El aumento de la eficiencia de los hornos no sólo reduce la pérdida de calor del horno,sino que también permite utilizar racionalmente el calor residual producido durante su producción.El calor residual producido durante la producción de los hornos de cal es principalmente el de los efluentes del horno,el de los hornos dispersos y el calor físico asociado a la extracción de cal del horno,que en conjunto representa entre el 40%y más del 50%del consumo de calor del horno.Por consiguiente,el uso racional del calor residual es esencial para ahorrar energía y reducir el consumo y aumentar la eficiencia del horno.

Cement waste heat utilization

1. Tecnologías de uso del calor residual de los hornos de salida

Los hornos de cal tienen altas temperaturas de escape y grandes cantidades de humo,y las emisiones directas pueden provocar un gran desperdicio de energía.La protección de las depuradoras de polvo y las secadoras aguas abajo durante la producción física a menudo requiere una importante combinación de enfriamiento,un mayor aumento de la carga de las secadoras y el desperdicio de energía eléctrica.Por lo tanto,el aprovechamiento pleno del calor residual de los hornos de salida es una forma importante de reducir el consumo eficiente de energía.

1)el aire,los combustibles y los materiales vivos se inflaman con el calor previo de los gases de escape.El aire y el combustible de combustión asistida a alta temperatura de un horno de cal a través del intercambio térmico por un intercambiador de calor eficiente no sólo reduce la temperatura de emisión,sino que también aumenta el calor físico de los gases que entran en el horno,aumenta la temperatura de combustión y reduce el consumo de combustible,con lo que se reduce el consumo de energía.Este método se ha utilizado más ampliamente en hornos rotatorios y en varios tipos de hornos verticales.Además,los precalentadores físicos y térmicos de los gases de escape del horno pueden optimizarse mediante un sistema racional de adición de materiales.Por ejemplo,en el caso de las características de funcionamiento de un horno de doble capacidad,el número de adiciones a cada ciclo de calcinación se puede determinar razonablemente para garantizar que el material absorbe los gases de escape durante el ciclo de calcinación de manera térmica y uniforme,sin que se produzcan temperaturas excesivas.

2)materiales secos que utilicen gases de escape del horno.Los hornos de cal alimentados con carbón suelen estar dotados de sistemas especiales de preparación de polvo de carbón,que requieren mucho calor para secar el polvo.Los efluentes de los hornos de cal pueden garantizar la seguridad de los sistemas de preparación de polvo de carbón si,por una parte,tienen un gran volumen de humo,temperaturas más altas,calor suficiente para satisfacer las necesidades de preparación del polvo de carbón y,por la otra,un bajo contenido de oxígeno.Por consiguiente,se utiliza ampliamente el gas de escape del horno de cal como medio de secado de carbón en polvo.Además,en algunas plantas se han obtenido beneficios ambientales combinados en cuanto a la eficiencia energética en el uso de gases de escape de hornos para secar polvo de escorias y secar carbón.

3)utilizar los gases de escape del horno para calentar y ducharse en la planta mediante intercambiadores eficientes de gas y agua.Gas de chimenea de tubo térmico-intercambiador de Agua blanda para recuperar el calor residual del escape del horno rotatorio de cal.Es decir,el gas de combustión de tubo térmico-intercambiador de Agua blanda,que utiliza el agua suave como medio de calor en la línea de escape entre el precalentador del horno de rotación y el depurador,y el gas de escape del horno de rotación a través del gas de chimenea de tubo térmico-Agua blanda para un cambio de calor,la mayor parte del cual se utiliza directamente en la calefacción de la planta,una pequeña parte para Agua blanda-agua de baño para el segundo calentamiento,Agua blanda de la estación de cambio de calor para el reciclado.El gas de escape se enfría y se purifica en una depuradora,que luego se libera a la atmósfera.Las ventajas de esta opción son las bajas temperaturas de los gases de combustión,alta eficiencia en el intercambio de calor,gran calor recuperado,configuración sencilla del sistema,estabilidad de funcionamiento fiable.

4)el desarrollo de tecnologías de generación de energía térmica residual utilizando gases de escape.El Instituto de diseño arquitectónico de materiales de construcción de Luoyang estáestudiando tecnologías de generación de energía térmica residual apropiadas para los hornos de cal,basándose en eléxito de la generación de energía térmica residual en hornos de cemento.La elevada temperatura de los gases de los hornos de cemento y la alta eficiencia térmica lograda mediante sistemas de vapor de doble presión,pero la baja temperatura de los gases de los hornos de cal,que son residuales criogénicos puros,siguen requiriendo una considerable labor teórica y experimental de demostración.Se ha iniciado la fase de demostración de la generación de energía térmica de residuo de los gases de escape en hornos de rotación de cal grande y mediana con emisiones superiores a 100.000 Nm3/H.También se han determinado opciones técnicas para la generación de vapor de bajo parámetro a partir del calor residual de los gases de escape para remolcar las chimeneas de cola del horno en turbinas de vapor.

2. Reciclado del calor disperso en hornos de cal

Los hornos de cemento de cal se dispersan directamente a la atmósfera principalmente en forma de calor radiactivo,lo que no sólo es un desperdicio de energía,sino que también repercute en el medio ambiente circundante.Sin embargo,la mayor distribución de la superficie radiactiva del horno de cal y el mayor número de dispositivos accesorios alrededor del horno dificultan la recuperación del calor radiactivo del horno.En la actualidad se utiliza el calor radiactivo del horno para sustituir el agua caliente por agua caliente para calefacción y baños,y el carácter económico y la justificación de los programas técnicos se encuentran todavía en la etapa de investigación y demostración.

