Narzędzia help

Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
cannonical link button

http://yadda.icm.edu.pl:80/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPC1-0010-0047

Czasopismo

Forum Eksploatatora

Tytuł artykułu

Hermetyzacja procesu suszenia osadów ściekowych poprzez wykorzystanie pompy ciepła pracującej z dwutlenkiem węgla jako czynnikiem ziębniczym

Autorzy Flaga-Maryańczyk, A.  Schnotale, J. 
Treść / Zawartość
Warianty tytułu
Języki publikacji PL
Abstrakty
PL Z uwagi na wysokie uwodnienie osadu ściekowego, istotnym elementem jego dalszego wykorzystania są procesy usuwania wody z osadów, w tym proces suszenia. Proces suszenia osadów ściekowych znacznie poszerza krąg możliwości ich dalszego wykorzystania. Tradycyjne metody suszenia, oparte na zjawisku parowania wody w temperaturze minimum 100°C, są procesami energochłonnymi i przyczyniają się do znacznego obciążenia środowiska. Istotnym problemem tych rozwiązań jest również emisja zanieczyszczeń i uciążliwych zapachów do otoczenia, szczególnie w przypadku suszenia osadów ściekowych. Proponowane niskotemperaturowe suszenie osadów ściekowych w układzie z pompą ciepła jest alternatywą dla tradycyjnego, wysokotemperaturowego i energochłonnego procesu suszenia konwekcyjnego. Pozwala na rekuperację ciepła oraz hermetyzację procesu. Nowatorskim rozwiązaniem jest zastosowanie w pompie ciepła naturalnego czynnika ziębniczego - dwutlenku węgla (C02). Zaleta obiegu z dwutlenkiem węgla jest możliwość higienizacji suszonych osadów. W pracy zaprezentowano eksperymentalne badania nad niskotemperaturowym suszeniem osadów na stanowisku pomiarowym w warunkach kontrolowanej temperatury i wilgotności względnej oraz wyniki modelowania teoretycznego rekuperacji ciepła w in-stalacji suszenia z pompą ciepła działającą z dwutlenkiem węgla jako czynnikiem ziębniczym. Podane zostały również podstawy opisu analitycznego procesu suszenia osadu ściekowego oraz uzyskane autorskie analityczne korelacje do uogólnionego opisu osadu ściekowego jako materiału suszonego.
EN The raw sewage sludge is highly hydrated therefore its further utilization in most cases is possible only after sludge dewatering and drying. Thermal drying of sludge enhances the number of possibilities of its further usage. The traditional methods of sludge drying arę based on the process of evaporation of waterin a temperature of minimum 100°C Consequently a significant amount of energy is r equired and the process has a high environmental impact. There is also a big problem with spreading odours and other pollu-tants to the erwironment, especially during sludge drying. The Iow temperaturę carbon dioxide heat pump drying system for sewage sludge, considered in the paper, is an alternative for the traditional method of sludge drying. It is energy efficient and aroids emissions from the drying installation. Sludge is dried by closed loop circulating air treated in the heat pump which enables efficient energy recuperation. A novelty is applying carbon dioxide (C02) as a refrigerant. It provides the possibility of additional hygienization of the dried product which becomes sanitary safe. The article presents data from experimental laboratory measurements of Iow temperature sludge drying in controlled temperature and humidity environment and results of computer modeling of energy recuperation in carbon dioxide heat pump sludge drying system. In the paper analytical basis for a mathematical modeling of sewage sludge drying and a generalized formuła describing thermal characteristics of sludge treated as dried materiał, developed by authors, are also presented.
Słowa kluczowe
PL osad ściekowy   suszenie osadów ściekowych  
EN sewage sludge   sewage sludge drying  
Wydawca Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o. o.
Czasopismo Forum Eksploatatora, ISSN 1640-8624
Rocznik 2009
Tom Nr 6 (45)
Strony 82--89
Opis fizyczny Bibliogr. 24 poz., rys., tab.
Twórcy
autor Flaga-Maryańczyk, A.
autor Schnotale, J.
  • Politechnika Krakowska Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
Bibliografia
[1] ASHRAE Handbook, Physiological factors in drying and storing farm crops, Fundamentals 2005, SI Edition, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Chapter 11, 11:1-10.
