含油污泥主要包含石油石化行業的煉化“三泥”，即煉油廠廢水處理過程中產生的隔油池底泥、溶氣浮選浮渣及剩余活性污泥；煤制油、煤制氣、煤制烯烴等煤化工行業產生的生化污泥、氣化廢水預處理污泥等；制藥行業等其他化工行業污水處理過程中產生的含油或有機溶劑的污泥。

含油污泥含有大量的苯系物、酚類、重金屬、氮磷等營養物及致病菌和病原菌等，《 危險廢物名錄》明確將其列為危險廢物，外委有資質的危廢處理中心進行處置，處理費用高。污泥的終端處置方式包括填埋、焚燒、土地利用、建材利用等，但污泥脫水后含水率為75%～90%，必須通過干化深度脫水才能將含水率降低至可再利用的水平（40%～50%）。

含油污泥干基熱值高，干化過程中易產生可揮發性有機氣體，易發生安全事故。且含油污泥較一般污泥更為粘黏，附著力強，容易粘結在傳熱壁上影響傳熱效果甚至引起抱軸卡料等機械故障，所以研究和開發安全可靠的污泥干化技術十分必要。

1 真空圓盤污泥干化系統工藝流程

真空圓盤干化系統由熱源供給系統、密封進料系統、真空圓盤干化機、密封出料系統、尾氣處理系統等子系統組成。工藝流程如下：

濕污泥料倉具有短期暫存功能，同時保證污泥干化機的連續進料。上游脫水污泥經管道或污泥運輸車運送至料倉，緩存，運行時污泥經過大口徑螺桿泵對干化機勻速給料，且螺桿泵能在一定程度上保證整個系統的密閉性。進料速度通過變頻控制。

主機經蒸汽加熱后，通過間接傳熱的方式對污泥進行干化，通過變頻控制污泥在主機的停留時間，污泥干化后，通過旋轉卸料閥排出，閉鎖干化機出料時空氣的吸入，保證系統密閉性。

干污泥先經過水冷出料螺旋降溫后，再經斗提機輸送至干污泥料倉。

尾氣處理系統通過“2級除塵+2級冷凝”降低尾氣的含塵、含濕、有機揮發分的含量。尾氣被高壓風機抽出干化倉體后，在恒溫旋風分離器實現降塵過程。氣體溫度不變，防止水氣凝結造成除塵內部的粘結。旋風分離器底部通過旋轉卸料閥出灰，保證密閉。之后尾氣從噴淋塔底部進入，通過填料層和噴淋區實現快速降溫，去除尾氣中絕大部分粉塵、揮發性油分和少部分蒸汽。冷凝器將尾氣迅速冷卻到45℃以下，尾氣中的絕大部分水汽、有機氣體被冷凝凝結，冷凝液經泵送至噴淋塔水箱，作為噴淋塔補水，避免噴淋塔底部積泥，摒棄外部補水從而降低外排污水量。

2 干化過程中“三廢”排放情況

廢水：污泥中水分經過液相-氣相-冷凝相”的轉變，完成從污泥向污水的轉移，真空圓盤干化系統的污水排放量等同于污泥蒸發水量，沒有新增污水排放。

廢氣：經過除塵-噴淋-冷凝-除霧之后的不凝氣體，需要經過生物除臭或焚燒才能排放。由于本系統采用全密閉形式，采用相對潔凈的尾氣作為循環載氣且循環比例大于50%，尾氣排放量大大減少，污泥蒸發水量1t，尾氣排放少于500m3。

