太阳能干燥污泥的研究(7)

Ｍ＝Ｍ。＋４１ｅｘｐ（一Ｋ】ｆ）＋ｚ２ｅｘｐ（一Ｋ２ｆ）（５－１４）Ｍｅ＝１０．６８９５—０．３２３９ｔ一３，９４８Ｖ＋Ｏ．００２３ｔ２一Ｏ０５６５Ｖ２＋Ｏ０７５４ｔＶ（５－１４ａ），４１＝１５．８９７６一Ｏ．３４４４ｔ一２０．２６２５Ｖ＋１２７２１６９＋ｏ．００４８ｔ２＋１２０９０６ｖ

７．３４７９２—０．０２４６ｔＶ＋３６１５２４Ｖ６ｐ一０．７７１妒ｔ（５－１４ｂ）

３，

第五章干燥过程的模拟计算

Ｋ１＝一０．００３—０．０００２ｔ＋０．０４９６Ｖ一０．０５７６（０—０．０２８７Ｖ２＋０．３６２‘０２（５—１４ｃ）Ａ２＝一１２．９４５２＋０．４６７６ｔ＋８．１６１４／，Ｉ一８．９０９５Ｔ一０００４５１２—５．６６２１Ｖ２＋４４１４５６；０２（５—１４ｄ）Ｋ２＝１．０３７４—５６．３６９９ｔ一１４．２７３Ｖ一０．００９１々ｏ＋２５，１９ｔ２—２６４０１３３Ｖ２＋１１６．９６０５∞２（５－１４ｅ）

表５—７污泥（５Ｂ）的双项指数模型参数

★５Ｂ污泥的干燥方程

ＭＷ－－．Ｍ。＋Ａｌｅｘｐ（一ＫＩｒ）＋Ａ２ｅｘｐ（一Ｋ２ｆ）（５—１５）Ｍｅ＝７．２４４４—０．１５８６ｔ一７．２５７５Ｖ一２．１９９４（０＋０．００１２ｔ２＋２．０７５９Ｖ２

０．４５８１ｑ）２＋１３．７９４７脚一０．１１５２叫（５－１５ａ）Ａ１＝３９．７２８６—１．５０３９ｔ＋４．６４９Ｖ一０．６４１３々ｏ＋０．０１０６ｔ２—４．７８４６Ｖ一

５８３３８７妒２＋０．２８７１ｔＶ一８８３６６９矿凹＋１３５１妒ｔ（５—１５ｂ）Ｋ１＝一０．０２０２＋０．００８ｔ＋０．０３２６Ｖ—Ｏ．０１００ｑ，一０．００１ｔＶ＋０１４３７Ｖ‘ｏ—Ｏ．００ｌ３叫（５—１５ｃ）Ａ２＝５．５４６—０．５５６ｔ＋４０７６０７Ｖ一２５５７９８ｃｐ一０．０００２ｔ２—２２４７８９Ｖ２

１９７６４６ｐ２＋０．１８２３ｔＶ一１５２．６４４脚十３．３１２７卵ｔ（５—１５ｄ）Ｋ２＝７．８３１７—０．１４７４ｔ一８．３３９３Ｖ—Ｏ．９５８１舻＋０．０００３ｔ２＋２．１７８５Ｖ２

３２．０５４ｑ）２＋０．０９５２ｔＶ一８．２５１矿口＋０．２７６ｑ，ｔ（５－１５ｅ）

第五章干燥过程的模拟计算

★８Ｑ污泥干燥方程

Ｍ＝吖。＋ＡＩｅｘｐ（一ＫＩｒ）＋Ａ２ｅｘｐ（一Ｋ２ｆ）（５—１６）Ｍｅ＝３．８５０１—０．０４０５ｔ一３．５２４６Ｖ一４．００７２｛ｏ＋００２４５ｔＶ＋１７３２３８矿妒一０．０７４々ｏｔ（５－１６ａ）Ａ１＝一９．６１６２＋０．６４８３，一３１．７０４６Ｖ＋３５．９４８６‘ｏ＋Ｏ．００３８ｔ２十２２．３４３６Ｖ＋

５２８，５４０３（０２—０．３８９３ｔＶ＋１７９．５２６３矿妒一５．６１１９叫（５—１６ｂ）Ｋ１＝一０．００６２＋０．０００４ｔ＋０．０１３６Ｖ一０．０４５３乒，一０．０００６ｔＶ＋０１６５４Ｖ々ｏ一０．０００３叫（５—１６ｃ）Ａ２＝１，６７３３—０．０１２２ｔ一１．５３７５／／．一７．２２９９ｑ）一０．００１７ｔＶ＋１７３７２Ｖ（ｏ＋０．０７２３叫（５－１６ｄ）Ｋ２：一８０４４５８＋４．６４８１ｔ一１３０．６９３Ｖ十３７．２３４８口。一０．０２６２ｔ２＋７４．３０６１Ｖ２＋

