污泥干燥系統的操作安全與風險防范措施

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污泥干燥使污水處理廠的“水，氣，爐渣和污泥”完全達到標準。它是實現污泥穩定，減少和無害化的重要手段，已為人們所接受和認可。然而，由于干燥事故的頻繁發生，污泥干燥的安全性已成為人們關注的焦點。本文分析討論了污泥干燥系統的潛在安全隱患，提出了確保系統運行安全的措施，為污泥干燥系統設計中的安全問題提供了參考和參考。

1概述

在減少污泥填埋，減少焚燒，無害土地利用和其他污泥資源利用的實踐和探索中，污泥干燥已逐漸成為有效的過程之一。大規模減少污染，無害化和資源化的方法，也是最終處理某些污泥的預處理方法。

在1990年代后期，歐洲，北美和其他國家/地區的城市污水處理設施普及，產生了大量的城市污泥，污泥干燥設備的數量增加，并且污泥更好。處置。但是污泥干燥設備的事故時有發生，從污泥的自燃到設備爆炸。從單個小型輔助設備到整個干燥生產線；無論設計的安全措施多么復雜和完整，污泥干燥設備的事故從未被切斷。主要原因是對干污泥性質的早期了解不足。

在污泥的熱干燥過程中，存在自燃和粉塵爆炸的嚴重風險。當污泥處于完全干燥狀態（固體含量大于80％）時，通常呈細小顆粒形式，同時由于污泥，污泥和干燥機，污泥和介質之間的碰撞，使得在干燥環境中產生大量粒徑小于150μm的粉塵成為可能。這種有機物含量高的粉塵可能會在一定的氧氣，溫度和點火能量條件下燃燒和爆炸，即所謂的粉塵爆炸。

2污泥干燥事故的危險特性

污泥干燥過程中的粉塵爆炸特性主要包括四個參數：粉塵濃度，氧含量，著火能和水分含量。

2.1粉塵濃度

粉塵爆炸必須達到一定的濃度，這被稱為有機物的“粉塵爆炸下限”。沒有關于粉塵細度的統一規定?？紤]到其危險性，一般以150μm以下的粉塵顆粒作為判斷標準。

粉塵的細度不均勻，污泥干燥產物的粒度分布變化很大。根據粉末的研究，將5％?10％的細粉摻入粗粉（>150μm）中足以使有機粉塵混合物成為爆炸性混合物，并且爆炸性成分可以具有最大爆炸壓力?；旌媳葮O大地影響爆炸強度。僅當可燃粉塵的粒徑大于400μm時，即使有強大的點火源，粉塵也不會爆炸。一般認為，有機粉塵爆炸濃度的下限為20?60g / m3，城市污泥的值為40?60g / m3左右。

2.2氧氣含量

氧氣作為助燃氣體，是構成危險狀況的基本元素之一。大多數干燥過程無法進一步降低粉塵濃度，因此降低介質中的氧含量已成為避免風險的主要手段。

惰性氣體填充是降低介質中氧氣含量的主要方法。目前，主要的惰性氣體填充物是：氮氣，二氧化碳，蒸汽。根據英國HSE公司的實驗值，獲得了上述三種氣體的惰性化效果，如表1所示。

從表1的實驗數據可以看出，如果氮是用于惰性化，空氣質量不能超過18.5％，需要惰性氣體填充的占81.5％；如果使用蒸汽進行惰性化，則空氣質量可以達到64％，則混合濕氣的相對濕度為47.5％。根據實驗數據，用于惰性化氧含量的氮氣，二氧化碳和蒸汽的操作值分別為4％，6％和10％。在實際的項目運行過程中，為了確保操作的安全性和可靠性，需要將最低氧氣含量降低2％，即氮氣，二氧化碳和蒸汽的惰性化處理中要包含2％，4 ％和8％。

2.3點火能量

需要一定量的點火能量才能使污泥干燥過程中產生的粉塵爆炸。由摩擦，靜電，熱顆粒物，機械碰撞等產生的火花都可以成為點火能量的供應點。

干燥溫度與點火能量沒有直接關系。著火能量是指在粉塵環境中瞬間給出的能量，它與粉塵粒徑的大小密切相關。著火溫度是指在沒有引火源的塵埃云環境中，在靜止狀態下處于靜止狀態時所需的溫度或厚度為5mm的塵埃層，該溫度是指引起燃燒的鐵水表面溫度。在20°C的環境中，金屬摩擦產生點火能量，而污泥塵云的點火溫度高達360?550°C，粉塵層的點火溫度約為160? 375℃。

低能滿足污泥粉塵的點火，因此只有粉塵濃度和含氧量超過標準，任何點火源都可能引起粉塵爆炸的危險。

2。4水分含量

當干燥氣體的濕度較高時，親水性粉塵會吸收水分，這使粉塵難以擴散并著火，火焰傳播速度也會降低小。根據相關研究，如果有機粉塵的濕度超過30％，則不容易引起爆燃，超過50％絕對安全。水分的存在會大大增加粉塵爆炸濃度的下限，即干燥介質的最低氧氣濃度。

