卧式薄层污泥干化技术的经济性分析

涡轮薄层工艺是目前世界上唯一结合热传导和热对流两种热交换方式于一体，并且实现两种方式并重的干燥技术，可以获得最佳热能利用效率，是目前热能消耗最低的工业方案之一，蒸发每升水分仅需680～720kcal的热量（含干化系统内的热损耗，不含热源系统转换的损耗）。而且还具有极高的换热比表面积，涡轮转子高速旋转产生的强烈涡流使湿物料得到均匀的搅拌，湿物料干燥是通过每个颗粒不断地与热壁短暂接触的过程中完成的，薄层使得湿物料的换热均匀、频繁，每个湿物料颗粒均获得极高的换热比表面积。通过对出口温度的控制，可完美实现对整个干燥过程的精确控制，干燥时间极短，湿物料颗粒的换热极为强烈和高效。同时涡轮薄层工艺又避免了反复加热冷却的热损失，在绝大多数工艺应用中，由于避免了返混对大量干物料产品的反复加热冷却、采用了极少的工艺气体量、利用热传导和热对流结合的换热方式高速完成整个干燥过程而不造成系统内热介质的大量无谓热损失，因此，在整体性能上较其他系统更为节能。

由于是热传导和热对流两种主要换热形式结合并重的工艺，热干化过程中采用的230～260℃的工艺气体，较一般的热对流系统减少1/2～2/3。气体量低，意味着洗涤热损失减少。其工业可靠性高、回报快，且方案灵活性好带来低成本。该工艺是针对湿物料处理而开发的一套完整的专利技术。工艺的核心——涡轮薄层反应器，是一种已经广泛应用于化工、制药、食品和环保四大领域的成熟的工业设备，在全球的装机量数以百计。无论设备材质的选择，还是设备的加工精度，在所有干燥设备中均属上乘。短流程工艺，无干物料返混，可以任意调节处理干燥的深度（即所需要的产品含固率），以节省能源，并大大提高设备的处理能力，从而降低单位运行成本特别是经营成本。由于安全性较好，工艺中无需氮气，也无需采取额外的安全保护措施等，节约设备投资和运行成本。而且涡轮薄层工艺可以实现模块化扩展并分期投资。VOMM系统的处理规模配置极为灵活，具有模块化系统扩展的特点，对于处理量最大的市政湿物料来说，以最大单线每日100～130t（根据进料和产品的最终取值范围变化）的规模为基础，可以覆盖全部湿物料领域的处理规模需求，并随时保持着对特殊湿物料处理量身定制的可能性。模块化多线方案从管理和可靠性角度看更为适合湿物料这种物料的处理概念。

除此之外，设备投资成本相对较低且设备材质高档，使用寿命长，其配套设施少，要求也较低，维护成本也低。VOMM工艺路线极为简洁，一次性完成灭菌、干燥、造粒，无需干物料返混，因此节省了很大的物料混合、输送、贮存、筛分、粉碎、冷却，提高了整体投资效率；干燥气量小，由此降低了风机和输送线路的投资；总体设备投资相对较低；客户可以根据项目处理对象的具体情况，要求采用适当的钢材来制造设备。由于某些湿物料具有酸、碱腐蚀性，设备的使用中，尤其是任何死角都有可能造成腐蚀。涡轮薄层工艺实现了设备的极端紧凑性，因此同等商务条件下，在材料的选择上具有较大的灵活性；设备置于地面，具有极为便利的维护条件，预设的滑轨使得主轴可以非常方便地滑出进行维护清理；设备内物料量少、停留时间短、工艺条件均匀恒定，这些都有益于设备寿命的延长。VOMM工艺的设备占地较少，厂房、地面、辅助设施、现场制作和安装的工作量相比其他工艺来说，要求相对简单，由此可节约土地、厂房投资，缩短建设期。设备安装在一般的工业厂房地面，除干燥机需要简单的承重地基外，仅个别设备有一定高度，因此厂房的建设存在进一步简化的可能性。VOMM工艺能耗较同类湿物料干化方案低，由此可减少热能和制冷设施的基础建设投资。设备材质好，部件的稳定性高，故障时间少，总体效率高，检修容易，维护费用相对较低。由此总体上可降低人员成本支出。

涡轮薄层干化工艺其低廉的运行成本更适合国内需求。而且可以采用各种廉价能源或废热，形成有竞争力的解决方案，并能有效解决燃煤利用中的高效脱硫问题。

截至目前，已经在欧洲装机超过90台，全部在生产运行中，尚未有过安全事故记录。主要安装在法国、西班牙和意大利，市场占有量均在50%以上。随着涡轮薄层污泥干化技术的发展，在污泥处置方面国内也逐渐开始引进和应用该项技术，如中石化天津污泥干化项目、北京水泥厂污泥干化项目和重庆市唐家沱污泥处理项目等，其部分应用项目见图1。