『壹』 求環境工程教材，期刊，最好是國外的先進技術介紹，期刊之類的，謝謝大家
一、轉碟干化工藝源流
Disc Dryer是根據其典型機械構造形式而命名的一種乾燥器，中文有譯為轉碟、轉盤、板式、盤式、卧式圓盤、超圓盤的。因英文disc可譯為「碟」或「盤」，考慮到它形似傳說中的「飛碟」，邊緣薄中心厚的特徵，特別是為了與比利時西格斯(Seghers)的立式圓盤機(multi-tray)的「盤」進行區別，這里採用「轉碟」的譯名似乎最為貼切。
這種乾燥器最早由瑞典Stord Bartz公司在1956年發明。1987年挪威Aker集團收購Stord Bartz後建立了Stord International 公司。1997年丹麥的Atlas Instries和挪威Stord International合並而成Atlas-Stord公司，它就是目前世界上該技術的主要提供商。2006年Atlas-Stord又被丹麥Haarslev a/s收購，但該乾燥工藝一直仍以Atlas Stord為商業名稱。
Stord的乾燥器早期一直在挪威Stord島的自有工廠里製造，當訂單多時，才委託給挪威的Fjell Instrier一部分。當其自有工廠關閉後，Fjell就成為挪威境內的唯一生產基地，Stord還將其機床等都搬到了Fjell。當Atlas Stord總部於1997年從挪威的Bergen遷到丹麥的哥本哈根後，開始將舊圖紙委託波蘭和羅馬尼亞的製造廠製造。
Atlas Stord搬遷後缺少可設計和改善現有設備的技術人員，這些服務人員的絕大部分選擇留在挪威，因此他們大部分進入了Fjell。Fjell與Atlas Stord的合作關系最晚延遲到了1999年，即遷址後兩年。此後Stord所需的服務人員只從波蘭或羅馬尼亞的廠家抽調。
Atlas Stord遷址後仍主要從事設計和銷售工作。Stord分別於1972、1975、1987、2001、2003、2007年注冊了幾個專利，通過這些專利在轉碟機內部構造、製造工序和細節方面的創新，實現了技術的壟斷和把握。
可能是由於專利到期的緣故，近年來過去的代工者也進入了污泥干化領域，直接銷售這種設備，如挪威的Fjell、德國Ponndorf、Gerhard Rauh等。Fjell在所有技術文件中均不諱言是採用的Stord專利技術。
在亞洲，較活躍的技術提供商是日本三菱。韓國的壯宇機械、中國的天通控股股份有限公司和江蘇南大紫金科技集團均聲稱從三菱得到授權，製造此類型設備。但參考日本三菱所屬Tamagawa Machinery Division的沿革歷史，筆者查找了所有相關名稱下的美國專利，包括Mitsubishi、Daiichi Seihyo Co.,Ltd.、Tamagawa Kikai Kinzoku Co.,Ltd.、Mitsubishi Shindoh Co.,Ltd.、Tamagawa Kikai Co.,Ltd.、Tamagawa Machinery Co.,Ltd、Mitsubishi Materials Corporation.、Mitsubishi Materials Techno Corporation等，均無此類型的乾燥器技術。這些公司在在歐美申請的專利有數百項之多，保護自有知識產權是其傳統，但唯獨沒有轉碟式乾燥器的專利。查看早期Stord的銷售業績，我發現這種轉碟機在污泥方面的應用早在1982年就賣到了日本，但在日本市場總共只賣了5台，銷售對象均為日本機構，且都是超小型設備。日本由機構出面，在政府支持下大規模拷貝歐美技術，這早已不是什麼秘密。將所謂三菱設備與Stord製造設備的圖片進行比較，我也看不出三菱有何獨到的地方。不難猜想，三菱技術的來源其實很可能仍是Stord。
