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污泥的热干化技术
【字体: 】 【发布人:鑫泰岩土】 【发布时间:2016年07月28日】 【点击:

热干化是利用热能将污泥中水分快速去除的一种处理工艺。污泥中水分的去除主要经 历蒸发和扩散两个过程。

蒸发过程是指物料表面的水分汽化.由于物料表面的水蒸气压力低于介贡气体〉中 的水蒸气分压,水分从物料表面移入介质。

扩散过程则是指与汽化密切相关的传质过程,当物料表面水分被蒸发掉后,物料表面 的湿度低于物料内部湿度,此时.内部水分受热能的推动作用转移到表面。

蒸发过程和扩散过程之间的持续、交替进行基本上反映了污泥热干化的机理。热干化 是由表面水汽化和内部水扩散这两个相辅相成的过程来完成的^ 一般来说,水分的扩散速 度随着污泥颗粒的干化度增加而不断降低,而表面水分的汽化速度则随着干化度增加而增 加。由于扩散速度主要是由热能推动的,对于热对流系统来说,干化机一般均采用并流工 艺,多数工艺的热能供给是逐步下降的,这样就造成在后半段高干化度产品干化时速度的 降低。对于热传导系统来说,当污泥的表面湿度降低后,其换热效率急速下降,因此必须 有更大的换热表面积才能完成最后一段的蒸发

 

污泥热干化意味着水的蒸发。水分从环境温度假设为20°C)升温至沸点(约 100°C),每升水需要吸收大约336kJ的热量,之后从液相转变为气相,需要吸收大量的热 量,每升水需要吸收大约2264kJ的热量(标准大气压力下),因此蒸发每升水最少需要约

2600kJ能。

在常用的污泥干化工艺中.为了安全,常将工作温度控制在85°C时左右,每升水从 20°C升温至85°C需吸热273kJ85t时汽化需耗热量相差不大,因此常以2600kJ每升 水蒸发量作为干化系统的基本热能

输入干化系统的全部热能有4个用途:加热空气、蒸发水分、加热物料和弥补 热损失。蒸发水分耗热量和输入热能之比为干化系统的热效率,通过尽量利用废气 中的热量,例如用废气预热冷空气或湿物料,或将废气循环使用也将有助于热效 率的提髙。

 

热干化的工艺类型

化和半千化工艺

污泥热干化中所谓的全干化和半干化的区别在于热干化产品的含水率不同。这一概念 是相对的,全干化指较高含固率的类型,如含固率85%以上;而半干化则主要指含固率 60 %左右的类型。

处置目的不同,则要求的含固率不同。若污泥热干化的目的是卫生化,则必须将污泥 干化到较高的含固率,最高可能要求达到90%。此时,污泥所含的水分大大低于环境温 度下的平均空气湿度,回到环境中时会逐渐吸湿。若污泥干化的目的仅是减量化,则有不 同的含固率要求。

有些污泥干化工艺可以将湿污泥处理至含固率60%左右,而这时的处理量明显高于 全干化时的处理量。其原因有两个,首先对于干化系统而言,蒸发水量决定了干化机的处 理量,当物料的最终含水率较高(半干化)时,需要蒸发的水量要少于最终含水率高的情 全干化),单位处理时间内可以有更高的处理量。其次污泥在不同的干化条件下失去 水分的速率是不一样的,当含湿量高时失水速率高,相反则降低,大多数干化工艺需要 2030mm才能将污泥从含固率20%干化至90%

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