滇池疏浚淤泥的干燥特性及干燥模型研究.pdf

1、疏浚淤泥量多且富含有益成分，資源化利用價(jià)值較高。然而疏浚淤泥的高含水率特性卻限制了其資源化利用的快速發(fā)展。因此，如何快速有效地將疏浚淤泥的含水率降至合理范圍已成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。
　　本文通過滇池疏浚淤泥的干燥研究，探討對(duì)流、微波、紅外及化學(xué)調(diào)控對(duì)淤泥干燥特性的影響。引入干燥模型進(jìn)行數(shù)值模擬，得出Modified Page-I模型最適合疏浚淤泥三種干燥方式的干燥模擬，同時(shí)計(jì)算出干燥過程中的水分?jǐn)U散系數(shù)、活化能等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。主要研究

2、結(jié)果如下:
　　(1)對(duì)流干燥結(jié)果表明:應(yīng)用Fick擴(kuò)散模型，得到50％～85％初始含水率的疏浚淤泥在120℃下干燥的有效擴(kuò)散系數(shù)介于5.283×10-9～7.337×10-9 m2/s之間，5～40 mm厚度的疏浚淤泥在100～160℃下干燥的有效擴(kuò)散系數(shù)的變化范圍為2.497×10-9～9.955×10-8 m2/s，其值與溫度、厚度呈正相關(guān);根據(jù)Arrhenius公式建立溫度與有效擴(kuò)散系數(shù)的關(guān)系，得到疏浚淤泥干燥時(shí)蒸發(fā)水分所

3、需的活化能介于9.87～16.73 kJ/mol之間。
　　(2)微波干燥結(jié)果表明:高含水率疏浚淤泥在高功率下噴濺現(xiàn)象明顯，干燥后淤泥表面呈蜂窩狀;功率超過280 W可明顯縮短不同厚度疏浚淤泥干燥時(shí)間，提高干燥效率;經(jīng)計(jì)算，功率為280 W時(shí)，疏浚淤泥的微波干燥單位能耗在各厚度下均處于較低的數(shù)值，能量利用更加充分，而功率達(dá)到700 W時(shí)，疏浚淤泥的微波干燥單位能耗一直處于降低趨勢(shì)，能量利用逐漸趨于合理化。
　　(3)紅外干燥

4、結(jié)果表明:紅外線對(duì)疏浚淤泥的穿透作用并不強(qiáng)，不能快速降低含水率;應(yīng)用Fick擴(kuò)散模型，計(jì)算得到120～160℃下不同初始含水率疏浚淤泥紅外干燥的有效擴(kuò)散系數(shù)介于3.504×10-9～6.908×10-9 m2/s之間，其值與溫度呈正相關(guān)，與初始含水率呈負(fù)相關(guān)，最后由Arrhenius方程計(jì)算得到蒸發(fā)水分所需活化能數(shù)值介于8.82～16.41 kJ/mol之間;5～40 mm厚度疏浚淤泥在120～160℃下紅外干燥的有效擴(kuò)散系數(shù)的變化范圍

5、為2.525×10-9～78.61×10-9 m2/s，其值與溫度、厚度呈正相關(guān)，蒸發(fā)水分所需的活化能介于4.19～17.09 kJ/mol之間。
　　(4)單獨(dú)添加1％～4％LYG-1對(duì)疏浚淤泥的紅外干燥起到了保水作用，其保水效果與初始含水率呈正相關(guān)，添加量達(dá)到5％時(shí)對(duì)干燥起促進(jìn)作用，經(jīng)計(jì)算添加量為5％時(shí)存在較高的有效擴(kuò)散系數(shù)。當(dāng)添加復(fù)合藥劑時(shí)，單獨(dú)加入LYF-2對(duì)干燥效果的促進(jìn)作用最大，在不同溫度下均有較高的有效擴(kuò)散系數(shù)，經(jīng)計(jì)