太阳能干燥技术及其应用探究
21世纪以来，中国的现代化发展速度迈入崭新的阶段，但环境恶化、资源枯竭等问题也愈发严重。污水产量连年攀升，而污泥作为污水处理的“副产物”，其有效处理率却始终处于较低水平，给生态环境造成了巨大危害。超高的含水率是引发这些问题的根源。污泥的干燥脱水过程需要大量的能耗输入，由此产生了高昂的运营成本，让污水处理厂不堪重负，降低污泥处置经济成本成为当务之急。 太阳能干燥技术依托太阳能这种绿色能源，符合新发展理念要求。本文针对污泥干燥处置，分析了农村远郊地区和城市乡镇中心不同的地域特点，提出面向农村远郊地区发展传统太阳能温室，面向城市乡镇中心发展新型太阳能流化床两种干燥处置方式。太阳能温室利用其温室效应的特征，具有低成本、低能耗和除菌效果显著等优点;太阳能流化床结合高温太阳能集热技术与流化床高换热面积的特性，具备快速干燥的潜力。 全文结合计算机模拟技术，利用CFD软件包FLUENT建模，分别对两种干燥处置方式进行了讨论分析。太阳能温室的集热温度达64℃以上，具备干燥作业的能力;其结构设计将通风口和排湿口设计在同一侧壁的对角位置，能量耗散最低;干燥作业时需配合通风策略，建议风速3m/s，由湿度控制排湿周期。太阳能流化床应用槽式技术集热温度达227℃以上，具备快速干燥的潜力，80℃以上开始干燥作业;流化床鼓风系统的出气量应大于0.5m3/min;最利于干燥的生物质与污泥的添加比为1∶2。最终综合经济成本及干燥效率，构建了新型太阳能流化床中试实验干燥系统，并依次进行了集热以及干燥实验。集热结果显示槽式集热单位面积晴天的有效功率达0.49kW，多云时达0.25kW;干燥实验显示60％含水率污泥40min可降至40％左右，同等时间50％含水率污泥可降至30％，实验证明太阳能流化床具备快速干燥的性能，对于解决城市污泥堆积问题具有巨大潜力。 全文最后关于太阳能干燥技术的拓展应用进行了初步探索，针对乳胶干燥应用太阳能进行了计算分析评估。
污泥;干燥处理;太阳能温室;太阳能流化床
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
谭天伟
2018
中文
X703.1
131
2018-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）