3. Uso del residuo de cal fuera del horno

El calor físico que se produce al salir de la cal del horno se determina por el sistema de enfriamiento de cal del horno de cal,que tiene un buen efecto de enfriamiento y produce bajas temperaturas de la cal del horno,más calor se vuelve a enfriar en el aire del horno y participa en la combustión.Por consiguiente,el tipo de estructura de la zona de enfriamiento del horno de cal o de la unidad de enfriamiento desempeña un papel importante en la utilización del residuo térmico del horno.La optimización de los sistemas de enfriamiento vertical del horno rotatorio y la mejora de los sistemas de enfriamiento del viento pueden aumentar considerablemente el efecto de enfriamiento del enfriador y reducir la temperatura de salida.En los sistemas de hornos verticales,por ejemplo,los hornos de Yeso de doble capacidad se enfrian en el Centro y en el perímetro circundante,y los sombreros de aire de enfriamiento centrales están construidos en forma de pirámide para garantizar una ventilación uniforme y fluida,de modo que el aire acondicionado se calienta con una mejor física de absorción de cal.

El 30 de mayo,el Director General de Wuhan Ming Xinhai Ecological Science&Technology Ltd.,Wei,se desplazóa visitar y visitar la Academia para mantener conversaciones y conversaciones con el Director de la Academia sobre el proyecto de producción de granos de cerámica procedentes de los desechos de fango cloacal.

Los principales componentes de los desechos de la vida urbana son:residuos de cocina,papel de desecho,residuos de plástico,desperdicios de tejido,chatarra de metal,residuos de cerámica de vidrio,residuos de ladrillos y ladrillos,baterías usadas y aparatos de hogar usados,entre otros.(Nota:los sistemas de eliminación de desechos desarrollados en el marco del estudio de diseño y construcción de materiales de construcción de Luoyang pueden cubrir y eliminar muchos de los tipos de desechos antes mencionados.
Los principales factores que influyen en la composición de los desechos de la vida urbana son la calidad de vida y las costumbres,las estaciones,el clima,etc.La mayor parte de los desechos de la vida urbana procede de la vida y el consumo de la población,la construcción y el mantenimiento municipales,las actividades comerciales,la forestación urbana y la producción agrícola en los suburbios,la atención médica y los lugares turísticos y recreativos,incluidos los desechos comunes,los residuos de las cocinas,los fangos,los residuos y el polvo.En lo que respecta a los elementos constitutivos de los desechos mencionados anteriormente,se recomienda normalmente que se busque una empresa especializada para su eliminación.El Instituto de diseño arquitectónico de materiales de construcción de Luoyang es una institución de investigación especializada que lleva a cabo investigaciones a fondo y trabajos de ingeniería sobre la tecnología de la generación de energía mediante gasificación de desechos,que actualmente estádesarrollando tecnologías de gasificación de desechos con características como la continuidad eficiente,la descontaminación del gas,el control automático de una sola operación,la adaptabilidad,el diseño modular,la emisión cero y el uso de calor residual.Es una de las primeras unidades especializadas del país en esta tecnología.
En el cuadro 1-1 se indican las fuentes de los principales desechos sólidos de las ciudades,donde la generación de desechos domésticos es elevada y estáaumentando rápidamente.Las estadísticas muestran una correlación positiva entre la generación de desechos de la vida urbana y el tamaño de la Ciudad,la tasa de crecimiento de la población y el nivel de vida de la población urbana; la composición de los desechos de la vida urbana varía según las regiones,debido a los desequilibrios en el desarrollo industrial,los distintos niveles de modernización urbana y los efectos de los hábitos de producción,pero puede dividirse en gran medida en dos categorías principales:inorgánicos y orgánicos.Cuadro 1-2

Cuadro 1-1 Fuentes de formación de desechos sólidos municipales

Fuentes de residuos sólidos municipales Composición de residuos sólidos municipales
La vida de residente La comida basura, residuos de papel, vidrio, metal, plastico, porcelanas, Ash, plantas, electricidad, Yellow Stool varios, suelo, etc.
Comercial y oficina municipal Ídem.También hay desechos de materiales de construcción, inflamable, infecciosas, residuos radiactivos, automóviles, neumáticos, baterías, aparatos electricos, electrodomesticos, etc.
Ciudad pendiente de construcción y mantenimiento Sucio suelo, escombros, ramas y hojas, muertos los palos, verduras, frutas, hierbas, taburetes, animales muertos, etc.
Medicina Metals,radioactive Materials,dust,sludge,building materials for Appliances,Cotton Yarn,etc.

Cuadro 1-2 Clasificación de los desechos municipales

Urban life Waste Classification Proyectos Composición de residuos sólidos municipales
Sustancias inorgánicas Vidrio Fragmentos, botellas, tubos, espejos, instrumentos, pelotas, juguetes, etc.
Metal Fragmentos, alambre, latas, piezas, juguetes, macetas, etc.
Ladrillo y azulejos Piedras, baldosas, bloques de cemento, cilindros, porcelanas, Cal copos
Compuesto orgánico  cenizas Escoria, polvo, etc
Otros La filtración de residuos eléctricos, yeso, etc.
 plástico Películas, botellas, tubos, bolsas, juguetes, Calzado, cintas, ruedas, etc.
Tipo de papel Embalaje cajas de cartón, papel, papel higiénico, periodicos, papel de fumar, etc.
Fibras de tipo Ropa usada, zapatos de tela, etc
Compuesto orgánico Verduras, frutas, cadáveres de animales y pelo, residuos, bambú y productos de madera, etc.

Como los residuos sólidos urbanos (RSU) es una mezcla de heterogéneas y diversas sustancias, no tiene su propia estructura interna y características externas como una única sustancia, por lo que no tiene propiedades físicas específicas.Sus propiedades físicas a menudo varían con las propiedades y las proporciones de sus componentes.
En el proceso de gestión y eliminación de residuos sólidos municipales, tres propiedades físicas son a menudo involucrados: densidad a granel, nula) y contenido de humedad.

