环保行业垂直门户网站

新闻
  • 新闻
  • 产品
  • 企业
当前位置:环保 > 技术 > 正文

【实验研究】微波干燥技术处理市政污泥

北极星环保网来源:城市建设理论研究2016/11/8 21:20:22我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污泥处理 污泥干化 污泥含水率

由污泥温度变化曲线图可知,污泥在微波辐射下,温度迅速升高至100℃,污泥中的水分子优先吸收微波,产生热能使污泥升温;此后污泥温度恒定在100℃,此阶段污泥中的水分迅速蒸发,微波能转化为水蒸发所需的热能,因此污泥温度保持不变;随着污泥含水率的下降,污泥中的固体开始吸收微波,污泥固体温度迅速上升(系统设定污泥温度为120℃时,停止微波辐射)。

2.3 微波干燥效能分析

不同功率下微波干燥污泥能耗变化如图6所示。

由图可知,实验开始的4分钟内,微波能主要转化为污泥升温的热能,水分蒸发量较小,因此污泥干燥效能较高。此时,高功率微波使污泥快速升温,干燥效能降低。随着实验的进行,污泥温度达到水的沸点100℃,大量水分子从污泥内部扩散到污泥表面,再从表面逸出,微波能转化为水分子蒸发焓,污泥干燥效能降低。当污泥温度均达到100℃时,微波功率越低,污泥干燥效能越低,其中400W时,干燥效能为1.47kWh/kg水。微波辐射10分钟后,污泥含水率较低,干燥效能缓慢升高。这主要是因为污泥水分蒸干后,固体组分吸收微波,使微波干燥效能升高。

2.4 微波干燥经济性分析

2.4.1 污泥干燥理论能耗及成本计算

设污泥起始温度20℃,常压下汽化温度为100℃,微波能量转化率η取80%,水比热4.2kJ/kg℃,100℃时水的蒸发焓ΔvapHm(100℃)=40.63kJ˙mol-1(即2257kJ/kg),电价按0.7元/kWh(1kWh=3600kJ)。

①1kg含水率80%污泥处理至含水率50%所需能量W总:

1)污泥升温所需能量:

W1=4.2*1000*0.8*(100-20)=269kJ

2)水分蒸发所需要的能量:

W2=2257*(1000-1000*0.2/0.5)=1354kJ

3)所需能量W总=(W1+W2)/η=2029kJ

4)将1kg含水率80%的污泥处理至含水率50%的成本N:

N=W总/3600*0.7=0.394元。

②1kg含水率80%污泥处理至含水率30%所需能量W总:

1)污泥升温所需能量:

W1=4.2*1000*0.8*(100-20)=269kJ

2)水分蒸发所需要的能量:

W2=2257*(1000-1000*0.2/0.7)=1612kJ

3)所需能量W总=(W1+W2)/η=2351kJ

4)将1kg含水率80%的污泥处理至含水率30%的成本N:N=W总/3600*0.7=0.457元。

③1kg含水率80%污泥处理至含水率10%所需能量W总:

1)污泥升温所需能量:

W1=4.2*1000*0.8*(100-20)=269kJ

2)水分蒸发所需要的能量:

W2=2257*(1000-1000*0.2/0.7)=1755kJ

3)所需能量W总=(W1+W2)/η=2530kJ

4)将1kg含水率80%的污泥处理至含水率10%的成本N:N=W总/3600*0.7=0.492元。

污泥干化后热值约为1500大卡/kg,即6300kJ/kg,3吨干燥污泥相当于1吨4500大卡燃煤[8]。1kg含水率80%污泥含0.2kg干污泥,热值约为1260kJ。

理论计算结果:含水率80%的污泥处理至50%时,成本为394元/t污泥;处理至30%时,能耗为650kWh/t污泥,成本为457元/t污泥;处理至10%时,能耗为910kWh/t污泥,成本为492元/t污泥。

2.4.2 经验公式计算污泥干燥能耗及成本技术

工业微波干燥固体的能耗经验值约为1.3kWh/kg水,含水率80%的污泥处理至50%时,能耗为780kWh/t污泥(按80%含水率算),成本为546元/t污泥(每度电0.7元);处理至30%时,能耗为929kWh/t污泥,成本为650元/t污泥;处理至10%时,能耗为1011kWh/t污泥,成本为707元/t污泥。

2.4.3 微波干燥污泥实验能耗及成本计算

含水率82%污泥进行微波干化实验,处理至含水率为50%时,干燥污泥能耗为867kWh/t污泥(以每度电0.7元算,约607元/t污泥);处理至含水率为30%时,干燥污泥能耗为1133kWh/t污泥(793元/t污泥);处理直含水率10%时,干燥污泥能耗为1300kWh/t污泥(910元/t污泥)。污泥干燥成本比较如表1所示。由表1可知,实验干燥污泥成本远高于理论成本及经验成本,推测原因,微波加热产生的水蒸气不能及时排走,消耗微波能。

3 结论

微波干燥技术可高效降低污泥含水率,含水率82%的机械脱水污泥通过微波干燥后含水率降至10%以下。微波功率越高,污泥干燥速度越快,干燥能耗越大。微波法干燥污泥减量效果明显,处理速度快,但运行成本较高。

环保技术人员学习成长交流群
志同道合的小伙伴全在这里

投稿联系:0335-3030550  
邮箱:huanbaowang#bjxmail.com(请将#换成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

推荐阅读

MBBR工艺工作原理及应用特点
本文主要介绍了移动床生物膜工艺的的工作原理,探
火电厂脱硫废水零排放技术分析
国务院发布“水十条”以来,国家将强化对各类水污
几种垃圾焚烧炉排的介绍
众所周知,炉排系统是炉排式垃圾焚烧炉中最核心的
软化树脂知识点详细讲解
水处理树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂,阳离子树
烟道设计培训资料
火力发电厂,烟道设计培训,从七个方面介绍了烟气
热词检索:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

关闭