污泥过热蒸汽搅拌干燥机研制与试验

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1、学校代码：10406分类号：X705学号：120085201013南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）污泥过热蒸汽搅拌干燥机研制与试验(国家自然科学基金资助项目No：51168038)硕士研究生：孙瑞晨导师：张绪坤教授申请学位级别：硕士学科、专业：机械工程所在单位：航空制造工程学院答辩日期：2015年06月授予学位单位：南昌航空大学DevelopmentandTestofStirringDryerforSewageSludgewithSuperheatedSteamADissertationSubmittedfortheDegreeo

2、fMasterOnMechanicalEngineeringbySunRuichenUndertheSupervisionofProf.ZhangXukunSchoolofAeronauticalManufacturingEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJUNE,2015摘要近年来随着我国城市化水平的不断提高，城市污水的排放量日益增多，其附属品污泥的产量也急剧增大。污泥中含有大量有机污染物、重金属、病毒微生物等有害物质，若不妥善处理将严重污染环境和危害人体健康。同时

3、，污泥成分复杂，是一种特殊的固体废弃物，处理处置适当可使其变废为宝。目前污泥常见的处理方法有浓缩、消化、机械脱水，处置方式有填埋、干化焚烧、堆肥、制砖等。干燥处理工艺是污泥处置前的关键步骤，近年来受到国内外研究人员的广泛关注。传统的污泥干燥工艺方式主要有直接、间接以及直接间接联合干燥方式，新兴的污泥干燥方式有太阳能温室干燥、油炸干燥工艺等。这些干燥工艺都各有其优缺点，值得借鉴。过热蒸汽干燥技术优势显著可用于污泥干燥领域，例如过热蒸汽流化床干燥设备和过热蒸汽两级组合干燥工艺。本文设计了一套污泥过热蒸汽搅拌干燥装置，阐述了该设备的关键部件如

4、螺旋加料装置、搅拌桨叶轴组件、桨叶与轴承的安装形式、箱体焊接件和上盖等机械结构的设计。同时介绍了搅拌干燥装置相应的控制箱结构、关键元件变频器和控制系统设计，并进一步完善了与搅拌干燥装置相配套的试验台和工艺。将自动电加热蒸汽锅炉、加热器、气气换热器、管道、风机等相关组件妥善安装连接，并在污泥过热蒸汽搅拌干燥试验台上进行设备干燥性能的试验。控制蒸汽流量相同、污泥干燥时间为30min、过热蒸汽的温度为200℃、湿污泥的加料速度为10kg/h，分别取样主轴转速在300r/min、450r/min、600r/min下的出料污泥，测量其湿基含水率，

5、同时观察各自表观形态。试验结果表明当主轴转速为300r/min与450r/min时，含水率分别低至29.91%和37.45%，已达到较好的干燥效果。通过不同出料污泥的表观形态可以看出主轴转速越高，污泥颗粒越小，利于污泥颗粒成型但是含水率也同时升高。主轴转速600r/min时，含水率高达53.40%，干燥效果不理想。主轴转速300r/min时，出料污泥的颗粒直径约10mm，颗粒直径偏大。因此污泥过热蒸汽搅拌干燥装置主轴的转速不宜选取过低或过高，所设计的过热蒸汽搅拌干燥装置主轴在200℃过热蒸汽和10kg/h加料速度的工况下转速宜取450r

6、/min左右。试验干燥装置的设计与试验研究将为污泥过热蒸汽多效联合干燥系统及其工艺的设计提供硬件基础和参考。关键词：污泥，过热蒸汽，搅拌干燥，设备设计IAbstractWiththedevelopmentofurbanizationlevelinChina,Thedischargemunicipalwastewaterincreasemoreandmoreinrecentlyyears.Astheaccessoryofwastewatertreatment,theproductionofsewagesludgeincreaserapid

7、ly.Thesewagesludgecontainsalotorganicpollutants,heavymetals,virus,microorganismandsoon.Themisconductofitwillcauseseriousenvironmentalpollutionandbecomeharmfultohumanhealth.Meanwhile,Reasonabletreatmentanddisposalmaychangewasteintovaluablesbecausesewagesludgehascomplicate

8、dcomposition.Thearticleintroducescommontreatments,includingconcentration,digestion,mechanicaldewatering