高濃度粘稠物料的泵送及流變特性試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高和城市建設(shè)以及工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，世界范圍的污染和能源消耗增加問題越來(lái)越引起人們的重視。首先隨著城市污水的增加，污水處理業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的污泥產(chǎn)量越來(lái)越大。其次我國(guó)是以煤為初級(jí)能源的經(jīng)濟(jì)大國(guó)，根據(jù)我國(guó)國(guó)情，加大煤炭洗選比例是潔凈煤生產(chǎn)的一條有效途徑，這勢(shì)必產(chǎn)生大量的洗煤泥，造成二次污染。因此污水處理的產(chǎn)物污泥和洗煤產(chǎn)生的洗煤泥即高濃度粘稠物料如何處理被廣泛地研究。國(guó)內(nèi)外的大量實(shí)踐表明，焚燒法是解決這一問題的有效途徑，

2、對(duì)高濃度粘稠物料減量化及資源化有著重要的意義。從流化床鍋爐燃燒洗煤泥、污泥的研究開始，將高濃度粘稠物料安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地送入流化床內(nèi)是保證高濃度粘稠物料穩(wěn)定、高效燃燒的前提。高濃度粘稠物料的流變特性是焚燒爐前給料輸送工藝設(shè)計(jì)和管道運(yùn)行不可缺少基本參數(shù)。 本文從高濃度粘稠物料的定義出發(fā)，對(duì)兩種高濃度粘稠粘稠物料(污泥和洗煤泥)的危害進(jìn)行分析。對(duì)用焚燒法處理高濃度粘稠物料時(shí)爐前的給料輸送進(jìn)行了研究，在闡述流體的分類、流變參數(shù)基本知

3、識(shí)的基礎(chǔ)上，綜合分析討論與給料輸送有很大聯(lián)系的高濃度粘稠物料的流變特性的影響因素、測(cè)量方法及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 本文以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，建立了污泥的流變模型，并對(duì)污泥溫度、污泥中的水分含量、添加劑、時(shí)間等因素對(duì)流變參數(shù)的影響作了定性與定量分析，揭示了其影響規(guī)律。利用Hakke旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量污泥的流變特性，得出了污泥是一種觸變性流體，并且隨著剪切速率的增加，污泥由屈服假塑性流體向賓漢流體轉(zhuǎn)化的結(jié)論。利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)得到了在無(wú)添加劑的情況下

4、，在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的測(cè)量范圍內(nèi)各種原始污泥污泥適合泵送的最低水分，四堡污泥適合泵送的最低水分為82.26％；平湖造紙污泥適合泵送的最低水分為84.28％；電鍍污泥適合泵送的最低水分為81.12％；遼河油田含油污泥適合泵送的最低水分為62.7％。此處的最低泵送水分是污泥泵送最低水分極限的必要條件。并且通過粘度計(jì)不同的程序設(shè)置來(lái)測(cè)量污泥的剪切速率、溫度、污泥中的水分含量、剪切時(shí)間、添加劑含量、粒度分布、污泥種類對(duì)流變參數(shù)的影響，得出了污泥的流變參

5、數(shù)隨溫度升高而降低、隨污泥中水分含量的增加而降低、隨剪切時(shí)間的增加而降低的規(guī)律。每種污泥自身存在一個(gè)最佳的添加劑用量和粒度級(jí)配。污泥漿體流變參數(shù)是由污泥的類型、污泥含水量、粒度分布、連續(xù)相性質(zhì)和漿體組成中所含有的添加劑共同決定的，沒有兩種漿體的流變參數(shù)完全相似。在興隆莊洗煤泥泵送實(shí)驗(yàn)裝置以及浙大高濃度粘稠物料泵送試驗(yàn)裝置上采用管道壓降法對(duì)興隆莊洗煤泥、海寧印染污泥、紹興污水污泥、遼河油田含油污泥進(jìn)行了流變特性試驗(yàn)，研究分析了高濃度粘稠物

6、料的流變特性和管道參數(shù)的計(jì)算方法，得到了在一定水分下、一定剪切速率范圍內(nèi)的本構(gòu)方程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著剪切速率的增加，這幾種物料完成了從屈服——假塑性流體到賓漢流體的轉(zhuǎn)化；在實(shí)驗(yàn)水分范圍內(nèi)，高濃度粘稠物料的屈服剪切應(yīng)力、剪切應(yīng)力、表觀粘度和流動(dòng)阻力隨污泥中水分含量的增加而降低，含水量為27.5％的興隆莊洗煤泥為泵送的最低水分極限，符合經(jīng)濟(jì)性原則并適合泵送的是含水量為28％的興隆莊洗煤泥。遼河油田含油污泥的泵送實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)量