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污泥干燥系统的操作安全与风险防范措施

目录:新闻列表发布时间:2020-06-18 08:41

文章出处:责任编辑:德蓝小编

     

污泥干燥使污水处理厂的“水,气,炉渣和污泥”完全达到标准。它是实现污泥稳定,减少和无害化的重要手段,已为人们所接受和认可。然而,由于干燥事故的频繁发生,污泥干燥的安全性已成为人们关注的焦点。本文分析讨论了污泥干燥系统的潜在安全隐患,提出了确保系统运行安全的措施,为污泥干燥系统设计中的安全问题提供了参考和参考。

1概述

在减少污泥填埋,减少焚烧,无害土地利用和其他污泥资源利用的实践和探索中,污泥干燥已逐渐成为有效的过程之一。大规模减少污染,无害化和资源化的方法,也是最终处理某些污泥的预处理方法。

在1990年代后期,欧洲,北美和其他国家/地区的城市污水处理设施普及,产生了大量的城市污泥,污泥干燥设备的数量增加,并且污泥更好。处置。但是污泥干燥设备的事故时有发生,从污泥的自燃到设备爆炸。从单个小型辅助设备到整个干燥生产线;无论设计的安全措施多么复杂和完整,污泥干燥设备的事故从未被切断。主要原因是对干污泥性质的早期了解不足。

在污泥的热干燥过程中,存在自燃和粉尘爆炸的严重风险。当污泥处于完全干燥状态(固体含量大于80%)时,通常呈细小颗粒形式,同时由于污泥,污泥和干燥机,污泥和介质之间的碰撞,使得在干燥环境中产生大量粒径小于150μm的粉尘成为可能。这种有机物含量高的粉尘可能会在一定的氧气,温度和点火能量条件下燃烧和爆炸,即所谓的粉尘爆炸。

2污泥干燥事故的危险特性

污泥干燥过程中的粉尘爆炸特性主要包括四个参数:粉尘浓度,氧含量,着火能和水分含量。

2.1粉尘浓度

粉尘爆炸必须达到一定的浓度,这被称为有机物的“粉尘爆炸下限”。没有关于粉尘细度的统一规定。考虑到其危险性,一般以150μm以下的粉尘颗粒作为判断标准。

粉尘的细度不均匀,污泥干燥产物的粒度分布变化很大。根据粉末的研究,将5%〜10%的细粉掺入粗粉(>150μm)中足以使有机粉尘混合物成为爆炸性混合物,并且爆炸性成分可以具有最大爆炸压力。混合比极大地影响爆炸强度。仅当可燃粉尘的粒径大于400μm时,即使有强大的点火源,粉尘也不会爆炸。一般认为,有机粉尘爆炸浓度的下限为20〜60g / m3,城市污泥的值为40〜60g / m3左右。

2.2氧气含量

氧气作为助燃气体,是构成危险状况的基本元素之一。大多数干燥过程无法进一步降低粉尘浓度,因此降低介质中的氧含量已成为避免风险的主要手段。

惰性气体填充是降低介质中氧气含量的主要方法。目前,主要的惰性气体填充物是:氮气,二氧化碳,蒸汽。根据英国HSE公司的实验值,获得了上述三种气体的惰性化效果,如表1所示。

从表1的实验数据可以看出,如果氮是用于惰性化,空气质量不能超过18.5%,需要惰性气体填充的占81.5%;如果使用蒸汽进行惰性化,则空气质量可以达到64%,则混合湿气的相对湿度为47.5%。根据实验数据,用于惰性化氧含量的氮气,二氧化碳和蒸汽的操作值分别为4%,6%和10%。在实际的项目运行过程中,为了确保操作的安全性和可靠性,需要将最低氧气含量降低2%,即氮气,二氧化碳和蒸汽的惰性化处理中要包含2%,4 %和8%。

2.3点火能量

需要一定量的点火能量才能使污泥干燥过程中产生的粉尘爆炸。由摩擦,静电,热颗粒物,机械碰撞等产生的火花都可以成为点火能量的供应点。

干燥温度与点火能量没有直接关系。着火能量是指在粉尘环境中瞬间给出的能量,它与粉尘粒径的大小密切相关。着火温度是指在没有引火源的尘埃云环境中,在静止状态下处于静止状态时所需的温度或厚度为5mm的尘埃层,该温度是指引起燃烧的铁水表面温度。在20°C的环境中,金属摩擦产生点火能量,而污泥尘云的点火温度高达360〜550°C,粉尘层的点火温度约为160〜 375℃。

低能满足污泥粉尘的点火,因此只有粉尘浓度和含氧量超过标准,任何点火源都可能引起粉尘爆炸的危险。

2。4水分含量

当干燥气体的湿度较高时,亲水性粉尘会吸收水分,这使粉尘难以扩散并着火,火焰传播速度也会降低小。根据相关研究,如果有机粉尘的湿度超过30%,则不容易引起爆燃,超过50%绝对安全。水分的存在会大大增加粉尘爆炸浓度的下限,即干燥介质的最低氧气浓度。

