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印染企业“污泥就地混烧”资源化利用技术研究

作　者: 董朝艳
导　师: 钟英杰
学　校: 浙江工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 印染污泥太阳能干燥混烧模拟
分类号: X791
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文主要针对我国江浙地区印染企业的实际情况,通过实验研究和数值模拟相结合的方式,以印染污泥“就地混烧”的资源化利用为目的,对印染污泥的处理处置方法进行相关研究。主要的工作和成果如下：(1)以浙江省宏达印染厂的污泥处理实际案例为基础,考察印染行业的分布特点以及印染污泥的处理处置现状,结合当前污泥水热法预处理、太阳能干化以及污泥混烧等技术的研究成果,提出适合印染污泥处理处置的技术路线：机械压滤—水热法耦合化学法预处理—机械压滤—太阳能低温干化—泥、煤混烧；(2)通过相关实验研究,对印染污泥的工业元素、热解和燃烧等特性进行分析,结果发现：印染污泥平均低位热值为16150kJ·kg-1,具有较高的热利用价值；燃烧与热解过程都可以分为四个阶段,而燃烧过程中存在较明显的固定碳燃烧阶段；燃烧过程的总失重率比热解过程的高15.96%,且燃烧过程放热是热解过程的约2倍；(3)为了模仿太阳能干化进行的工况,设计并搭建了可在低温条件下进行印染污泥干燥特性研究的实验台。实验结果得到：在温度57℃,风速0.98m/s；温度75℃,·风速1.24m/s；温度125℃,风速1.9m/s三种工况下,垂直对流下的干燥速率比水平横掠的分别快了12.50%,18.47%,22.14%,且含水率从80%降到55%所消耗的时间,垂直对流干燥比水平横掠的短约10min.(4)利用垂直对流段的实验装置对印染污泥进行干燥特性的研究,结果发现：在实验范围(常温-130℃,风速0.2m/s-2.4m/s)内,T=120℃,V风=1.8m/s时的总干燥效果较好；印染污泥的厚度和颗粒大小对干燥速率都有影响,并结合实验数据模拟出印染污泥的含水率与干燥时间之间存在线性关系；(5)利用数值计算的方法,对两种由笔者提出的干燥箱结构(隔板式和滚筒式)进行流场和温度场对比模拟分析,结果发现数值模拟技术适合于干燥箱的结构选型,且与隔板式的干燥箱结构相比,滚筒式的干燥箱结构更适合印染污泥的干燥。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
符号说明  10-14
第一章绪论  14-26
  1.1 研究背景及意义  14-17
    1.1.1 印染污泥的概述  14-15
    1.1.2 印染污泥的处理方式  15-17
  1.2 污泥太阳能干化和混烧研究现状  17-22
    1.2.1 污泥干化技术的概述  17-19
    1.2.2 污泥太阳能干化的研究现状  19-21
    1.2.3 污泥混烧的研究现状  21-22
  1.3 本文的研究目标、研究内容及意义  22-23
    1.3.1 本文的研究目标  22-23
    1.3.2 本文的研究内容及意义  23
  1.4 本文结构安排  23-26
第二章印染污泥处理处置流程分析  26-34
  2.1 典型企业案例  26-28
    2.1.1 案例现状  26
    2.1.2 技术路线分析与改进  26-27
    2.1.3 案例分析与总结  27-28
  2.2 印染污泥的处理处置工艺路线分析  28-32
    2.2.1 传统的印染污泥处理处置流程分析  28-30
    2.2.2 印染污泥处理处置的新型工艺流程  30-32
  2.3 本章小结  32-34
第三章印染污泥燃烧与热解特性实验研究  34-48
  3.1 印染污泥的工业元素分析  34-37
    3.1.1 实验仪器  34-35
    3.1.2 实验材料及方法  35-37
    3.1.3 数据及分析  37
  3.2 印染污泥的热重分析  37-45
    3.2.1 材料和方法  37-39
    3.2.2 印染污泥的热解特性  39-40
    3.2.3 印染污泥的燃烧特性  40-41
    3.2.4 印染污泥热解和燃烧特性比较  41-42
    3.2.5 升温速率对印染污泥热解和燃烧特性的影响  42-45
  3.3 本章小结  45-48
第四章印染污泥低温干化实验研究  48-72
  4.1 污泥混烧  48-54
    4.1.1 污泥水分干燥特点  48-49
    4.1.2 污泥混烧过程中最佳水分的核算  49-51
    4.1.3 混烧比例研究  51-54
  4.2 干燥实验台的搭建  54-59
    4.2.1 实验材料  54-55
    4.2.2 实验装置及原理  55-56
    4.2.3 标定孔的标定  56-57
    4.2.4 称重系统的设计  57-58
    4.2.5 标定电表箱的连接  58-59
  4.3 实验及数据分析  59-71
    4.3.1 干燥方式对印染污泥干燥特性的影响  59-63
    4.3.2 温度对印染污泥干燥特性的影响  63-65
    4.3.3 风速对印染污泥干燥特性的影响  65-66
    4.3.4 污泥的厚度对印染污泥干燥特性的影响  66-68
    4.3.5 颗粒大小对印染污泥干燥特性的影响  68-71
  4.4 本章小结  71-72
第五章太阳能干燥箱结构模拟选型研究  72-82
  5.1 条件假设  72-73
  5.2 控制基本方程及其通用形式  73-75
    5.2.1 控制的基本方程  73-74
    5.2.2 控制方程的通用形式  74-75
  5.3 离散相模型的建立  75-76
  5.4 干燥箱模型的网格的划分  76-78
  5.5 边界条件  78-79
  5.6 模拟结果与分析  79-81
  5.7 本章小结  81-82
第六章总结与展望  82-85
  6.1 全文工作作总结  82-83
  6.2 展望  83-85
参考文献  85-89
致谢  89-90
攻读学位期间参加的科研项目和成果  90

印染企业“污泥就地混烧”资源化利用技术研究

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