(1) Densidad a granel.En el estado natural, la masa por unidad de volumen de los residuos sólidos municipales se llama su densidad a granel, expresado en kg / m3 o T / m3.La densidad a granel de basura varía con la composición de la basura, grado de compactación, bioquímicos proceso de degradación y el modo de limpieza y manipulación.Por lo tanto, la densidad a granel de basura puede dividirse en naturales densidad a granel, carga granel densidad de camión de la basura y vertederos densidad a granel.La densidad aparente de la basura es una de las características importantes de la basura.Es un parámetro indispensable para la selección y el diseño de los contenedores de almacenamiento, recogida y transporte de máquinas o tuberías, calcular y determinar el tamaño de la eliminación de las estructuras y los vertederos.Analizando los datos de la encuesta de denegar la densidad a granel proporcionada por 12 ciudades en China en 1990, se concluye que la densidad a granel de negarse es (0,53 + 0,26) T / m3, la capacidad de carga de camión de basura es de alrededor de 0,8 T / m3, y el vertedero densidad a granel es de 1 t / m3.En general, las grandes ciudades con economía desarrollada y un alto nivel de vida tienen un alto contenido de materia orgánica y de luz de baja densidad, que es de alrededor de 0.45t/m3; mientras que las pequeñas y medianas ciudades, especialmente en las ciudades del Norte, tienen alto contenido de materia inorgánica (principalmente ceniza) y de alta densidad, que es de alrededor de 0.6-0.8t/m3.La densidad a granel de basuras en las ciudades pequeñas y medianas en el norte llega 1.0t/m3.La densidad a granel de basura industriales en los países desarrollados es 0.10-0.15t/m3, que en los países de ingresos medianos es 0.20-0,40t / m3 y que en los países de bajos ingresos es 0.250-0.50t/m3.

(2) void fraction.Void fracción es la proporción de volumen vacío entre el volumen de almacenamiento de materiales en la basura a la basura.Es una caracterización parametro de basura capacidad de ventilacion y está relacionada con la densidad a granel de basura.La fracción libre de basura, con la pequeña densidad a granel es generalmente más grande.La mayor proporción del vacío, el más grande el vacío entre el material y el material, la mayor ventilación área de sección transversal del material, menor es la resistencia al flujo de aire correspondientemente, y el más propicio para la ventilación de la basura.Por lo tanto, nula fracción es ampliamente utilizado en el suministro de oxígeno, ventilación y resistencia calculo de ventilacion forzada de negarse en el incinerador y determinación de parámetros de ventilador; los principales factores que afectan el tamaño de la fracción vacía de materiales, resistencia de materiales y contenido de humedad.El pequeño tamaño del material, más huecos; la mejor fuerza de la estructura material, la mayor de la media de volumen vacío, lo que conducirá al aumento de la fracción libre de basura.El agua se ocupan los huecos de materiales y afectar la resistencia estructural de materiales, resultando en la reducción de los huecos.

(3) El contenido de agua.La humedad es un parámetro importante en la eliminación de la basura.Su valor afecta directamente el proceso normal de compostaje y vertedero, rechazar la incineración.En el proceso de separación de basura, la humedad en la basura también afectará a la selección de basura, separacion de aire y el transporte de materiales.
El proceso de pirólisis y gasificación desarrollados por Luoyang materiales de construcción, diseño arquitectónico e Instituto de investigación puede tratar directamente el original sin clasificar la basura, e incluso la basura con alto contenido de humedad puede ser tratados directamente para la generación de energía.

El contenido de humedad de los residuos sólidos municipales se define como la unidad de contenido de humedad de la masa de residuos.Es relativamente variable cantidad física manifestada por la fracción de masa (%).El contenido de humedad de un cierto componente de residuos sólidos municipales a menudo cambia con el cambio de humedad en el aire, y está relacionada con el contenido de humedad de las raza de personas.El rango de variación es de 11% – 53% (valor típico es de 15%, 40%).Según la investigación, los principales factores que afectan el contenido de humedad de basura son el contenido de los animales y las plantas y sustancias inorgánicas en la basura.Cuando el contenido de plantas y animales en la basura es alta y el contenido de las sustancias inorgánicas es bajo, el contenido de humedad de la basura es alta, mientras que el contenido de humedad de la basura es baja, esto es, el contenido de humedad de la basura es proporcional al contenido orgánico.

La biomasa se refiere a varios organismos formados por fotosíntesis, incluidos todos los animales y plantas y microorganismos. Estos organismos se forman directa o indirectamente a través de la fotosíntesis de las plantas verdes y se convierten en combustibles sólidos, líquidos y gaseosos convencionales en las plantas verdes. La energía de la biomasa es inagotable e inagotable. Es una nueva fuente de energía renovable. Impulsada por el auge del nuevo mercado energético, la utilización de la energía de la biomasa ha recibido una gran atención, demostrando un enorme potencial de recursos, pero la generación de energía de la biomasa aún enfrenta muchos problemas. El Instituto de Diseño e Investigación de Materiales de Construcción y Arquitectónicos de Luoyang ha enfrentado dificultades y estudiado a fondo los problemas de recuperación y utilización de la energía de biomasa. Las unidades de generación de energía de gasificación de biomasa desarrolladas pueden utilizar eficientemente energía de biomasa para la gasificación y generación de energía. El dispositivo de generación de energía de gasificación de biomasa adopta un diseño modular, es conveniente para el transporte y la instalación, tiene una estructura compacta, es seguro y confiable, es estable en operación y tiene una gran capacidad de adaptación, y abre una nueva forma de reducir la contaminación causada por el consumo de energía al medio ambiente .

