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针对污泥高含水率、体积大的特性,造成处理难度大等一系列问题,经带式压滤机、液体污泥脱水离心机和过滤器,使污泥的含水率降到65%~80%左右,但是还不能满足污泥后续处置(如堆肥、卫生填埋等)所要求的含水率,所以必须对污泥进一步热干燥减容化处理。首先介绍传统污泥干燥的原理和特点,并阐述了污泥在干燥过程中的温度、速度、时间及含水率的变化,然后对改进的污泥干燥的原理和特点进行探讨。最后,总结出过热蒸汽对流与传导联合干燥节能突出、高温灭菌等优点及停车结露等缺点,简要叙述了过热蒸汽对流与传导联合干燥在污泥干燥方面的发展前景。在脱水污泥干燥过程中,污泥中的水分扩散是一个复杂的过程,其中可能包括分子扩散,毛细流动,努森流,水的吸收动力学和表面扩散流。所有现象的合成是指由Fick第二定律的有效扩散系数。而干燥的活化能是指在干燥过程中蒸发单位摩尔的水分所需的启动能量。为研究污泥薄层在过热蒸汽干燥和热风干燥过程中有效扩散系数及活化能,搭建了常压内循环式干燥试验装置。在160~280℃温度下,分别对4、10mm污泥薄层进行过热蒸汽干燥和热风干燥。利用Fick扩散模型,建立有效扩散系数和干燥时间的关系,试验得到4mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为7.1515×10-9~2.4852×10-8m2/s和1.2414×10-8~2.2769×10-8m2/s;10mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为1.9659×10-8~5.8811×10-8m2/s和2.8042×10-8~5.6095×10-8m2/s。根据Arrhenius经验公式建立有效扩散系数与温度的关系,得到4、10mm污泥薄层过热蒸汽干燥和热风干燥的平均活化能分别为21.173、18.085和9.485、11.191kJ/mol。用Midilli薄层干燥模型模拟得出的过热蒸汽干燥与热风干燥有效扩散系数和活化能与试验值基本吻合。研究结果表明:当温度超过260℃时,过热蒸汽干燥的有效扩散系数比热风干燥有效扩散系数大。过热蒸汽干燥有效扩散系数随温度增加的趋势近乎成一条斜直线,而热风干燥的有效扩散系数增加趋势则是曲线性,说明热风干燥过程中存在氧化、燃烧的可能。该文可为污泥薄层干燥有效扩散系数数值求取及过热蒸汽干燥逆转点温度确定提供参考。