低温污泥干化设备流场优化数值模拟分析

刘 亚，蒋红光，肖 波，毕永伟，夏茂川，杨童，田彩星

（中建环能科技股份有限公司，四川 成都 610000）

摘  要：低温污泥干化设备在实际运行中存在着污泥出口含水率达不到设计要求、出口污泥湿度不均的现象，经初步分析为干燥室空气流场分布不均的原因。利用数值模拟仿真软件对低温污泥干化设备流场进行优化，通过在干燥室入口布置“八”字型导流板和出口布置斜板的方式，改善了网带中污泥与空气的接触情况，最上层网带入口的速度Cv值从48.7%降低至20.5%。最下层网带入口速度Cv值由52.4%降低至31.5%，污泥干燥室出口速度Cv值由30.5%降低至10.4%。经过工程验证：通过布置导流板，提高干燥室空气速度均匀度，可将污泥出口含水率由优化前的70%含水率降低至优化后的40%含水率，达到了设备脱水量达10t/h的设计要求。

关键词：低温污泥干化；数值模拟；优化分析

基  金：CSCEC-2021-Z-4 市政污泥的低成本、无害化处理及资源化利用关键技术研究与工程示范

Numerical simulation analysis of flow field optimization of low-temperature sludge drying equipment

Liu ya Jiang Hongguang Bi Yongwei  Xia Maochuan  Yang Tong

China Construction Environmental Energy Technology Co., LTD

Abstract：In the actual operation of low-temperature sludge drying equipment, the moisture content of sludge outlet does not meet the design requirements, and the moisture of sludge outlet is uneven, which is the cause of uneven distribution of air flow field in drying chamber. Numerical simulation software was used to optimize the flow field of low-temperature sludge drying equipment. The contact between sludge and air in the mesh belt was improved by arranging "eight" shaped baffle at the entrance of the drying chamber and inclined plate at the exit. The Cv value of the top mesh inlet was reduced from 48.7% to 20.5%. The inlet velocity Cv value of the bottom mesh decreased from 52.4% to 31.5%, and the outlet velocity Cv value of the sludge drying chamber decreased from 30.5% to 10.4%. Engineering verification: by arranging the baffle and improving the uniformity of the air velocity in the drying chamber, the moisture content of the sludge outlet can be reduced from 70% moisture content before optimization to 40% moisture content after optimization, and the design requirements of the equipment removal water volume of 10t/h can be achieved.

Keywords: Low temperature sludge drying, numerical simulation, optimization analysis

低温污泥干化技术是一种用于处理污泥的干化方法，它通过在相对较低的温度下将污泥中的水分蒸发，实现污泥体积和重量的减少。与传统的高温干化方法相比，低温污泥干化技术通常在较低的温度范围内进行，一般在60℃至90℃之间。这样的低温干化过程有助于保留污泥中的有机物和其他有价值的成分，减少热能消耗，并降低对设备的腐蚀。在工程实际项目运行中发现，低温污泥干化设备中的风场均匀性对污泥与空气的换热效率影响较大，通过CFD模拟技术优化低温干化设备污泥干燥室的空气流场，从而提高设备的换热效率。

1 低温污泥干化设备优化设计

1.1 工艺原理

低温污泥干化设备分为两个模块：污泥干燥室和空气除湿室。其中污泥干燥室采取上下进风、中间回风的方式，并在干燥室中布置共上下三层网带，污泥平铺在网带上厚度为30~50mm，60~85℃的干燥风与网带上的污泥进行换热从而促使污泥的蒸干，最终使污泥的含水率由80%将至40%。与污泥换热后的湿空气进入空气除湿室进行换热，从而降低空气的含湿量，提高空气的温度后再回到污泥干燥室实现空气的闭式循环。

（刘亚）低温污泥干化设备流场数值模拟分析.pdf