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1、1、污泥干燥的意义12、污泥干化方法12.1干化-焚烧22.2干化-微肥23、干燥机的选择23.1喷雾干燥23.2流化干燥33.3气流干燥33.4回转圆筒干燥44、传动装置的选择64.1链传动64.2齿轮传动65、抄板设计方案选择76、参考文献91、污泥干燥的意义随着我国城市人口数量的增加和经济的发展，环境污染日益严重。人们环境 意识也随之增强，对环境质量要求的日益提高必然使越来越多的污水需要被处 理。在污水处理能力的快速发展过程中，一个曾被忽视，而今又必须面对的问题 是伴随着污水处理能力的提高，污水处理的中间产物（污泥），并没有得到妥善 的处理。这是大量的污泥存放在城市边缘或郊区的一些耕地中
2、，占用大量的土地 也给周边环境严重的污染，也使污泥成为新型的污染来源。因此，认清我国污泥 处理的现状，不断寻求新型污泥处理方法，利用合理的途径解决好城市发展和城 市发展中带来的环境污染问题成为我们当前最紧迫的课题。城市污泥是在城市处理污水的过程中产生的固体废弃物。城市污泥成分复 杂且与城市污水的水质、污水处理厂所采用的工艺流程以及工业废水占总污水处 理量的比重等密切相关。污泥所含有很高的水分，体积一般也较大，其中含有大 量氮、磷、钾、多种微量元素和有机质等可利用成分，也含有有毒、有害、难降 解的有机物、重金属、病原菌及寄生虫等有害物质。这些有害物如果处置不当， 可能对生态环境和人类自身造成很大
3、危害。因此，寻求经济有效的污泥处理具有 非常重要的现实意义和经济意义。总之，对于我国这个农业和工业大国，要使城市污泥的产生、处理与环境保护之间达 到一个良好的平衡，最佳途径是污泥的资源优化利用，使之变废为宝。因此本课题的现实意 义就显得尤为重要。2、污泥干化的方法污泥处理的主要方式有填埋、填海和干化。填埋法最为简单，成本也低，但是其缺点也是显而易见的。填埋污泥会占去 大量的土地，而且如果不经处理直接填埋，一旦污泥中含有的大量有害物质渗入 地下、污染土地和地下水，就会造成二次污染。其次污泥填海虽然简单，污泥复杂的成分对海洋生物产生重要的威胁，破坏 海洋生态系统，危及人类的安全。而污泥干化是利用热
4、能将污泥中水分快速蒸发的一种处理工艺。污泥干化工 艺主要包括：转筒干化、流化床干化、盘式干化、输送带干化、回转圆筒干化、 离心脱水干化等。其特点是:集约化机械化减量化无害化稳 定化 资源化。干化后的处理方法很多，这里我们重点介绍干化-焚烧和干化- 微肥这两种方法。2.1干化-焚烧焚烧作为一种比较新颖的处置方式，近年来已在欧洲一些发达国家得到了大 规模的应用。污泥焚烧是将污泥置入焚烧炉内，在加入过量空气的情况下进行完 全焚烧。焚烧后最终污泥含水率接近为零，极大限度的减少污泥体积。在所有的 污泥处置中，焚烧方法产生的剩余物最少，但由于污泥的成分复杂，焚烧后会产 生有毒气体，在采用干化焚烧后要充分考
5、虑焚烧中的气体处理问题。如若处理不 好气体排放问题，将会带来更大的环境污染问题。特别是在污泥焚烧过程中产生 的有毒气体，一旦流入空气轻者危害人的健康，重则威胁到人的生命。2.1干化-微肥微肥同样也是另一种新型的工艺处理方法，也已等到了最广泛的应用。它是 将经过干化好的泥土经过生物处理制成肥料。这些肥料可以用在很多方面，如耕 地、沙化的土壤等。与干化-焚烧相比，干化-微肥更为经济、环保。3干燥机的方案选择污泥干化工艺主要包括：喷雾干化、流化床干化、气流干化、输送带干化、 回转圆筒干化、离心脱水干化等。各种干化工艺可按照干燥机的形式不同进行分类，也可按照热介质与污泥是 否接触而分为间接加热和直接加
