基于太陽能CPC聚光干燥技術(shù)的印染污泥干化樣機(jī)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)

【摘要】：紡織印染業(yè)是浙江傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),但污染排放較大。對(duì)于印染污泥的處理處置問題,還沒有針對(duì)性解決方法,主要是借鑒城市污泥的處理方法,無法實(shí)現(xiàn)資源化。在能源日益短缺、環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天,清潔、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)地干化印染污泥是發(fā)展趨勢(shì)。本文就浙北地區(qū)印染企業(yè)的發(fā)展形勢(shì),提出以印染污泥“就地混燒”的資源化利用為目的處理路線,通過對(duì)太陽能干燥技術(shù)和污泥低溫干燥技術(shù)、熱泵干燥技術(shù)的研究,首次提出了熱泵輔助式太陽能聚光干燥的設(shè)計(jì)思路；結(jié)合CPC聚光集熱技術(shù)、真空集熱管結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)筒干燥的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)并制作了轉(zhuǎn)筒式CPC聚光干燥器樣機(jī),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)模擬測(cè)試。主要的成果如下：(1)設(shè)計(jì)并搭建了熱泵輔助式太陽能污泥干燥實(shí)驗(yàn)臺(tái)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析了干燥管內(nèi)空氣和內(nèi)壁在一天內(nèi)的溫度變化趨勢(shì),驗(yàn)證了干燥管的溫度已達(dá)到實(shí)際干燥需要,可實(shí)現(xiàn)的溫度范圍在60℃-110℃。在無熱風(fēng)情況下,一天內(nèi)維持在60℃以上的干燥時(shí)間在6個(gè)小時(shí)。在熱風(fēng)介入下,可保證在光照不足時(shí)的干燥溫度,實(shí)現(xiàn)全天候正常工作。(2)進(jìn)行了印染污泥干燥實(shí)驗(yàn),記入在不同的溫度(60℃、80℃、90℃)、不同的顆粒大小(6mm、8mm、10mm)的三種干燥模式下所需要的干燥時(shí)間。分析了干燥管內(nèi)橫向溫差對(duì)于物料干燥的影響。同時(shí)與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥器相比,干燥轉(zhuǎn)筒的設(shè)計(jì)有利于保持物料的原始形狀,太陽能聚光集熱管的設(shè)計(jì)可降低了干燥筒沿物料前進(jìn)方向上的溫差。(3)本文制作的轉(zhuǎn)筒式CPC聚光集熱干燥管的集熱效率可在40%左右。通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得出試驗(yàn)樣機(jī)可實(shí)現(xiàn)的印染污泥日處理量在10.678kg/(d·m2)左右。理論上推算,300m2的接受面積可實(shí)現(xiàn)每天3.2噸的處理量,基本達(dá)到了浙北地區(qū)中小型印染企業(yè)的處理需要。同時(shí)相比于單獨(dú)用電加熱送風(fēng)干燥,太陽能熱風(fēng)聯(lián)合加熱干燥的耗電量降低了40.63%,單獨(dú)太陽能加熱干燥耗電量降低了73.3%。(4)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析計(jì)算,得出在提供熱風(fēng)80℃時(shí)三種干燥模式下印染污泥的能耗分別為0.551KW·h/kg,0.181KW·h/kg,0.928KW·h/kg。參考目前浙江工業(yè)用電平均成本1元／度,得出三種模式下的污泥的處理成本551元／噸、181元／噸、928元／噸。 【關(guān)鍵詞】：印染污泥 太陽能 干燥器 CPC聚光 實(shí)驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 印染污泥的來源、危害及處置12-15
• 1.2.1 印染污泥的來源12
• 1.2.2 印染污泥對(duì)環(huán)境的污染12-13
• 1.2.3 污泥處理處置技術(shù)及印染污泥的處置13-15
• 1.3 印染污泥的太陽能干燥和混燒資源化利用15-19
• 1.3.1 污泥干燥技術(shù)概述15-16
• 1.3.2 太陽能干燥污泥的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 污泥低溫干化技術(shù)研究發(fā)展17-18
• 1.3.4 污泥混燒研究發(fā)展18-19
• 1.4 本文的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容19-21
• 1.4.1 研究目標(biāo)19-20
• 1.4.2 研究內(nèi)容20-21
• 第2章 印染污泥“就地混燒”處理路線和太陽能干燥裝置設(shè)計(jì)21-31
• 2.1 “就地混燒”資源化的處理路線21-23
• 2.2 太陽能干燥裝置的設(shè)計(jì)23-26
• 2.2.1 CPC聚光集熱技術(shù)23-24
• 2.2.2 熱泵干燥技術(shù)24-25
• 2.2.3 轉(zhuǎn)筒干燥技術(shù)25-26
• 2.3 熱泵輔助式太陽能印染污泥干燥流程系統(tǒng)26-29
• 2.3.1 干燥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)26-29
• 2.3.2 干燥裝置的特點(diǎn)29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第3章 轉(zhuǎn)筒式CPC聚光干燥器設(shè)計(jì)與樣機(jī)制作31-45
• 3.1 聚光鏡設(shè)計(jì)制作31-35
• 3.1.1 聚光鏡數(shù)學(xué)分析31-34
• 3.1.2 聚光鏡的制作34-35
• 3.2 轉(zhuǎn)筒式集熱干燥管設(shè)計(jì)制作35-42
• 3.2.1 工作原理35-36
• 3.2.2 集熱管的傳熱計(jì)算分析36-41
• 3.2.3 太陽能真空集熱管設(shè)計(jì)制作41-42
• 3.3 轉(zhuǎn)筒式CPC聚光集熱干燥器設(shè)計(jì)制圖和實(shí)物制作42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 熱泵輔助式太陽能干燥裝置的測(cè)試實(shí)驗(yàn)45-61
• 4.1 干燥實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建45-47
• 4.1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)45-46
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備46-47
• 4.2 干燥管實(shí)驗(yàn)測(cè)試47-54
• 4.2.1 干燥管內(nèi)壁面在有無熱風(fēng)介入的溫度情況48-51
• 4.2.2 干燥管內(nèi)空氣在有無熱風(fēng)介入的溫度情況51-54
• 4.3 三種干燥模式下的印染污泥干燥實(shí)驗(yàn)分析54-57
• 4.3.1 三種干燥模式下的干燥時(shí)間54-55
• 4.3.2 污泥顆粒干燥前后的實(shí)物效果55-56
• 4.3.3 干燥裝置在實(shí)際工業(yè)工程中的可行性56-57
• 4.4 干燥管內(nèi)不同位置的溫度測(cè)試分析57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 熱泵輔助式太陽能干燥裝置分析61-70
• 5.1 CPC聚光干燥管的集熱效率61-62
• 5.2 印染污泥的干燥模擬生產(chǎn)測(cè)試62-65
• 5.2.1 干燥裝置的日處理量62-63
• 5.2.2 干燥過程中的能耗分析63-65
• 5.3 印染污泥處理成本分析65-67
• 5.3.1 三種干燥模式下的耗電成本65-66
• 5.3.2 以就地混燒為目的處理方式下的成本分析66-67
• 5.4 干燥過程能量利用效率計(jì)算67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-70
• 第6章 全文總結(jié)與展望70-72
• 6.1 全文總結(jié)70-71
• 6.2 展望71-72
• 附錄72-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果80

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