廢渣：干化后的污泥含水率30%～40%，外觀為直徑3～5mm顆粒狀，便于運輸和后續處置。

3 安全分析和控制措施

3.1 安全分析

含油污泥熱干化過程中可能存在的安全隱患主要如下：

（1）濕污泥儲存過程中會釋放甲烷、硫化氫等有毒有害氣體。

（2）污泥干化過程中有粉塵爆炸的危險。

（3）含油污泥干化過程中易產生可揮發性有機氣體，濃度達到一定閾值后，有閃爆的危險。

（4）隨著含水率的降低，污泥熱值逐漸升高，干化過程中由于熱源高溫、機械摩擦、靜電等產生點火能量，可能會引起污泥燃燒。

（5）干污泥儲存過程中由于緩慢氧化等因素有悶燃的風險。

（6）污泥熱干化一般選擇蒸汽作為熱源，具有較高溫度和壓力，有泄漏和燙傷員工的風險。

（7）含油污泥更加粘黏，有卡料抱軸等機械故障的風險。

因此污泥干化工程中安全控制措施設計是一項重要設計內容。

3.2 安全控制措施

3.2.1 有毒有害氣體風險控制

系統全密閉且整體供貨設備都較傳統設備做了加強處理，以確保系統有一定的真空度，避免空氣吸入確保系統內低氧環境，同時避免干化過程中產生的有毒有害氣體逸散至車間。

進料：系統進料采用大口徑螺桿泵，螺桿泵擠壓進料，有效隔離進料端空氣的滲入。進料端主機連接處采用軟性墊片，加強了系統的密封效果。

主機：2根軸兩端伸出筒體部分采用“氮氣密封+填料密封”方式，盡可能降低軸承的泄漏。所有法蘭密封面均開密封槽嵌入硅橡膠密封條，自動控制引風機的運行風量，使引風量稍大于蒸發水分所需的抽氣量，從而使干燥機始終處于微負壓狀態，減少空氣泄漏量（負壓越小泄漏量越小）。倉蓋采用法蘭密封，連接處雙槽嵌硅橡膠。

出料：旋轉出料閥+出料螺旋。抽氣口是使料倉負壓大于干燥機內負壓，保證空氣不進入干燥機，用旋轉出料閥來閉鎖干化機出料時空氣的吸入。

濕污泥料倉頂部配備臭氣風機，將惡臭氣體抽送至生物除臭系統或臭氣焚燒系統。

3.2.2 粉塵爆炸風險控制

污泥干化采用半干法，污泥含水率控制在30%～40%，避免運送干泥產生大量揚塵。

干化機通過變頻電機或減速機的調節，轉速控制在3～6r/min，低速攪拌推送，干化機內粉塵含量可控制在＜15mg/Nm3，大大低于污泥粉塵爆炸下極限60g/Nm3。

同時干化機倉體內大量水汽存在，亦降低了粉塵爆炸的風險。

3.2.3 有機揮發分閃爆風險控制

含油污泥中的部分油氣組分和揮發性有機成分在干化過程會揮發出來，濃度持續升高時，系統的危險系數快速增大。有效控制有機組分，是系統安全的重要保障。

系統高負壓：系統尾端設有壓力約為-14kPa的高壓離心風機，經過多級壓降后，干化倉體保持-2～-2.5kPa的高負壓程度，可以有效地將揮發分載出，避免濃度蓄積。

低氧載氣循環：系統將降溫后的尾氣預熱后作為載氣，再次通入反應倉體內。預熱后的低氧載氣提高了氣流置換速度，防止有機物的蓄積。

3.2.4 干化機內污泥燃燒風險控制

燃燒三要素：可燃物、氧氣、點燃能量。含油污泥熱值較高，干化到一定程度后能夠自持燃燒，通過控制低氧、低溫避免污泥燃燒。

（1）氧含量控制系統。

分區域氧含量監測：干化倉設有2組氧含量探頭，分區域檢測干化機內部氧含量。

氧含量限制和氮氣保護連鎖：系統設置氧含量為2%（體積比），當倉體內部氧氣超過該限值時，系統打開氮氣連鎖裝置，將系統快速恢復低氧環境。

（2）溫度控制系統。

分區域溫度監測溫度：干化選用150～170℃的飽和蒸汽作為熱源，既保證了系統的干化效果，同時保證了干污泥的熱值。主機干化區設有2組溫度探頭，分區域檢測系統的溫度，系統設定高于熱源溫度15%為極限溫度值。

