对抗粘稠--利用液力驱动的粘稠泵输送生物质原料

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


将完全不同的生物垃圾输送给生物沼气生产设备。

随着能源价格的提高,使用生物质原料生产甲烷气体受到越来越多的关注。由于生物质原料过于粘稠,它们的运输和输送对生产提出了挑战。在运输和输送这些生物质原料时,例如在向发酵反应釜或者发酵塔中输送生物质原料时,人们越来越多的使用了粘稠泵。

普茨迈斯特(Putzmeister)公司在封闭的管道中泵送生物垃圾方面积累了丰富的经验。由于在输送这类生物垃圾时有不同类型的粘稠泵可供选用,因此能够很好的泵送各种不同生物质混合在一起的生物甲醇生产原料。可能混杂在生物垃圾中的异物,例如餐刀,瓷器碎片或者石块等等,虽然对生物垃圾的发酵过程有干扰和影响,但对于生物垃圾的泵送过程没有阻碍。可被泵送的异物尺寸能够达到输送管道直径的2/3。在泵送过程中,生物垃圾可以是液体、干燥物直至粗大的颗粒。由于在泵送过程中,要避免产生难闻的气味,避免对周围的大气环境造成污染,所以输送管道是完全密封的管道,完全不同于其他的开放式传送系统。

避免堵塞

在泵送生物质和来自餐饮业以及家庭的剩菜剩饭时,应注意不要使这些东西影响输送泵系统的正常工作。因为它们有可能堵塞整个泵送管道。因此,普茨迈斯特(Putzmeister)公司建议,在泵送这些生物质材料时最好使用EKO单缸柱塞粘稠泵或者KOS双缸柱塞粘稠泵。阀式控制的输送泵一般不适合输送这类生物垃圾,因为纤维状的生物垃圾会缠绕在控制阀的阀杆或者阀盘上,影响泵的正常工作。粘稠泵的最大工作压力至100bar,流量为2~400m3/h,可以根据工艺的需要确定。粘稠泵可以24h连续运行,在规定的160000h额定工作寿命时间内不会出现大的问题。


图1 EKO单缸柱塞式粘稠泵示意图。

为了实现输送缸的高填充率,并使新鲜生物质和发酵物充分混合,普茨迈斯特(Putzmeister)公司研发设计了一种专用的螺杆输送机构,以驱动连接上料料斗的粘稠泵。从而实现了不同粘度介质在输送缸中的均匀混合。同时,它也能泵送膏状和液体混合在一起的生物质。

在粘稠物质的泵送中,一方面需要选择最佳的粘稠泵系统,同时,管道系统的正确选择和安装也非常关键。输送管道不仅要求壁厚较厚,而且连接法兰的内部也必须绝对的光滑。为了避免不必要的停机检修时间(例如:设备的清理和排除故障),普茨迈斯特(Putzmeister)公司建议使用特厚的和耐压的ZX输送管道系统。

实例比较

从下面的实例中可以看出,根据不同的工艺,可以选配不同的泵型。

设备1: 在西班牙Terrassa市要把全市所有的家用生物垃圾运送到Gespar GR公司的生物沼气设备中进行集中处理。这些家用生物垃圾中无机物垃圾的含量很高,因此首先要用粉碎设备粉碎,用电磁分选设备分选。为了加快发酵过程,在新到的生物垃圾中加入已经发酵的“菌种”,在液力驱动的KOS 1480型粘稠泵、卧式混合螺杆泵以及输送螺杆泵的帮助下泵送到发酵设备中。泵送功率为68m3/h,压力20bar。为总容量为1500m3的发酵反应釜提供生物质原料。该设备采用的流程工艺是OWS研发的Dranco工艺流程,年产量为25000t。


图2 KOS双缸柱塞式粘稠泵示意图。

设备2: 汉诺威地区垃圾经济协会(主垃圾场)的生物垃圾处理设备是按照Valorga工艺技术处理生物垃圾的。每年处理经机械分选的生物垃圾约100000t,三个发酵反应釜的容积各为4200m3。这些生物垃圾的泵送使用的是两台KOS 2180型粘稠泵,带有THS 3062混合螺杆、输送螺杆装置,并用两台KOS 1070型粘稠泵作为再循环泵。在再循环过程中,将部分已经发酵的生物质回送到蜗杆式混合和输送装置中。粘稠泵的工作压力约10bar,输送量为80m3/h。再循环泵的工作压力为5bar,输送流量为27m3/h。

设备3: 环保技术公司的生物甲醇生产设备采用的是Finsterwald流程工艺技术。他们计划利用BioPower(Bernau公司的产品)、M.U.T.(奥地利K?ssen公司的产品)和Bioenergie(奥地利Schlitters公司的产品)生物垃圾处理设备处理带有食品包装的剩菜剩饭。分离阶段(分解包装进行分选)中,粘稠泵把生物原材料中的固体物质(例如:包装盒、塑料容器、玻璃瓶、纸张和铝膜)输送到专门的容器中进行加热。剩下的有价值的生物垃圾都通过分选机构,由一个KOS粘稠泵输送到发酵釜中。为了能够更好的提取有用的生物能源,这些生物垃圾被再次蒸煮和加压。分选出来的包装材料由家用垃圾焚烧炉进行处理。

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