[2] BIAŁKO B. i inni, 2004; Modelowanie współczynnika efektywności (COP) pompy ciepła realizującej transkrytyczny obieg dwutlenku węgla, Inżynieria chemiczna i procesowa, 25, 2004, s. 2079-2088.
[3] BIEŃ J. B., Osady ściekowe. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
[4] BROWN J.S., DOMAŃSKI P.A., 2000; Semi-theoretical simulation model for a transcritical carbon dioxide mobile a/c system, SAE International Congress and Exposition, Detroit, Michigan 2000, Paper no. 2000-01-0985.
[5] CHEN Y., GU J., 2005; The optimum pressure for CO; transcritical refrigeration systems with internal heat exchangers, International Journal of Refrigeration 28 (2005), s. 1238-1249.
[6] FLAGA A., SCHNOTALE J., 2007; Carbon dioxide as a refrigerant in a sludge drying heat pump, Materiały 22. Międzynarodowego Kongresu Chłodnictwa., Pekin 2007, International Institute of Refrigeration (IIR), 1CR07-E2-210, 1SBN 13 978-2-913149-59-5.
[7] FLAGA-MARYAŃCZYK A., SCHNOTALE J., 2008; Badania i modelowanie charakterystyk cieplnych niskotemperaturowego suszenia osadów ściekowych, Inżynieria i Ochrona Środowiska, 2008, t. 11, nr 2, s. 149-161.
[8] GRABOWSKI Z., OLESZKIEWICZ J.A., 1998; Spalanie osadów ściekowych. Materiały Międzynarodowego Seminarium Szkoleniowego nt. Podstawy oraz profilaktyka przeróbki i zagospodarowania osadów, 11-12 maj 1998. Wyd. LEM s. c. w Krakowie, artykuł 17.
[9] HAWLADER M.N.A., CHOU S.K., CHUA K.J., 1996; A heat pump assisted closed-loop tunnel drying, Materiały X Miedzynar. Sympozjum Suszarnictwa 1996 (IDS'96),Tom A, s. 455-462.
[10] HEIDRICH Z., 2005; Suszenie osadów, Przegląd Komunalny, 12 (171 )/2005, s. 47-50.
[11] KNEULE. F, Suszenie, Arkady, Warszawa 1970.
[12] KOWALSKI S.J., Termomechanics of Drying Processes, Vol. 8, Springer, Londyn 2003.
[13] KRÓLICKI Z., Termodynamiczne podstawy obniżania temeratury, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2006.
[14] MARSH R. i inni, 2008; Assesing the feasibility of waste derived fuels with high moisture content, Materiały 23. Międzynarodowej Konferencji nt. Solid Waste Technology and Management, USA, Philadelphia, 2008, ISSN 1091-8043.78-87.
[15] Mc LINDEN M., i inni, 1998; NIST thermodynamic and transport properties of refrigerant; and refrigerant mixtures - REFPROP, Version 6.0. NIST Standard Reference Database 23.
[16] MISRA M.K., BROOKER D.B., 1980; Thin-layer drying and rewetting equations for shelled yellow corn, Transactions of ASAE (American Society of Agricultural Engineers), s. 1254-1260.
[17] NEKSA P., i inni, 1998; CO2;-heat pump water heater; characteristics; system design and experimental results, International Journal of Refrigeration, 1998, Vol. 21, No.3, s. 172-179.
[18] PAJĄK T, WIELGOSIŃSKI G., 2003; Współczesne technologie suszenia i spalania osadów ściekowych — kryteria i uwarunkowania wyboru technologii. Materiały II Międzynarodowej i XIII Krajowej Konferencji Naukowo - Technicznej nt. „Nowe spojrzenie na osady ściekowe - odnawialne źródła energii", pod redakcja, Grzegorza Maliny, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, s. 491-500.
[19] ROSIK -DULEWSKA Cz., Podstawy gospodarki odpadami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005, s. 225-254.
[20] SPAN R., WAGNER W., 1996; A new equation of state for carbon dioxide covering the fluid region from the triple-point temperature to 1100K at pressures up to 800 MPa, Journal of Physical and Chemical Reference Data, 1996, 25(6), s. 1514.
[21] STROMMEN I.JONASSEN O., 1996; Performance tests of a new 2-stage counter-current heat pump fluidized bed dryer, Drying'96, Materiały X Międzynarodowego Sympozjum Suszarnictwa 1996 (IDS'96), Tom A, Wyd. Springer-Verlag, Londyn, s. 563-568.
[22] STRUMIŁŁO Cz., Podstawy teorii i techniki suszenia, WNT, Warszawa 1975.
[23] VORONJEC D., ANTONIJEVIĆ D., 2005; Moist air drying potential in convective drying processes. Materiały X Miedzynar. Sympozjum Suszarnictwa 1996 (IDS'96),Tom A, s. 221-228.
[24] ŻYŁŁA R.J., 1998; Zastosowanie pomp ciepła w procesie suszenia, Praca doktorska wykonana na Wydziale Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej, Łódź.
Kolekcja BazTech
Identyfikator YADDA bwmeta1.element.baztech-article-BPC1-0010-0047
Identyfikatory
BazTech ID BPC1-0010-0047