CN108164122B - 一种聚光式太阳能污泥干燥系统及其污泥干燥方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种聚光式太阳能污泥干燥系统及其污泥干燥方法,聚光式太阳能污泥干燥系统包括太阳能利用模块和污泥干燥模块,所述太阳能利用模块包括聚光蓄热部分和配电控制部分,配电控制部分包括控制电路运行的电路控制器(16)、存储光伏电池(2)产生的多余电能以及向外补给电能的锂电池蓄电组(17)、将直流电转变为交流电的逆变器(15)和整流分配电能的配电箱(14),配电箱(14)电连接所述聚光式太阳能污泥干燥系统的供电线路,污泥干燥室(5)包括经由风机(20)输入由空气集热管(3)产生的热空气的空气进口(25)、用于输入待干燥污泥的污泥进口(26)、排出热空气的空气出口(27)和排出干燥污泥的污泥出口(28)。
Description
技术领域
本发明涉及一种污泥干燥技术领域,特别是一种聚光式太阳能污泥干燥系统及其污泥干燥方法。
背景技术
有着多种微生物的河流水渠污泥,给城市环境带来严重污染,而污泥干燥就是把其含水量从70%左右降到30%左右,以适应流化床的焚烧或熔融处理,为污泥处理的关键技术因素。目前,主要的干燥技术为热干燥,但是,由于燃料燃烧产生热源的成本较高和污泥输运所需的能耗较大,导致其能源利用率和干燥效率均较低。太阳能作为人类最大可再生自然资源,已成为解决能源与环境问题双重危机的重要方向,将其作为污泥干燥的能量来源具有深远的应用价值,但是目前将太阳能应用在污泥干燥领域的方式多为直接蒸晒,导致其利用效率极其低下,且由于太阳光不稳定,导致系统运行稳定性受限。如专利WO2004020922A1和专利CN103508647A只是建造了透明温室,直接接收太阳光对污泥进行晾晒干燥,能源利用效率极其低下;专利CN102603148A增添了太阳能集热器,与太阳房同时利用太阳能,在无轴螺旋干燥器中对污泥进行干燥,但是未对太阳光进行充分的分频利用,效率仍较低,且不能满足系统运行时的电力需求,实现不了系统的自给自足;专利US20160376157A1中采用传送带将污泥输送入螺旋干燥炉内,对污泥进行太阳能烘烤干燥,并未对空气流道进行设计。因此,寻找新型高效、低能耗、可靠性、可持续性的太阳能污泥干燥方式已成为必然趋势。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解,因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能广谱利用太阳能、强化干燥过程、安全稳定运行的聚光式太阳能污泥干燥系统及其污泥干燥方法。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
本发明的一个方面,一种聚光式太阳能污泥干燥系统包括太阳能利用模块和污泥干燥模块。
所述太阳能利用模块包括聚光蓄热部分和配电控制部分,其中,
聚光蓄热部分包括:
聚光器,其聚集太阳光以提高光的能量密度,
光伏电池,其吸收经由聚光器聚集的短波长光能且光电转换成电能,
空气集热管,其吸收经由聚光器聚集的光能以加热空气输出热能,
相变储热箱,其经由第一阀和第二阀连接所述空气集热管,通过第一阀或第二阀的开关以存储多余热能或向外输出热能;
配电控制部分包括控制电路运行的电路控制器、存储光伏电池产生的多余电能以及向外补给电能的锂电池蓄电组、将直流电转变为交流电的逆变器和整流分配电能的配电箱,配电箱电连接所述聚光式太阳能污泥干燥系统的供电线路,
污泥干燥模块包括:
污泥干燥室,其包括经由风机输入由空气集热管产生的热空气的空气进口、用于输入待干燥污泥的污泥进口、排出热空气的空气出口和排出干燥污泥的污泥出口,
分离器,连接所述污泥出口的分离器将排出的干燥污泥中的热空气分离并返回空气集热管,
筛分器,连接分离器的筛分器筛分干燥污泥且将小于预定粒径的干燥污泥输送到干污泥存储器,大于预定粒径的干燥污泥经由压碎室破碎后输入压碎污泥存储室,
混合器,其将压碎污泥存储室中的干燥污泥和脱水污泥混合后经由泵输送污泥进口。
在所述的聚光式太阳能污泥干燥系统中,所述污泥干燥室包括用于输送污泥的多层传送带和垂直传送带的多个导流板,其中,多层传送带间在水平方向上相错一定距离,用于引导热空气干燥的导流板在所述污泥干燥室中呈倒“弓”型排列,用于对流干燥的热空气从空气进口进入,在污泥干燥室内经由导流板呈倒“弓”型流动,最终从空气出口排出,待干燥污泥经由污泥进口输入第一层传送带,在第一层传送带末端自由下落入第二层传送带,第二层传送带反方向运输,最终由最后一层传送带从污泥出口排出。
