27.干化时产品温度低就更安全吗?
众所周知，环境压力下的水汽化温度是100度，以这个温度作为分界线，将干燥工艺按照产品的温度来划分，可以形成所谓的“高温工艺”和“低温工艺”两种类型。这种区分的直接目的与干化的安全性相关，它容易使人产生“低温就安全”的误解。
蒸发的产生并非一定要到100度这个标准的汽化温度。环境温度下清风徐徐，人的皮肤仍然会感到仍然清凉干爽。当空气中的湿度较高时，即使温度不超过30度，也仍然会感到闷热难当。其原因首先是气体的含湿量应低于湿表面，其次是气量本身，依靠大量气体和微弱的蒸汽压差，仍然可以进行蒸发，但是其能耗在干化工艺中处于上限。
温度是影响所谓粉尘爆炸条件的因素之一。但是鉴于污泥的粉尘浓度下限较低，如果含氧量条件具备，所需的点燃能力非常小。即使30度的温度下，污泥粉尘爆炸也都是可能的。因此，干燥器内的产品温度低并不是一个能够排除粉尘爆炸的根本性条件。
28.污泥混入沙石是否对干化设备产生影响?
沙石混入对设备的安全性存在着负面影响。首先，沙石在高粉尘、低湿环境中的运动可能导致火花的产生。其次，沙石具有磨蚀性。很多污泥干化系统对沙石是敏感的，特别是当其含量较大时，可能对设备产生严重的磨蚀。其中，有着强烈搅拌的工艺，特别是靠金属表面剪切力来推动物料向前运动的设备，可能产生的磨蚀会较为严重。多数干化工艺是间接加热的，当这种磨蚀威胁到承载高温介质——导热油时，则是十分危险的。
鉴于市政污泥的性质及其产生工艺，混入沙石的可能性较小。对大多数设备来说是可以接受的。而来自管网淘挖、江河清淤的污泥则可能有较多杂质，应优化前端沉沙工艺，避免不必要的设备损耗。
29.为什么干化工厂不宜频繁开停机或单班生产?
干燥设备因为是利用热能进行的，加温和降温过程耗时耗能，属于非产出过程;同时由于污泥是高有机质超细粉末，为了安全原因，频繁的清空过程，徒然增加系统在安全方面的能耗支出;再者，鉴于污泥是低附加值的产品，应尽可能提高设备利用效率，以降低其折旧费用，因此干化系统不建议做非全日制生产的设计，事实上也是不存在经济可行性的。
一般来说，一个干化系统的加温过程需时30-40分钟，降温过程需要20-30分钟，如果是冷机，所需时间可能更长。频繁清空，其加温和降温过程均需惰性化，如果采用氮气则成本颇高，采用蒸汽(水)则少，但设备终归是非生产状态。如果因此而降低设备开机利用率(从每年340x24=8200小时变成360x8=3000小时)，其设备折旧和大修提存将成倍增加。
30.污泥干化能耗的构成有哪些?
能耗包括了干化工艺本身的热能、电能消耗，同时也必须包括与该工艺安全运行密切相关的其它辅助性工艺设施的开支，其中包括：氮气系统、制冷系统、干泥返混系统。
氮气系统：
由于干化系统必须抽取蒸发量、不可凝气体进行冷凝，由此所形成的微负压状态，可能导致空气中的氧气进入系统。当工艺中的氧气达到一定浓度，而此时的粉尘浓度超过爆炸下限，在极小的点燃能量下可能产生粉尘爆炸。因此，降低系统内氧含量的办法只能是惰性化，即采用氮气、二氧化碳或蒸汽，抑制氧气的含量上升。因此，工艺相关的经常性氮气支出是干化系统不可忽视的重要成本支出。
此外，干化系统在开机、停机、重新开机、紧急停机、突然断电等关键工况下，为了避免粉尘爆炸的危险，必须具备和使用一定的干预手段使系统环境惰性化。此时的支出为非经常性支出，也是必须重视的成本之一。
制冷系统：
一些间接干化系统采用导热油进行加热，在紧急情况下必须关闭来自热源系统的导热油入口，并将干燥器内导热油回路中的热量迅速冷却。作为干化系统运行的必要安全保障，其能耗应计入运行成本。
干泥返混系统：
一些干化系统对于湿泥的进料湿度有限制，为了不造成板结、湿核等现象，应采用干燥后的细颗粒与湿泥掺混，以提高含固率，达到越过“胶粘相”的目的。污泥干化中采用干泥返混的系统，由于湿泥的含固率一般较低，返混比例由此变得较高，这样形成大量污泥的反复加热、冷却。这一系统所造成的热能和电能消耗是构成干化系统直接运行成本的重要组成部分。
31.为什么说干化事实上是热能损耗的考评?
