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污泥干燥特性及干燥过程研究

作　者: 易浩勇
导　师: 虞维平
学　校: 东南大学
专　业: 制冷与低温工程
关键词: 污泥干燥特性间接热干燥楔型空心桨叶干燥机颗粒热传递模型接触时间
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 767次
引　用: 12次
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内容摘要

污泥是污水处理的副产品,不仅量大,而且成分极其复杂,如若处理不当,将会造成二次污染,同时,污泥作为二次资源,如何处理已经成为当今国内外非常重视的课题之一。由于传统的污泥处理方式显现出越来越多的弊端,污泥热干燥技术现在受到越来越多的关注。污泥间接热干燥技术的热效率比直接热干燥技术高,其优异的环保性能、节能特性适应了当代社会对环境和能源的要求。在实验室条件下对污泥进行了静态干燥实验,分析了污泥干燥特性,探讨了干燥温度、颗粒大小对污泥干燥特性的影响。在干燥过程中,干燥温度对干燥特性影响较大,温度越高,干燥速率越快。较小的污泥颗粒便于在恒速干燥阶段脱去更多的水分。为了强化干燥速率,必须改善内部扩散因素,可以采用搅拌的方法使物料不断翻动,这样有助于恒速干燥段的延长,减少总干燥时间,节省能耗。采用稳态平板热流计式导热仪初步研究了污泥样品的导热系数随含湿量的变化:λ= 0.0025 X³-0.031 X²+ 0.1543 X+0.07。本文用楔型桨叶干燥机对污泥的干燥过程进行了大量的实验研究。实验表明在一定范围内,随着搅拌转速的提高,干燥机在干燥过程的传热系数有所提高。作者认为搅拌速率的提高,加强了颗粒混合效果,使其符合颗粒接触过程中达到完全混合的假设。通过分析得出影响传热过程主要因素有:叶片直径、干燥机容积、被干燥物料的物性、加热介质、主轴转速、进料速率等。针对本实验干燥机,不考虑率尺寸变化,应用量纲无因次分析,推导了实验所用间接式干燥机在对颗粒状污泥干燥过程中传热系数的实验关联式: h = 81.94 S^{-0 .3362} （ Nρ）^0.3319 C^-0.0043λ^1.0043。将颗粒热传递模型应用于连续间接式干燥机,结合实验,提出合理的重要参数如接触时间、颗粒覆盖系数以及分段数对干燥机进行分段计算,得出了楔型空心桨叶干燥机的传热系数和污泥颗粒在干燥机内的温度、湿度分布。计算结果与实验结果比较吻合,对干燥机的设计以及工程应用提供了一定的指导与参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
主要符号表  8-9
第一章绪论  9-14
  1.1 污泥资源化的重要性和必要性  9
  1.2 污泥处置的目的途径  9
  1.3 现行的污泥干燥处理技术综述  9-11
  1.4 常见的间接式污泥干燥设备  11-12
  1.5 污泥干燥研究进展  12
  1.6 本文研究的主要内容  12-14
第二章污泥干燥特性的实验研究  14-25
  2.1 污泥所含水分的性质  14
  2.2 污泥干燥特性实验分析  14-16
    2.2.1 污泥成分分析  14-15
    2.2.2 实验装置和方法  15-16
  2.3 实验结果分析  16-21
    2.3.1 污泥干燥曲线分析  16-17
    2.3.2 影响污泥干燥特性因素分析  17-21
  2.4 物性参数的确定  21-23
  2.5 小结  23-25
第三章间接加热干燥过程的传热模型  25-32
  3.1 间接加热干燥过程分析  25-26
  3.2 传热系数计算模型  26-30
    3.2.1 模型简介  27-28
    3.2.2 传热系数的计算  28-30
  3.3 物料湿度、温度分布计算模型  30-31
  3.4 颗粒加热模型在连续式干燥机中的应用  31-32
第四章间接加热干燥污泥的实验研究  32-36
  4.1 实验流程设计  32
  4.2 实验主要设备  32-34
  4.3 实验工况的确定  34-35
    4.3.1 污泥初始含湿量的确定  34
    4.3.2 停留时间的确定  34
    4.3.3 热轴转速的调节  34-35
  4.4 实验步骤与实验内容  35-36
    4.4.1 实验步骤  35
    4.4.2 实验内容  35-36
第五章模型计算与实验结果分析  36-50
  5.1 干燥机传热系数实验值计算  36-37
    5.1.1 热质传递方程  36
    5.2.2 实验值计算  36-37
  5.2 颗粒热传递模型模拟计算  37-40
    5.2.1 参数的确定  37-38
    5.2.2 应用模型计算  38-40
  5.3 不同转速下干燥机传热系数的计算及分析  40-42
    5.3.1 不同转速  40-41
    5.3.2 结果分析  41-42
  5.4 干燥机热轴和夹套都通入蒸汽时的污泥干燥实验研究  42-49
    5.4.1 干燥机内的物料湿度和温度分布  43-44
    5.4.2 楔形桨叶式干燥机传热关联式的确定  44-47
    5.4.3 夹套壁面与颗粒间的传热分析  47-49
  5.5 小结  49-50
第六章总结与展望  50-52
  6.1 本文主要研究成果  50
  6.2 不足之处和研究展望  50-52
参考文献  52-55
致谢  55-56
作者在读期间撰写和发表的论文  56

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