在所述的聚光式太阳能污泥干燥系统中,传送带包括网状结构,所述网状结构含有多个微孔。
在所述的聚光式太阳能污泥干燥系统中,所述聚光器包括抛物面反射式聚光器和/或菲涅尔透射式聚光器,光伏电池和空气集热管设在所述聚光器的聚光位置。
在所述的聚光式太阳能污泥干燥系统中,所述空气导流板下端距传送带上表面大致10mm以控制污泥厚度,所述空气进口设在所述污泥干燥室的前侧,所述污泥进口设在所述污泥干燥室的左侧上部,空气出口设在所述污泥干燥室的后侧和污泥出口设在所述污泥干燥室的右侧下部。
在所述的聚光式太阳能污泥干燥系统中,空气集热管中的空气吸收热量后经风机送至污泥干燥室干燥污泥,然后分别经由空气出口和分离器,以及空气调节器,返回到空气集热管形成闭环的空气循环管路。
在所述的聚光式太阳能污泥干燥系统中,污泥干燥模块还包括对污泥脱水的脱水污泥存储室,脱水污泥存储室包括用于脱水的脱水设备,所述压碎室包括破碎设备,混合器包括搅拌设备。
在所述的聚光式太阳能污泥干燥系统中,空气调节器通过第三阀与大气相连。
在所述的聚光式太阳能污泥干燥系统中,所述聚光式太阳能污泥干燥系统包括用于控制太阳能利用模块和污泥干燥模块运行的控制器,所述控制器包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA,所述控制器包括存储器,所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
根据本发明的另一方面,一种所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的污泥干燥方法步骤包括:
聚光器聚集太阳光,光伏电池吸收经由聚光器聚集的短波长光能且光电转换成电能,空气集热管吸收经由聚光器聚集的光能以加热空气输出热能;
空气集热管中的热空气经风机送至污泥干燥室干燥污泥,然后分别经由空气出口和分离器,以及空气调节器,返回到空气集热管以形成闭环的空气循环管路,其中,设在所述空气循环管路中的相变储热箱通过第一阀或第二阀的开关以存储多余热能或向空气循环管路输出热能;
光伏电池产生的电能经由逆变器转变为交流电以及配电箱整流分配到系统的供电线路中,设在所述供电线路的电路控制器控制电路运行,设在供电线路中的锂电池蓄电组存储多余电能和向供电线路补给电能;
空气循环管路中的热空气经由空气进口进入污泥干燥室,在污泥干燥室内的热空气经由导流板呈倒“弓”型流动,最终从空气出口排出;
混合器将压碎污泥存储室中的干燥污泥与脱水污泥混合形成待干燥污泥,然后经由泵输送污泥进口以进入污泥干燥室,待干燥污泥经由污泥进口输入第一层传送带,在第一层传送带末端自由下落入第二层传送带,第二层传送带反方向运输,最终由最后一层传送带从污泥出口将干燥污泥输送到分离器分离出热空气,所述热空气导入空气循环管路,干燥污泥输送到筛分器,筛分器将小于预定粒径的干燥污泥筛分到干污泥存储器,大于预定粒径的干燥污泥经由压碎室破碎后输入压碎污泥存储室。
本发明的聚光式太阳能污泥干燥系统利用太阳能同时产生电和热,供给污泥干燥所需热能和系统运行所需电能,在一定程度上实现自给自足,在全光谱上最大限度提高太阳能,提高其广谱利用率、减小功率消耗,可以补给风机、泵等的电力需求。安放有空气导流板的多层交替传输干燥方式又增大了污泥与热空气的换热面积,进而提高干燥效率。本发明具有环保、高效、安全、稳定的特点,具有显著的社会效益和循环经济效益,可广泛应用于污泥干燥领域。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白,达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度,并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述,本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中:
图1是根据本发明一个实施例的聚光式太阳能污泥干燥系统的结构示意图;
图2是根据本发明一个实施例的聚光式太阳能污泥干燥系统的透射式聚光结构示意图;
