汙泥乾燥機之雛形設計

崑山科技大學

機械工程系

專題製作

汙泥乾燥機之雛型設計

指導教授 : 魏榮輝 教授

組員 : 林柏昇 4060H172

周柏廷 4060H158

郭峻維 4060H165

蔡昆龍 4060H254

崑山科技大學

機械工程系

專題製作

汙泥乾燥機之雛型設計

指導教授 : 魏榮輝 教授

組員 : 林柏昇 4060H172

周柏廷 4060H158

郭峻維 4060H165

蔡昆龍 4060H254

中華民國一百零九年十二月

摘要

現今社會上環保意識抬頭，各種廢棄物能回收再利 用就利用，為了 減量化、穩定化、資源化，最重要 的是避免二次污染。 那上訴減量化的意思是減少廢棄的污泥 穩定化是希望可以非常穩定的提供固態燃料 資源化意思是指固態燃料的資源 本專題是在研究汙泥乾燥機台，機台進行作動完 成後讓汙泥轉化為固態燃料，而固態燃料可以拿來 做為中鋼鍋爐燃燒或者火力發電機的燃料，進而替 代煤炭的使用也減少環境上的汙染。

致謝

首先要感謝的是指導我們這個組別的指導教授魏榮 輝教授，在製作專題前先讓我們大致上了解污泥乾 燥機的運作與基礎構造。 特別感謝位於高雄市仁武區的國峰科技有限公司提 供場地教學與練習使我們能研究順利，也感謝業界 講師陳賢榮老師在我們研究機台遇到問題時給了我 們答案，也讓我們了解到現今機台的一些問題與缺 點，同時也給了我們在機台上許多不錯的建議與想 法，讓我們得到理 論上與實務的經驗。 上學期我們選擇汙泥乾燥機之雛型設計作為我們 的專題，剛開始我們連機台大小、內部零件、如何 組裝都完全不懂，過程中只能不斷詢問業師與指導 教授並且自行到廠商那邊參觀了解，經過他們細心 教導後，讓我們更了解整個機台的運作方式。

目錄

摘要---3

致謝---4

緒論---7

汙泥乾燥機的好處---8

汙泥乾燥機的原理---9

系統架構與組裝---10

組裝爆炸圖---13

系統流程---14

研究過程之問題---15

研究未解決之問題---16

結論---17

參考文獻---18

圖目錄

圖 1.進料孔---10

圖 2.中心柱---10

圖 3.刮刀(刀片式)---10

圖 4.刮刀(刷毛式)---11

圖 5.圓盤---11

圖 6.皮帶輪---11

圖 7.外殼---12

圖 8.萬向滾珠---12

圖 9.爆炸圖---13

緒論

台灣每年產生 300 噸的汙泥 而且每年還都在增加 但現在的措施以焚燒跟掩埋比較多 所以對生態環境 造成嚴重影響。 如果產生汙泥的產業能夠將汙泥乾燥後再回收處 理讓汙泥轉化為固態燃料，而固態燃料可以拿來做 為中鋼鍋爐燃燒或者火力發電機的燃料，進而替代 煤炭的使用也減少環境上的汙染同時也達成減量 化、穩定化、資源化三個環保要素。 我們的研究動機是想研究汙泥乾燥機台解決現今 機台實體構造不易觀察烘乾過程以及維修上的困 難，同時我們將雛型縮小比例，雛型擁有原機體的 功用且較易觀察內部構造以利於機台出狀況的時 候，維修人員能夠盡快找出問題原因並解決，也能 夠作為教育模型。

汙泥乾燥機的好處

研究並製作汙泥乾燥機有什麼好處 1. 減少汙泥含水率.降低清運費 2. 減少儲放所需廠房空間與減少異味廢水洩漏可能 3. 乾燥機也較傳統曝曬方式更加潔淨有效率 4. 自動化運作也能夠減少人力需求成本 5. 模組控制設計，操作簡便又節能 6. 可以精確溫/濕度控制，穩定及提高烘乾品質， 解決傳統烘乾濕度不易控制難題 7. 適合不同區域、季節及全天候烘乾要求 8. 系統的運行無傳統乾燥器（燃油、燃氣或電加 熱）中可能存在的易燃、 易爆、中毒等問題

