注册 登录  
 加关注

网易博客网站关停、迁移的公告:

将从2018年11月30日00:00起正式停止网易博客运营
查看详情
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

吉建斌的网易博客

吉建斌

 
 
 

日志

 
 

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下)  

2017-12-26 06:48:51|  分类: 废水污泥处理和资 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

根据Fick扩散定律水分在物料中的分布呈抛物线型[17]实际污泥干燥时由于表面干燥速率不同污泥内部水分分布情况也是不同的主要有两种类型即均衡分布型与不均衡分布型见图4图中n为污泥内某一点到污泥表面的距离与污泥半径的比值C为水分饱和度C0为初始水分饱和度C1为临界饱和度当干燥强度较弱时表面水分蒸发速率小于污泥内部向表面传递速率因此在包括预热的恒速干燥阶段污泥表面和内部的水分饱和度整体均衡下降污泥内部水分属于均衡分布型图4(a)),直至当表面水分达到临界饱和度时内部水分也接近临界饱和度如再干燥则无法保持表面的整体湿润污泥颗粒表面将出现干区此时的含水质量分数即为临界含水质量分数均衡分布型的特点是在整个干燥过程中污泥颗粒内部的含水质量分数和表面的含水质量分数相差很小因此外界条件对临界含水质量分数和降速转折点含水质量分数的影响也很小如实验中100和120℃时的干燥特性当污泥的干燥速率大于一定值时污泥内部水分向表面的传递速率小于表面水分蒸发速率,因此在整个过程中污泥近表面的水分饱和度远小于内部的水分饱和度,污泥内部水分属于不均衡分布型(图4(b)),并且温度增大和颗粒变大将加剧这种情况,因此在140以后,临界含水质量分数和第二临界含水质量分数均随温度升高及污泥颗粒增大而增大。

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

3.2 颗粒大小和干燥温度对干燥速率的影响

从图2、3中可以看出,污泥的干燥速率随温度的升高或污泥颗粒的减小而增大。将污泥恒速干燥阶段(不包括预热阶段)的平均干燥速率,对温度和污泥颗粒质量作图,得到各颗粒污泥在不同温度下的最大干燥速率,如图5。图中,Uc为污泥恒速干燥阶段速率。从图中可以发现,100~160时各颗粒污泥的干燥速率随着干燥温度的增加而平缓增加,说明此时温度对干燥速率的影响相对是比较平均的而在180~200℃时小污泥颗粒1.0和2.5 g的干燥速率明显加快说明此时温度对小颗粒污泥的影响更加明显结果说明减小污泥颗粒可以在增大比表面积的同时提高其干燥速率例如10 g污泥颗粒的干燥速率从100℃时的1.4 mg/(cm2?min)增加到120℃时的2.0 mg/(cm2?in)而10 g污泥颗粒与1.0 g污泥颗粒相比较同样在100℃可以将干燥速率提升到2.3 mg/(cm2?min)也就是说污泥颗粒减小即将污泥颗粒从10 g减小到1.0 g比干燥温度提高20℃更有利于提高污泥干燥效率

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

在同样的干燥温度下,减小污泥颗粒可以提高干燥速率,说明污泥的干燥速率并不仅仅取决于干燥温度,否则在同一温度下不同大小的污泥颗粒在恒速干燥阶段的干燥速率应该是相同的。我们认为,污泥颗粒表面单位面积得到的实际用于蒸发水分的热量决定了污泥的干燥速率。干燥过程是传热和传质的矛盾体,热量由外向内传递形成的温度梯度和水分由内向外传递形成的湿度梯度相互制约,当热量传递和水分蒸发达到一定平衡时,污泥干燥便进入了恒速干燥阶段[18]。此时,干燥介质向单位面积的污泥表面传递的热量是相同的,其中部分热量又传到了污泥内部,由于大污泥颗粒单位表面积占有的质量大于小颗粒,而温度梯度大于小污泥颗粒的温度梯度,大污泥颗粒表面传入内部的热量大于小污泥颗粒,实际用于蒸发水分的热量小于小污泥颗粒,因此表面干燥速率也小于小污泥颗粒。