图3是根据本发明一个实施例的聚光式太阳能污泥干燥系统的安放有空气导流板、多层交错传输对流干燥的污泥干燥室的流路示意图;
图4是根据本发明一个实施例的聚光式太阳能污泥干燥系统的安放有空气导流板、多层交错传输对流干燥的污泥干燥室的结构示意图;
其中,1-聚光器;2-光伏电池;3-空气集热管;4-相变储热箱;5-污泥干燥室;6-分离器;7-空气调节器;8-筛分器;9-压碎室;10-干污泥存储室;11-压碎污泥存储室;12-混合器;13-脱水污泥存储室;14-配电箱;15-逆变器;16-电路控制器;17-锂电池蓄电组;18-第一阀;19-第二阀;20-风机;21-第一层传送带;22-第二层传送带;23-最后一层传送带;24-导流板;25-空气进口;26-污泥进口;27-空气出口;28-污泥出口;29-泵;30-第三阀。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式,然所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解,图1是根据本发明一个实施例的聚光式太阳能污泥干燥系统的结构示意图,如图1所示,一种聚光式太阳能污泥干燥系统包括太阳能利用模块和污泥干燥模块。
所述太阳能利用模块包括聚光蓄热部分和配电控制部分,其中,
聚光蓄热部分包括:
聚光器1,其聚集太阳光以提高光的能量密度,
光伏电池2,其吸收经由聚光器1聚集的短波长光能且光电转换成电能,
空气集热管3,其吸收经由聚光器1聚集的光能以加热空气输出热能,
相变储热箱4,其经由第一阀18和第二阀19连接所述空气集热管3,通过第一阀18或第二阀19的开关以存储多余热能或向外输出热能;
配电控制部分包括控制电路运行的电路控制器16、存储光伏电池2产生的多余电能以及向外补给电能的锂电池蓄电组17、将直流电转变为交流电的逆变器15和整流分配电能的配电箱14,配电箱14电连接所述聚光式太阳能污泥干燥系统的供电线路,
污泥干燥模块包括:
污泥干燥室5,其包括经由风机20输入由空气集热管3产生的热空气的空气进口25、用于输入待干燥污泥的污泥进口26、排出热空气的空气出口27和排出干燥污泥的污泥出口28,
分离器6,连接所述污泥出口28的分离器6将排出的干燥污泥中的热空气分离并返回空气集热管3,
筛分器8,连接分离器6的筛分器8筛分干燥污泥且将小于预定粒径的干燥污泥输送到干污泥存储器10,大于预定粒径的干燥污泥经由压碎室9破碎后输入压碎污泥存储室11,
混合器12,其将压碎污泥存储室11中的干燥污泥和脱水污泥混合后经由泵29输送污泥进口26。
图3是根据本发明一个实施例的聚光式太阳能污泥干燥系统的安放有空气导流板、多层交错传输对流干燥的污泥干燥室的流路示意图,在本发明所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的优选实施例中,所述污泥干燥室5包括用于输送污泥的多层传送带和垂直传送带的多个导流板24,其中,多层传送带间在水平方向上相错一定距离,用于引导热空气干燥的导流板24在所述污泥干燥室中呈倒“弓”型排列,用于对流干燥的热空气从空气进口25进入,在污泥干燥室5内经由导流板24呈倒“弓”型流动,最终从空气出口27排出,待干燥污泥经由污泥进口26输入第一层传送带21,在第一层传送带21末端自由下落入第二层传送带22,第二层传送带22反方向运输,最终由最后一层传送带23从污泥出口28排出。
在本发明所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的优选实施例中,传送带包括网状结构,所述网状结构含有多个微孔。
图2是根据本发明一个实施例的聚光式太阳能污泥干燥系统的透射式聚光结构示意图,在本发明所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的优选实施例中,所述聚光器1包括抛物面反射式聚光器和/或菲涅尔透射式聚光器,光伏电池2和空气集热管3设在所述聚光器1的聚光位置。
图4是根据本发明一个实施例的聚光式太阳能污泥干燥系统的安放有空气导流板、多层交错传输对流干燥的污泥干燥室的结构示意图,在本发明所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的优选实施例中,所述空气导流板24下端距传送带上表面大致10mm以控制污泥厚度,所述空气进口25设在所述污泥干燥室5的前侧,所述污泥进口26设在所述污泥干燥室5的左侧上部,空气出口27设在所述污泥干燥室5的后侧和污泥出口28设在所述污泥干燥室5的右侧下部。