La energía de la biomasa tiene las siguientes características:
1.Renovación
La biomasa es una fuente de energía renovable que está formada por la fotosíntesis de las plantas. La energía de biomasa puede garantizar el uso sostenible de la energía, que es equivalente a la energía eólica y solar;
2. Baja contaminación
La cantidad de SO y NO producida por la biomasa en el proceso de combustión es menor, ya que el contenido de azufre y el contenido de nitrógeno son bajos, por lo que la emisión neta de dióxido de carbono a la atmósfera es cercana a cero, lo que puede reducir efectivamente el efecto invernadero;
3. Amplia distribución
La energía de la biomasa se distribuye en todos los rincones de la tierra, y las áreas con crecimiento biológico, como las hojas y los tallos de las plantas, especialmente en las áreas que carecen de carbón, son un complemento energético ideal;
4. Recursos ricos
La cantidad total de combustible de biomasa es muy rica, superada solo por el carbón, el petróleo y el gas natural. La biomasa es la cuarta fuente de energía más grande del mundo. La producción anual de energía de biomasa es equivalente a 10 veces el consumo total actual de energía en el mundo, superando con creces la demanda total de energía en el mundo. Los biólogos estiman que el océano produce cerca de 50 mil millones de toneladas de biomasa por año en el océano; la tierra produce dos o tres veces más biomasa que el océano cada año; y con el desarrollo de la agrosilvicultura, especialmente la promoción de los bosques de carbón, habrá más y más recursos materiales. Para 2020, se espera que los recursos de biomasa de China que pueden convertirse en energía alcancen los 800 millones de toneladas.

Ante un recurso de biomasa tan enorme, ¿cómo desarrollarlo y utilizarlo de manera efectiva? El Instituto de Investigación y Diseño e Investigación de Materiales de Construcción uoyang le brindará la solución más económica y razonable de acuerdo con las necesidades de los clientes. Le invitamos a venir a nuestro instituto para el intercambio y la discusión.

La tecnología de generación de energía de combustión directa de biomasa se refiere a la inyección directa de biomasa en la caldera para la combustión, el calentamiento y la gasificación del agua, y la alta temperatura y el vapor de alta presión generados para que la turbina de vapor funcione, y finalmente el motor para generar electricidad. .

La tecnología de generación de energía de gasificación por biomasa consiste en convertir varias biomasas sólidas de bajo valor calorífico en gas, extraer materiales de hidrocarburos, convertirlos en gas de biomasa y luego ingresar al grupo generador de gas para generar electricidad después de la purificación y el enfriamiento.

El Instituto de Investigación y Diseño Arquitectónico y de Materiales de Construcción de Luoyang ha investigado y desarrollado las unidades de generación de energía de gasificación de materiales como objeto de investigación. Después de años de minuciosa investigación, ha desarrollado unidades de generación de energía de gasificación de biomasa modulares y eficientes con muchas tecnologías patentadas. Ha abierto nuevas vías para la utilización integral de la biomasa.

Technical comparison between biomass direct combustion power generation and biomass gasification power generation

Comparación técnica entre la generación de energía de combustión directa de biomasa y la generación de energía de gasificación de biomasa.

ít Tecnología de generación de energía de combustión directa. Tecnología de generación de energía de gasificación de biomasa.
Protección del medio ambiente El gas de combustión necesita desulfuración y desnitrificación, y existe el riesgo de un exceso de contaminantes atmosféricos, como NOx y SO2; existe un riesgo de que la dioxina exceda la norma; Combustión de gas limpia, no hay riesgo de contaminantes atmosféricos excesivos como NOx y SO2 en el gas de combustión; no hay condición para la formación de dioxinas;
Eficiencia de generación de energía La generación de energía de gasificación de biomasa es 1.5 veces mayor que la generación de energía de combustión directa;
Adaptabilidad a diferentes escalas de generación de energía. La escala económica de una sola máquina generalmente requiere no menos de 1 MW, pero está limitada por la concentración de biomasa, y la escala de una sola máquina generalmente es menor que 25 MW; Las características de la biomasa en China son enormes, pero la distribución es relativamente dispersa, y la recolección y el transporte son difíciles; la escala de la economía de una sola máquina generalmente no es inferior a 0.5MW; En general, se adopta la generación de energía de gasificación de biomasa a escala media (1 ~ 5MW), y la adaptabilidad es fuerte;
Fiabilidad de la operación del equipo. La incineración, la inclusión de escoria y la corrosión a alta temperatura causada por los metales alcalinos son los tres problemas principales que existen actualmente en la generación de energía de combustión directa de biomasa; Las dos tecnologías centrales son la gasificación y la decocación; el dispositivo de generación de energía de gasificación de biomasa que utiliza tecnología finlandesa y alemana es confiable en operación;
Uso de ceniza 1) La ceniza de pasto se puede utilizar como estiércol de granja;
2) Parte de las materias primas utilizadas como materiales de construcción;
1) Amplias perspectivas de mercado con potasa alternativa;
2) Procesado en carbón activado de biomasa y vendido como un producto adsorbente de alto valor agregado;
Evaluación global La gasificación de biomasa, como una tecnología de generación de energía adecuada para las condiciones nacionales, es la dirección de desarrollo para el uso efectivo de la energía de biomasa en China en el futuro.

Primero, el lodo crudo se bombea desde el tanque de sedimentación secundario al otro tanque a través de la bomba de lodo para separarse del sobrenadante. Dado que el contenido de humedad del lodo en bruto generalmente puede alcanzar el 99,5%, el lodo debe estar concentrado y existen muchos métodos posibles para reducir el volumen del lodo. Los métodos de tratamiento mecánico, como la filtración al vacío y la centrifugación, se utilizan normalmente antes de que el fango se elimine en forma semisólida. Por lo general, estos métodos son preparaciones para la incineración de lodos. Si se planea un tratamiento biológico, la mayoría se concentrará por sedimentación por gravedad o flotación por aire. El lodo que corresponde a estas dos condiciones todavía está en un estado fluido.

