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城市污泥过热蒸汽干燥试验研究

作　者: 马怡光
导　师: 张绪坤
学　校: 南昌航空大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 城市污泥过热蒸汽干燥干燥特性
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

污泥是污水处理厂的副产物，它具有高含水率、体积大等特点，并且还含有大量的污染物。目前污泥常用处理方式有土地利用、填埋、建材利用和焚烧。由于污泥在处理处置过程中对含水率有严格要求，污泥干燥已经成为污泥处置的重要环节。污泥干燥是对污泥进行无害化、减量化处理的关键和资源化利用的前提，但是传统干燥存在能耗高、效率低等问题。过热蒸汽干燥是近年来发展起来的新技术，和传统的热风对流干燥相比具有干燥效率高、能耗低和干燥产品质量好等优点。过热蒸汽干燥由于干燥介质中没有氧气存在，没有氧化和燃烧反应，产品的质量得到显著改善。实验设计了一套污泥过热蒸汽干燥实验装置，由蒸汽发生器产生饱和蒸汽，通过加热箱将蒸汽加热至实验要求温度的过热蒸汽，采用风机实现过热蒸汽在干燥回路中的循环。实验采用在线称重，具有连续性、实时性等特点。论文对湿污泥的过热蒸汽干燥进行了干燥特性分析，在自行设计的过热蒸汽干燥实验台上进行了污泥过热蒸汽干燥。实验以污泥为原料，采用不同的过热蒸汽温度对不同厚度的污泥进行干燥，根据实验数据绘制干燥曲线，并分析其干燥特性。结果表明：（1）污泥采用过热蒸汽干燥时，在初始阶段会发生冷凝现象。蒸汽冷凝量会随着温度和污泥厚度的变化而变化，温度越高、污泥厚度越薄，蒸汽冷凝量越少，反之则得到相反的结果。（2）随着过热蒸汽温度的提高，污泥干燥时间减少，干燥速率加快；随着污泥厚度的增加，污泥干燥时间增长，干燥速率降低。（3）在相同过热蒸汽温度时，污泥越厚，临界含水率越高；在相同污泥厚度时，过热蒸汽温度越高，临界含水率越高。（4）在相同污泥厚度时，过热蒸汽温度越高，污泥恒速段干燥时间所占的比例越小；而在相同过热蒸汽温度时，污泥厚度对恒速段干燥时间的比例没有影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-20
  1.1 研究的背景、目的和意义  9-10
  1.2 污泥处理方式及特点  10-13
    1.2.1 污泥土地利用  11
    1.2.2 污泥填埋  11-12
    1.2.3 污泥建材利用  12-13
    1.2.4 污泥焚烧  13
  1.3 污泥干燥研究进展  13-16
    1.3.1 污泥干燥工艺  13-14
    1.3.2 污泥干燥特性  14-15
    1.3.3 污泥干燥研究现状  15-16
  1.4 污泥节能干燥技术  16-19
    1.4.1 太阳能热泵污泥干燥  17
    1.4.2 污泥载体干燥  17-18
    1.4.3 烟气余热污泥干燥  18
    1.4.4 过热蒸汽污泥干燥  18-19
  1.5 课题来源及主要研究内容  19
  1.6 本章小结  19-20
第2章过热蒸汽干燥的特性  20-31
  2.1 过热蒸汽干燥的基本原理  20
  2.2 过热蒸汽干燥器的分类  20-21
  2.3 过热蒸汽干燥的优点和缺点  21-24
    2.3.1 过热蒸汽干燥的优点  21-23
    2.3.2 过热蒸汽干燥的缺点  23-24
  2.4 过热蒸汽干燥的特性  24-26
    2.4.1 过热蒸汽干燥的逆转点  24-25
    2.4.2 蒸汽压和平衡水分  25
    2.4.3 过热蒸汽干燥的传热传质  25-26
  2.5 排气利用  26-28
  2.6 过热蒸汽干燥研究进展  28-30
  2.7 本章小结  30-31
第3章过热蒸汽干燥实验装置与性能介绍  31-43
  3.1 装置整体组成  31-32
  3.2 蒸汽发生装置  32-34
    3.2.1 蒸汽发生器  32-33
    3.2.2 水处理设备  33-34
  3.3 干燥回路  34-38
    3.3.1 加热箱  35-36
    3.3.2 风机  36-37
    3.3.3 交流电机驱动器  37-38
    3.3.4 干燥箱  38
  3.4 其他实验装置  38-40
    3.4.1 电热鼓风干燥箱  38-39
    3.4.2 电子天平  39
    3.4.3 风速仪  39-40
  3.5 试验台的性能研究  40-42
    3.5.1 温度性能测试  41-42
    3.5.2 风速性能测试  42
  3.6 本章小结  42-43
第4章污泥过热蒸汽干燥试验  43-60
  4.1 实验材料  43-44
    4.1.1 实验原料  43
    4.1.2 样品的制备  43-44
    4.1.3 物料的含水特性  44
  4.2 试验方法  44-45
    4.2.1 污泥初始水分的测定  44
    4.2.2 污泥干燥过程中水分的变化  44-45
    4.2.3 实验步骤  45
  4.3 试验结果与分析  45-56
    4.3.1 4mm 厚污泥在不同温度下的干燥特性  45-49
    4.3.2 160℃过热蒸汽温度下不同厚度污泥的干燥特性  49-53
    4.3.3 220℃过热蒸汽温度下不同厚度污泥的干燥特性  53-56
  4.4 不同条件下污泥表观形态的变化  56-58
  4.5 过热蒸汽与热风干燥后污泥表观形态的对比  58
  4.6 本章结论  58-60
第5章总结与展望  60-62
  5.1 主要工作总结及结论  60-61
  5.2 问题与展望  61-62
参考文献  62-65
攻读硕士期间发表论文和科研情况  65-66
致谢  66-67
附录  67-68

城市污泥过热蒸汽干燥试验研究

内容摘要

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