3污泥干燥事故的主要影響因素

通過以上分析和討論，污泥的著火能量非常低，干燥過程本身是通過溫度進行的，再加上污染污泥干燥涉及的一系列設備以及污泥在干燥機本身中的流動性，即使控制靜電，金屬碰撞和其他條件，污泥燃燒所需的點火能量也是不可避免的問題。因此，影響污泥干燥過程中粉塵爆炸的主要因素有以下三個方面：粉塵粒徑，含水量，環境溫度和壓力。

3.1灰塵顆粒大小

灰塵顆粒越細，散布越容易。粒徑小的粉塵具有較大的比表面積，較大的表面能和所需的點火能量，因此易于發生粉塵爆炸。當可燃粉塵粒度大于150μm時，是相對安全的。

3。2水分含量

使用蒸汽作為填充的惰性氣體可以有效地提高污泥干燥系統的濕度，同時降低系統中粉塵的濃度并增加點火能量。提高干燥系統安全性的重要方法。

3.3環境溫度和壓力

環境溫度的升高和干燥系統中壓力的升高會降低污泥粉塵的著火能量。因此，有必要控制污泥干燥系統的環境溫度和工作壓力，以防止環境因素引起的安全事故。

4防止污泥干燥事故的措施

污泥是一種具有潛在粉塵爆炸特性的有機物質。干燥的安全性涉及整個干燥系統。大多數干燥過程具有存儲，分離，除塵，過濾，篩選，傳輸，混合，干燥，加熱，稱重等設備。這些設備通過管道，閥門，泵等串聯連接。在化學技術生產線上，形成了相互影響的復雜系統。除烘干機以外的輔助設備的風險要比烘干機本身高得多。因此，防止污泥干燥事故不僅需要著眼于過程本身，而且還需要從整個系統來分析過程設備的可靠性和穩定性。另外，污泥干燥產物離開筒倉后的儲存過程也更容易發生干燥事故。

4。1過程安全性

過程安全性的核心問題是“干泥漿重新混合”。由于污泥本身的物理特性，污泥在干燥過程中容易粘附，從而影響產品干燥的質量和干燥機的效率。為此，污泥干燥過程的一部分采用“干污泥返混”方法，即將部分干污泥與未干燥污泥混合，以降低污泥的粘度并改善污泥中的空氣。顆粒之間的滲透性提高了干燥效率。

污泥回混在反復的冷卻和加熱過程中會損失大量能量，并且存在安全問題：

（1）混泥中的污泥顆?？赡苁茄h的污泥干燥至固體含量超過90％時，具有難以在短時間內再水化的特性，因此，干污泥混回時會引起高溫部分干污泥顆粒過熱，導致產生灰塵。

（2）干污泥的固含量達到90％。在制粒過程中難以確保產品的致密性。在返混過程中，會發生吸濕反應，從而導致大量粉塵，灰塵和油泥顆粒?；旌蠒е螺^高的氧化速率并增加粉塵爆炸的風險。因此，應盡可能減少污泥返混的實際量。

4。2設備的可靠性和穩定性

目前的污泥干燥技術非常重視設備的安全性，并采取有針對性的措施來保證設備的可靠穩定運行。

就氧氣含量而言，設備必須實時監控系統中的氧氣含量。間接加熱器中充滿了氮氣，以確保系統中的氧氣含量小于2％。直接加熱器通過氣體循環將氧氣含量控制在8以下。 ％;當氧氣含量超過10％時，系統會自動關閉。

在顆粒溫度控制室中，設備必須嚴格控制污泥在干燥機中的停留時間，以保持干污泥中適量的水分，避免污泥過熱。當污泥的固體含量達到90％時，必須離開干燥機。對于使用濕污泥料倉的過程，必須將濕污泥料倉中的甲烷濃度控制在1％以下，以避免發生甲烷爆炸事故。

4.3產品安全

污泥干燥后自燃的原因是氧化。污泥在氧化過程中會產生放熱反應，如果不能及時散熱，則污泥的積聚溫度會升高，進而加速污泥的氧化，釋放出更多可燃物質和熱量，導致污泥自燃從氧化到自燃都有一個過程。因此，避免死角和長時間保存是避免干燥污泥自燃的有效方法。將污泥顆?；?。造粒后，污泥具有較高的密度和硬度，并且可用于氧化的面積減少，導致污泥自燃的可能性較低。

為了防止干污泥自然化，設備必須冷卻干污泥以確保干污泥顆粒的溫度低于40°C。

5結論

污泥干燥是目前實現大規模減少污泥和處置污泥的重要措施。安全是污泥干燥研究的首要問題。

污泥干燥系統的設計不僅分析正常工作條件下的運行條件，還需要考慮污泥干燥系統在異常條件下的穩定性和可靠性。確保污泥干燥系統的安全運行。