6、热，还可根据干化系统是否需要“干泥返混”进 行分类。3.1喷雾干燥喷雾干燥是利用雾化器将原料液分散为雾滴，并在热的干燥介质中干燥而获 得的固体产品的过程。干燥原理图如下图所示（1）喷雾干燥优点：干燥过程非常迅速；可直接干燥成粉末；由于瞬间蒸发，设 备材料选择要求不严格；但干燥室有一定负压，保证生产中的卫生条件，避免粉 尘在车间内飞扬；生产效率高，操作人员少。喷雾干燥的缺点：设备较复杂，占地面积大，一次投资大；需要空气量多； 热效率不高，热消耗大。而对于本次研究处理的污泥，产物的特性由：污泥的比重大有一定的粘性， 易结块等，固不易使用喷雾处理进行干燥。3.2流化床干燥流化床干燥又称沸腾床干燥器，
7、是将散粒状的固体物料通过螺旋加料器加入 流化床干燥器中，空气由鼓风机送入燃料室，经加热后送入流化床底部再经分布 板与固体物料接触，形成流化态，达到气固相的热质交换。干燥好的物料由排料 口排出。流化床的干燥特点：要求物料为无凝聚作用的散粒状物料的干燥，设备简单， 生产能力大，热效率高。这与污泥的特性背道而驰，固排除此种干燥方案。3.3气流干燥气流干燥设备广泛应用在粉状物料的干燥，其流程图如图（2）所示。炭气图3-1吒流T-燥装置工艺流程门1載风机；2-空气加热器；3加料骼：4-于燥管;5 -旋转阀匸6-旋风分离器：丁一凤机被干燥的物料直接由加料器加入气流干燥管中，空气由于鼓风机送入燃料 室，加热
8、后，进入气流干燥管的底部。高速的热气流，使加入的粉粒物料加入并 分散地悬浮在气流中，在气流加速和输送的过程中完成对湿物料的干燥。气流干燥的特点有：有效传热，传质量大，容积传热系数高，但气流干燥同 样不适用于粘附性很强的物料，如泥土、污泥等。此外，对于干燥过程中易产生 的微粉和不易分离的物料，以及需要空气极大的物料不宜使用此种方法来进行干 燥处理。34回转筒干燥回转圆筒干燥机，也叫转筒式污泥干燥机，是一种干燥大物料的干燥机。由 于运转可靠、适应性强、处理能力大，广泛使用于冶金、建材、轻工等部门。它 是由低速旋转的倾斜圆筒及燃烧炉，加料器，旋风分离器，洗涤器等主要设备构 成。转筒式污泥干燥机一般适
9、用于颗粒状物料，也可用部分掺入干物料的办法干 燥粘性膏状物料或石含水率较高的物料（如污泥）。十1-热源2-上料机3-进料机4-跑带5-大齿轮6-回转滚筒7-引风机8-卸料器9-出料机此种干燥设备的简图如上图所示。在这种干燥设备中被干燥的物料与热风直 接接触。按照热风与物料之间的流动方向可分为并流式和逆流式。在并流式中热风与物料移动方向相同时，入口处温度较高的热风与湿含量较 高的物料直接接触。因而物料处在表面汽化阶段，故产品温度仍然大致保持湿球 温度。出口侧的物料虽然温度在升高，但此时的热风温度已经降低，故产品的温 度升高不会太大。因此选用较高的热风入口温度，不会影响产品的质量。另外， 对于附着
10、性较大的物料，应选用并流干燥。在逆流式中，热风流动方向和物料移动方向相反。对于耐高温的物料，采用 逆流干燥，其最为显著的特点是热利用率高。干燥器的空气出口温度在并流式中 一般应高于物料出口温度约10 -20 C。在逆流式中空气出口温度没有明确规 定，但设计时采用100 C左右 作为出口温度比较合理。在本次设计中我们才用 90 C的干燥器出口温度。综上所述，转筒式污泥干燥机的优点是生产能力大、适用范围广、流体阻力 小、操作上允许波动范围较大、操作方便。缺点是设备复杂庞大、安装、拆卸工作量大、一次性投资大、占地面积大、 填充系数小、热损失较大。根据污泥的特性：粘性大，体积大等的特点，回转圆筒干燥机
11、最为适合于污泥的干燥处理，固本方案采用回转圆筒干燥机进行设计计算。4. 传动装置的选择对于干燥机传动方案的选择，我们在这里米用两种传动方式:一种是链传动, 一种是齿轮传动。4.1链传动方案一：链传动。链传动是以链为中间挠性元件的啮合传动。链传动的整体 尺寸较小，结构较为紧凑；同时，链传动能在高温和潮湿的环境中工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本也低，在远距离 传动时，其结构比齿轮传动轻便。但只能实现平行轴间链轮的同向传动；轮转时 不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易产生跳齿；工作时，有噪音；不宜用于在 载荷变化较大、高速和极速反转的地方。同时维护也较为困难。4.2齿轮传动方