El tanque de concentración por gravedad está diseñado y funciona de manera similar al tanque de sedimentación secundario en el tratamiento de aguas residuales. La función de concentración es el principal parámetro de diseño. Para cumplir con la mayor capacidad de concentración, el tanque de concentración es básicamente más profundo que el tanque de sedimentación secundario. Un tanque de concentración de gravedad correctamente diseñado y que funcione correctamente puede al menos duplicar el contenido de lodo. Es decir, el contenido de humedad de los lodos se puede reducir de 99.5% a 98%, o menos. Vale la pena mencionar aquí que el diseño del tanque de concentración por gravedad debe basarse en el análisis de los resultados chinos tanto como sea posible, ya que la tasa de carga de lodo adecuada tiene mucho que ver con las propiedades del lodo.

Si se usa flotación por aire disuelto, se requiere una pequeña porción de agua, generalmente el tanque de sedimentación secundario, que se infla a una presión de 400 kPa. Este líquido supersaturado pasa al fondo del tanque y el fango pasa a la presión atmosférica. El gas se adhiere a las partículas sólidas en el lodo en forma de pequeñas burbujas, o se rodea, causando así que las partículas sólidas fluyan a la superficie. La porción superior del lodo concentrado se retira, y el líquido fluye de regreso desde el fondo al tanque de gas disuelto.

Una vez que se reduce el volumen, el lodo contiene una gran cantidad de componentes dañinos, que deben convertirse en componentes inertes antes de su eliminación. El método más común es la biodegradación estable. Debido a que este proceso tiene como objetivo convertir el material en un producto final estéril, a menudo se aplica el método de digestión. La digestión de lodos puede reducir aún más el volumen de lodos y también convertir los sólidos contenidos en materiales inertes y generalmente no patógenos. La digestión de lodos se puede lograr por digestión anaeróbica o buena digestión.

El lodo contiene una variedad de materia orgánica y, por lo tanto, requiere una variedad de microorganismos para descomponerse. Los datos relevantes dividen los microorganismos en la digestión anaeróbica en dos categorías: bacterias productoras de ácido y metanógenos. Por lo tanto, también podemos dividir la digestión anaeróbica en dos pasos.

En el primer paso, una bacteria productora de ácido que consiste en bacterias anaerobias facultativas y bacterias anaerobias disuelve el sólido orgánico por hidrólisis. El soluto se convierte luego en alcohol y moléculas de bajo peso molecular por fermentación.

En el segundo paso, los metanógenos consistentes en bacterias anaeróbicas estrictas convierten el ácido acético, el alcohol, el agua y el dióxido de carbono en metano. Debido a que la flora solo puede sobrevivir en un ambiente anaeróbico, el reactor de digestión anaeróbica debe estar sellado. Hay otros factores a considerar cuando se diseña el contenedor, como la temperatura, el pH y la agitación de la mezcla.

Los lodos también pueden ser estabilizados por digestión aeróbica. Básicamente, esta digestión solo se puede utilizar para lodos bioquímicos y no para tanques de sedimentación primaria. Con la reducción del volumen de lodo en el tanque de sedimentación secundario y el tanque de concentración de lodo, este proceso requiere una aireación constante. La digestión aeróbica se utiliza principalmente en sistemas de aireación profunda. Además, la digestión aeróbica no es sensible a las condiciones ambientales y no se limita a los cambios epidémicos.

Después de digerir el lodo, se puede eliminar la materia orgánica del lodo y se puede reducir aún más el volumen del lodo. A continuación, los lodos deben ser eliminados. Se puede utilizar una variedad de métodos para eliminar de manera efectiva los lodos. Estos incluyen incineración, rellenos sanitarios y uso como fertilizantes y enmiendas del suelo. El lodo crudo se puede utilizar para la incineración, lo que puede reducir efectivamente el contenido de agua. El agregado de combustible se puede usar para provocar y mantener la combustión, y los residuos municipales también se pueden usar para lograr este objetivo.

Los lodos crudos y los lodos digeridos también pueden eliminarse en rellenos sanitarios. La aplicación de lodos a la tierra se ha practicado durante varios años y ahora se limita al tratamiento de los lodos digeridos. El contenido de nutrientes de los lodos es propicio para el crecimiento de las plantas, y sus características de partículas se pueden utilizar para el mejoramiento de la tierra. Estas aplicaciones se limitan a los cultivos forrajeros y al consumo no humano, y se está investigando la posibilidad de apoyar plantas comestibles. Los principales factores limitantes para la aplicación de lodos son el enriquecimiento de plantas, la toxicidad por metales y la eutrofización del agua. La aplicación de lodos puede llevarse a cabo mediante pulverizaciones de rociadores, desvío de zanjas o inyección directa en el suelo. Los lodos deshidratados pueden depositarse en la tierra y cultivarse con maquinaria agrícola tradicional.

El texto anterior se refiere al tratamiento de lodos generales. Debido a que los lodos pueden causar contaminación ambiental, debemos hacer todo lo posible para que sea inofensivo. Hoy en día, se están estudiando muchos lodos con diferentes características que conducen a la contaminación de tipo. En este artículo, describiré un lodo de la industria del petróleo y el petróleo humano. Este lodo representativo se llama lodo aceitoso.

Se produce una gran cantidad de lodo, y este lodo contiene una cantidad considerable de aceite y debe eliminarse antes de su eliminación final. El lodo de las refinerías no se puede eliminar de manera segura a menos que el contenido de aceite se elimine en cierta medida.

Además, en el sistema de separación de aceite y agua y en el tanque de almacenamiento de petróleo de la refinería, el lodo generado debido a la acumulación de materias primas que contienen petróleo es costoso de manejar, y causa una grave contaminación al medio ambiente. El petróleo es una mezcla hidrófoba como alcanos, hidrocarburos aromáticos, resinas y asfalto. Muchos compuestos son tóxicos, mutagénicos y carcinogénicos. Sus emisiones están estrechamente controladas debido a su impacto negativo en la salud humana y el medio ambiente, y están clasificadas por la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. Como una prioridad para los contaminantes ambientales.

