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污泥干燥

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發布時間:2020-09-10 16:27:27

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污泥干燥

  • 分類:科普知識
  • 作者:YOLI
  • 來源:
  • 發布時間:2021-04-01
  • 訪問量:518

【概要描述】

污泥干燥

【概要描述】

  • 分類:科普知識
  • 作者:YOLI
  • 來源:
  • 發布時間:2021-04-01
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詳情

一、污泥干燥原理:

干燥是通過加熱或通風使污泥中的水分蒸發,此過程伴隨較復雜的傳熱及傳質。污泥的水分分布狀況與普通的晶體物質有很大的差異,水分在污泥中有四種存在形式:自由水、間隙水、表面吸附水和結合水。由干四種水分與固體顆粒的結與情況不同,干燥過程中首先脫除的是自由水分而后是間隙水分,而后是間隙水分,第三是表面吸附水分。污泥中的結合水分是不能通過干化脫除的,只有加熱到一定程度后,污泥發生裂解的過程才能除去。污泥的熱干化曲線如圖所示:

污泥熱干化曲線

二、污泥加熱干燥過程

污泥干燥過程可分為三個階段:第一階段為污泥預熱期,第二階段是恒速干燥階段,第三階段是降速干燥階段,也稱污泥加熱階段。污泥的干燥過程如圖所示。

污泥干燥速率曲線

在預熱階段,主要進行濕污泥預熱,并汽化少量水分。污泥溫度(假定其初始溫度比空氣溫度低)很快升到某一值并近似等干濕球溫度,此時干燥速率也達到某一定值。

在恒速干燥階段,空氣傳給污泥的熱量全部用來汽化水分,即空氣所提供的顯熱全部消耗在水分汽化所需的潛熱,污泥表面溫度一直保持不變,水分則按一定速率汽化。

在降速干燥階段,空氣所提供熱量的一小部分用來汽化水分,大部分用干加熱污泥,使污泥表面溫度升高。干燥速率降低,污泥含水量減少得很緩慢,直到平衡含水量為止。

由污泥干燥速率曲線圖可知,第二階段為表面汽化控制階段,第三階段為內部擴散控制階段。

如污泥的干燥特性曲線所示分別為活性污泥、消化污泥和濃縮污泥的干燥特性曲線。由圖可知,污泥在整個干燥過程中的狀態分為三個區域:首先是濕區,在這個區域內的污泥能自由流動能非常容易地流人加熱管:然后是黏滯區,在這個區域內的污泥含水率為40%-6%,具有黏滯性,不能自由流動:最后是粒狀區,這個區域內的污泥呈粒狀,容易和其他物質摻混。

污泥的干燥特性曲線

干燥是一個耗能巨大的過程,因此在污泥干燥之前,通常使用機械方法脫水。機械脫水是一個重要的預處理過程,能減少干燥過程中必須要去除的水的含量。脫水污泥中的水在干燥器中蒸發,但是污泥中的有機物不能被破壞,干化過程中固體溫度需保持在60-93℃。污泥干燥技術有兩個方向,半干燥工藝(干燥至濕區的底部)和完全干燥工藝。完全干燥有兩個階段,應用再循環混合技術,將未經干燥的污泥與已經干燥的再循環污泥以一定比例混合成能越過黏滯區的固態污泥(大約干燥率為65%),再循環污泥的量決定干脫水機械的脫水率和要求越過黏滯區的固態污泥的要水,要達到此要求,一般再循環污泥的量要大干入混合器濕污泥的量。同時,再循環污泥和未處理的脫水污泥混合在一起進入干燥器,能減少結塊,增大污泥與干燥介質的接觸面積,使得干燥操作更有效率。

在干燥器和旋風分離器中,干污泥和廢氣是分離的。在去除臭味和顆粒物的污染控制系統中蒸汽全部耗盡。

三、影響干燥速率的因素

污泥干燥所需時間的長短首先取決干干燥速率,即單位時間內在單位面積上從污泥所能取走(汽化)的水分量。

經驗表明,干燥速率是一個很復雜的量,到目前為止還不能用數學函數關系來表征干燥速率與有關因素的關系,通常要做一些小型試驗以確定物料的干燥特性曲線。干燥速率通常考慮的因素有:

(1)物料的性質和形狀。包括物料的化學組成、物料結構、形狀、大小和物料層堆積方式以及水分的結合形式等。

(2)物料的濕度和溫度。物料的初始含濕量、終了含濕量及臨界含濕量等都影響干燥速率。物料本身的溫度也對干燥速率有影響,物料溫度越高,干燥速率越大

(3)干燥介質的溫度和濕度。干燥介質的溫度越高,干燥速率越大。但干燥介質的溫度究竟多少為宜,則與被干燥物料的質量要求有關。干燥介質的相對濕度對干燥速率也有很大的影響,相對濕度越小,干燥速率則越大

(4)干燥介質的流動情況。干燥介質的流動速度越大,介質與物料間的傳熱就越強,物料的干燥速率就越高。

(5)千燥介質與物料的接觸方式。物料在介質中分布得越均勻,物料與介質的接觸面積就越大,從而強化了干燥過程的傳熱和傳質,提高了干燥速率。固體流態化技術在干燥操作中的應用就是一個明顯的例子。物料與干燥介質相互之間的運動方向也對干燥速率有較大影響。

(6)干燥器的結構形式。干燥器的結構形式是多種多樣的,但都必須要考慮到以上各種因素的影響,以便設計出較為有效的干燥裝置。

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