热干化主要是热量的支出。干化意味着水的蒸发，水分从环境温度(假设20度)升温至沸点(约100度)，每升水需要吸收大约80大卡的热量，之后从液相转变为气相，需要吸收大量的热量，每升水大约539大卡(环境压力下)。两者之和，相当于620大卡/升水蒸发量的热能，几乎可以说是所有干化系统必须付出的“基本热能”代价。
然而，根据干化对象的性质，这一“基本热能”之外还会产生一定的消耗，这主要是工艺及其相关条件造成的。这些工艺相关条件可以概括为三大类：
(1)热源：包括热源的类型、传输、储存、利用的条件。
(2)物料：包括污泥的粒度、粘度和污染物含量。
(3)工艺：包括工艺类型、路线、条件及其干化效率。
以上三个方面条件的不同，就形成了干化系统在能耗方面的差别。这一差别有时是如此之大，不经分析是很难判断一个干化系统的实际运行效果的。
按照我国的能源价格，可以断定，热能的支出将占到一个标准干化系统运行成本的80%以上。因此，热能损耗的研究是对干化系统进行考评的重中之重。
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32.热源对能耗的影响有哪些?
热能来源及其传输、储存、利用形式和利用率是热能损耗的重要方面之一。
1)加热方式的不同，热源效率损失不同。直接加热形式中热源烟气直接成为介质，其热效率接近燃烧效率本身。其余加热形式均是通过换热设备将热传给某种介质的间接加热。烟气可以通过热交换器将热量传给空气，空气作为换热介质与湿物料进行接触。烟气可以提高热交换器将热传递给导热油或蒸汽，然后利用导热油或蒸汽来加热金属或工艺气体，由金属热表面或工艺气体与湿物料进行接触。这两类换通过热交换器的换热均形成一定的热损失，一般来说在8-15%之间。
2)热源类型的不同，在干化系统中被利用的效率也不同。由于能源的热值特别是能源中污染物含量的重大区别，使得某些热源的利用受到限制。其可被利用的热量因排放温度的高低，过量空气系数大小，污染物后处理的温度及其压力等限制，对于不同的干化系统会带来不同程度的影响。有些热值较低的热源如低压废热蒸汽，对某些工艺是无法利用的。其热值的利用率也因热源条件的变化而有高低。
3)涉及热源的传输、存储的一些关键条件，如管线的大小、输送距离、压力、保温条件、环境温度等，都会对热源利用的最终效率起到重要影响。
33.物料的性质如何影响热能能耗?
物料的粒度、粘度和污染物含量对热能能耗有重要影响。
1)如果物料(如脱水污泥)是一种超细粉末，在干化过程中无论如何会产生大量的粉尘;因安全性原因而必须对粉尘环境降温，对粉尘进行收集则面临使用湿法进行洗涤，此时将使得粉尘及其周围的介质失去热量。
2)如果因物料的性质(粘度、含水率高等)可能造成干化工艺的不稳定性的(如黏着、结块等)，则有必要采用部分干化后的产品与湿物料混合的工艺(返料、干料返混)。这一返料过程有时因对混合后含固率有特殊要求，而达到很高的比例。返混的过程意味着大量物料的反复加热和冷却。
3)对于具有一定污染物性质的物料进行干化处理，其处置过程必须是闭环进行的。干化过程中会使得物料中大量存在的可凝或不可凝污染物离开固体，进入气态环境。此时同样需要大量的冷却水进行洗涤，并将其中不可凝气体排出闭环回路。冷凝水和不可凝气体本身均带走相当的热量。
34.工艺热损耗表现在哪些方面?
