城市污泥低温干化技术研究进展

我国污泥产量和堆存量巨大,给环境带来巨大压力。污泥含水率高,要使污泥得到有效处理,必须先将污泥干化。总结了污泥低温干化特性的研究概况,重点阐述了包括污泥太阳能干化技术、污泥热泵干化技术、污泥低温真空脱水干化技术、污泥低温射流干化技术以及烟气余热干化技术在内的污泥低温干化技术的研究进展,分析了各种污泥低温干化技术的优缺点,并介绍了污泥低温干化技术的发展趋势。     

利用水泥窑炉尾烟气干化污泥的参数优化研究

目前城市污泥处置方式主要有填埋、焚烧、堆肥等,这些方法都必须经过干化处理环节,利用水泥窑炉尾气余热干化处理污泥,不仅处理成本低,而且减少了烟气废热对环境的影响,在国内已有多个工程案例。为进一步降低污泥干化成本,需要对工艺参数进行优化。针对利用水泥窑炉尾烟气间接干化污泥系统,选择烟气出口温度T2及饱和蒸汽温度t作为优化参数,建立优化模型,采用MATLAB方法,用fminsearch函数求得不同烟气温度T1下综合收益比b的最佳值以及最优工况点,并分析出了综合收益比b、总收益NPV、初步投资C(T2,t)和污泥处理量G(T2)与最优工况点的关系。     

烟气干化污泥对颗粒物的去除作用及其影响因素

基于利用烟气余热的污泥低温干化技术,通过模拟试验和结合工程实践,首次分析研究了污泥对烟气中颗粒物的去除作用及其影响因素.结果表明,被试的四种污泥对烟气中PM_2.5、PM₁₀和TSP的去除率分别为18%~42%、32%~55%和39%~62%,污泥对烟气中PM_2.5去除率的大小与污泥的细微结构和有机质含量相关联,烟气中颗粒物的去除率随污泥堆积密度和污泥含水率的增加而增加,随污泥粒度的增加而减少,污泥粒径变小时,污泥中水分更容易蒸发成微小水滴,有利于烟气中的细小颗粒物被吸附和凝结.     

利用烟气低温废热干燥处理印染污泥的中试

介绍一种利用烟气低温废热日处理印染污泥36t的中试系统,可一次将含水<80%的印染污泥直接干燥成含水10%~40%的干污泥,干污泥呈小颗粒状,全部可送入循环流化床锅炉燃烧以利用其热能。干燥系统内贫氧,避免污泥在干燥过程中爆燃现象;干燥系统设备及管道壁面附着1层约4mm左右的干硬保护层,阻止了烟气对设备及管道的腐蚀,运行安全。该系统也可适用于生化污泥、城市污泥及造纸污泥的处理。     

污泥干化焚烧技术工程实例分析与探讨

为有效实施新型、环保的污泥处置技术,充分发挥污泥焚烧技术处理速度快、还原率高、能量可重复使用等优势,对市政污泥干化焚烧系统及其处理工艺工程实例进行分析,包括污泥预处理系统,焚烧系统,余热锅炉和烟气净化系统,以期妥善处理、处置污泥,实现污泥的资源化利用,保护生态环境.     

锅炉废气流化床污泥干化塔的热力计算与分析

利用锅炉尾部废烟气(120～190℃)干化市政污泥,降低污泥含水率可达到后继合理利用。从三方面对污泥干化进行了分析:1)干燥后污泥含水率与污泥处理量关系;2)入口烟温、流量与污泥处理量关系;3)干燥后烟气相对湿度影响因素分析。结果表明:提高入口烟温、流量,污泥出口含水率都可以提高污泥处理量,高入口烟温、流量下,污泥处理量受含水率的影响更大;污泥出口含水率高时,入口烟温提高使污泥处理量提高增大显著;入口烟气流量愈高,入口烟温提高对污泥处理量的增加愈大。干燥后烟气相对湿度与入口烟温有关,干燥之后的烟气的相对湿度离饱和状态较远,此温度范围内的出口烟气湿度还有较大的余量。     

接触式污泥干化过程中SO_2吸收率的动态变化

根据接触式污泥干化工艺的实际运行参数,通过模拟试验,研究了污泥在干化过程中对烟气中二氧化硫(SO2)吸收率的动态变化及其影响因素,并对导致吸收率变化的原因进行了理论分析.结果表明,污泥对SO2的吸收率随干化温度的升高和气体流速的增大而减小,含水率为55%和75%的污泥对SO2的吸收率分别从干化温度80℃的16.0%和25.0%降至干化温度160℃的6.0%和7.0%,这是因为干化温度升高和气体流速增大,促使污泥水分加速蒸发,从而影响SO2从气相通过气膜向气液界面传递和扩散的过程,最终导致污泥对SO2吸收率的下降;污泥对SO2的吸收率随SO2浓度的增加没有明显的变化;污泥吸收SO2后,pH值降低表明了污泥吸收SO2发生了酸碱中和反应,污泥红外光谱证明污泥对烟气中SO2的吸收是一个化学吸收过程.     