１５３．０８２８９２—０．９７１６ｔＶ＋５４１．４５７８№一８．１２８２１９０ｔ（５—１６ｅ）

表５－９污泥（ＳＢ）的双项指数干燥模型参数

工况编号ｌ２３４５６７８９１０Ｍｅ０１９０．１５７０．１０３Ｏ２７７０９４８０５５９０．２６７０．２１７０５０４０３７２ＡＩ３５９３３６３９２．９３７３．２９５２．２６６ｌ２７８２８４ｌ３１６６２７６９１．８８３Ｋ１０．００８Ｏ．００９０．０７６０．０ｌＯ００７Ｏ０１５０．０ｌＪ０．０ｌｌ０．０１６０．０１４Ａ２０４３３０４２５０５５ｌＯ６９２０．９２７２．１２８１．０１９０７１３０７４９ｌ８８３Ｋ２００１２００１４０．００９０．０１１１．１０６０００９００１５００１３Ｕ０２２０，０１４★８Ｂ污泥干燥方程

Ｍ＝Ｍ。＋Ａｌｅｘｐ（－Ｋ１ｆ）＋Ａ２ｅｘｐ（一Ｋ２ｆ）（５—１７）Ｍｅ＝２０．７６７一Ｏ．８３９２ｔ＋１０．６７９７矿一１２．６１６２妒＋０．００４３ｔ２—９０５４７Ｖ２—

８１０９１６妒２＋０．２１３７ｔＶ一７０．８２１３脚＋１５３１２伊７（５—１７ａ）

第五章干燥过程的模拟计算

ＡＩ＝一８．０３１２＋０．３３３５ｔ一１１５００７Ｖ＋２７９１５２‘ｐ＋０００６４ｔ２＋１１６５３３Ｖ２＋

６３４．１３４９ｃｐ２—０．４０４１ｔＶ＋１７５１２０３Ｖ≮ａ一５．６８７８（ｐ１（５－１７ｂ）ＫＩ＝０．１９７１一０００４５ｔ一０．１９３４Ｖ一０３２８７１ａ＋０．００４９ｔＶ一０１８５４Ｖ‘０＋０，００９６。吖（５－１７ｃ）Ａ２＝２９．９９９５—１３６７２ｔ＋３８．１６７８Ｖ一３４．６７１２６ｐ＋００００５ｆ２—２５７３１３Ｖ２—

６３２６５７９）２＋０．５７２３ｔＶ一２８５０６９Ｖ６ｐ＋７．０８９３ｃｐｔ（５－１７ｄ）Ｋ２＝１５．１１７５—０．４３０９ｔ一６．０６６５Ｖ一３．３７７１口＋Ｏ．００２９ｔ２一Ｏ．０７１８Ｖ２—

１７．９０４３伊２＋００９４７ｔＶ十８．３７９２Ｖ６ｐ＋０．０６６５６ｐｔ（５—１７ｅ）

一日邑罩§巴铝一一．旦曼一芑§＆重

Ｏ∞ｌ∞’∞ｍⅫｍ１∞，∞∽∞３∞

ｄｒ／Ｉｎｇｔｉｍｅ１（ｍａｎ）ｄｒｙ旧ｌｉｒｎｅ１（州ｎ）

］Ｊ

鼍里豆一至巴帚一量，叫胡—１■叫爿一

ｄ州ｎ口目ｍ’（一ｎ）＼＼一０５０１００爹鎏＇∞如Ｄ肇一２５Ｄ湖

ｄｒｙｉｎｇｍｍｅｔ（耐ｎ）

图５－５不同重量不同形状污泥的干燥曲线拟合【

第五章干燥过程的模拟计算

（ｑ

ｐ－霎至善９８＆１口ｓ｜。￡—母旦／乏芑坠吾Ⅲ

Ｏ∞１００１５０卸蛳枷０５０１０８１５０２００２５０３００

ｄｒｙｉｎｇｆｄｒｎｅ１（州ｎ）ｄｒｙｉｎｇｔｉｍｅｔ（ｒａｉｎ）

图５－６相同风速的干燥曲线拟合图５－７相同温度的干燥曲线拟合从图５—１～图５－７中可以看到，拟合曲线与实验数据吻合较好，说明双项指数模型可反映污泥干燥的一般规律，式５－１２～式５一１７分别给出了不同形状不同重量污泥的干燥方程，此方程可在更广泛的范围内预测污泥干燥的一般性规律，对于太阳能干燥污泥的实际应用有一定的参考价值。