Hay muchas formas de tratar los lodos aceitosos. Métodos químicos y físicos tales como incineración, oxidación de cloro, oxidación del ozono y combustión, métodos de tratamiento biológico tales como biorremediación, compostaje tradicional y similares. Hoy en día, con el desarrollo de la tecnología, el tratamiento con frío a baja temperatura y la biorremediación de lodos aceitosos se han convertido en dos métodos de tratamiento eficaces.

Como método de tratamiento físico, la tecnología de tratamiento en frío a baja temperatura puede aumentar efectivamente las propiedades de deshidratación de los lodos, cambiar la estructura del floculante y reducir el contenido de agua alrededor de los lodos. Comparando el «asentamiento inicial», el tratamiento de frío elimina las impurezas de la solución y, por lo tanto, logra una mejor concentración. Este es el beneficio del tratamiento de frío. Según nuestro conocimiento, no se discute la posibilidad de utilizar técnicas de tratamiento en frío para separar el petróleo de los lodos en los datos actuales. Sin embargo, en muchos países donde las condiciones naturales lo permiten, la tecnología de tratamiento en frío proporciona un medio eficaz para manejar el tratamiento y la eliminación de lodos aceitosos.

Al comparar el método convencional con el lodo después del tratamiento de frío, podemos encontrar que una capa de aceite flotó en la muestra después del tratamiento de frío. Finalmente, podemos encontrar que el tubo de ensayo está dividido en tres capas: la capa superior es una mancha de aceite transparente, la capa inferior es una capa de sedimento oscuro y la capa intermedia es agua clara. Después de que los sedimentos originales se asentaron durante 24 horas, el sobrenadante y los sedimentos del fondo eran visibles, pero no había una fase de aceite visible. El fenómeno descrito anteriormente revela que un simple tratamiento con frío puede separar efectivamente el aceite en los lodos.

El método fisicoquímico se puede utilizar para tratar los lodos, pero el costo es muy alto. El compostaje y la biorremediación mediante la degradación de las cepas de aceite o la activación de organismos existentes mediante la inoculación se consideran dos métodos económicos para hacer frente a la contaminación por hidrocarburos. Algunas de las ventajas convincentes del compostaje son: bajos costos de capital y mantenimiento, diseño y operación simples y la capacidad de remover parte del aceite. Sin embargo, el compostaje es básicamente incapaz de cumplir con los estándares del entorno actual.

Con la mejora del nivel de vida de nuestros residentes y el desarrollo de la economía urbana, la construcción de equipos de tratamiento de aguas residuales urbanas en China se ha fortalecido continuamente, y se producirá una gran cantidad de lodos en el proceso de tratamiento de aguas residuales. La composición de los lodos es extremadamente compleja, y es voluminosa, frágil, inestable y apestosa. Si estos lodos no se tratan de manera oportuna y eficaz, traerán graves problemas de contaminación al medio ambiente. En particular, el tratamiento de metales pesados ​​en lodos municipales se ha convertido en un problema importante en la reutilización de lodos.

En primer lugar, ¿cómo lidiar con los lodos urbanos?
En la actualidad, existen tres métodos principales de tratamiento para los lodos municipales:
1. Tratamiento de lodos de incineración.
El tratamiento de los lodos de incineración consiste en incinerarlos en una línea de producción profesional, que contaminará la atmósfera y consumirá mucha energía;
2. Tratamiento de lodos de vertedero.
El lodo de tratamiento de vertederos consiste en llenar directamente los lodos deshidratados en un lugar designado, pero la fuga de componentes dañinos en su interior contaminará las aguas subterráneas, y el gas residual generado por el relleno causará la contaminación del aire;
3. Compost agrícola de lodos.
El compostaje agrícola del lodo se debe a que hay una gran cantidad de compuestos biológicos y materia orgánica que pueden usarse como fertilizantes en el lodo urbano, lo que puede mejorar la fertilidad del suelo, pero la contaminación por metales pesados ​​es difícil de eliminar, que es el principal obstáculo para el compostaje agrícola del lodo. .

Continuar usando el método existente para tratar los lodos, que no solo ocupa una gran cantidad de tierra, sino que también causa la contaminación del suelo y las aguas subterráneas. Por lo tanto, cómo encontrar un método de tratamiento de lodos más efectivo y lograr el objetivo de estabilización, utilización de recursos e inocuidad, se ha convertido en una tarea muy urgente.

El uso de lodos municipales deshidratados para solidificar metales pesados ​​para preparar ceramita de alta resistencia proporciona una buena solución para la aplicación segura de productos finales de tratamiento de lodos. No solo resuelve el problema de apilar una gran cantidad de lodos deshidratados, sino que también evita el daño secundario causado por una descarga inadecuada. Contaminación. Además, ceramsite como un agregado liviano no solo se puede usar en edificios básicos, sino también para aliviar la crisis de materiales de construcción como arena y piedra. Proporciona un nuevo canal para que la industria de materiales de construcción elimine los lodos municipales y también responde a la tendencia actual de utilización de recursos en el país. , el país y la gente.

Sludge particles

Segundo, el proceso de preparación de ceramita de alta resistencia mediante la solidificación de metales pesados a partir de lodos municipales.
1. Ingredientes: mezcle los lodos municipales deshidratados, el suelo salino, el plastificante y el agua en una cierta proporción y revuelva uniformemente;
2. Granulación: la mezcla se coloca en un granulador para ser granulada, y las partículas son esféricas o elípticas;
3. Secado: los gránulos granulados se colocan en un dispositivo de secado para el secado;
4. Calcinación: los gránulos secos se sinterizan en un aparato de calcinación a alta temperatura para obtener ceramita.

