为初步探寻含水污泥的热解动力学机理,在不同升温速率下利用热重-差热(TG-DTA)分析仪对干燥污泥和含水污泥进行了热分析对比实验.根据Coats-Redfern法,采用11种常见机理函数对不同升温速率下干、湿污泥的热解主体阶段进行线性模拟,并结合Malek法筛选出最为合理的机理方程,求解其动力学参数.结果表明:干燥污泥的TG曲线有1个明显失重段,而含水污泥的TG曲线则出现2个失重区间;高升温速率可在一定程度上促进反应的进行,有利于提高污泥有机质的转化率.
利用小型热泵干燥试验台,对污泥干燥过程含水率、空气参数(温度、相对湿度)及热泵参数(制冷工质参数、排水量、能耗等)的变化进行了试验测试,并着重对干燥速率、能量回收率及影响因素进行了分析。试验显示,依靠外热源预热后,污泥干燥过程仅依靠热泵回收的排气余热供热,干燥箱内平均温度可达63℃,最高达71℃。干燥箱内温度的高低取决于受制冷工况影响的热泵供风温度。污泥干燥速率随空气温度升高和相对湿度的降低而增大,湿基含水率从42.6%到18.74%的平均干燥速率为0.123%/(m·min)。热泵干燥回收排气余热的节能效果显著,并随热泵排水量的增加而增大。平均能量回收率为39.1%,最大值为48.9%和最小值为23.6%,分别发生在热泵排水量最大和最小的阶段。
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