污泥干化技術：VOMM高效渦輪薄層干燥技術
來源：谷騰環(huán)保網 閱讀：56147 更新時間：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重要手段。意大利渦龍公司（VOMM）（簡稱渦龍公司）的“VOMM高效渦輪薄層干燥技術”（簡稱渦輪薄層技術/工藝），可以實現高黏性含水物料、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。為了進一步了解渦龍公司及其渦輪薄層技術，谷騰環(huán)保網專訪了渦龍公司中國區(qū)經理張勇先生。
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意大利渦龍公司（VOMM）中國區(qū)經理張勇先生
谷騰環(huán)保網：請您簡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，渦輪薄層技術最早是公司的創(chuàng)建者作為食品加工的創(chuàng)新技術而發(fā)明的，在二十世紀五十年代以意大利食品的制造起步，逐步形成了一整套現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域最優(yōu)秀的品牌Zini公司。在不斷的開發(fā)應用過程中，渦輪薄層工藝越來越顯示出獨特的技術優(yōu)勢和廣闊的應用前景，并陸續(xù)在環(huán)保、化工、制藥、農業(yè)等領域獲得了巨大成功。
谷騰環(huán)保網：在環(huán)保領域，貴公司的主要業(yè)務范圍在哪些方面？
張勇：環(huán)保領域，渦龍公司的業(yè)務涵蓋了市政和工業(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。渦龍公司可根據項目的實際情況提供安全、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。可以采用各種類型的燃料、余熱，實現物料的全干化、半干化、濃縮等不同級別的處理。
谷騰環(huán)保網：“VOMM高效渦輪薄層干燥技術”的基本工作原理是怎樣的？主體設備有哪些？
張勇：VOMM渦輪薄層技術是一系列專利干燥和反應工藝的總稱，它們被廣泛應用于食品、化工、制藥和環(huán)保等各個領域，可以對各種粘度、含固率、微生物狀況下的含水物料進行諸如干燥、反應、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”典型工藝流程圖
渦輪薄層技術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定量上料裝置喂入一個圓柱狀臥式處理器，處理器的襯套內循環(huán)有高溫介質，如飽和蒸汽或導熱油，使反應器的內壁得到均勻有效的加熱，干燥的主要熱量交換通過熱壁的熱傳導來完成；
與此同時，工藝還可以采用一定量的經過預熱的工藝氣體，與物料的運動方向一致，在處理器的內部與高速渦流形成共同作用，推動物料沿內壁向出口方向做螺線運動，物料顆粒在工藝氣體的反復包裹、攜帶和穿流下，實現強烈的熱對流換熱；
在圓柱形處理器內有與之同軸的轉子，在轉子的不同位置上裝配有特殊設計的槳葉，轉子通過處理器外的電機驅動，高速旋轉，形成強烈渦流。物料在高速渦流的作用下，通過離心作用，在處理器內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料端向出料端做環(huán)形螺線移動，物料顆粒在薄層內不斷與熱壁接觸、碰撞，完成接觸、反應、滅菌或干燥等過程。
谷騰環(huán)保網：該技術對于進料物質的性質是否存在要求？干燥后，物料可到達怎樣的干度？其干化成本如何？
張勇：從前一個問題的描述可知，渦輪薄層工藝與其他的干化技術原理有所不同。因此，它對進料物質的性質要求并不嚴格，干化后產品的含固率在60-95%之間可調。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）。
如北京水泥廠項目（下文有詳細介紹），該項目實際進料情況存在諸多嚴重偏離設計條件的因素：進料含固率嚴重偏低（12-19%，從未達到設計值20%），進料粘性非常大（含固率15%就能使螺旋跑料），含油量非常高等問題，但實際運行結果表明，項目工藝系統設備安裝后很快調試投運并達產，渦輪薄層干燥器從未因進泥情況嚴重偏離設計條件喪失換熱能力而停機，入口進料含固率嚴重偏低但干化出料含固率卻非常穩(wěn)定。
谷騰環(huán)保網：該技術區(qū)別于其他干化技術的關鍵在于哪些方面？
張勇：原理上的區(qū)別，使得渦輪薄層工藝成為一種非常可靠并適合中國難點污泥等固體廢棄物處置的工藝系統，如：
1.可將污泥、高濃度廢液（生化無法處理后不值得的）干燥到任何需要的干度。
2.對高鹽、高危險性（溶劑、烴）、高腐蝕性（強堿性、酸性）特征的污泥進行干化處理，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現徹底滅活的、具有熱處理效果的干化工藝。
谷騰環(huán)保網：在市政污泥處置方面，該技術有哪些成功案例？可否列舉一兩個，就其項目情況進行簡單說明？
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用，包括法國巴黎、馬賽，西班牙巴塞羅那，德國慕尼黑和意大利米蘭登。截止2006年6月底，已運行暨在建市政污泥干化線57條，項目最大日處理規(guī)模430噸。
