含油污泥的存量大,成分复杂,如果不能得到及时妥善处理将会严重破坏生态环境,甚至威胁人类的健康。微波干燥有着温升速度快、能量利用率高、选择性加热以及控制简单等特点。微波干燥技术可以实现含油污泥的快速干燥,可以作为含油污泥减量化处理的方式,也可以作为含油污泥资源化的预处理技术。本文从含油污泥的干燥实验出发,利用COMSOL多物理场仿真软件实现对含油污泥微波干燥过程电磁场-传热-传质耦合过程的模拟,并实现微波干燥设备加热均匀性的仿真优化和连续处理过程的工艺条件的优化,为含油污泥微波干燥设备的设计制造提供理论支持。本文首先进行了含油污泥的微波干燥实验。结果表明,含油污泥微波干燥过程可以分为升温干燥过程和恒温干燥过程,恒温干燥过程的失水量占总含水量的80%以上;对比不同功率下的微波干燥过程发现,随着功率的升高含油污泥的干燥速率明显加快,干燥时间缩短;含油污泥的微波干燥过程可以用二级反应来描述,干燥过程的表观活化能为18.3 kJ·mol-1,指前因子A和功率系数σ均与功率有关;通过含油污泥复介电系数测定实验,得出含油污泥的相对介电常数符合M-LLCM三相混合模型,并且根据此模型推测含油污泥的相对介电常数变化与油水乳化形式有关。在实验结果的基础上,本文使用COMSOL仿真软件构建了含油污泥微波干燥模型,所得的模拟结果与实验结果取得了较好的一致性;模拟结果发现,含油污泥微波干燥实验过程中样品内部确实有热点存在,热点处的干燥速率远大于其他部位,影响含油污泥的干燥效果;含油污泥的干燥过程是多物理场交互作用的过程,微波电场分布的改善、物料尺寸参数优化等均会影响微波加热的效果。针对在微波干燥领域应用较多的隧道式微波干燥设备进行了优化,计算所得圆柱形谐振腔尺寸为R210×200 mm。结果表明,负载位置为60 mm、负载宽度为170 mm、负载厚度为7 mm、波导转速为20 r/min时,可以取得较优的加热效率和均匀性;在对微波干燥器连续运行参数优化过程中发现,波导旋转可以将出口温度均匀性提高41.2%,含油污泥微波干燥过程采用一级预热、多级干燥方式进行,当物料运行速度为0.02 m/s、波导转速为20 r/min、一级预热器微波输入功率为6 kW时,物料的温度满足微波干燥过程的要求,微波干燥器处理量为98.1 kg/h,物料出口含水率可通过微波功率调节。