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随着城市化进程与社会经济的快速发展,能源与环境问题己成为当前世界面临的重大挑战。我国能源危机日渐突出,目前能源终端利用效率仅为33％,比发达国家低10％。生活与工业污水处理行业近年来快速发展,大量污水处理厂相继建成并投入运行,然而数量巨大的污泥(含水率约99.2％)却成为亟待解决的难题。污泥干化是污泥处理过程中一个重要的环节。污泥干化过程会产生大量的余热。通常从干化器出来的尾气携带了输入系统总热量的80％,但由于干化尾气温度较低(70℃～150℃),且缺少成本低、效率高的换热方法和换热装置,其热能难以再利用。因此,开发低成本且高效地回收干化过程中低品位余热的相应技术,将产生巨大的环境效益、经济效益以及社会效益。 本研究尝试通过蓄热节能技术,对污泥干化低温余热进行回收,从而提高能源利用率。通过各项综合指标对比,选择堇青石-莫来石蜂窝蓄热体、工业石蜡、棕榈酸以及十水硫酸钠为蓄热材料,在自行设计的污泥干化能源循环回收利用系统上,在不同的换向周期及空气流量的条件下,测试各材料的热性能数据,包括蓄热效率、放热效率、热回收率、热能存储量等。此外,对相变蓄热进行XRD,。DSC,SEM测试,以了解其相变温度、相变潜热和物化形态变化。以上述数据为基础,对不同蓄热材料的蓄热规律进行总结,计算出其污泥干化系统过程中的能源回收率,以此获取最佳的蓄热型材料及其操作条件。 实验结果表明:采用5min换向周期最为合理;空气流量采用7m3/min,系统。热传递效率大:材料测试时(无污泥干化),蓄热温度效率与放热温度效率均以蜂窝蓄热体最大(64.08％、70.78％),其热回收率也最大(56.12％),而十水硫酸钠最小;蓄热材料(污泥干化过程中)蓄放热温度效率三种材料数值大致相当,工业石蜡的放热效率稍高,而堇青石.莫来石平均热回收率较高。从所得数据中可以看出,本实验所选蓄热材料蓄放热性能良好,对热能的循环利用有重要的作用;经过蓄热材料对系统热能回收利用后,其能量利用率大大提高,其中堇青石-莫来石蜂窝蓄热体的能量利用率提高到90.64％:复合材料相变潜热比单纯石蜡相变潜热小,但蓄热效果仍很明显,石蜡质量分数为75％的复合材料在各性能方面优于石蜡质量分数为60％的复合材料。 本实验设计的污泥干化能源循环回收系统具有较大的实际生产意义,除了污泥干化过程的工业余热回收,其他行业如造纸和纸浆工业,燃烧废料的锅炉等低温余热排放领域均可应用本技术进行低品位余热回收,其在节能领域上具有很大的发展潜力及空间。