过热蒸汽污泥干燥地机理与经济性分析报告报告材料

《过热蒸汽污泥干燥地机理与经济性分析报告报告材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实用标准文案过热蒸汽污泥干燥的机理与经济性分析摘要污泥产量增加且成分复杂，而传统的污泥干燥热效率低、能耗大，因此低能耗干方法是污泥干燥发展的重要方向。介绍了过热蒸汽干燥污泥的基础理论以及干燥特性，了基本的经济分析计算，证明过热蒸汽干燥污泥存在巨大的优势，并提出了依据干燥机提高污泥干燥速率、降低能耗的发展方向。关键词干燥过热蒸汽污泥逆转点0前言近年来，随着人口的增长和工业的发展，污泥量也随之大大增加。由于污泥具有含水量高、易腐败、有恶臭、含有毒物质以及大量有害病原物等特点，必须及时处理。污泥干燥作为污泥处

2、理的一个重要环节历来被认为是一个热效率低、耗能大的操作过程。事实上，传统的热风干燥，蒸发1kg水需要耗热4000～6000kJ…，热效率非常低。而过热蒸汽干燥则以过热蒸汽为带走水气和提供热量的介质，使热效率提高的空间大增，而且能实现干燥“废气”热量的再利用，从而实现潜热的再次利用，是一种很有前景的干燥技术。本文主要介绍其干燥机理，并作简单的经济分析。1过热蒸汽干燥机理众所周知，对于一般的热风干燥过程涉及到干燥介质与湿物料的传热传质，一般可分为三个主要阶段，即加速干燥阶段、恒速干燥阶段和减速干燥阶段。过热

3、蒸汽干燥过程中，并不改变污泥干燥过程基本特性，但也具有一些特性。1.1干燥过程(1)预热阶段干燥开始时，温度较低的污泥与高温蒸汽直接接触，蒸汽温度骤降出现冷凝水，污泥中水分在该阶段不但没有减少反而会有一定增加。因此，与热风干燥相比，过热蒸汽干燥由于水分凝结，要额外增加干燥时间，也可以理解为物料在更高的初始含水率下进行干燥。同时由于高温的过热蒸汽遇污泥冷凝成水放出大量潜热，使得污泥温度也迅速升至常温下水的沸点温度IO0~C，使其更快地为接下来的恒速干燥作准备。(2)恒速干燥阶段污泥温度维持l00℃不变，不

4、会因蒸汽温度升高而升高，而Beeby和Potter的研究表明，热传递是通过蒸汽传到干燥物料湿表面的，其驱动力仍然是过热蒸汽流与湿表面的温度差。因此可以通过升高蒸汽温度来提高干燥效率而不用考虑对物料的损害。污泥干燥不必考虑温度高影响其质量，而且温度处于100℃不再上升可以避免污泥中多种有机物质在高温下的分解挥发。另外，由于只有一种气体成分存在，水分从湿表面向外传递不是通过扩散作用而是通过压力差产生气体流动，其传质阻力几乎可以忽略。Wenzel和White、日本的T0ei和Okazaki研究表明，在过热蒸汽

5、干燥恒速段能降低临界含水率。这意味着过热蒸汽干燥可以拥有更高的干燥速率，更短的干燥时间，从而减小干燥器尺寸。(3)降速干燥阶段与热风干燥相似，在该阶段，污泥内部水分和热量的传递成为干燥速度的主要限定因素。干燥速度由污泥的性质而不是由蒸汽的性质决定。不过Yoshida和Hyodo指出，在降速干燥段用过热蒸汽干燥形成多孔的表皮使气体的渗透性好，同时，由于温度高，水分子更加活跃，使干燥速度比在热风中快。1．2尾气回收过程精彩文档实用标准文案与传统热风干燥相比，过热蒸汽干燥的废热品位较高，温度仍然远高于100(

6、一般150cc左右)，而且携废热量较大，技术上可回收的废热比例较大，且回收的过热蒸汽热量主要为蒸汽冷凝相变传热，传热系数大。此外，蒸汽可以循环利用，即尾气经过过热器过热后继续参加干燥过程，而需要排除的部分即蒸发的污泥水分，由于其温度高也可用来预热污泥。整个过程热量损耗实际就为干污泥的显热和散热等，这些都可以采取措施减小J，所以过热蒸汽干燥的热效率相对于热风干燥更接近于理想的100％。过热蒸汽的高效节能主要就是因为其废热回收利用。若无废热回收利用，则其优势也就不复存在了。1．3温度逆转点传统的观点认为，在

7、干燥中随着干燥介质湿含量的增大干燥速度下降，然而研究发现在过热蒸汽干燥中却不是这样。研究证明，过热蒸汽干燥时存在一个温度点，称为“逆转点”，当干燥介质的温度高于逆转点的温度时，过热蒸汽干燥速度比热风中要快，低于逆转点时则正好相反。日本的Yoshi．da和Hyodo采用湿墙柱试验研究了水分在逆流的干空气、湿空气及过热蒸汽中的蒸发现象得出结论：在质量流量相同的情况下存在一个温度点，在该温度时无论何种组分蒸发速度是相同的，超过该点时蒸发速度随组分中蒸汽含量的增加而增加，低于该点时则正好相反。他们还试验研究了几

8、种食品物料的过热蒸汽干燥，得出了同样的结论，但得到的逆转点的具体数值却在170—300~C之间，并未获得一致的温度区间。2经济性分析如图1所示的循环系统中，设污泥处理量100kg／h，污泥初含水率75％，出口含水率5％，过热蒸汽进口温度300℃，出口温度i50℃，干污泥末温达100℃，污泥进口温度30℃，出口温度100~C。2．1干燥所需热量Q=m(C1△+q+C。△)=70×[4．2×(100—30)+2258+1．88×50]=1852