以北京水泥廠污泥處置項目為例。該項目是國內最大的危廢處理系統之一，采用干化+水泥窯伴燒實現污泥的徹底處置。污泥干化系統處理量500噸/天，由渦龍公司提供技術與設備，系統由5條獨立的生產線構成，可生產含固率65%-90%的產品。根據最佳窯況、輸送條件及其系統安全考慮，以65%為基本目標。實際運行含固率在70%-75%之間。
由各污水廠運來的濕泥經濕泥料倉臨時存儲，向干化車間輸送。干化車間內，干燥器經一次處理將污泥干燥至所需要的干度，不經儲存，通過輸送裝置直接向水泥窯輸送。
干化后的高含固率污泥進入水泥窯內伴燒，焚燒后的無機物余燼可取代水泥生產需要添加的部分無機物成分，從而實現徹底的減量化；污泥干化后含水率大大降低而熱值較高，在伴燒過程中貢獻的能力可以節(jié)約燃煤消耗，污泥的熱能被資源化利用；水泥煅燒過程中的高溫遠高于普通的鍋爐焚燒溫度，內部物料的形態(tài)變化，使得污泥焚燒后中成分得以徹底的穩(wěn)定化和無害化，從而實現了徹底的“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”的處置目的。
污泥干化處理的運行成本主要是蒸發(fā)水分的熱能消耗，本項目的供熱是從水泥窯適當位置抽取的部分余熱，置換導熱油，作為污泥干化的熱源，由于是利用水泥煅燒必然產生的余熱，因而處理的熱能消耗成本很低。
而且本項目采用的渦輪薄層干燥工藝可以以高溫熱水的形式回收60%以上的干化熱能消耗，在本項目的實際運行中，干化系統余熱回收已經取代了燃煤供暖鍋爐，供應全廠冬季采暖和浴室熱水，由此進一步節(jié)約了燃煤消耗。
相對與熱能消耗，項目設備運行電耗比例較低，占運行成本的比例也很低；而且廢水的處理實現100%回用和零排放，項目的水耗相對很低。
基于以上特點，本項目在能源角度分析是非常優(yōu)秀的，直接運行成本遠低于目前國內其他干化項目，而而干化系統自一次投料后一直正常運行，也是目前國內實際運行率最高的污泥干化系統。
本項目2008年2月28日簽約，實際生效2008年12月1日，2009年10月底一期安裝完畢。2009年12月16日首次進泥調試一次成功，自即日起，項目一直處于生產狀態(tài)，是目前國內運行率最高的污泥處置項目之一。因本項目的建成，北京水泥廠成為北京地區(qū)危廢定點處置企業(yè)，擁有的1條3200噸水泥生產線成為危廢處置示范線。
谷騰環(huán)保網：在工業(yè)污泥及工業(yè)廢物廢液處置方面，該技術有哪些成功案例？可否列舉一兩個，就其項目情況進行簡單說明？
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、含低閃點烴類等特殊性質，其處理較市政污泥具有更高的技術難度。而VOMM系統是迄今為止在工業(yè)污泥處理方面擁有最多業(yè)績和經驗的公司，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域，項目最大規(guī)模450噸/日。
以中石化天津污泥干化項目為例，通過渦龍公司的污泥干化系統進行污泥干化處理，實現減量，干化后的污泥送天津危廢中心進行安全處置。
天津石化項目需要處理的污泥有三種不同來源（乙烯、化工和煉廠污泥），性質差異較大，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，這部分氣體可能會對干化設備的安全造成影響。此外，三種污泥的物理性質差異較大，含水率、粘性和失水性質迥異，需要干化設備具有較強的適應能力和極高的安全性要求。
渦龍公司的渦龍薄層干燥設備具有強大的機械剪切力，比較適合性狀變異較大的污泥處理。通過多次現場考察，可以確認它具有較好的靈活性，具有運行維護簡單、能耗低、安全性好的特點。特別是在安全性方面，該工藝有一個高度惰性化回路，僅需消耗少量氮氣，即可滿足工藝回路上任意一點的含氧量始終低于1-2%甚至更低。調試過程中的實際含氧量低于0.2%。從這一點看，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日首次進泥調試，一次性獲得成功，生產出含固率70-80% 的干泥顆粒，在執(zhí)行速度上遠遠快有同類型項目。這一速度反映了該工藝設備的成熟性、可靠性和高適應性。
谷騰環(huán)保網：干化設備的安全性是用戶關注的一個重要方面。“VOMM高效渦輪薄層干燥技術”如何做到安全運行？
張勇：干化導致的風險一般有四種：粉塵爆炸、燜燃、燃燒、自燃。污泥粉塵的氧化特性是構成危險的機理，它有三個必要條件：一定的粉塵濃度、一定的含氧量和一定的點燃能量。要避免形成危險環(huán)境，可從控制上述三個條件之一入手。
渦輪薄層工藝是極少數能夠實現粉塵濃度遠遠低于爆炸濃度下限的工藝。它通過不返混而減少了干固體流量，處理時間短，單一干燥系統內的設備數量最小化，從而保證工藝回路內所有位置的粉塵濃度都遠離粉塵濃度下限。
渦輪薄層工藝由于自身的特點，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或溶劑干燥），回路可以通過氮氣吹掃方式，避免環(huán)境空氣的進入，從而保持回路的含氧量低于1%。
由于污泥粉塵點燃所需的能量非常低，只要粉塵濃度和含氧量超標，任何點燃源都可能造成危險。因此這方面無法采取任何有效的預防措施。
渦輪薄層工藝是少數可以進行半干化的工藝之一。半干化產品的低溫、無粉塵特點，使之成為低粉塵濃度、低含氧量之后可實現的第三個安全保證。
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害于無形的抗災害能力。
谷騰環(huán)保網：謝謝您接受我們的采訪。
