾中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等分解为二氧化碳、氨、水蒸气等,并通过高温触媒脱臭后,排出无色、无味的气体,减量达到90%以上,残余物无毒、无污染是一种优良的有机肥。石家庄工大化工设备有限公司根据客户提供的物性参数,设计出了一种节能环保型耙式干燥机,本文就其设计及选型过程加以论述。
1.  耙式干燥机的特点
(1)结构简单,操作方便,使用周期长,性能稳定可靠。(2)适用性强,应用较广,干燥速度快:由于耙式干燥机利用夹套加热,较高真空排气,所以几乎对所有不同性质、不同状态物料都适用,特别适用于易爆、易氧化、膏状物料。(3)产品质量高,干燥过程中耙齿不断正反转动,被干燥物料搅抖均匀,避免了物料过热,湿份也容易逸出。(4)蒸汽耗量小。(5)易于操作,可回收挥发气体,环境的污染小。(6)产品粒度细,不需要粉碎操作程序。
2.耙式干燥机的主要部件(图1)
图1
1、壳体; 2、耙齿;3、出料装置; 4、加料装置;
5、粉碎棒;6、密封装置;7、搅拌轴; 8、传动装置
3. 工作原理
被干燥物料从壳体上方正中间加入,在不断正反转动的耙齿的搅拌下,物料轴向被来回移动,与壳体内壁接触的表面不断被更新,同时受到蒸汽的间接加热;在耙齿的均匀搅拌及粉碎棒的粉碎作用下,物料表面不断更新及增大使得水分更有利的排出;气化的水分等尾气经干式或湿式除尘器及冷凝器除去粉尘和可能凝性气体后,达到排放标准的不凝气被真空泵抽出放空。
4.热力计算
客户提供的物料参数:2 t含水率65%~80%有机垃圾加入含水率10%~15%的米糠或麦麸1 t,处理原料合计3 t,整体的含水率可达到适于生物发酵的50%~55%,发酵完成并干燥后物料含湿量为10%。处理量3t/d,折合0.143t/h(按日工作24 h计算,考虑进出料时间)。干燥热源采用0.1 MPa(表压)的饱和水蒸气。
(1)原始条件:
物料名称:       有机垃圾
初始含湿量:    θ1=55% 
干燥后含湿量:   θ2=10%  
湿物料量:      G1=143 kg/h
干物料量:      G2=71.5 kg/h
绝干物料量:     Gc=64.35 kg/h
物料初始温度:   t1=20 ℃
物料干燥温度:   t2=70 ℃
(2)蒸发水量:
W=G1-G2=143-71.5=71.5 kg/h
(3)干燥所需热量:
Q=W·γw+Gc·Cs·(t2-t1)+G1·θ1·Cw·(t2-t1)
 =71.5×2331.2+64.35×1.0×(70-20)+143×0.55×4.18×(70-20)
 =186 336.15 kJ/h
式中: γw=2331.2 kJ/kg   (水的蒸发潜热)
    Cs=1.0 kJ/kg·℃ (物料的热容)
Cw=4.18 kJ/kg·℃ (水的热容)
(4)算术平均温差:
Δtm==72.1 ℃
 
 
(5)所需干燥器换热面积的确定:
     取传热系数 K=90W/m2·℃
则A=Q/K·Δtm==8m
 
5.设备选型
参照表1,传热面积为8 m2,但有效容积为3 m³,为得到更好的干燥效果,最后选得GDZPG-3000型号的设备就可以了,推荐相应的真空泵型号为SK-6。
 
型号
有效容积
(L)
工作容积
(L)
加热面积
(m2
耙齿转速
(r/min)
传动功率
(kW)
真空泵型号
(推荐)
GDZPG-100
100
50
1
10
1.5
SK-1.5
GDZPG-200
200
100
1.6
10
1.5
SK-1.5
GDZPG-500
500
250
3.14
10
3
SK-3
GDZPG-1000
1000
500
5.02
10
7.5
SK-6
GDZPG-2000
2000
1000
8.01
7
11
SK-6
GDZPG-3000
3000
1500
10.02
7
15
SK-6
GDZPG-4000
4000
2000
11.87
7
15
SK-12
GDZPG-6000
6000
3000
15.57
5
22
SK-12
表1
6.使用效果
我们设计出来的耙式干燥机在某公司投入使用一年以来,每台年处理量达1000吨,消耗蒸汽量比对流干燥等其他传统形式节省近20%。由于节省了发酵设备,从而省了人工和传送设备,相应节省了将近一半的电能。达到了预期的节能要求。
7.应用前景
耙式干燥机多为微负压或真空形式,在干燥过程中的水分在低温下就能汽化,可以实现低温干燥,这对于某些药物、食品、和农副产品中热敏性物料的干燥是有利的。例如,液糖超过70℃部分成分就会变成褐色,降低产品的商品价值;某些催化剂超过使用温度就会改变其化学性质;蛋白质在高温下变性,改变了物料的营养成分等。另外在低温下干燥,对热能的利用率是合理的。从而减低了生产成本,提高了产品质量,降低了工人的劳动强度,保护了环境。所以耙式干燥机开发成功以来,已在医药、化工、染料、农药、食品等领域得到大量工业应用。
 
参考文献
[1] 于才渊,王宝和,王喜忠编著.干燥装置设计手册[M].北京:化学工业出版社,2005.2.
[2] 潘永康,王喜忠, 刘相东,等.现代干燥技术[M].北京:化学工业出版社,1998.147-161.
[3] 徐成海,张世伟,关奎之.真空干燥[M].化学工业出版社.
[4] 姚玉英,陈常贵,黄凤廉,等.化工原理[M].天津科学技术出版社.
 
发表在《石油和化工设备》2008年第四期。
来源:衡创工大现代塔器公司      时间:2009/1/19 23:30:55
 
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