Tercero, las ventajas de usar lodos municipales para solidificar metales pesados ​​para preparar ceramita de alta resistencia

1. Metales pesados ​​solidificados con lodos municipales La principal materia prima para la preparación de lodos municipales deshidratados de ceramita de alta resistencia y suelo salino son residuos sólidos, que no solo resuelven el problema de apilar grandes cantidades de lodos existentes, sino que también evitan la contaminación ambiental causada. por descarga inadecuada. La contaminación secundaria y la realización del tratamiento inofensivo y basado en recursos de los desechos sólidos, reduciendo el desperdicio de recursos y logrando la eliminación segura de los lodos municipales. Al mismo tiempo, es económico y factible utilizar lodos urbanos para preparar productos cerámicos de alta resistencia. El ceramsite obtenido puede solidificar los metales pesados ​​contenidos en las materias primas, lo que es beneficioso para el reciclaje de recursos y la protección del medio ambiente, y también reduce la industria de ceramsite. La demanda de materias primas naturales;

2. El ceramsite preparado por este método no solo tiene una buena resistencia estructural, baja absorción de agua, alta dureza y buena estabilidad química, sino que también tiene una capa de esmalte o un cuerpo de vidrio que cubre la superficie del ceramsite, lo que mejora considerablemente la capacidad de curado de Metales pesados ​​en el lodo. Debido a que el ceramsite de alta resistencia de lodos urbanos tiene las ventajas de peso ligero, alta resistencia, durabilidad y buen efecto de curado de metales sólidos, puede usarse para componentes de construcción livianos o materiales de aislamiento térmico, y las características de los ceramsite de alta resistencia de lodos urbanos son En línea con la arquitectura moderna. La necesidad de la industria, el material en lugar de arena y grava como el agregado en el concreto liviano, alivian enormemente la presión de los agregados naturales;

3. De acuerdo con el método de preparación de carbonización por cerámica giratoria desarrollado por el Instituto de Investigación y Diseño Arquitectónico y de Materiales de Construcción de Luoyang, el índice de resistencia mecánica y de metales pesados ​​cumple con los requisitos del agregado ligero de alta resistencia de la construcción nacional, y el contenido de metales pesados ​​cumple con creces el Las normas de identificación de residuos peligrosos y las normas sobre vertederos de residuos peligrosos también han desarrollado canales positivos y viables para la utilización de los recursos de los lodos municipales.

En diciembre de 2018, el Instituto de Investigación y Diseño Arquitectónico y de Materiales de Construcción de Luoyang desarrolló y diseñó de manera independiente, proporcionando equipo central para el proyecto de utilización integral de la utilización de los recursos de hidrólisis y carbonización de lodos, que se puso en funcionamiento en la ciudad de Huzhou, en el lago Taihu, con una capacidad de procesamiento anual de 66,000 toneladas de lodos que contienen agua. El lodo ceramsite es de 29.800 toneladas. El proyecto es un proyecto de demostración para la utilización de los recursos de lodos de tratamiento especial para el 13 ° período quinquenal nacional, que ha recibido una gran atención por parte de los gobiernos en todos los niveles y ha proporcionado soluciones avanzadas para la gestión ambiental en la cuenca del Taihu.

En primer lugar, ¿qué es la pirólisis de lodos que devuelve la gasificación?

La gasificación que retira la pirólisis del lodo consiste en utilizar un modo de calentamiento compuesto para calentar el lodo a 150 ° C ~ 600 ° C, la materia orgánica y el agua se separan de la fase sólida y se convierten en fase gaseosa; Luego ingrese al dispositivo de filtro para filtrar el polvo en el vapor de hidrocarburo. El vapor de hidrocarburo limpio se introduce en el sistema de condensación y separación, y el agua, el aceite y el gas seco se separan en diferentes rangos de temperatura y, respectivamente, entran en el gabinete de gas, el tanque de aceite y el tanque de agua. La cola agotada pasa a través del sistema de recolección y purificación de polvo para purificar los gases de escape. , para cumplir con las normas de emisión.

Oil sludge treatment process flow

En segundo lugar, los seis sistemas centrales de pirólisis de lodos que devuelven la gasificación.

Los seis sistemas centrales para la gasificación de la retorta de pirólisis de lodo incluyen: sistema de pretratamiento, sistema de gasificación de la retorción de pirólisis, sistema de separación de condensación, sistema de purificación de gases de combustión, sistema de utilización de calor residual y sistema de control automático.

1. Sistema de pretratamiento.
El sistema de tratamiento previo es: tratamiento previo para triturar los lodos;
2. Sistema de gasificación de retorting pirólisis.
El sistema de gasificación por retorta la pirólisis es: después de calentar el lodo a 150 ° C a 600 ° C en un modo de calentamiento compuesto, la materia orgánica y el agua se convierten en una fase gaseosa, se separa de la fase sólida y luego se introduce un dispositivo de filtrado Filtrar el polvo en el vapor de hidrocarburos. Para permitir que los vapores de hidrocarburos limpios entren en el sistema de separación de condensación;
3. Sistema de separación de condensación.
El sistema de separación de condensación es: el vapor de hidrocarburo ingresa al sistema de condensación y separa el agua, el aceite y el gas seco en diferentes rangos de temperatura, y ingresa a la cámara de gas, al tanque de aceite y al tanque de agua respectivamente;
4. Sistema de purificación de gases de combustión.
El sistema de purificación de gases de combustión consiste en: purificar los gases de escape después de la combustión a través del sistema de recolección y purificación de polvo para cumplir con el estándar de descarga;
5. Utilización del calor residual.
La utilización del calor residual es: el gas de escape de alta temperatura descargado del sistema convierte la energía térmica a través de la caldera de calor residual y el intercambiador de calor, y puede proporcionar los propósitos de generación de energía, suministro de calor y refrigeración;
6. Sistema de control automático.
El sistema de control automático es: el uso de un sistema avanzado de control distribuido por computadora (sistema DCS) para realizar el control automático y el monitoreo remoto de todos los parámetros del sistema.

