耙式干燥機(jī)在有機(jī)垃圾處理中的應(yīng)用

有機(jī)垃圾又稱濕垃圾，是指城市生活垃圾中有機(jī)物成分的廢棄物。其中很大一部分就是廚房飯菜殘?jiān)约熬玫甑牟蛷N垃圾。所以處理好這些東西對(duì)環(huán)境的保護(hù)很重要，工藝為：首先除去餐廚垃圾中的不可降解成分，將其經(jīng)破碎、水力分選后，形成有機(jī)物的乳漿液，再進(jìn)發(fā)酵罐，加入一定比例的輔材和發(fā)酵菌經(jīng)過(guò)好氧發(fā)酵，形成固、液混合物。再送至干燥機(jī)進(jìn)行干燥，經(jīng)造粒、烘干、袋裝等工藝過(guò)程，生產(chǎn)出的生物有機(jī)復(fù)合肥。
耙式干燥利用間歇操作這一特點(diǎn)，將發(fā)酵、干燥在同一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。將投入的有機(jī)垃圾與菌種、菌床充分拌和，在合適的溫度下，通過(guò)酶的作用進(jìn)行發(fā)酵，將有機(jī)垃圾中的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等分解為二氧化碳、氨、水蒸氣等，并通過(guò)高溫觸媒脫臭后，排出無(wú)色、無(wú)味的氣體，減量達(dá)到90%以上，殘余物無(wú)毒、無(wú)污染是一種優(yōu)良的有機(jī)肥。石家莊工大化工設(shè)備有限公司根據(jù)客戶提供的物性參數(shù),設(shè)計(jì)出了一種節(jié)能環(huán)保型耙式干燥機(jī)，本文就其設(shè)計(jì)及選型過(guò)程加以論述。
1．  耙式干燥機(jī)的特點(diǎn)
(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，使用周期長(zhǎng)，性能穩(wěn)定可靠。（2）適用性強(qiáng)，應(yīng)用較廣，干燥速度快：由于耙式干燥機(jī)利用夾套加熱，較高真空排氣，所以幾乎對(duì)所有不同性質(zhì)、不同狀態(tài)物料都適用，特別適用于易爆、易氧化、膏狀物料。（3）產(chǎn)品質(zhì)量高，干燥過(guò)程中耙齒不斷正反轉(zhuǎn)動(dòng)，被干燥物料攪抖均勻，避免了物料過(guò)熱，濕份也容易逸出。（4）蒸汽耗量小。（5）易于操作，可回收揮發(fā)氣體，環(huán)境的污染小。（6）產(chǎn)品粒度細(xì)，不需要粉碎操作程序。
2. 工作原理
被干燥物料從殼體上方正中間加入，在不斷正反轉(zhuǎn)動(dòng)的耙齒的攪拌下，物料軸向被來(lái)回移動(dòng)，與殼體內(nèi)壁接觸的表面不斷被更新，同時(shí)受到蒸汽的間接加熱；在耙齒的均勻攪拌及粉碎棒的粉碎作用下，物料表面不斷更新及增大使得水分更有利的排出；氣化的水分等尾氣經(jīng)干式或濕式除塵器及冷凝器除去粉塵和可能凝性氣體后，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的不凝氣被真空泵抽出放空。
3.熱力計(jì)算
客戶提供的物料參數(shù)：2 t含水率65％～80％有機(jī)垃圾加入含水率10％～15％的米糠或麥麩1 t，處理原料合計(jì)3 t，整體的含水率可達(dá)到適于生物發(fā)酵的50％～55％，發(fā)酵完成并干燥后物料含濕量為10％。處理量3t/d，折合0.143t/h（按日工作24 h計(jì)算,考慮進(jìn)出料時(shí)間）。干燥熱源采用0.1 MPa(表壓)的飽和水蒸氣。
（1）原始條件：
物料名稱：     有機(jī)垃圾
初始含濕量： θ1＝55％
干燥后含濕量： θ2＝10％
濕物料量：   G1＝143 kg/h
干物料量：   G2＝71.5 kg/h
絕干物料量：   Gc＝64.35 kg/h
物料初始溫度： t1＝20 ℃
物料干燥溫度： t2＝70 ℃
（2）蒸發(fā)水量：
Ｗ=Ｇ1－Ｇ2＝143-71.5=71.5 kg/h
（3）干燥所需熱量：
Ｑ=W·γw+Gc·Cs·（t２-t１）+Ｇ１·θ１·Cw·(t２-t１)
=71.5×2331.2+64.35×1.0×(70-20）+143×0.55×4.18×（70-20）
=186 336.15 kJ/h
式中： γｗ=2331.2 kJ/kg  （水的蒸發(fā)潛熱）
Ｃｓ=1.0 kJ/kg·℃ （物料的熱容）
Ｃｗ=4.18 kJ/kg·℃ （水的熱容）
（4）算術(shù)平均溫差：
Δｔm＝＝72.1 ℃
（5）所需干燥器換熱面積的確定：
取傳熱系數(shù) Ｋ＝90Ｗ／ｍ２·℃
則Ａ＝Ｑ／Ｋ·Δｔｍ＝＝8ｍ２
4.設(shè)備選型
參照表1，傳熱面積為8 m2,但有效容積為3 m?，為得到更好的干燥效果，zui后選得GDZPG-3000型號(hào)的設(shè)備就可以了，推薦相應(yīng)的真空泵型號(hào)為SK－6。
5.使用效果
我們?cè)O(shè)計(jì)出來(lái)的耙式干燥機(jī)在某公司投入使用一年以來(lái)，每臺(tái)年處理量達(dá)1000噸，消耗蒸汽量比對(duì)流干燥等其他傳統(tǒng)形式節(jié)省近20%。由于節(jié)省了發(fā)酵設(shè)備，從而省了人工和傳送設(shè)備，相應(yīng)節(jié)省了將近一半的電能。達(dá)到了預(yù)期的節(jié)能要求。
6.應(yīng)用前景
耙式干燥機(jī)多為微負(fù)壓或真空形式，在干燥過(guò)程中的水分在低溫下就能汽化，可以實(shí)現(xiàn)低溫干燥，這對(duì)于某些藥物、食品、和農(nóng)副產(chǎn)品中熱敏性物料的干燥是有利的。例如，液糖超過(guò)70℃部分成分就會(huì)變成褐色，降低產(chǎn)品的商品價(jià)值；某些催化劑超過(guò)使用溫度就會(huì)改變其化學(xué)性質(zhì)；蛋白質(zhì)在高溫下變性，改變了物料的營(yíng)養(yǎng)成分等。另外在低溫下干燥，對(duì)熱能的利用率是合理的。從而減低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)了環(huán)境。所以耙式干燥機(jī)開(kāi)發(fā)成功以來(lái)，已在醫(yī)藥、化工、染料、農(nóng)藥、食品等領(lǐng)域得到大量工業(yè)應(yīng)用。