污泥高效干化方法及干化焚烧系统的优化运行研究
发布时间：2023-06-28 05:42
为实现污泥高效干化和污泥干化焚烧系统的优化运行,建立了污泥剪切试验方法和装置,搭建了桨叶式、圆盘式和倾斜桨叶式小型污泥干化试验系统,建立了污泥干化模型和污泥干化焚烧系统能量平衡模型,开展了深入的理论研究。 通过对污泥固相组分及相关物理性质的详尽测定,深入分析了污泥中有机质、无机矿物质细颗粒和可结晶金属盐对污泥粘附性和粘结性的贡献。建立污泥剪切试验方法和装置,对污泥的粘附特性和粘结特性进行了研究,其中对污泥粘结特性的研究方法和结论在国内外尚属首次。研究表明,污泥在含水率区间为40%-65%时表现出显著的粘附性和粘结性,不同污泥略有差异。污泥干化全过程中,粘结剪切力均大于粘附剪切力,说明当施加在污泥上的机械外力足够大时,污泥会首先从换热面剥落,机械外力进一步加大时,污泥才可能进一步被破碎。提高换热面温度和加入添加剂均可在不同程度上影响污泥的粘附性和粘结性。 使用自行研制的小型桨叶式污泥干化机对污泥干化特性进行了研究。研究发现,污泥在桨叶式干化机内干化过程的第一降速区和第二降速区之间存在一个显著的波动区。将干化特性与污泥粘附和粘结特性比对后发现,波动区对应的污泥含水率范围与污泥粘附性和粘结性...
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 污泥及其特点
1.2.1 污泥的来源和分类
1.2.2 污泥的主要成分
1.2.3 污泥中水分分布
1.3 污泥干化原理和工艺
1.3.1 污泥干化原理
1.3.2 污泥干化工艺与设备
1.4 污泥干化粘滞区
1.4.1 干化粘滞区的定义
1.4.2 粘滞区的判别方法
1.4.3 粘滞区的危害及解决方法
1.5 本文的主要研究目的和研究内容
2 污泥干化过程的粘附和粘结特性
2.1 引言
2.2 试验材料、装置与方法
2.2.1 污泥样品
2.2.2 污泥干化过程剪切试验装置与方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 污泥成分对其粘附和粘结特性的贡献
2.3.2 污泥平板干化过程粘附和粘结特性
2.3.3 热壁温度对干化过程剪切应力的影响
2.3.4 碱性强电解质熟石灰对污泥干化过程剪切应力的影响
2.3.5 无机颗粒二氧化硅对污泥干化过程剪切应力的影响
2.4 小结
3 污泥在小型桨叶式干化机内的干化及粘滞特性
3.1 引言
3.2 试验装置与方法
3.2.1 小型桨叶式污泥干化系统
3.2.2 污泥干化特性的表示方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 污泥在小型桨叶式干化机内干化过程的形态特征
3.3.2 污泥在小型桨叶式干化机内的干化特性及粘滞特性
3.3.3 桨叶的搅拌作用对污泥干化特性和粘滞特性的影响
3.3.4 热源温度对污泥干化特性和粘滞特性的影响
3.3.5 添加剂对污泥干化特性和粘滞特性的影响
3.4 小结
4 污泥在小型圆盘式干化机与桨叶式干化机内干化特性比较
4.1 引言
4.2 试验装置与方法
4.2.1 小型圆盘式污泥干化系统
4.2.2 污泥干化特性的表示方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 污泥在小型圆盘式干化机内干化过程的形态特征
4.3.2 污泥在小型圆盘式干化机内的干化特性及粘滞特性
4.3.3 污泥在小型圆盘式干化机和桨叶式干化机内干化特性对比
4.4 小结
5 污泥在小型倾斜桨叶式干化机与普通桨叶式干化机内的干化和粘滞特性对比
5.1 引言
5.2 试验装置与方法
5.2.1 小型倾斜桨叶式污泥干化系统
5.2.2 污泥干化特性的表示方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 污泥在小型倾斜桨叶式干化机内干化过程的形态特征
5.3.2 污泥在小型倾斜桨叶式干化机内的干化特性及粘滞特性
5.3.3 污泥在小型倾斜桨叶式干化机和普通桨叶式干化机内干化特性的对比
5.4 小结
6 污泥在间接传热式干化机内的干化模型和计算
6.1 引言
6.2 原理和方法
6.2.1 渗透模型的基本原理
6.2.2 污泥间接传热式干化的总体传热计算
6.2.3 接触时间计算
6.2.4 干化机换热面传热计算
6.2.5 污泥床传热计算
6.2.6 污泥床表面散热计算
6.2.7 粘滞区处理
6.2.8 污泥床升温和干化速率计算
6.2.9 污泥总传热系数计算
6.3 模型计算步骤
6.4 计算结果与分析
6.4.1 计算结果与试验结果的对比
6.4.2 模型的应用
6.5 小结
7 干化焚烧系统的优化运行研究
7.1 引言
7.2 污泥干化焚烧系统能量平衡模型
7.2.1 污泥存储输送系统
7.2.2 污泥干化系统
7.2.3 污泥焚烧及余热利用系统
7.2.4 烟气处理系统
7.2.5 干化焚烧系统能量平衡模型
7.3 变工况条件下的系统运行模式研究
7.3.1 入炉污泥含水率对干化焚烧系统能量平衡的影响分析
7.3.2 运行负荷对干化焚烧系统运行的影响分析
