【摘 要】
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我国城镇污水污泥的产量在逐年提升,污泥干燥是污泥处理处置中最重要的环节之一。喷雾干燥技术在污泥干燥领域具有重要地位,提高喷雾干燥效率,对降低成本有着重要的意义。本文基于喷雾干燥技术,对污泥在喷雾干燥塔内的干燥过程进行分析。本文针对含水量为83%的市政污泥,设计了一座处理量为50 kg/h的并流型喷雾干燥塔。依照流体力学和数值传热学等知识,建立了污泥喷雾干燥过程的数学模型。对空气进口方式为直流式的喷
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我国城镇污水污泥的产量在逐年提升,污泥干燥是污泥处理处置中最重要的环节之一。喷雾干燥技术在污泥干燥领域具有重要地位,提高喷雾干燥效率,对降低成本有着重要的意义。本文基于喷雾干燥技术,对污泥在喷雾干燥塔内的干燥过程进行分析。本文针对含水量为83%的市政污泥,设计了一座处理量为50 kg/h的并流型喷雾干燥塔。依照流体力学和数值传热学等知识,建立了污泥喷雾干燥过程的数学模型。对空气进口方式为直流式的喷雾干燥塔进行物理建模,利用Flue nt软件,对污泥在直流式喷雾干燥塔内的干燥过程进行数值模拟计算。改变喷雾锥角、入口空气温度和初始平均粒径等参数,分析塔内速度、温度、水蒸气含量及截面蒸发速率的变化规律。结果表明,随着喷雾锥角的扩大,颗粒的蒸发速率越高,在喷雾锥角为100°时,干燥塔内粘壁情况比较严重;提高入口空气温度,可以加快蒸发速率,但受限于喷嘴流量,入口温度由453K增大到473K时,对蒸发速率的提升效果不明显;颗粒越细化,蒸发速率越高,但同时会增大成本。在选取的最佳工况下,直流式喷雾干燥塔的整体蒸发效率为77.68%。本文改变了热空气的进气方式,对旋流式喷雾干燥塔进行物理建模。着重探讨了不同进气角度对塔内速度场和颗粒粘壁情况的影响,还分析了改变入口空气温度和初始平均粒径对温度、水蒸气含量以及截面蒸发速率的影响。结果表明:进气角度对干燥塔内流场的影响较大,随着进气角度的增加,塔内整体速度降低,颗粒粘壁情况减弱,进气方向和切向呈75°时,颗粒轨迹杂乱无章;入口空气温度越高,蒸发速率越大,当入口空气温度从453K升到473K时,对截面蒸发速率的提升作用不大;随着初始平均粒径的增大,截面最大蒸发速率在下降,80μm时截面最大蒸发速率为3.858×10-7kg/s,140μm时该值降到了2.461×10-7kg/s;颗粒直径越小,粘壁情况越严重。在选取的最佳工况下,旋流式喷雾干燥塔的整体蒸发效率为78.22%。
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