通风强度对市政污泥生物干化中试效果的影响

将污泥与树皮按照一定比例混合,利用自主研制的滚筒式污泥生物干化中试系统进行实验,通过对温度、含水率、O2和CO2浓度、挥发性固体(VS)、p H等参数的检测,研究了通风强度对市政污泥生物干化效果的影响.结果表明,通风强度对污泥生物干化有较大影响,通风强度(以VS计)为120 L·(h·kg)-1时,最高温度达到66℃,55℃以上高温可以维持40 h以上,111 h后污泥最终含水率可以降低至56%;生物干化过程中p H始终保持在6.5~8.5之间,不会影响微生物生命活动;滚筒式污泥生物干化反应器能够使反应器内基质均一性良好,对利用滚筒式反应器实现污泥连续流处理提供参考.     

燃煤电厂脱硫废水零排放技术综述与应用研究

水资源的日益匮乏及严格的环保要求,使得燃煤电厂废水零排放势在必行。脱硫废水零排放是实现燃煤电厂废水零排放的关键和难点。脱硫废水零排放技术主要包括蒸发结晶技术和利用烟气余热干化技术,两种技术各有优缺点。利用烟气余热干化的旁路烟气直接干化技术具有投资成本和运行费用低,不产生新的固废,设备系统简单,蒸发效果好,运行维护方便等优势,粉煤灰氯离子含量满足国家综合利用标准,经工程实践验证,具有推广价值。     

污泥余热干化技术及其经济性分析

我国污水处理厂每年都会产生大量的污泥,其复杂的成分及高含水率制约污泥的有效利用,如何降低污泥的含水率是其资源化利用的关键。首先调研了污泥产生及成分,从污泥干化的典型工艺及设备、干化过程的环境污染与控制、污泥干化过程的尾气处理和污泥干化经济性分析4个方面对污泥干化技术进行阐述,指出污泥余热干化是污泥实现节能、经济及环保的有效处置方式。     

人为热对广州高温天气影响的数值模拟个例分析

基于广州市2009,2000和1990年工业、交通、生活能源统计数据,通过能源清单法估算出广州市对应年份的人为热排放量,再通过在WRF模式中引入2009,2000和1990年的下垫面数据和人为热排放方案,对2005,2012和2017年广州市的3次持续高温过程进行模拟,从而评估不同年代人为热排放水平对广州市极端高温天气的影响.结果表明,模拟的2m气温较为准确,能合理模拟出城市地区的热岛效应,但对极端高温的模拟略有偏低,而引入人为热有助于改善模拟结果.在case2012中,2009,2000和1990年3种人为热排放水平使广州城市下垫面的平均气温分别上升0.53,0.44和0.13℃,热岛强度增强0.43,0.38和0.13℃.3个模拟个例的结果均表明,日间的人为热排放比夜间大,但夜间气温及热岛强度的变化比日间要明显.     

连铸钢坯二冷段喷嘴性能的实验研究

根据非稳态传热学原理,通过对大试样进行单侧加热,另一侧喷水的实验方法,对连铸二冷段喷嘴的热态性能进行了实验研究。根据实际生产条件,对不同喷水压力和不同喷水距离下,喷嘴传热系数关系进行了研究;实验结果表明:相同实验条件下,水喷嘴的传热系数高于气水喷嘴,而在均匀冷却方面,气水喷嘴更具有优势;无论哪一种喷嘴,随着喷水压力的增加,总体趋势传热系数都在增大,而随着喷水距离的增加,传热系数都在降低;同时,相同实验条件下,双喷嘴的冷却效果优于单喷嘴的冷却效果。     

热管在空调热回收中的应用

空调系统的排风中存在大量低位热能。热管传热系数高,结构简单,是空调系统低位热能回收的有效手段。介绍了热管的结构特点、种类和原理,对目前常见的空调热回收装置进行了对比,论述了国内外热管技术的研究现状及其在空调热回收方面的应用。证明热管在降低能耗、减少热污染和环境保护方面有明显的优势,具有良好的经济和社会效益。同时也简述了当前的热管技术中存在一些问题和未来的发展方向。     

方舱传热试验方法研究

阐述了方舱传热系数的意义,介绍了美国材料与试验学会标准ASTM E 1925《刚性壁再配置结构的工程和设计标准规范》和GJB 2093《军用方舱通用试验方法》中方舱传热试验方法,从传热学理论和实际试验2方面对方舱传热试验进行了研究.结果表明,按照GJB 2093中热电偶的布置要求,在舱内整个立体空间内并不能真正达到温度...     