从工艺角度了解干化在能耗方面的特点，就是研究干化系统的干化效率。
影响干化工艺效率的因素有很多，可以按照工艺类型、工艺路线和工艺条件分别考察：
(1)工艺类型指介质与湿物料的换热形式，目前所有的干化系统可以大致分为三种类型：热对流、热传导和热对流+热传导的混合型。热对流系统需要工艺气体作为携带热量和携带湿分的载体，因此气体量巨大，气体的洗涤形成其热损失的主要部分。热传导依靠位于闭环回路中的大量高温介质进行热量的输送，热量的给出依靠足够的换热表面来进行，其热量给出是持续的，从巨大的换热面中输出的大量热量无法被吸热越来越慢的物料所接受，将形成部分蒸发气体的过热。这部分热量排出系统，就形成了热损失。
(2)工艺路线指湿物料、热介质进入，以及干物料和湿介质离开系统时的位置和形式。干化工艺存在并流、逆流和错流三种主要的形式，其中逆流的热利用效率最高，但出于安全性的原因，在处理污泥这样的高有机质超细粉末干化时，逆流基本上被放弃。在很多工艺中存在错流，典型的如流化床，但错流使得粉尘的产生和聚集较为严重，因此其工艺运行环境的惰性化较为严格，工艺温度降低，加上克服阻力所需的风压，由此导致的工艺气量大幅度上升。
(3)工艺条件指干化环境的进出口压力、湿度、温度、介质流速的变化。这些条件的改变使得不同工艺有着极为不同的表现。一般来说，所应用的介质温度越高，所使用的介质量越大，所使用的介质湿度越低，则蒸发速度越快。然而，温度越高、介质量越大、介质湿度越低，其形成的热损失也越大。
35.为什么说干化设备的能力和能耗是一对矛盾?
提高干化能力的办法似乎应该很简单：既然热传导靠的是热交换表面积，既然热对流需要大量高温热介质，增大换热面积、提高换热的介质流量和温度岂不就解决问题了?
其实不然。任何方法都有自身的限制。提高换热表面积，将会大大增加干燥器制造的成本，并进一步提高过剩热量在干燥器内的聚集和流失;提高气体的温度是正确的，但要形成更高的温度，意味着进一步扩大热交换设备的投资，并提高其热损失率;提高工艺气体的量，将大大提高风机及其管线的负荷，有时为了克服这种负荷，在电能方面的损失之大会使这种提高效率的想法变得不切实际。
所以，干化设备的处理能力是结合物料本身的特性，按照一定的能耗损失承受范围来设计的，盲目提高其中的某些参数，不一定能够收到积极的效果，反而加重了能耗的支出。
36.什么是评价热能耗损失的捷径?
干化工艺的目的在于形成有效的蒸发。蒸发所需的实际能耗，只能从分析干化系统的具体干化条件及其各阶段的热损失入手。
事实上存在一个判断干化系统效率的简单办法：
对于一个对流干化系统来说，介质的进出口湿度差越高，说明单位质量的气体介质所形成的蒸发量越大，系统的干化效率越高，热损失越小。
对于一个传导干化系统来说，有效换热表面积越小，而单位换热面积的蒸发量越大，则说明该系统的干化效率越高，热损失越少。
对于结合两种换热形式的混合型工艺，也仍然可以结合这两个参数，进行对比。
37.如何提防“能耗数字陷阱”?
干化工艺的“基本热能”支出是确定无疑的，无论何种工艺，无论其性能多么优越，其总的热能支出均无法低于这一数字。
由于世界上从事干燥的设备类型是如此之多，很难对所有的系统的机理、能耗有确切的理解，因而在进行比较时，常常轻信某些工艺所声称的能耗优越性，甚至一些不够严肃的厂家愿意在合同中保证这些数据的真实性。而到头来，使用者自己会发现事实并非如此，作为保证金的设备尾款只不过是巨额能耗支出的零头，根本无法覆盖其损失。对于污泥这样的低附加值产品来说，这种不科学的能耗数字是一种值得警惕的“数字陷阱”。
其实，干燥工艺的特点是可以分析、比较的，在给定的工作条件下，其工作状况是可知的。因此，在谈判中落实各个工艺、各段工艺的技术参数、运行参数，是进行科学比较的基础。
38.热传导的传热效率一定高于热对流吗?
