微波作用下煤泥强化污泥干燥及能耗特性研究
2024年 第S2期
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作者:
王光宇
张凯华
张锴
单位:
华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点试验室
摘要:
煤泥作为微波吸收剂能够实现污泥低能耗和快速干燥。通过自行搭建的微波干燥装置,研究了煤泥掺入对污泥微波干燥速率及脱水能耗的影响,深入分析了恒速干燥阶段和降速干燥阶段掺入煤泥强化污泥微波干燥的动力学机理。结果表明:500 W功率下掺比0~30%的煤泥,能够明显缩短干燥总时间、大幅提高脱水速率。由于煤泥的介电常数较高,因此煤泥污泥混合物能够吸收更多的微波能,且煤泥中残留的碱金属和碱土金属会形成热点效应,进一步提高了混合物的干燥速率,导致200 g污泥完全干燥所需总时间由42.3 min缩短为27.6 min,恒速阶段脱水速率由0.021 g [水]/(g [干物质]·min)提升为0.031 g [水]/(g [干物质]·min),比原污泥提升了14.2%(10%)~47.6%(30%)。煤泥污泥混合后恒速干燥阶段脱水能耗最低,远低于预热升温阶段和降速干燥阶段,且添加0~30%的煤泥能够将原污泥恒速干燥阶段脱水能耗从8.20 kJ/g降低到6.92 kJ/g(掺比30%),在500 W功率下脱水能耗随煤泥掺比的增加而降低。通过对比5种动力学模型,恒速干燥阶段和降速干燥阶段的动力学特征可以分别采用线性模型和修正Page模型(Ⅰ)来描述,煤泥的添加能够将原污泥恒速阶段的模型斜率由0.032 min-1增大到0.048 min-1,降速阶段的速率常数从0.041 min-1提高到0.056 min-1。
关键词:
污泥
煤泥
微波干燥
微波吸收剂
能耗
动力学
图表:
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引用格式:
[1]王光宇,张凯华,张锴.微波作用下煤泥强化污泥干燥及能耗特性研究[J].洁净煤技术,2024,30(S2):223-229.