熱干化是利用熱能將污泥中水分快速去除的一種處理工藝。污泥中水分的去除主要經(jīng) 歷蒸發(fā)和擴(kuò)散兩個(gè)過程。
蒸發(fā)過程是指物料表面的水分汽化.由于物料表面的水蒸氣壓力低于介貢（氣體〉中 的水蒸氣分壓，水分從物料表面移入介質(zhì)。
擴(kuò)散過程則是指與汽化密切相關(guān)的傳質(zhì)過程，當(dāng)物料表面水分被蒸發(fā)掉后，物料表面 的濕度低于物料內(nèi)部濕度，此時(shí).內(nèi)部水分受熱能的推動(dòng)作用轉(zhuǎn)移到表面。
蒸發(fā)過程和擴(kuò)散過程之間的持續(xù)、交替進(jìn)行基本上反映了污泥熱干化的機(jī)理。熱干化 是由表面水汽化和內(nèi)部水?dāng)U散這兩個(gè)相輔相成的過程來完成的^ 一般來說，水分的擴(kuò)散速 度隨著污泥顆粒的干化度增加而不斷降低，而表面水分的汽化速度則隨著干化度增加而增 加。由于擴(kuò)散速度主要是由熱能推動(dòng)的，對于熱對流系統(tǒng)來說，干化機(jī)一般均采用并流工 藝，多數(shù)工藝的熱能供給是逐步下降的，這樣就造成在后半段高干化度產(chǎn)品干化時(shí)速度的 降低。對于熱傳導(dǎo)系統(tǒng)來說，當(dāng)污泥的表面濕度降低后，其換熱效率急速下降，因此必須 有更大的換熱表面積才能完成最后一段的蒸發(fā)
污泥熱干化意味著水的蒸發(fā)。水分從環(huán)境溫度（假設(shè)為20°C)升溫至沸點(diǎn)（約 100°C),每升水需要吸收大約336kJ的熱量，之后從液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀�，需要吸收大量的�?/span> 量，每升水需要吸收大約2264kJ的熱量（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下），因此蒸發(fā)每升水最少需要約
2600kJ的熱能。
在常用的污泥干化工藝中.為了安全，常將工作溫度控制在85°C時(shí)左右，每升水從 20°C升溫至85°C需吸熱273kJ，在85t時(shí)汽化需耗熱量相差不大，因此常以2600kJ每升 水蒸發(fā)量作為干化系統(tǒng)的“基本熱能”。
輸入干化系統(tǒng)的全部熱能有4個(gè)用途：加熱空氣、蒸發(fā)水分、加熱物料和彌補(bǔ) 熱損失。蒸發(fā)水分耗熱量和輸入熱能之比為干化系統(tǒng)的熱效率，通過盡量利用廢氣 中的熱量，例如用廢氣預(yù)熱冷空氣或濕物料，或?qū)U氣循環(huán)使用•也將有助于熱效 率的提髙。
熱干化的工藝類型
化和半千化工藝
污泥熱干化中所謂的全干化和半干化的區(qū)別在于熱干化產(chǎn)品的含水率不同。這一概念 是相對的，全干化指較高含固率的類型，如含固率85%以上；而半干化則主要指含固率 在60 %左右的類型。
處置目的不同，則要求的含固率不同。若污泥熱干化的目的是衛(wèi)生化，則必須將污泥 干化到較高的含固率，最高可能要求達(dá)到90%。此時(shí)，污泥所含的水分大大低于環(huán)境溫 度下的平均空氣濕度，回到環(huán)境中時(shí)會(huì)逐漸吸濕。若污泥干化的目的僅是減量化，則有不 同的含固率要求。
有些污泥干化工藝可以將濕污泥處理至含固率60%左右，而這時(shí)的處理量明顯高于 全干化時(shí)的處理量。其原因有兩個(gè)，首先對于干化系統(tǒng)而言，蒸發(fā)水量決定了干化機(jī)的處 理量，當(dāng)物料的最終含水率較高（半干化）時(shí)，需要蒸發(fā)的水量要少于最終含水率高的情 況（全干化），單位處理時(shí)間內(nèi)可以有更高的處理量。其次污泥在不同的干化條件下失去 水分的速率是不一樣的，當(dāng)含濕量高時(shí)失水速率高，相反則降低，大多數(shù)干化工藝需要 20〜30mm才能將污泥從含固率20%干化至90%。
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