（3）極限溫度值與噴淋系統連鎖

當干化機內部溫度超過設定極限限度時，主機停機、蒸汽停止，主機倉蓋配備噴淋水系統啟動，快速降溫。檢修時，可以手動打開噴淋系統，進行倉體內部清理。

3.2.5 干污泥悶燃風險控制

干污泥悶燃主要是由于干泥初始溫度過高及緩慢氧化放熱導致。干污泥必須經過水冷出料螺旋降溫后才能輸送至料倉儲存，且料倉設置溫度監測及噴淋系統，有效控制悶燃風險。

3.2.6 蒸汽泄漏及燙傷風險控制

熱源的安全性：蒸汽供給系統將高壓力熱源降低到0.5～0.6MPa（G）的安全壓力范圍內。

倉體壓力限值與安全泄爆系統：當蒸汽泄漏、后端尾氣處理系統出現堵塞、風機故障時，倉體積聚壓力，無法外泄。系統設有倉體正壓為0.01MPa（G），當系統超過此壓力時，系統配備泄爆閥迅速開啟，實現安全泄壓。

3.2.7 機械故障風險控制——差速推流技術

含油污泥較常規市政及其他行業化工污泥更為粘黏，極易在干化過程粘結在傳熱壁上。同時，高黏度造成污泥難以分散，增大了污泥在傳熱擴散過程的難度。為此采用差速推流技術，提高污泥粘滯區的分散性，通過特殊設計降低對干化機的影響，降低卡料抱軸等機械故障的風險。

污泥干化過程經歷了預熱階段、恒速干燥階段、降速干燥階段。對應污泥干化過程分為黏稠區、粘滯區、顆粒區。針對不同階段，物料表現出不同的特性。不同的特性需要不同的干化條件。

黏稠區（含水率＞55%）：黏稠區物料含水率較高，體積較大。黏稠段污泥溫度不斷提高，蒸發速度快速提升。針對本段污泥以攪拌、換熱為主。本階段輸送盤片設置刮刀以平刀和反推刀為主，提高破碎率，降低擴散難度，提高換熱效果。

粘滯區（含水率45%～55%）：粘滯區污泥自由水、吸附水已基本蒸發殆盡，污泥中細胞體開始破裂，組織液滲出，污泥黏度不斷增大，傳熱效率下降，蒸發速率降低。針對本階段，主機以推流、分散為主。主機以推送刀為主，提高推送速度，提升污泥分散性，保障干化效果。

顆粒區（含水率＜45%）：本階段污泥以顆粒狀態出現，分散性良好，但蒸發速度極低。為了保障出料的干化效果，本段以停留時間，將揮發性氣體揮發殆盡。本段主軸以平刀為主，提高停留時間和攪拌。設有擋料板，側邊溢流出料，保障干化效果。

4 干化機的工作原理及特點

4.1 干化機的工作原理

真空圓盤污泥干化系統采用雙軸圓盤主機。干化機為臥式結構形式，設備內部設置對向旋轉的2根空心軸，空心軸上密集排列著圓盤型葉片，蒸汽經空心軸均勻流向盤片，加熱盤片。濕物料在圓盤的攪動下，與盤片熱表面充分接觸，污泥中水分完成擴散、蒸發過程，產生的水蒸氣聚集在干化機的穹頂，由載氣帶出干化機，從而達到干化目的。

4.2 干化機的特點

干化機具有以下特點：

（1）結構緊湊，占地面積小；差速推流技術能有效降低污泥空倉率，提高盤片熱面積利用率。

（2）運行過程負壓程度高，能夠降低水分蒸發臨界溫度，提高熱效率。

（3）圓盤之間的刮取距離0.5cm，能夠保證圓盤自凈，保障傳熱效果。

（4）重力分配更均勻，保障軸的應力結構，減少軸的形變量。

5 工程應用

真空圓盤污泥干化系統在多個含油污泥干化項目得到應用，運行效果良好，差速推流技術 性及安全可靠性得到充分驗證。應用案例見下表：

6 結束語

（1）真空圓盤污泥干化系統安全性高，適用于含油污泥的干化處置。

（2）差速推流技術能夠有效解決含油污泥的粘黏問題。

（3）差速推流技術熱效率高，能耗低，廢水、廢氣排放量小，更節能環保。

（4）雙軸圓盤干化機結構形式合理，穩定耐用，使用壽命長。