高濃度粘稠物料的泵送及流變特性試驗研究.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，我國的污泥產(chǎn)量越來越大。其次我國是以煤為初級能源的經(jīng)濟大國，根據(jù)我國國情，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。國內(nèi)外的大量實踐表明，焚燒法是解決這一問題的有效途徑，

2、對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)計和管道運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)，對兩種高濃度粘稠粘稠物料(污泥和洗煤泥)的危害進行分析。對用焚燒法處理高濃度粘稠物料時爐前的給料輸送進行了研究，在闡述流體的分類、流變參數(shù)基本知

3、識的基礎(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、測量方法及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 本文以實驗為基礎(chǔ)，建立了污泥的流變模型，并對污泥溫度、污泥中的水分含量、添加劑、時間等因素對流變參數(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)粘度計測量污泥的流變特性，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)粘度計得到了在無添加劑的情況下

4、，在實驗設(shè)定的測量范圍內(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。并且通過粘度計不同的程序設(shè)置來測量污泥的剪切速率、溫度、污泥中的水分含量、剪切時間、添加劑含量、粒度分布、污泥種類對流變參數(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、隨剪切時間的增加而降低的規(guī)律。每種污泥自身存在一個最佳的添加劑用量和粒度級配。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驗裝置以及浙大高濃度粘稠物料泵送試驗裝置上采用管道壓降法對興隆莊洗煤泥、海寧印染污泥、紹興污水污泥、遼河油田含油污泥進行了流變特性試驗，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。實驗結(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；在實驗水分范圍內(nèi)，高濃度粘稠物料的屈服剪切應力、剪切應力、表觀粘度和流動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驗驗證了利用旋轉(zhuǎn)粘度計測量