所谓导热系数是指在单位面积、温度下和时间里能够传递或通过的热量，其单位为kcal/m.h.C。各种物质的导热系数差别很大。一般说来，金属的导热系数最大，非金属固体和液体的导热系数较小，气体的最小。即使同一种物质在相同温度下，也由于它的表观密度、湿度等差别而有不同的导热系数。金属中钢在100-200度时为38.7，300度时为37.2，而铁则在40以上。水的导热系数在38度时为0.54，在93度时为0.585;导热油在200度时为0.44;空气在27度时为0.0225，在77度时为0.0258，127度时为0.0291。
由于干燥系统中存在介质，而介质是由金属、气体或导热油组成的。如果仅就各种介质的导热性质来判断，的确会给人以热传导传热效率高的错觉。
其实，发生在干燥系统中的传热过程远比我们能够预想的复杂得多，其中最重要的因素之一还在于物料本身。当湿颗粒的含湿量变化时，不同的换热形式的效率是完全不同的。就污泥干化来说，热传导对于含水率较高部分的干化效率较高，而要将最后的20-30%水分去除，则显得力不从心，这也是为什么大多数热传导系统以半干化为目标，或必须做干泥返混且极大提高换热表面积才能实现。
第二个重要条件在于介质与物料的混合状态。这种状态越均匀，效果越好。热对流在污泥干化中的传热效率相对来说是较为稳定的，由于大量气体能够与已经失去表面水的颗粒紧密接触，在其周围形成稳定的汽化条件，为湿分在给定的传质条件下能够持续进行提供了极好的条件。
因此，应该说热传导和热对流各有优缺点，其传热效率的差别受湿物料本身的性质和搅拌、混合状态影响至巨。
39.提高介质温度为什么有限制?
干化需要热量，给热的效率与温度相关，温度梯度越高，效率则越高。在环境技术应用领域，大多数被干燥物料没有在高温下降解的品质问题，温度的应用似乎是无限的。然而，出于工艺类型及其安全性原因，干化事实上是有温度限制的。这些原因包括：
(1)金属的耐热和变形，由于干燥器及其相关的各种设备、管线、阀门和仪表等遇热均会产生不同的热形变，这样在金属材质、仪器仪表的选择上，形成了巨大差别。不同级别的耐热性和热形变可能导致设备价格的飙升，因此，工艺温度的确定既是技术也更是经济原因的抉择。
(2)介质的安全性问题，某些介质如导热油，最高使用温度高达320度，而实际运行温度为280度甚至更低;在油品选择方面尽可能提高其燃点，以保证在高温状态下尽量减少裂解;在回路设计方面，尽可能避开火源和通道，以提高管线的安全性。显然，其温度限制是必要的。
(3)某些介质是带压的，如蒸汽，其常用于干燥的压力一般不超过10个大气压，饱和状态下温度仅184度。提高这一温度，意味着大幅度提高设备和管线造价，并由此带来安全性问题。
(4)通入高温、高压介质的设备，如果承载介质的干燥设备本体还要转动，将造成密封的巨大压力，因此这类设备一般不会使用过高的温度和压力。
40.热能在干化中占运行成本的比例如何?
干化就是使用热能使水分蒸发的过程。水的蒸发需要一定的热能，根据最终含水率要求，实际热能支出在700-950大卡/升水蒸发量之间。
根据我国能源价格的现状，在采用洁净能源时，热能可能占据直接成本的绝大部分。如天然气，当价格为2.00元/立方米时，热能可能占干化运行成本的75%以上。
采用半干化焚烧，使用焚烧获得的热量进行干化，可覆盖大部分甚至全部热源需求，此时的热能成本可能低至零。
41.减少干化热损失的主要原则是什么?
干化的热损失来自三个方面，
(1)热源：包括热源的类型、传输、储存、利用的条件。
(2)物料：包括污泥的湿度、粒度、粘度和污染物含量。
(3)工艺：包括工艺类型、路线、条件及其干化效率。
因此，一些可行的、相应减少以上内容热损失的原则就在于：
(1)热源：优化热源、换热器选择和组合，缩短传输距离，加强保温。
(2)物料：合理降低最终产品含固率(使之优化适应最终处置要求)，改善冷凝条件(如减少气量、分步冷凝等)。
(3)工艺：减少工艺步骤、缩短工艺路线，优化运行参数以提高干燥效率。
所有的干燥工艺都有自己的优点和长处，同时也有缺陷和不足。工艺方面继续优化的可能性虽然始终存在，但是调整余地已经不大。因此，最有可能获得直接经济效益的在于热源和物料相关条件的优化。
42.热能损失的差别意味着什么?