汙泥乾燥機的原理

汙泥乾燥的方式有許多種，我們選擇蒸氣乾燥作為 研究項目，蒸氣乾燥是以熱蒸氣加熱汙泥以帶走水 份 汙泥在受熱乾燥時，其重量變化分為三個期，分別 為恆速期、第一減速期、第二減速期 在恆速期水份自固體內部迅速供給至汙泥表面，以 補足表面蒸發的水份，此期間移除的水份可視為自 由水。 在第一減速期汙泥顆粒表面蒸發速率以大於內部供 給至表面的速率，造成乾燥速率下降，此期間移除 的水份可稱為間隙水 在第二減速期汙泥裡的水份變成自表面以下蒸發， 質傳與熱傳需透過一層逐漸加厚的半乾固體，蒸發 速率也逐漸下降為零，此期間移除的水份可稱為表 面水

系統架構與組裝

圖 1 進料孔 上圓直徑 : 100 cm 下圓直徑 : 50 cm 高度 : 30 cm 厚度 : 5 cm 圖 2 中心柱 直徑 : 50 cm 高度 :600 cm 使用材料 : 鈦合金 圖 3 刮刀(刀片式) 長度 : 150 cm 使用材料 : 不鏽鋼

圖 4 刮刀(刷毛式) 長度 : 150 cm 使用材料 : 塑膠 圖 5 圓盤 直徑 : 370 cm 孔洞尺寸 分別為直徑 : 70,60,50,40 cm 使用材料 : 陶瓷 圖 6 皮帶輪 大圓直徑 : 100 cm 小圓直徑 : 50 cm 中心距 : 300 cm

圖 7 外殼 圓桶高 500 cm 直徑 400 cm 總高 750 cm 使用材料 : 不鏽鋼 圖 8 萬向滾珠

組裝爆炸圖

圖 9

系統流程

前置作業(馬達與熱風機開啟後才出現) 使用排出的熱廢氣做初步烘乾 進料(汙泥含有 80%的水份) PC-Based 開始偵測數據 開啟熱風機與馬達 開始烘乾(PC-Based 會持續做數據偵測 出料(汙泥剩餘 10%的水份)

研究過程之問題

一. 機台的設計與拆解 在我們規劃出系統流程後我們設計出機台但是 我們當下想到那如果要維修怎麼辦。 解決方式 後來我們詢問了指導教授以及業師，蒐集他們 的建議後我們開始想辦法在不影響機台運作的 情況下去做拆解 二. 材料的選擇 我們剛研究完機台的整體設計與拆解後面臨到 的問題就是我們該用什麼材料才不會使零件容 易損壞。 解決方式 我們去蒐集了大部分機台零件所使用的材料以 及上網查了一下個零件的耐熱程度，之後再與 指導教授以及業師討論最後選出使用材料

研究未解決之問題

一、 機台受力 機台材料選擇完後我們必須去計算機台在運作 時各零件部位所產生的力量有多少，機台會不會 受力太大壞掉。 回答 這部分有點可惜雖然我們有為機台做應力分析但 是時間上沒辦法再做大型改動，因此我們並沒有 放到研究報告中 二、 機台可行性 雖然我們沒有做出完整的受力分析但是在做這個 研究的時候有出現一些問題，例如:汙泥會不會 卡在洞口沒辦法到下一層。 回答 我們有針對這些問題去做零件上的改良，不過我 們只有把這些問題的產生機率降低並沒有做到完 全解決問題

結論

我們選擇汙泥乾燥機之雛型設計作為我們的專 題，剛開始我們連機台大小、內部零件、如何組 裝都完全不懂，在設計的過程中遇到了許多瓶頸 我們抱著不放棄的態度，不斷的訊問指導老師與 業師同時也上網找了許多資料，最後設計出了這 個機台。 這個研究讓我們了解到現在我們身邊所用的一些 機台甚至物品光是研究與製造就要耗費多少時間 同時也要解決許多疑難雜症，最後才做出這麼一 項讓我們生活更方便甚至更節能的物品。 現在環保意識越來越高，我們身為地球的一份 子，我們要多多尋找再生能源而不是大肆破壞就 為了賺錢，給我們下一代有美好的環境生活，這 項研究希望在未來可以發揚光大，同時作為教育 題材讓下一代也了解，也感謝老師們讓我暪能學 以致用。

參考文獻

http://ir.lib.ksu.edu.tw/bitstream/987654321/23629/2 / http://www.todays.com.tw/upload/20130114170324.p df http://www.ding-hui.com.tw/Rotary%20Dryer.htm https://www.easyatm.com.tw/wiki/%E6%B1%A1%E6% B3%A5%E4%B9%BE%E7%87%A5%E6%A9%9F http://dadisys.com/?page_id=2713 http://ebooks.lib.ntu.edu.tw/1_file/moeaidb/012538/a 03b026.pdf