3.3 温度对干燥时间的影响

从图2、3可以看出,干燥温度越高,污泥颗粒达到相同含水质量分数所需的干燥时间越短,而且通过对干燥时间和温度的分析,发现相同污泥颗粒在不同温度下的干燥时间具有一定的比例关系。

以5 g污泥颗粒的干燥过程为例,假设间歇干燥实验中的单位时间间隔内干燥速率是一定的,利用差值法计算出干燥到含水质量分数分别为65%、60%、50%、40%、30%、20%、10%时所需的时间,并将100时的干燥时间作为基准值,各温度干燥时间与基准值的比值为P。从表5可以看出两个特征:1)随着干燥温度的升高,每升高20干燥时间差值逐渐减小,以达到含水质量分数40%为例,100和120时的干燥时间差值为28 min,而180和200时的干燥时间差值仅为6.3 min;2)各温度下的干燥时间具有一定的比例关系,例如120时的干燥时间为100时的77%左右,而200时的干燥时间为100时的30%左右。

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

通过对各污泥颗粒干燥时间平均比例与干燥温度之间的关系分析发现,二者之间均呈现二次方关系,如表6。表中,R为相关系数,但是各个颗粒的关系式存在差异,说明干燥时间与污泥的颗粒大小间也具有一定的关系。

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

3.4 污泥颗粒大小与干燥时间的关系

以干燥温度为140为例,不同污泥颗粒的干燥时间见表7。以10.0 g污泥的干燥时间作为基准值求出P,见表8。表8给出了不同大小的污泥颗粒与表面积的关系式,可以发现,相同污泥颗粒的干燥时间与颗粒表面积呈线性关系,当干燥温度不同时,污泥颗粒与表面积之间的关系式存在一定的差异,这进一步说明了污泥颗粒大小对干燥时间的影响另外100和120℃的线性方程非常接近其他4个温度的线性方程比较接近这与污泥干燥过程中弱干燥强度和强干燥强度的两种情况是相对应的

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

3.5 烟气湿度及速度对实验结果的影响

本文探讨了温度对污泥干燥过程的影响前提是假设烟气的气速和湿度不变但是在实际干燥工程中烟气速度和湿度也会影响干燥速率江阴康顺污泥处理厂的数据显示该热电厂烟气温度约为155℃烟气体积流量为13.5万m3/h[19]相对湿度为8%~10%20℃下实验室的相对湿度为75%~80%加热到155℃时的相对湿度仅1%~1.27%可见实际烟气的相对湿度略大于实验空气湿度因此在实际工程中其干燥速率比实验数据略小但是干燥趋势是相同的上述实验结果同样适用于实际工程中的干燥过程江阴工程中干燥内烟气的速度达8~10 m/s其对干燥速率及干燥过程的影响仍需进一步研究

4 结论

(1)污泥在100~120℃时属于弱干燥强度污泥干燥过程中临界含水质量分数不受温度和颗粒大小的影响在120~200℃时属于强干燥强度温度升高或颗粒变大时临界含水质量分数增大这是因为在弱干燥强度和强干燥强度下污泥内部水分分布类型不同所致

(2)污泥表面的干燥速率不是取决于干燥介质的温度而是取决于污泥颗粒表面单位面积上实际用于蒸发水分的热量

(3)提高干燥温度或减小污泥颗粒都可以提高干燥速率减少干燥时间但是减小颗粒大小可以更大幅度地提高干燥效率因为减小污泥颗粒大小不仅提高了单位面积的干燥速率而且增大了比表面积

(4)干燥温度与干燥时间呈二次方关系污泥颗粒的表面积与干燥时间呈线性关系

参考文献(References)

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

 

  评论这张
 
阅读(2)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2018