由于干化的热能成本占了运行成本的绝大部分，比较干化工艺时了解其工艺热损失的状况、条件是非常必要的。虽然各个工艺在升水蒸发量的单位能耗上看去仅相差几十大卡，但是对于污泥这种极低附加值物料的处理来说，可能意味着每年数百万元的差别。
举例来说，按照我国城市人口和污水厂规模，日产100吨绝干污泥产量的不在少数。将平均含固率20%的污泥，干化至90%，采用每立方米2.00元人民币的天然气来进行干化，如果升水蒸发量热能能耗相差10大卡，意味着每年30万元的差别。在世界主流工艺之间进行比较，其单位热能能耗差别最大达100大卡以上，其运行结果将是每年300万的差距。
43.半干化与全干化工艺在热能能耗上的差别意味着什么?
很多最终处置工艺是不要求全干化的，这意味着将含水率20%的污泥干化到40-60%即可填埋或焚烧。处理同样规模的污泥，这两种工艺在热能支出方面存在巨大的差距。对热传导工艺来说，半干化的升水蒸发量热能净耗一般要低于全干化20-30大卡，加上热源效率损失，可能达到50大卡以上的差别，此时的热能节约意义重大。
举例来说，一个日处理量100吨绝干污泥的干化厂，将平均含固率20%的污泥，分别干化至50%和90%，采用每立方米2.00元人民币的天然气作为能源，此时升水蒸发量热能能耗相差50大卡，意味着每年690万元的热能成本差别。
44.干化工艺能够利用哪些能源?
干化的主要成本在于热能，降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源。
干化工艺根据加热方式的不同，其可利用的能源来源有一定区别，一般来说间接加热方式可以使用所有的能源，其利用的差别仅在温度、压力和效率。直接加热方式则因能源种类不同，受到一定限制，其中燃煤炉、焚烧炉的烟气因量大和腐蚀性污染物存在而难以使用，蒸汽因其特性无法利用。
按照能源的成本，从低到高，分列如下：
烟气：来自大型工业、环保基础设施(垃圾焚烧炉、电站、窑炉、化工设施)的废热烟气是零成本能源，如果能够加以利用，是热干化的最佳能源。温度必须高，地点必须近，否则难以利用。
燃煤：非常廉价的能源，以烟气加热导热油或蒸汽，可以获得较高的经济可行性。尾气处理方案是可行的。
热干气：来自化工企业的废能。
沼气：可以直接燃烧供热，价格低廉，也较清洁，但供应不稳定。
蒸汽：清洁，较经济，可以直接全部利用，但是将降低系统效率，提高折旧比例。可以考虑部分利用的方案。
燃油：较为经济，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。
天然气：清洁能源，但是价格最高，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。
45.干化选型比较的主要内容?