3污泥干燥事故的主要影响因素

通过以上分析和讨论,污泥的着火能量非常低,干燥过程本身是通过温度进行的,再加上污染污泥干燥涉及的一系列设备以及污泥在干燥机本身中的流动性,即使控制静电,金属碰撞和其他条件,污泥燃烧所需的点火能量也是不可避免的问题。因此,影响污泥干燥过程中粉尘爆炸的主要因素有以下三个方面:粉尘粒径,含水量,环境温度和压力。

3.1灰尘颗粒大小

灰尘颗粒越细,散布越容易。粒径小的粉尘具有较大的比表面积,较大的表面能和所需的点火能量,因此易于发生粉尘爆炸。当可燃粉尘粒度大于150μm时,是相对安全的。

3。2水分含量

使用蒸汽作为填充的惰性气体可以有效地提高污泥干燥系统的湿度,同时降低系统中粉尘的浓度并增加点火能量。提高干燥系统安全性的重要方法。

3.3环境温度和压力

环境温度的升高和干燥系统中压力的升高会降低污泥粉尘的着火能量。因此,有必要控制污泥干燥系统的环境温度和工作压力,以防止环境因素引起的安全事故。

4防止污泥干燥事故的措施

污泥是一种具有潜在粉尘爆炸特性的有机物质。干燥的安全性涉及整个干燥系统。大多数干燥过程具有存储,分离,除尘,过滤,筛选,传输,混合,干燥,加热,称重等设备。这些设备通过管道,阀门,泵等串联连接。在化学技术生产线上,形成了相互影响的复杂系统。除烘干机以外的辅助设备的风险要比烘干机本身高得多。因此,防止污泥干燥事故不仅需要着眼于过程本身,而且还需要从整个系统来分析过程设备的可靠性和稳定性。另外,污泥干燥产物离开筒仓后的储存过程也更容易发生干燥事故。

4。1过程安全性

过程安全性的核心问题是“干泥浆重新混合”。由于污泥本身的物理特性,污泥在干燥过程中容易粘附,从而影响产品干燥的质量和干燥机的效率。为此,污泥干燥过程的一部分采用“干污泥返混”方法,即将部分干污泥与未干燥污泥混合,以降低污泥的粘度并改善污泥中的空气。颗粒之间的渗透性提高了干燥效率。

污泥回混在反复的冷却和加热过程中会损失大量能量,并且存在安全问题:

(1)混泥中的污泥颗粒可能是循环的污泥干燥至固体含量超过90%时,具有难以在短时间内再水化的特性,因此,干污泥混回时会引起高温部分干污泥颗粒过热,导致产生灰尘。

(2)干污泥的固含量达到90%。在制粒过程中难以确保产品的致密性。在返混过程中,会发生吸湿反应,从而导致大量粉尘,灰尘和油泥颗粒。混合会导致较高的氧化速率并增加粉尘爆炸的风险。因此,应尽可能减少污泥返混的实际量。

4。2设备的可靠性和稳定性

目前的污泥干燥技术非常重视设备的安全性,并采取有针对性的措施来保证设备的可靠稳定运行。

就氧气含量而言,设备必须实时监控系统中的氧气含量。间接加热器中充满了氮气,以确保系统中的氧气含量小于2%。直接加热器通过气体循环将氧气含量控制在8以下。 %;当氧气含量超过10%时,系统会自动关闭。

在颗粒温度控制室中,设备必须严格控制污泥在干燥机中的停留时间,以保持干污泥中适量的水分,避免污泥过热。当污泥的固体含量达到90%时,必须离开干燥机。对于使用湿污泥料仓的过程,必须将湿污泥料仓中的甲烷浓度控制在1%以下,以避免发生甲烷爆炸事故。

4.3产品安全

污泥干燥后自燃的原因是氧化。污泥在氧化过程中会产生放热反应,如果不能及时散热,则污泥的积聚温度会升高,进而加速污泥的氧化,释放出更多可燃物质和热量,导致污泥自燃从氧化到自燃都有一个过程。因此,避免死角和长时间保存是避免干燥污泥自燃的有效方法。将污泥颗粒化。造粒后,污泥具有较高的密度和硬度,并且可用于氧化的面积减少,导致污泥自燃的可能性较低。

为了防止干污泥自然化,设备必须冷却干污泥以确保干污泥颗粒的温度低于40°C。

5结论

污泥干燥是目前实现大规模减少污泥和处置污泥的重要措施。安全是污泥干燥研究的首要问题。

污泥干燥系统的设计不仅分析正常工作条件下的运行条件,还需要考虑污泥干燥系统在异常条件下的稳定性和可靠性。确保污泥干燥系统的安全运行。

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