污泥干湿混合的干燥特性研究

• 作 者: 张贵香
• 出 处: 华南理工大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 市政污泥 干湿混合 干燥特性 恒温干燥 等热流干燥 能耗 内部结构

污泥在干燥过程中由于其某一含水率区间的粘性较大,会出现粘壁现象,进而腐蚀和卡塞干燥设备,影响干燥设备的安全经济运行。污泥的混合可以降低含水率,避开粘性较大的区间,有利于污泥干燥设备的安全运行。通过污泥的混合与非混合恒温干燥对比实验,确定污泥的混合干燥有利于干燥。进一步探索污泥混合的方式、混合的比例对混合污泥的干燥效果的影响。污泥的混合采用湿包干的方式有利于干燥的加快,干包湿的混合方式会降低污泥的干燥速率。污泥的混合会形成以干污泥为核心,湿污泥包裹干污泥现象,扩大了湿污泥与干燥介质的接触面积,减小干燥阻力,加快了干燥效率。对于不同的干湿混合比例,湿包干的干燥效果不一样。在污泥干湿比1:5附近,干包湿和湿包干干燥效果的差异最明显,湿包干的干燥速率与干包湿的差距最大。在1:4条件下,湿包干的干燥速率最快,最利于干燥,干燥相同时间,该比例干燥的水分最多。为了避开污泥的较大粘性区间且寻找污泥快速、耗能小的污泥混合干燥方法,进一步采用等热流加热干燥不同湿干混合比(1:1、1:1/2、1:1/3、1:1/4)的市政污泥,获得其干燥特性曲线并分析其能耗。研究结果表明在不同的热流干燥条件下,湿污泥质量相同混入不同比例干污泥,干燥过程出现加速、恒速、降速三个干燥阶段,混合比例不同的污泥恒速干燥持续的时间不同。不同混合比例下干燥速率和能耗大小的规律不同,考虑污泥的粘性,污泥等热流干燥的最优混合比的选择应该结合干燥速率及能量的消耗。在热流条件为1140W/m2和310 W/m2时,1:1/3因混合比例适中,在传热和传质的综合作用下干燥速率比其他比例的都要好。而在热流大小为690 W/m2和430 W/m2条件时,1:1/4因混合比例适中,干燥速率好。这与污泥干湿混合后内部结构变化以及污泥中热量的传递和水分蒸发扩散的传质过程有关。通过污泥的图像获取结构信息和直接仪器测量污泥内部结构孔隙,对比研究发现污泥的内部空隙结构在干燥过程中随着水分的改变而发生变化。随着干燥过程的进行污泥的孔隙先增大再减小。污泥的孔隙最大时,污泥的裂缝最大,随后裂缝缩小,孔隙也开始减小。随后,通过空隙结构解释了等温干燥和等热流干燥的相关研究结果。以上研究,对污泥干湿混合干燥的应用提供一定的帮助。