【纯干货】污泥干化49问合集（下篇）

38.热传导的传热效率一定高于热对流吗?

所谓导热系数是指在单位面积、温度下和时间里能够传递或通过的热量，其单位为kcal/m.h.C。各种物质的导热系数差别很大。一般说来，金属的导热系数最大，非金属固体和液体的导热系数较小，气体的最小。即使同一种物质在相同温度下，也由于它的表观密度、湿度等差别而有不同的导热系数。金属中钢在100-200度时为38.7，300度时为37.2，而铁则在40以上。水的导热系数在38度时为0.54，在93度时为0.585;导热油在200度时为0.44;空气在27度时为0.0225，在77度时为0.0258，127度时为0.0291。

由于干燥系统中存在介质，而介质是由金属、气体或导热油组成的。如果仅就各种介质的导热性质来判断，的确会给人以热传导传热效率高的错觉。

其实，发生在干燥系统中的传热过程远比我们能够预想的复杂得多，其中最重要的因素之一还在于物料本身。当湿颗粒的含湿量变化时，不同的换热形式的效率是完全不同的。就污泥干化来说，热传导对于含水率较高部分的干化效率较高，而要将最后的20-30%水分去除，则显得力不从心，这也是为什么大多数热传导系统以半干化为目标，或必须做干泥返混且极大提高换热表面积才能实现。

第二个重要条件在于介质与物料的混合状态。这种状态越均匀，效果越好。热对流在污泥干化中的传热效率相对来说是较为稳定的，由于大量气体能够与已经失去表面水的颗粒紧密接触，在其周围形成稳定的汽化条件，为湿分在给定的传质条件下能够持续进行提供了极好的条件。

因此，应该说热传导和热对流各有优缺点，其传热效率的差别受湿物料本身的性质和搅拌、混合状态影响至巨。

39.提高介质温度为什么有限制?

干化需要热量，给热的效率与温度相关，温度梯度越高，效率则越高。在环境技术应用领域，大多数被干燥物料没有在高温下降解的品质问题，温度的应用似乎是无限的。然而，出于工艺类型及其安全性原因，干化事实上是有温度限制的。这些原因包括：

(1)金属的耐热和变形，由于干燥器及其相关的各种设备、管线、阀门和仪表等遇热均会产生不同的热形变，这样在金属材质、仪器仪表的选择上，形成了巨大差别。不同级别的耐热性和热形变可能导致设备价格的飙升，因此，工艺温度的确定既是技术也更是经济原因的抉择。

(2)介质的安全性问题，某些介质如导热油，最高使用温度高达320度，而实际运行温度为280度甚至更低;在油品选择方面尽可能提高其燃点，以保证在高温状态下尽量减少裂解;在回路设计方面，尽可能避开火源和通道，以提高管线的安全性。显然，其温度限制是必要的。

(3)某些介质是带压的，如蒸汽，其常用于干燥的压力一般不超过10个大气压，饱和状态下温度仅184度。提高这一温度，意味着大幅度提高设备和管线造价，并由此带来安全性问题。

(4)通入高温、高压介质的设备，如果承载介质的干燥设备本体还要转动，将造成密封的巨大压力，因此这类设备一般不会使用过高的温度和压力。

40.热能在干化中占运行成本的比例如何?

干化就是使用热能使水分蒸发的过程。水的蒸发需要一定的热能，根据最终含水率要求，实际热能支出在700-950大卡/升水蒸发量之间。

根据我国能源价格的现状，在采用洁净能源时，热能可能占据直接成本的绝大部分。如天然气，当价格为2.00元/立方米时，热能可能占干化运行成本的75%以上。

采用半干化焚烧，使用焚烧获得的热量进行干化，可覆盖大部分甚至全部热源需求，此时的热能成本可能低至零。

41.减少干化热损失的主要原则是什么?

干化的热损失来自三个方面，

(1)热源：包括热源的类型、传输、储存、利用的条件。

(2)物料：包括污泥的湿度、粒度、粘度和污染物含量。

(3)工艺：包括工艺类型、路线、条件及其干化效率。

因此，一些可行的、相应减少以上内容热损失的原则就在于：

(1)热源：优化热源、换热器选择和组合，缩短传输距离，加强保温。

(2)物料：合理降低最终产品含固率(使之优化适应最终处置要求)，改善冷凝条件(如减少气量、分步冷凝等)。

(3)工艺：减少工艺步骤、缩短工艺路线，优化运行参数以提高干燥效率。

所有的干燥工艺都有自己的优点和长处，同时也有缺陷和不足。工艺方面继续优化的可能性虽然始终存在，但是调整余地已经不大。因此，最有可能获得直接经济效益的在于热源和物料相关条件的优化。