Suszenie osadów ściekowych pompą ciepła z transkrytycznym obiegiem lewobieżnym do rekuperacji ciepła
Wariant tytułu
Sewage sludge drying by an application of heat pump dryer working with transcritical cycle for energy recuperation
Autor
Flaga-Maryańczyk, Agnieszka
Promotor
dr hab. inż. Jacek Schnotale, prof. PK
Data wydania
2008
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Abstrakt
Suszenie osadów ściekowych poszerza krąg możliwości ich dalszego wykorzystania. Tradycyjne metody suszenia, oparte na zjawisku parowania wody w temperaturze minimum 100ºC, są procesami energochłonnymi i przyczyniają się do znacznego obciążenia środowiska. Istotnym problemem tych rozwiązań jest również emisja zanieczyszczeń i uciążliwych zapachów do otoczenia.
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 (CO₂). Ze względu na szczególne właściwości tego ziębnika, a zwłaszcza parametry punktu krytycznego (temperatura Tc = 304,13 K i ciśnienie pc = 7,38 MPa) obieg realizowany w pompie ciepła będzie obiegiem transkrytycznym. Zaletą takiego obiegu jest możliwość higienizacji osadu suszonego.
Celem pracy było rozwiązanie problemu naukowego racjonalnego zwiększenia efektywności rekuperacji ciepła w procesie suszenia osadów ściekowych w oparciu o badania eksperymentalne nad niskotemperaturowym suszeniem osadów na stanowisku pomiarowym oraz w połączeniu z modelowaniem teoretycznym rekuperacji ciepła w instalacji suszenia z pompą ciepła działającą z obiegiem transkrytycznym.
Thermal drying of sludge significantly widens opportunities for its further usage. The traditional methods of sludge drying are based on the process of evaporation of water in a temperature of minimum 100ºC. Consequently a significant amount of energy is required and the process has a high environmental impact. The heat pump drying system is an alternative for the traditional method of sludge drying. It is energy efficient and avoids emission from the drying installation. Sludge is dried by closed loop circulating air treated in the heat pump. A novelty is applying carbon dioxide (CO₂) as a refrigerant. CO₂ as a natural working fluid in heat pump systems is increasingly important in view of the HFC (Hydrofluorocarbons) alternatives. Due to the critical parameters of CO₂ (Tc = 304,13 K and pc = 7,38 MPa) the process in the CO₂ heat pump is the transcritical cycle. It provides the possibility of additional hygienization of the dried product which becomes sanitary safe.
The aim of the PhD thesis was to work out the idea of low-temperature CO₂ heat pump dryer for energy efficient sewage sludge drying based on data from laboratory measurements of sludge drying in controlled temperature and humidity environment and on the simulations of energy efficiency of the transcritical cycle.
Klasyfikacja PKT
622900 Osady ściekowe
794200 Gospodarka odpadami. Wykorzystanie odpadów
922700 Ochrona środowiska
371920 Maszyny i urządzenia energetyczne
371942 Przemysłowe urządzenia chłodnicze
620000 Gospodarka wodna
790000 Zagadnienia ogólne i międzydyscyplinarne nauk stosowanych oraz gałęzi gospodarki narodowej
920000 Kształtowanie i ochrona środowiska
371900 Przemysł maszynowy
370000 Budowa maszyn. Przemysł maszynowy i metalowy
Wydział
Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