轉碟機最早和最成功的運用是魚粉乾燥，全球絕大部分的魚粉都是採用這種機械乾燥的。它佔地小，換熱面積大，非常適合於安裝在遠洋漁船上。挪威的這種機械被同為遠洋漁業大國的日本所注意到並刻意仿製，顯然有著重要經濟意義。
轉碟機於1990年代初引進到中國，最早也是用於魚粉、酒糟等的處理。由於其換熱效率等方面的種種優點，也立即被多家仿製。國內參與過仿製設計開發的單位有國內貿易部武漢科研設計院、中國輕工總會西安機械設計研究所、上海新紀元化工科技、上海醫葯設計院、上海化工研究院、寧波大學工學院、浙江大學化工機械研究所等，陣容不可謂不強大，但都不成功。有的甚至還注冊了中國專利，如1988年上海華元乾燥設備公司，1994年上海新紀元化工科技公司的沈善明等。由於製造上存在一定的技術難度，這些項目運行不久就都被廢棄。
與日本人不同的是，國人的拷貝是不成功的，否則不會有近來浙江天通和江蘇南大紫金「引進日本技術」的必要了，但不成功的開發並不妨礙大家注冊「專利」，還將拷貝不成功的心得形諸文字，刊登在各種專業雜志上。反觀日本方面，三菱如果果真沒有什麼專利，而只是簡單地「擁有」了這樣一項「外來」技術的話，他們能夠讓我們中國人來支付「技術轉讓費」，這件事真是夠耐人尋味的了。
二、轉碟工藝的基本機械特徵
轉碟式乾燥器是轉碟干化工藝的核心。
乾燥器由轉子和定子兩部分構成。轉子包括主軸、焊接在主軸上的碟片以及固定在碟片邊緣的推料板等。定子由近似U形槽的金屬外殼及其焊接在槽壁上的擋料板等組成。
1、轉子情況
主軸中空，直徑一般為碟片直徑的1/4～1/3，根據主軸長度、物料特性以及由此帶來的機械應力情況而定；物料粘性越強，主軸越粗。主軸內部用於布設熱流體的進出管線，是兩個獨立的管路，用於工質的入和出。碟片內的流道設計是依靠轉碟轉動，使工質易於被收集。主軸本身不加熱，僅採用金屬碟片作為換熱面。碟片本身的耐壓強度是依靠類似迷宮裝置的機械咬合或柱狀鉚焊實現的。
碟片焊接在主軸上，標准間距為140 mm（最低130 mm），板厚度9～14 mm，採用碳鋼時一般選擇12～14 mm，採用不銹鋼時因熱導率問題，選擇9～12 mm鋼材。考慮導熱性質和成本的原因，廠家一般建議碟片材質為碳鋼。碟片為中空，通入高溫工質，排出低溫工質或其冷凝液。碟片的兩側均用於與物料的接觸換熱。在碟片的外緣，以螺栓或焊接固定金屬推料板，每個碟片上有兩個，推料板與碟片可形成一定的夾角，用於物料的推動，可以有平向、斜向、反向推動作用以調節物料流動速度。轉子採用三角支架固定在定子上，定子兩側的封頭用螺栓固定。
2、定子情況
定子即乾燥器的外殼為金屬，一般採用19毫米碳鋼或12毫米不銹鋼製造，可設夾套，有保溫。內壁焊接有擋料板，外形尺寸（厚×寬×長）一般為15×100×850 mm，其中長度根據轉碟直徑有變化。數量為碟片數量減一，擋料板縱向深入到兩個碟片之間，用於阻擋物料隨轉子轉動，起攪拌物料的作用。定子上有開孔，包括正面觀察孔、底部排料孔、底部清除孔等，用於觀察、清洗、檢查和維護。
3、加熱系統及其工質選擇
當工質為蒸汽時，加熱系統由蒸汽鍋爐、泵、旋轉接頭、金屬軟管、疏水器、截止閥、球閥、視孔、汽水分離筒等組成，向乾燥器內供應蒸汽，排出冷凝水和蒸汽的混合物。當工質為導熱油時，加熱系統由導熱油爐、燃燒器、循環泵、填注油泵、除氣罐、旋轉接頭、金屬軟管、閥、電控系統等組成。工質有時也可以是熱水，但這將大幅度降低乾燥器的性能。
工質的選擇，飽和蒸汽或導熱油，決定了設備在耐壓方面的製造參數。由於系統為壓力容器，工質的進出都是通過旋轉接頭進行的，存在動密封問題，壓力和溫度的選擇對不同工質是不一樣的。
