【摘要】：近年來,我國不銹鋼產(chǎn)量穩(wěn)步提高,在不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的固體廢棄物和酸洗廢水經(jīng)石灰預(yù)處理后產(chǎn)生的酸洗污泥。其中,酸洗污泥含有多種重金屬等有毒物質(zhì)。如何降低這些廢棄物對環(huán)境的污染,或者富集、提煉其中的重金屬元素以重新利用,這成為不銹鋼企業(yè)思考的主要問題。由于酸洗污泥的粒度小,與水充分結(jié)合,機械化脫水僅能達到50%左右。如果采用火法對酸洗污泥進行重金屬回收利用,就需要使污泥脫水后達到入爐的標準,這就使如何經(jīng)濟、有效地將酸洗污泥進行深度脫水這一問題顯得尤為關(guān)鍵。由于微波具有選擇性加熱、升溫速度快、加熱效率高、易于自動控制等優(yōu)點,故本文選擇微波對酸洗污泥進行干燥,選用單因子變量法和正交分析法對實驗結(jié)果進行分析,并對干燥過程進行動力學分析,最后采用改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和根據(jù)兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的組合模型對實驗結(jié)果進行預(yù)測。其主要結(jié)果如下:(1)采用單因素分析法,分析了各因素對脫水率、干基含水率和能量利用率的影響。分析脫水率的結(jié)果表明:微波功率、污泥加載量、干燥時間對脫水率的影響較大,污泥厚度和污泥粒度對脫水率的影響較小,其干燥過程基本滿足微波干燥的加速干燥、勻速干燥和減速干燥三個過程。分析干基含水率的結(jié)果表明:微波功率、污泥加載量、干燥時間對干基含水率的影響較大,污泥厚度和污泥粒度對干基含水率的影響較小。分析能量利用率的結(jié)果表明:功率越大,能量利用率越高;污泥加載量越大,能量利用率越高;污泥厚度越小,能量利用率越高。(2)采用正交定性分析和正交定量分析分別對脫水率和能量利用率進行了分析。影響微波干燥酸洗污泥脫水率的主次順序為:微波功率、干燥時間、污泥加載量、污泥厚度。微波功率、干燥時間、污泥加載量為高度顯著因素,污泥厚度為不影響因素。得出脫水率的擬合式為 η脫=-33.09+0.0436P+7.13T+0.229M+0.022PT-0.0004PM-0.0626TM,其F值為1202.4,屬于顯著。影響微波干燥酸洗污泥能量利用率的主次順序為:干燥時間、污泥厚度、微波功率、污泥加載量。干燥時間為高度顯著影響因素,微波功率和污泥厚度為顯著影響因素,污泥加載量為有影響因素。能量利用率的擬合式為,η脫=-1.44+0.0278P+9.4T-0.0067PT 其 F 值為 1361.5,擬合式為顯著。(3)動力學分析表明:采用Page模型擬合時,其平均相關(guān)系數(shù)在0.99以上,采用HendersonPabis模型擬合時,其平均相關(guān)系數(shù)在0.76左右。因此本文采用Page模型對微波干燥酸洗污泥的過程進行擬合。其擬合結(jié)果表明,在不同功率和不同質(zhì)量的條件下,得到的n和k值不恒定。并通過Arrhenius方程求得其指前因子A0為2.62×10-4,酸洗污泥干燥的活化能為29.02W/g。(4)采用改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對脫水率的預(yù)測結(jié)果表明,平均誤差為0.851;對干基含水率的預(yù)測中,平均誤差為0.655。采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對脫水率的預(yù)測中,平均誤差為1.171;對干基含水率的預(yù)測中,平均誤差為0.91。通過兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的組合預(yù)測模型,對脫水率的預(yù)測中,平均誤差為0.76;對干基含水率的預(yù)測中,平均誤差為0.585。對比三種模型可知,改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對微波干燥酸洗污泥結(jié)果預(yù)測更優(yōu),組合模型比兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測結(jié)果更優(yōu)。
【圖文】：

電熱鼓風干燥箱。逡逑２．２實驗原料逡逑本實驗采用某廠的酸洗污泥作為研究對象，原料的ＸＲＤ圖譜如圖２．２所示，１０５邋°Ｃ烘逡逑箱干燥后的酸洗污泥化學組成如表２．１所示逡逑－ＩＩ邋－逡逑

量的其他有用金屬。逡逑對該試樣進行微波場中升溫實驗，２５ｇ干泥、濕泥在８００Ｗ微波輻射功率下升溫情逡逑況如圖２．３所示。逡逑從圖２．邋３我們可以看出，在微波場中，，含有大量水分的濕泥升溫緩慢，含水分少的逡逑干泥升溫迅速。說明在微波場中物料能夠滿足升溫要求。逡逑－１２－逡逑
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X757

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本文編號：2648382