过热蒸汽污泥干燥的机理与经济性分析

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1、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朵，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棊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前言近年來，随着人口的增长和工业的发展，污泥量也随Z大大增加。由于污泥具有含水量高、易腐败、有恶臭、含有毒物质以及人量有害病原物等特点，必须及时处理。污泥干燥作为污泥处理的一个重要环节历来被认为是一个热效率低、耗能人的操作过程。事实

2、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，对于一燉的热风干燥过程涉及到干燥介质与湿物料的传热传质，一燉可分为三个主要阶段，即加速干燥阶段、怛速干燥阶段和减速干燥阶段。过热蒸汽干燥过程屮，并不改变污泥干燥过程基本特性，但也貝有一些特性。1.1干燥过程(1)预热阶段T燥开始时，温度较低的污

3、泥与高温蒸汽直接接触，蒸汽温度骤降出现冷凝水，污泥小水分在该阶段不但没有减少反而会有一定增加。因此，为热风干燥相比，过热蒸汽干燥由于水分凝结，要额外增加T•燥时间，也可以理解为物料在更高的初始含水率下进行T•燥。同时山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ioo-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100°C不变，不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

4、温度來提高干燥效率而不川考虑对物料的损害。污泥干燥不必考虑温度高影响其质量，而且温度处于100°C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，由于只冇一种气体成分存在，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。WenzeI和White、Fl本的T0ei和Okazaki研究表明，在过热蒸汽T燥恒速段能降低临界含水率。这意味着过热蒸汽干燥町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。干过热

5、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朵，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棊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前言近年來，随着人口的增长和工业的发展，污泥量也随Z大大增加。由于污泥具有含水量高、易腐败、有恶臭、含有毒物质以及人量有害病原物等特点，必须及时处理。污泥干燥作为污泥处理的一个重要环节历来被认为是一个热效率低、耗能人的操作过程。事实上，

6、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，对于一燉的热风干燥过程涉及到干燥介质与湿物料的传热传质，一燉可分为三个主要阶段，即加速干燥阶段、怛速干燥阶段和减速干燥阶段。过热蒸汽干燥过程屮，并不改变污泥干燥过程基本特性，但也貝有一些特性。1.1干燥过程(1)预热阶段T燥开始时，温度较低的污泥与

7、高温蒸汽直接接触，蒸汽温度骤降出现冷凝水，污泥小水分在该阶段不但没有减少反而会有一定增加。因此，为热风干燥相比，过热蒸汽干燥由于水分凝结，要额外增加T•燥时间，也可以理解为物料在更高的初始含水率下进行T•燥。同时山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ioo-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100°C不变，不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

8、來提高干燥效率而不川考虑对物料的损害。污泥干燥不必考虑温度高影响其质量，而且温度