５．２．３误差分析

由图５—１～５—７可以看出，实验曲线和模拟曲线存在一定的偏差。这是由于实验装置本身、测量仪器本身及数据测量存在一定的误差，分析如下：

５．２．３．１实验装置

１管道保温差，致使空气集热器出口至干燥室入１：３（约１ｍ长管段）温度降低４。０Ｃ

～９０Ｃ：

２阀门密封性不好，风速过大时（大于２ｍ／ｓ）排气阎门漏风严重。

５。２。３．２实验过程

１整个实验在室外进行，有多种不可控制因素，实际上是变工况干燥。除干燥室的风速用可控硅调遽风机来控制外，干燥室温度及相对湿度均在一定范围内波动，但变化不大。为了分析污泥的干燥特性。近似认为干燥室的温度在特定工况下为定值（平均值）。这样会导致计算结果的误差。

２环境风速变化较大，极不稳定，这样会使干燥室与环境的对流换热系数变化较大，而计算过程中采用平均值计算，从而带来误差。

３实验过程中，污泥称重时要开启下料口，会有一部分新风由此进入干燥室，导致干燥室内温度有所下降，影响到干燥室内的工况稳定，同时污泥称重过程在室钋进行，受室外风速和测量精度的影响，Ｉ乜存在误差。

此外数据处理过程中所取干燥速率是一段时间的平均速度，动态值与静态值

３７

第五章干燥过程的模拟计算

也存在偏差。

５．２．４污泥的脱水量计算

为验证太阳能干燥污泥的可行性，对本实验装置在各工况下的脱水量作以估算。由于干燥系统仅调速风机耗能，个别工况由于天气原因采用辅助热源，耗能极少，因此对系统能耗不作计算。

０５

Ｕ７

图６－１污泥能量平衡简图

污泥的能量平衡方程式

热空气与污泥的对流换热量＋温室接受的太阳辐射热量＋辅助热源供热＝水分蒸发过程吸收的热量＋污泥与盖板的辐射换热＋污泥的蓄热，其中物籽的蓄热部分及污泥与盖板的辐射换热很少，计算中可以忽略。即：

Ｏｐ＋函＋Ｑｉ＝Ｑｗ

式中；（５－１８）

Ｏｐ一污泥与热空气的对流换热量，龟ｐ＝ＡｐＨｐ（ｔｌ一毛）

７ｒ～干燥室内空气的平均温度，ｆ，＝（ｆ。＋ｔＯ）／２

ｆ。一干燥室内污泥的平均温度（５－１９）印～干燥室内污泥的总换热面积—印一污泥与空气间的换热系数

函～污泥接受的太阳辐射量

Ｑｓ＝ＡｓＨＲｈ（ｆｌａ），

式中：爿ｓ一污泥的总表面积（订）

ｇ一污泥吸收率，０。９（５－２０）口～玻璃的透过率，０．８５

Ｑｗ一污泥中水分蒸发吸收热量

ｇｗ＝ｍ（ｄｏ—ｄ１）ｘ旷＋（≯（』』一ｌ。）＋，。（Ｃｐｌ，一Ｃｗ）Ｊ

Ｃｗ一水的定压比热，Ｃｗ＝４．ｔ８（／ｄＩｋｇ．。Ｃ）（５—２１）

ｒ一水的汽化潜热，Ｕ／ｋｇ

印。一水蒸气的定压比热，取为１８４５ｋ／／ｋｇ．。Ｃ

第五章干燥过程的模拟计算

一个干燥周期内不同季节各工况下可干燥的污泥量见表６－１，６－２所示。

表５—１０秋冬季节各工况下的脱水量

表５－１１春夏季节各工况下的脱水量

表中：Ｑｐ、Ｑｓ、Ｑｉ、Ｄ分别为一个干燥周期内的对流换热量，污泥接受的太阳辐射量、辅助热源提供热量及污泥的脱水量。

本实验主要采用对流方式干燥污泥，与德国采用的辐射式干燥器的平均干燥速率（０．４８ｋｇ／ｈ．ｍａ～０．５５ｋｇ／ｈ．ｍ２）相比，由表６—１，６—２可以看出，两个季节的平均干燥速率（０．５３ｋｇ／ｈ．ｍ２，０．９ｌｋｇ／ｈ．ｍ２）均高于其平均速率，从理论上来讲，其干燥效率高于直接辐射式干燥器，有一定的应用前景，但同时运行费用也会相应提高，其实际应用还有待于进一步研究。