由于干化耗费大量热能和电能，影响处理成本至巨;安全性的问题是干化最重要的工艺问题;我国污泥处置目前尚处于摸索阶段，尚难以确定一个确切的处理方向。因此，选型应以考察干化系统在能耗、安全性和灵活性三个方面的内容为要点。
能耗的比较不是根据各家所报的消耗数字列表能够说明的，应深入到工艺过程中，对各工艺的热工原理进行分析和核实并得出自己的结论。污泥干化工艺更接近于化工工程中的有机物干燥，因此，借鉴该领域的经验，有助于污泥干化项目的成功。
安全性问题是干化项目的基础，应谨慎对待，反复论证，并搜集尽可能全面的信息，以使最终选型安全可靠。
根据当地的条件，应尽可能确定处置目标和工艺路线，在此基础上一次性选定合理的工艺，以适应今后的发展。鉴于干化项目投资巨大，而市场千变万化，应确保投资能够在长时间里发挥其效能。
46.形成干化系统能耗差别的原因之一：换热形式
干燥需要采用热媒(导热油或工艺气体，包括空气、蒸汽、氮气、烟气、二氧化碳气等)，来自燃料的热量转换到干化系统的热媒中时，由于加热形式的区别(直接和间接)，有着不同的热交换损失。直接加热方式的效率高，在于将高温烟道气直接用作热媒本身。而间接加热方式中，烟道气这样的热媒与污泥本身无接触，热量是通过一个换热面进行的。
由于燃烧的特性不同，燃煤和污泥一般不适于以直接加热形式进行利用。
47.形成干化系统能耗差别的原因之二：湿介质洗涤
干化工艺的目的是蒸发掉污泥中的水分。此外，随着污泥水分的蒸发，导致部分固形物以粉尘的形式大量存在于干化系统中。蒸发量必须通过使用大量的冷却水对干化所形成的蒸汽或热媒载体进行洗涤才能收集(冷凝过程)，而粉尘一般也需要通过洗涤进行捕获。
出于环境的原因，污泥干燥系统必须是闭环。为了获得蒸发效率(干燥推动力)，系统必须将蒸发所形成的大量气态湿分排出，使之不致形成饱和。
污泥干燥的过程可能产生粉尘，粉尘存在于工艺气体中。污泥粉尘在高湿环境下可能具有一定的粘性。因此湿分的排出一般采用冷却水洗涤的方式。产生的冷凝水将带走工艺气体中的部分热量。
无论热传导还是热对流，均必须采用一定比例的工艺气体，这些气体的作用不仅在于携带热量用于蒸发，同时非常重要的是，它也是湿分离开系统的载体。没有这个载体，系统的蒸发无法持续;载体的量如果太小，也会影响系统的蒸发能力。
气体的洗涤，使得大量热量转移到冷凝水中，洗涤前后气体的温差大小，以及气量本身的大小，决定了干燥系统的热损失。
48.低温干燥是否更为节能?
采用低温干燥，意味着将干化采用的热介质温度降低。在污泥干化中，由于热传导系统中介质处于闭环状态，热量的散失无论高温或低温，没有太多的变化。形成较大区别的在于热对流，采用高温或低温气体，向介质中输入热量的效率存在一定差别，而比较极端的则可连加热都省去，直接采用环境空气。
干燥的形成是由两个基本过程组成的：汽化和传质。前者的推动力主要是水蒸汽压差，只要湿物料表面的水蒸汽压高于介质气体，就会形成蒸发。而后者的推动力则主要依靠温度，压差的影响很小，而没有一定的温度，这种压差则更微不足道。
考察低温干燥是否更为节能，需要注意以下三个方面的内容：
首先，低温干燥过程中，为了弥补压差、温度方面的不足，不得不采用更大的气量来进行。气量则纯粹是电能的支出。当鼓风机为了克服空气本身和管壁的阻力，将数倍于热干化工艺(或所谓高温工艺)的气体吹进循环时，其电能有可能是个“天文数字”。
其次，在采用加热方式进行的干化中，在同样的蒸发量条件下，减少热能在单位质量气体中的支出，必然增加总气量，其总热量洗涤的损失应该是一样的;甚至相反，因温度低而导致传质效率低，最终使得总热量消耗高于高温工艺。
第三，环境影响不容忽视。工艺气量增加，将会大幅度提高排放气量，最终处理这些对环境不利的气体将会导致处理成本的上升。
因此，低温干燥不一定能够节能。在大多数干燥系统中，其结果适得其反。
49.干泥返混产生的热损失能有多少?
干泥返混的热损失是由两个因素决定的：
(1)返混的目标含固率
(2)干燥器进口混合料和出口产品的温差
目标含固率受到两个参数的影响，一个是湿泥的含固率，这个含固率越低，所需返混干泥的比例越高;一是干泥的含固率，这个数值越小，混合的量越大。当目标含固率确定后，就确定了形成热损失的物质总量。
干燥器进口混合料和出口产品的温差这两个数值就决定了单位质量物质的热损失幅度。
举例来说，将20%含固率的湿泥与90%的干泥混合至含固率65%，半湿泥在干燥器入口温度为40度，出口干泥为95度，则热损失为40大卡/升水蒸发量。
