污泥薄層干化機(jī)的理論與實驗研究

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）24-0061-04

Abstract：Basedonthetwotheoriesofthin-layersludgedryingandwipedfilmevaporator，themainfactorsaffectingthe heattransfereficiencyofthin-layerdryerwerestudied.Throughprototypeexperiments，theefectsofrotationalsped，steam presureandinletmoisturecontentonheattransfereficiencywereinvestigated.Theresultsshowthat withinthestudiedworking range，increasingtherotationalspeedisconducivetotheimprovementoftheheattransfercoeficient；increasingthesteam presure，theheattransfercoefcientfirstdecreasesandthenstabilizes；increasingtheinletwatercontent，theheattransfer coeficientfirstdecreasesandthenincreases.Theexperimentalresultscanprovidereferenceforthedesignofsludgethinlayer drying machines.

Keywords： sludge； thin layer drying; heat transfer;experimental research；wiped film evaporator

污泥主要來自污水處理、油田開采和工業(yè)過程等產(chǎn)生的含固廢棄物。污泥中通常含有大量的污染物質(zhì)，如重金屬、病原菌、寄生蟲、有機(jī)污染物及臭氣等，因此需對其進(jìn)行無害化處理。其中以焚燒為核心的污泥處理技術(shù)是最徹底的處理方法。污泥含水率是影響燃燒的主要因素，在含水率 40% 以下才可實現(xiàn)自持燃燒。經(jīng)離心脫水后的含水率在 80% 左右，因此需要進(jìn)一步干化。

污泥常見的干化工藝設(shè)備類型有帶式、槳葉式、圓盤式和薄層式等。薄層干化機(jī)由帶加熱層的圓筒形殼體、殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子的驅(qū)動裝置組成。與其他類型設(shè)備相比，薄層式干化機(jī)在工作過程中，無需通入載濕空氣，因此具有更好的安全性、更少的尾氣含量和更高的干化效率。薄層干化機(jī)產(chǎn)生的二次蒸汽通過耦合熱泵技術(shù)進(jìn)行循環(huán)使用，能夠極大降低蒸汽用量。因此，在“雙碳”目標(biāo)下，具有更好的應(yīng)用前景。

薄層干化機(jī)的工作機(jī)理復(fù)雜，影響干化傳熱的因素較多[3-5]。本文通過原理樣機(jī)，考察轉(zhuǎn)速、蒸汽壓力和進(jìn)料含水率對過程傳熱系數(shù)的影響，為設(shè)備放大提供

數(shù)據(jù)支撐。

1 理論研究

污泥薄層干化的傳質(zhì)傳熱相關(guān)研究包括2種方式：一種方式是基于污泥本身，從干燥機(jī)理研究污泥中水分的有效擴(kuò)散系數(shù)及活化能。研究認(rèn)為，薄層污泥干燥是水分向外部遷移的過程。根據(jù)菲克第二定律的解析解，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)，不同時間污泥水分比MR的公式如下