轉碟機屬於典型的傳導型乾燥器。對於傳導型乾燥來說，傳熱系數（U）、換熱面積（A）和冷熱流體的對數平均溫差（ΔTm）均對換熱效果有直接影響（換熱量Q＝U×A×ΔTm）。上述數值越高，乾燥強度越大。但從這種乾燥器的實際應用參數看，換熱面積是其提高乾燥強度的最主要手段，溫差（由工質溫度所決定）和傳熱系數（受工質選擇的影響）所能開發的空間有限。
採用飽和蒸汽工質，設備的製造參數在承壓方面要明顯高於導熱油。基於承壓與金屬厚度的限制，轉碟機的蒸汽入口壓力最高為9 bar（設計值10 bar），該壓力下的蒸汽飽和溫度約170度。出於項目成本考慮，一般建議蒸汽壓力為6 bar，實際工作壓力5 bar（飽和溫度151度）。
採用導熱油工質，在承壓方面的要求低，僅3-4 bar，但由於金屬形變的原因，所應用的導熱油溫度不能太高，一般為160-200度。
4、其它配套系統
用於污泥干化的還有附屬系統，如除塵冷凝、干泥返混、進料、出料冷卻、工質冷卻（導熱油）、乾燥器保護（連續稱重、過載安全銷）等。
污泥從乾燥器的一側進入乾燥器後，經過約60-240分鍾的處理，從另一側憑重力從底部排出（也有改進為側置溢流堰的）。蒸發所形成的水蒸氣通過抽取微負壓，隨漏入的環境空氣一起離開乾燥系統。濕空氣的抽取口位於乾燥器中部，即形成蒸發最強烈的位置。在全乾化時，廢氣經旋風除塵後進行冷凝，半干化時則可直接冷凝。
全乾化或高幹度半干化時需要進行干泥返混（後詳）。
由於產品在乾燥器內處理時間長，出口乾泥一般需要冷卻才能儲存。
由於乾燥器不清空，當採用導熱油作為工質時，可能還需考慮一個導熱油冷卻系統。
這個項目很早就進入了我的視線：遲遲沒有動筆的原因，是因為我沒有找到足夠的資料。這個項目除了業主金隅集團所做的一些宣傳外，作為干化工藝設備的承包商義大利VOMM公司一直處於神秘的沉默之中。金隅集團的宣傳則僅限於一些新聞通稿，沒有任何技術細節。北京市政院雖然曾在2010年5月的秦皇島會議以及7月的上海的水業熱點論壇上，對這個項目做了一些介紹，但都沒有關於熱工系統的完整數據。
有趣的是，這個項目被中國水網評為2010年十大推薦技術之一後，網上開始有了一些不同的聲音。「黃鷗評點污泥干化焚燒處理案例」條下，有網友稱「黃總知道為什北京水泥廠的污泥處理已經運行不下去了嗎？原因：1、比您設計時計算的運行成本高出一倍以上。2水泥質量出了嚴重問題，導致中建公司拒絕該廠的水泥製品。3、設備運行車間的惡臭氣味導致操作工人罷工，並有多人辭職。請黃總忽悠時，睜開眼睛」。
「罷工」在我國可算是嚴重的政治問題了，這則評論如此有爆炸性，使我產生了了解的沖動。我從設計院的一個朋友那裡拿到了一份在別的項目上該干化工藝的計算書。此外，還找到了北京水泥廠和天津水泥院就此項目申報的專利。再就是借一個偶然的機會，一個朋友的單位準備上項目，聯系去參觀學習，我也跟著去了，因此親眼看到了這個項目的運行情況，得到了一些實際運行參數。
我感興趣的是技術，我相信，在技術層面的分析，對了解一個項目的真實成本有所幫助。企業要賺錢的對與錯，賺多賺少，本不是我應關心的問題，但目睹業界現狀，運行成本的真實性成了造成污泥無法處理的根本性原因之一，政府被處置成本高低懸殊的各種技術所包圍，難以決策，於是污泥只能隨意棄置，這種現狀讓略有點公民意識的人都會深感痛心。
北水項目每噸污泥從政府接受275元的處置費，這一收費水平在國內可能是第一個公開數字。其它比此項目早建成和投運的項目均未公開過處置費（上海石洞口被逼無奈的透露是例外）。除被王凱軍教授認為是「暴利」外，也引起國內同行的一片驚嘆。有的是嫉妒，有的則是看到了希望。現在，終於到了可以揭開這個項目神秘面紗的時候了。