7.3.3 污泥发热量对焚烧系统能量平衡的影响分析
7.3.4 进厂污泥初始含水率对干化系统能量平衡的影响分析
7.4 污泥干化焚烧的节能降耗途径
7.4.1 污泥干化系统能量损失分析
7.4.2 污泥焚烧及余热能量损失分析
7.4.3 烟气处理系统节能降耗
7.4.4 竹园污泥干化焚烧系统节能降耗效果
7.5 小结
8 全文总结与展望
8.1 全文总结
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
攻读博士期间的研究成果
本文编号：3836091
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 污泥及其特点
1.2.1 污泥的来源和分类
1.2.2 污泥的主要成分
1.2.3 污泥中水分分布
1.3 污泥干化原理和工艺
1.3.1 污泥干化原理
1.3.2 污泥干化工艺与设备
1.4 污泥干化粘滞区
1.4.1 干化粘滞区的定义
1.4.2 粘滞区的判别方法
1.4.3 粘滞区的危害及解决方法
1.5 本文的主要研究目的和研究内容
2 污泥干化过程的粘附和粘结特性
2.1 引言
2.2 试验材料、装置与方法
2.2.1 污泥样品
2.2.2 污泥干化过程剪切试验装置与方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 污泥成分对其粘附和粘结特性的贡献
2.3.2 污泥平板干化过程粘附和粘结特性
2.3.3 热壁温度对干化过程剪切应力的影响
2.3.4 碱性强电解质熟石灰对污泥干化过程剪切应力的影响
2.3.5 无机颗粒二氧化硅对污泥干化过程剪切应力的影响
2.4 小结
3 污泥在小型桨叶式干化机内的干化及粘滞特性
3.1 引言
3.2 试验装置与方法
3.2.1 小型桨叶式污泥干化系统
3.2.2 污泥干化特性的表示方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 污泥在小型桨叶式干化机内干化过程的形态特征
3.3.2 污泥在小型桨叶式干化机内的干化特性及粘滞特性
3.3.3 桨叶的搅拌作用对污泥干化特性和粘滞特性的影响
3.3.4 热源温度对污泥干化特性和粘滞特性的影响
3.3.5 添加剂对污泥干化特性和粘滞特性的影响
3.4 小结
4 污泥在小型圆盘式干化机与桨叶式干化机内干化特性比较
4.1 引言
4.2 试验装置与方法
4.2.1 小型圆盘式污泥干化系统
4.2.2 污泥干化特性的表示方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 污泥在小型圆盘式干化机内干化过程的形态特征
4.3.2 污泥在小型圆盘式干化机内的干化特性及粘滞特性
4.3.3 污泥在小型圆盘式干化机和桨叶式干化机内干化特性对比
4.4 小结
5 污泥在小型倾斜桨叶式干化机与普通桨叶式干化机内的干化和粘滞特性对比
5.1 引言
5.2 试验装置与方法
5.2.1 小型倾斜桨叶式污泥干化系统
5.2.2 污泥干化特性的表示方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 污泥在小型倾斜桨叶式干化机内干化过程的形态特征
5.3.2 污泥在小型倾斜桨叶式干化机内的干化特性及粘滞特性
5.3.3 污泥在小型倾斜桨叶式干化机和普通桨叶式干化机内干化特性的对比
5.4 小结
6 污泥在间接传热式干化机内的干化模型和计算
6.1 引言
6.2 原理和方法
6.2.1 渗透模型的基本原理
6.2.2 污泥间接传热式干化的总体传热计算
6.2.3 接触时间计算
6.2.4 干化机换热面传热计算
6.2.5 污泥床传热计算
6.2.6 污泥床表面散热计算
6.2.7 粘滞区处理
6.2.8 污泥床升温和干化速率计算
6.2.9 污泥总传热系数计算
6.3 模型计算步骤
6.4 计算结果与分析
6.4.1 计算结果与试验结果的对比
6.4.2 模型的应用
6.5 小结
7 干化焚烧系统的优化运行研究
7.1 引言
7.2 污泥干化焚烧系统能量平衡模型
7.2.1 污泥存储输送系统
7.2.2 污泥干化系统
7.2.3 污泥焚烧及余热利用系统
7.2.4 烟气处理系统
7.2.5 干化焚烧系统能量平衡模型
7.3 变工况条件下的系统运行模式研究
7.3.1 入炉污泥含水率对干化焚烧系统能量平衡的影响分析
7.3.2 运行负荷对干化焚烧系统运行的影响分析
7.3.3 污泥发热量对焚烧系统能量平衡的影响分析
7.3.4 进厂污泥初始含水率对干化系统能量平衡的影响分析
7.4 污泥干化焚烧的节能降耗途径
7.4.1 污泥干化系统能量损失分析
7.4.2 污泥焚烧及余热能量损失分析
7.4.3 烟气处理系统节能降耗
7.4.4 竹园污泥干化焚烧系统节能降耗效果
7.5 小结
8 全文总结与展望
8.1 全文总结
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
攻读博士期间的研究成果
本文编号：3836091
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