En tercer lugar, la tecnología de núcleo de lodos pirólisis que devuelve la gasificación

Core technology of sludge pyrolysis retorting gasification

En cuarto lugar, La innovación de la pirólisis de lodos que devuelve la gasificación.
1. Diseño modular: fácil de transportar e instalación rápida, se puede configurar de acuerdo con las necesidades del proyecto;
2. Amplia gama de aplicaciones: puede manejar todo tipo de desechos aceitosos, y también puede usarse para la remediación de suelos y otros desechos químicos sólidos, tratamiento de desechos peligrosos;
3. Continuidad: el sistema puede operar de forma continua durante 8000 horas / año;
4. El contenido sólido del sistema procesado es inferior al 0,3%, cumpliendo con los requisitos ambientales más exigentes;
5. Diseño único de entrada y descarga para satisfacer la operación continua de materiales de alta viscosidad;
6. El avanzado sistema de control inteligente automático permite que el equipo funcione de manera segura y eficiente;
7. Retorta de pirólisis a alta temperatura y calentamiento indirecto de materiales. En comparación con la tecnología de incineración, no se generan emisiones de gases dañinos y todo el sistema puede cumplir con los requisitos de emisiones más exigentes.

En mayo de 2014, el departamento de materiales de construcción y diseño arquitectónico e investigación de Luoyang, encargado de un departamento, realizó investigaciones y desarrollo de la utilización integral de arenas petrolíferas en la isla de Buton, Indonesia. En junio de 2015, se completó el desarrollo y la construcción de una línea piloto de destilación seca de arenas petrolíferas de 100,000 toneladas / año y se produjo con éxito el primer barril de petróleo de esquisto de alta calidad. En julio de 2016, se inició la línea de producción anual de 400,000 toneladas de arena de lodo de aceite, y se puso en funcionamiento en junio de 2018.

 

Recovery of waste heat

Recovery of waste heat

Los recursos térmicos residuales son la parte de la energía que,en las condiciones actuales,podría reciclarse y reutilizarse y que no se ha recuperado,y se consideran la quinta fuente de energía convencional más importante,después del carbón,el petróleo,el gas y la energía hidroeléctrica.Estos recursos térmicos residuales pueden utilizarse para la generación de electricidad,la maquinaria de propulsión,el calentamiento o la refrigeración,lo que reduce el consumo de energía primaria y la contaminación térmica del medio ambiente.

El enorme consumo de energía del país ha generado un gran excedente de energía térmica,pero los datos indican que no se utiliza alrededor del 50%del consumo de energía industrial y que la tasa media de recuperación de los recursos térmicos restantes es de sólo un 30%,es decir,un mínimo de 236 millones de toneladas de carbón estándar para 2018,un máximo de 929 millones de toneladas de carbón estándar para 2018 y un promedio de 554 millones de toneladas de carbón estándar.

En general,los recursos térmicos residuales recuperables representan aproximadamente el 60%del total de los recursos térmicos residuales,mientras que la tasa media de recuperación de los recursos térmicos residuales de los países desarrollados extranjeros oscila entre el 40%y el 60%.Suponiendo que,en el futuro,con el estímulo y el apoyo de las políticas nacionales para el reciclado del calor residual,junto con el aumento de la tecnología y la eficiencia para el reciclado del calor residual,el país tenga una tasa de recuperación del 60%,el potencial de ahorro energético de los recursos térmicos recuperables podría llegar a ser de 471 a 1.857 millones de toneladas de carbón estándar,con un promedio de 1.109 millones de toneladas de carbón estándar.

La principal fuente de uso de calor residual es el calor residual de los gases pirotécnicos y el calor residual de los medios de refrigeración.

Los recursos térmicos residuales pueden dividirse de sus fuentes en seis categorías:calor residual de los gases de combustión a alta temperatura,calor residual de los medios de refrigeración,calor residual de las aguas residuales,calor residual de los productos y escorias a alta temperatura,calor residual de las reacciones químicas,calor residual de los líquidos de desecho inflamables y calor residual de los desechos.El exceso de calor de los gases de combustión a alta temperatura,que es elevado y se distribuye ampliamente en hornos,hornos de calefacción y motores de combustión interna de diversas industrias,como la metalurgia,la química,los materiales de construcción,la mecánica y la electricidad,y es fácil de recuperar,representa aproximadamente el 50%de los recursos térmicos restantes.

El segundo es el calor residual del medio de refrigeración,que representa aproximadamente el 20%del total de los recursos restantes,principalmente porque la producción industrial requiere un gran número de medios de refrigeración para proteger el equipo de refrigeración.Sin embargo,la recuperación del residuo del medio de enfriamiento es difícil debido a las temperaturas generalmente bajas y,sobre todo,al agua,el aire y el aceite.

También hay efluentes y efluentes,que representan alrededor del 11%del total de los recursos térmicos restantes,que anteriormente eran inferiores al 10%.

Ya en 2010,China superóa los Estados Unidos como el mayor consumidor mundial de energía,con un consumo de energía primaria de 3.606 millones de toneladas de carbón estándar,y después de 2010,el consumo de energía disminuyó,pero aumentóen general hasta alcanzar 4.620 millones de toneladas de carbón estándar en 2018.El gran consumo de energía genera grandes reservas de calor.Según el total de recursos térmicos residuales,que representa entre el 17%y el 67%del consumo total de combustible,el total de recursos térmicos en 2018 oscila entre 785 y 3.095 millones de toneladas de carbón estándar.Sin embargo,en la actualidad el reciclado interno del calor residual representa sólo alrededor del 30%del total de los recursos térmicos residuales,y se prevéque en el futuro el reciclado interno del calor residual alcance el 60%en los países desarrollados y en el extranjero.

El Instituto de arquitectura de materiales de construcción de Luoyang(lcdri)es una empresa nacional de alta tecnología especializada en la investigación y el desarrollo de equipo industrial que se dedica a la tecnología de generación de energía térmica residual en las plantas de cemento,responde positivamente a la política nacional de ahorro energético y reducción de las emisiones,crea empresas eficientes desde el punto de vista energético y ecológico,reduce los costos de producción mediante el reciclado del calor residual y mejora la eficiencia de las empresas.