沈阳2007年城市热岛研究

城市热岛现象是城市气候灾害之一,随着城市化进程的迅速发展,城市热岛现象也越来越受到关注。城市密集的人口分布和汽车保有量的不断增加,加剧了城市热量排放加上越来越多的城市路面被水泥和沥青所代替,城市热岛现象必然会越来越严重。通过对沈阳及郊区康平、法库2007年常规气象资料进行热岛特征分析,并对12月25日全年热岛强度最高日进行风场、温度场、温度廓线、流场的分析。得出结论:沈阳市白天热岛强度比夜晚强,夜晚热岛强度比较低,有时会出现冷岛;沈阳冬天热岛强度最强;沈阳雪天或雨天热岛强度最强;沈阳热岛强度>2小时数冬天最多;通过对强热岛日的分析,白天污染重,有逆温存在,地面气流稳定,天气形势稳定,风速小,易出现强热岛。     

立式加热炉节能减排可行性研究

大庆油田原稳装置采用立式加热炉,烟气中存在大量的废热。在现有装置运行中,烟气直接排放,浪费了大量的热量。通过在实验装置中可回收废热资源及废热回收技术研究,采用热管技术回收烟气废热,用于预热空气,不仅会节能降耗,给企业创造可观的经济效益,还会减少大气污染,创造良好的社会效益。     

污水处理过程水温变化模型构建与验证

污水处理是一个复杂的生物、物理及化学反应过程.污水水温直接影响到污染物生物处理效果,并对污水处理运行能耗产生重要影响.另一方面,污水中也蕴含着相当热能,是潜在可以回收的低品位能源,加以利用则有望实现污水处理碳中和运行.然而,现有研究很少涉及污水处理厂污水进、出水水温变化及其影响因素;工程中也只强调冬季保温,并无法从微观角度认识处理过程水温变化规律.为此,研究尝试构建污水处理过程水温变化热量衡算模型,涵盖污水生化反应、机械传热、环境热传递和水蒸发热损失等4个主要涉热过程.与此同时,收集北京某污水处理厂实际水温、气温数据,借助热量平衡图来模拟污水处理过程中水温变化,并对理论模型参数进行校验和修正.通过参数敏感性分析,可以评价不同参数对水温热量的影响程度.基于这些工作,一个污水温度变化模型被构建成功,可用于指导实际污水处理厂水温控制或余温热能回收过程,可助力污水处理厂节能降耗、甚至实现碳中和目标.     

北京主城区人为热排放的时空特征研究

利用源清单法对北京主城区的人为热进行研究,得出不同热源排放总量与时空特征并进行小区验证.结果表明：主城区的人为热年排放总量为1.11×10¹⁸J/a,为太阳辐射总量的8.1%,其中建筑排热占人为热排放的45.3%,交通和工业部分分别占30.1%、20.2%;人为排热总量最大的为朝阳和海淀区,占主城区总量的52.2%,最少的东城和大兴区均占7.7%;主城区平均排放强度为14.55W/m²,最大为西城区82.30W/m²,大兴区仅为2.61W/m²;人为热排放高值区多集中于北二环与北四环内,约为60~100W/m²,少数街道和地区排热在150W/m²以上,最高排热强度272~376W/m²为北京CBD区,人为热结果与遥感反演的地表温度有一定的正相关关系;交通排热的月变化不显著,日变化系数在09：00、18：00左右较高,建筑排热在不同季节不同时刻均有明显差别,出现“双峰”现象,同人们作息规律相一致.     

人粪便序批式好氧堆肥热平衡分析

利用以锯末为载体的Bio—LuxS15型生态卫生设备,进行人粪便连续堆肥试验。在90天的试验周期内,每天定时定量投加1kg粪便,分析了系统的输入热量与输出热量组成和热量平衡。试验结果表明,水蒸发速率随着反应时间而增加,其值在1．1kg／d～5．1kg／d的范围内。反应器温度维持在50℃～60℃时下,输入热量的77．2％-99．5％主要用来进行水分的蒸发,在保证堆肥反应器中含水率维持在50％-60％的前提下,减少多余水分可有效减少热量消耗。整个过程无臭无味,通过外加热源,可以保证高含水率粪便堆肥化顺利的进行。     

液气燃料烟气的最大余热量与节能率计算研究

在中国能源结构中,燃油与天然气所占比例迅速上升.燃烧后排烟温度一般为160℃~180℃,仍含有较多能量,可以二次利用.本文通过对液、气体燃料中具有代表性的0号轻质柴油及天然气烟气的余热量与节能率进行计算,发现低温烟气余热中的水蒸气余热量占有很大比例,柴油烟气为55.08%,天热气烟气为79.41%.回收烟气余热,尤其是其中水蒸汽的潜热对低温烟气的热回收具有重要意义.若有效回收利用,既是对一次能源的二次利用,更符合"十三五"期间国家节能减排的相关政策要求.