论文部分内容阅读
猪粪干发酵工艺具有有机负荷高,出水少,投资少等优点,在畜禽粪便等有机固体废弃物处理领域具有保护环境,回收能源的潜力。但是猪粪干发酵物料固体浓度高使得其流动性较差,出料困难,已经成为干发酵工艺广泛推广应用的技术瓶颈。针对猪粪干发酵物料流动性差的问题,本文展开了猪粪干发酵物料流动性及影响因素的研究,主要结论如下:(1)猪粪干发酵物料的屈服应力可以用模型模拟、应力松弛法、塌落度法和斜面法计算。从以上四种计算方法的结果看。Bingham、Casson和Herschel-Bulkley三个方程拟合猪粪干发酵物料的屈服应力的结果分别为:TB=206.38Pa,τC=11.07Pa, τHB=14.03Pa。模型中Bingham方程在求解猪粪干发酵物料屈服应力时相对另外两模型更为接近实际值。应力松弛法、塌落度法和斜面法计算结果分别为132Pa、131Pa和173Pa。(2)猪粪干发酵物料为塑性流体,具有屈服应力。当剪切应力超过屈服应力后,物料开始流动。物料流动后其粘度随剪切速率的增大而逐渐减小,表现出剪切稀化的现象。猪粪干发酵物料还具有触变性和粘弹性性质,也可以称为触变性和粘弹性流体,因此物料粘度具有依赖于时间的可逆性。当剪切应力作用在物料上时,物料粘度减小,当作用力取消后粘度又增加。当作用力较小或作用时间较短时物料显示粘弹性,作用力足够大时则显示粘性,介于之间时则显示粘弹性。(3)塌落度、休止角和静摩擦系数表征猪粪干发酵物料流动性指标的分析结果显示:塌落度的测定上限和测定下限分别为253mm、279mm,对应的流速分别为0.01m.s-1、0.29m.s-1,休止角和静摩擦系数的准确度均超出了要求的范围,所以无测定限。塌落度的最大相对误差、相对平均偏差和相对标准偏差分别为12.79%,23.62%和30.68%,远低于休止角和静摩擦系数,因此塌落度测量结果的准确度和精密度高于休止角和静摩擦系数。从参数的准确度和精密度以及测量方法的灵敏性和测定限几方面综合考虑,塌落度适合作为表征猪粪干发酵物料流动性的指标。同时,塌落度在测量猪粪干发酵物料的屈服应力时具有一定的可行性和适用性。(4)猪粪干发酵物料的流动性随固体浓度的增大而减小,减小而增大。其流动性与温度的关系可以用阿伦尼乌斯描述,随温度升高猪粪干发酵物料的流动性提高。猪粪干发酵物料的流动性随着有机物的减少而降低,增加而提高。