12、案二：齿轮传动。其主要特点有：高效率、结构紧凑、工作可靠、传动稳 定。可根据不同的使用场合，选择不同的材料和轮齿的形式。维护方便，适用于 多种不同的场合。但与链传动相比唯一的缺点是：造价一般比链传动要高得多。其重要的失效形式有：轮齿折断（整齿折断和局部折断）、齿面磨损（造成 轮齿变薄后折断）、齿面点蚀（发生在节线处，由于接触强度不足）、齿面胶合 （高速重载的条件下易产生）、塑性变形（工作条件不稳定）等。可根据不同的 使用场合参照齿轮的失效形式，选择不同的材料和轮齿的形式。但一般此种方法 费用较高。综上所述，结合本次干燥机的设计，要求传动机构的实用性强，方便可行, 使用寿命长，易于维护且用于高速
13、重载的场合等。在本次方案中采取齿轮转动的 设计思路。尽量选取合理的材料，设计符合污泥干燥机要求的轮齿形式，尽可能 的降低生产成本。5. 抄板的方案选择抄板是回转圆筒干燥机的重要组成部分，筒壁和抄板与气流接触时被加热， 从而热物料，通过转筒的不停转动物料不停地翻滚。抄板的形式决定了物料的打 碎和与热风接触的情况，所以在回转圆筒干燥过程中，抄板的选择尤为关键。抄板的形式有升举式、均布式、扇形式、蜂巢式、翻动式等如图a. 升举式用于大块的物料和易于粘结在转筒壁上的物料，当转筒转动时，抄板将 物料从堆积处带起来，分别带到各种高度再倾斜下去，以增加物料与气体的接 触面积。这种方法方便简单易于维护、清洗但
14、会引起气体的分层现象，填充效 率低。b. 均布式适合用于分散的小块物料。c. 扇形式适合用于块状较脆的物料和不很分散的重度大的物料。其内 部的撒板可做成互不相通的扇形分区，而各部分又都有升举式的抄 板。d. 蜂巢 适合用于易生粉尘的细碎物料，可采用封闭的小格抄板。物 料在全部时间内都是堆积在格板上，当转筒转动时，由于物料被翻动 而产生了新的气化表面。此种方法干燥时被带走的物料少，将热量集 聚在金属上可减轻气体分层现象。e. 翻动式 这种与前几种不同的地方在于抄板本身是活动的，当转筒转 到不同的位置，抄板的倾斜角度各不相同。用此种方法的好处是为了 加强物料的翻动和气固接触面积，有利于充分的传热和
15、传质，并减少 颗粒破碎以及减少尾气含有的粉尘量。综上所述，介于经济型，便于清理、维护以及考虑到各种抄板的适用性 要求，结合本次设计内容干燥物料为污泥，其比重大，有一定的粘性，易结 块等的特点本次设计才用升举式的抄板形式，但由于升举式的抄板没有特点 的打碎作用而且易产生气体分层现象，在本次设计中，在升举式的抄板中加 入一个像打碎机一样的装置。这样即解决了气体分层现象又可是污泥打碎， 充分与气流接触，提高了干燥效率。6 参考文献1. 金国淼 干燥设备 化学工业出版社20022. 王宝和王喜忠干燥装置设计手册化学工业出版社20053刘向东于才渊常用工业干燥设备及应用化学工业出版社20044濮良贵机械设计西北工业大学出版社20045吴宗泽机械设计课程设计手册 高等教育出版社20066钱可强 机械制图高等教育出版社20107濮良贵机械设计西北工业大学及机械零件教研室20058.孙恒机械原理高等教育出版社20069机械设计手册减速器和变速器机械设计手册委员会199010机械设计零件设计手册机械工业出版社199811.化工设备图册机械工业出版社200013. 李建国几种常用干燥设备的简捷计算方法2010年3期14. 袁军城市污水污泥转筒式直接干化研究上海交大200915. 直接转换热式列管回转干燥机干燥