一、系統的構成及其反映的問題
根據網上的介紹，這個項目「採用了獨創的先進技術，第一次將污水廠污泥干化及最終處置與水泥新型干法生產工藝全面結合，走到了世界前列」 。這句話頗為抽象，讓人難以捉摸。讀過專利，方知這種結合是指對水泥窯生產線進行某種改造，從而使其成為干化的供熱系統。
當看到那兩座60米多米高的取熱鍋爐塔架時，我才知道北水在這個項目上確實「獨創」！為了實施污泥處理，對水泥廠進行這種規模的改造，這在國外的水泥廠是不可想像的。既然是世界上的頭一個，說它「走到了世界前列」倒不過分。
另一個令我頗為吃驚的是一座工藝復雜程度超過大部分工業污水處理項目的污水廠，從給出的技術流程上看，它幾乎將污水處理領域所有的技術全用上了：酸化—厭氧—缺氧—好氧—生物膜法—微濾—超濾—反滲透……加上後來增加的氣浮，僅僅為了設計水量500立方米/日，就這等大動干戈，也是我頭一次見到。
從技術構成上看，這個項目分為取熱供熱、干化、水處理三大塊，其集成復雜程度遠超過一般干化焚燒項目。我覺得，在一個水泥廠內建設復雜的污水廠本身，一定對從事水泥行業的人來說是個令人頭痛的事情，就像讓污水廠的人管理干化焚燒一樣，有趕鴨子上架的嫌疑。
對此項目的分析，需從三個方面分別進行。按照參觀的順序，是污水處理、干化、取熱供熱系統，但從分析上，應該是反向的。
1、 取熱供熱系統
北京水泥廠有兩條熟料生產線，分別為2000噸和3200噸。在狹窄的空地上，建起了兩座高約60米的塔架，上各置一組除塵和換熱系統。從窯尾煙室取出少量煙氣，溫度約850~900度，經簡單除塵後進入換熱器，離開換熱器溫度約320~360度，進入煤磨用於烘乾燃料。
從抽取位置看，該煙室處於水泥窯五級懸浮預熱器和分解窯的下方，正是粉塵最多的位置，想來會給換熱器帶來一些問題。據陪同參觀的人講，北水是北京市危廢處理中心之一，危廢中有大量氯離子等，會對水泥品質造成影響，因此從該處排出部分窯氣，有著保護產品品質的意義，而余熱也可以用來干化污泥，低品質余熱再去烘乾燃料，算是一舉兩得，能源並無浪費。
2、干化系統
干化系統又分為三段，首先是濕泥輸送儲存段，外來卡車將濕泥倒入接收倉，然後提升至料倉，再從料倉轉送到干化車間內的濕泥緩沖倉。由於空間有限，濕泥段與干化車間有較遠距離。這一段機械繁復，三條提升鏈板輸送機下有明顯的污水滲出。陪同的人說，這是因為污泥太濕，平均含水率85%的緣故，造成鏈板機提升不上去，在拐彎處反復擠壓，污水析出，從密封處腐蝕滲漏。
干化車間為兩層建築，首先進入的是操作室，室內兩排電櫃，一名操作員對著5台電腦，空間狹小，但還算整潔。屏幕上一為取熱給熱系統，可見主要溫度參數；三台為乾燥系統，畫面為淡黃底色的實時工藝流程圖；另一台為攝像監控系統。
從操作室進入一層干化車間，一股典型的略帶酸臭味道的熱風撲面而來。五台水平布置的圓柱狀渦輪薄層乾燥器，直徑約2米，長約15米。車間的5座卷簾門全部緊閉，廠房內燈光昏暗。乾燥器尾端有一個出泥設備，下接一個短螺旋，然後接入一個傾角約40度的鏈板輸送機，爬升到二樓。打開銜接處的取樣側門，陪同者伸手從短螺旋出口處接了一把干泥。這也是我頭一次看到含固率在65~75%之間的污泥，敢從該處伸手接泥，說明不燙手，這一點也頗耐人尋味。
二樓車間高度約10米，布有大量設備，現場不易看得明白，比較有意義的是現場測氧儀的讀數，它與我在屏幕上窺到的數值基本相符，都在2%~2.5%之間，這一點至少我相信屏幕顯示是真實的。此外，比較有代表性的設備是旋風筒與袋除塵的一體化設備，定時發出的壓縮空氣吹袋雜訊，只在垃圾焚燒項目上常見。二樓也是門窗緊閉，氣味明顯。