城市下水道污泥脈動燃燒干化工藝研究.pdf

1、脈動燃燒是一種先進(jìn)的燃燒方式，它有著燃燒效率高、燃燒強(qiáng)度大、排放物污染小、傳熱效果好等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠產(chǎn)生高溫(600-1200℃)、高頻(30-300Hz)、高速的脈動振蕩氣流。脈動燃燒器結(jié)構(gòu)簡單，投資成本低，利用其產(chǎn)生的振蕩氣流來霧化干燥物料相比傳統(tǒng)的噴霧干燥有著許多優(yōu)勢。城市污泥是生活污水廢水處理中產(chǎn)生的固液混合物，其含水率一般約80％。隨著城市經(jīng)濟(jì)和人口的高速發(fā)展，城市污泥量迅速增加，污泥導(dǎo)致的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。熱干化工藝是無害化

2、、安定化、減量化處理污泥的有效方式之一，目前被廣泛應(yīng)用于污泥處理處置中。本課題研究將脈動燃燒技術(shù)應(yīng)用于城市污泥霧化干化，探索發(fā)展一種新型的污泥熱處理方式，即城市污泥的脈動燃燒干化技術(shù)。其主要內(nèi)容如下:
　　(1)城市污泥干燥脫水特性的研究通過熱風(fēng)和微波加熱方式對不同厚度的城市污泥餅進(jìn)行薄層干化實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明熱風(fēng)干燥污泥過程中，由于污泥具有“塑性”，污泥表面容易“結(jié)殼”，形成“外干內(nèi)稀”的現(xiàn)象，從而嚴(yán)重阻礙了水分向外遷移，干

3、燥速率下降。微波干燥污泥時間短、干燥速率大，能耗小。
　　(2)城市污泥等溫?zé)犸L(fēng)對流干燥過程熱量消耗、的研究通過熱重分析儀，研究城市污泥在等溫?zé)犸L(fēng)對流條件下的干燥動力學(xué)和熱量消耗情況，取得了不同干燥溫度和不同初始濕含量污泥的干燥能耗數(shù)據(jù)，并且結(jié)合數(shù)據(jù)討論了污泥熱風(fēng)對流干燥過程中各種節(jié)能方法和措施。
　　(3)城市污泥熱解特性及燃燒特性的研究通過熱重分析儀，在氮?dú)夂涂諝鈿夥障路謩e對城市污泥進(jìn)行熱分析，實(shí)驗(yàn)研究了城市污泥的熱解特

4、性和燃燒特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明污泥燃燒熱反應(yīng)可分為4個階段并且污泥樣品的著火點(diǎn)為277.5℃，燃盡溫度為540℃，通過連續(xù)兩方程模型擬合的方式，求得了主要反應(yīng)階段的活化能和指前因子。
　　(4)Helmholtz型脈動燃燒器的運(yùn)行特性研究通過實(shí)驗(yàn)室研制的Helmholtz型脈動燃燒器，研究了不同尾管長度和燃?xì)饬髁繉γ}動燃燒器振幅和頻率的影響，求得了每小時空氣閥自激吸氣量和空氣過量系數(shù)。
　　(5)城市污泥脈動燃燒霧化干化的實(shí)驗(yàn)研