在本发明所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的优选实施例中,空气集热管3中的空气吸收热量后经风机20送至污泥干燥室5干燥污泥,然后分别经由空气出口27和分离器6,以及空气调节器(7),返回到空气集热管3形成闭环的空气循环管路。
在本发明所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的优选实施例中,污泥干燥模块还包括对污泥脱水的脱水污泥存储室13,脱水污泥存储室13包括用于脱水的脱水设备,所述压碎室9包括破碎设备,混合器12包括搅拌设备。
在本发明所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的优选实施例中,空气调节器7通过第三阀30与大气相连。
在本发明所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的优选实施例中,所述聚光式太阳能污泥干燥系统包括用于控制太阳能利用模块和污泥干燥模块运行的控制器,所述控制器包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA,所述控制器包括存储器,所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
为了进一步说明本发明,在一个实施例中,聚光蓄热部分包括:聚光器1、光伏电池2、空气集热管3、相变储热箱4;配电控制部分包括:配电箱14、逆变器15、电路控制器16、锂电池蓄电组17;污泥干燥模块包括:污泥干燥室5、分离器6、空气调节器7、筛分器8、压碎室9、干污泥存储室10、压碎污泥存储室11、混合器12、脱水污泥存储室13。太阳光首先通过聚光器1提高能量密度,聚集到光伏电池2和空气集热管3上,然后被光伏电池2吸收短波长部分光能,发生光电转换,产生电能,剩余部分光能则由空气集热管3吸收,产生热空气,输出热能,此外,相变储热箱4用来储存太阳光高峰时的多余热能和补给太阳光低谷时的不足热能,通过阀1、阀2控制其存取,维持污泥干燥过程的连续运行;光伏电池2产生的电能通过外电路与配电箱14、逆变器15、电路控制器16、锂电池蓄电组17连接,电路控制器16控制整个电路的运行,逆变器15将光伏电池2产生的直流电转变为交流电,再经由配电箱14整流分配给空气循环管路的风机功耗和污泥物料输送过程的泵等电力需求,锂电池蓄电组17用来储存光伏电池产生的多余电能以及补给不足电能,保证电路稳定连续的运行;空气集热管3产生的热空气由风机通过管道进入污泥干燥室5,通过导流板24对污泥进行充分的干燥,进而降温,干燥污泥后的冷空气进入空气调节器7调整流量和湿度,再返回空气集热管3进行循环加热;脱水污泥从脱水污泥存储室13送出,与从压碎污泥存储室11送出的干燥压碎污泥,在混合器12中先进行预混合,然后进入污泥干燥室5,经由多层交替传输装置,边与热空气充分接触干燥,边发生多层交替传输时的震动分离,预防结块,干燥后的污泥进入分离器6,将填充在内部的空气分离出,分离后的空气进入空气调节器7与干燥污泥后的冷空气汇合,一起调整好流量和湿度后进入空气循环管路,返回空气集热管3,从分离器6送出的干燥污泥进入筛分器8进行筛分,一部分经压碎室9压碎后送入压碎污泥存储室11,用来与需要干燥的污泥进行预混合,另一部分则为合格的干燥污泥,送入干污泥存储室10存储。
本发明采用的聚光器包括反射式聚光和透射式聚光及其他聚光形式,阳光通过透射式聚光器聚光,被光伏电池吸收短波段光能产生电能和空气集热管吸收剩余光能产生热空气,进入与图1相同的后续循环过程。
本发明采用的干燥室结构如图3所示,热空气从干燥室前侧面进入,在干燥室内经由导流板24形成的与污泥流动相垂直的流道,呈倒“弓”型流动,最终从干燥室后侧面流出。流道的设计,控制热空气从污泥表面横向通过,与污泥进行直接接触换热,减少换热热阻,延长了空气与污泥的接触时间。待干燥污泥由第一层传送带21从干燥室上部进入,在传送带末端自由下落入第二层传送带22,第二层传送22反方向运输,最终由最后一层传送带23从干燥室下侧送出干燥室。传送带采用微型网状结构,有利于增加污泥与热空气的接触面积,传送带层间自由下落有利于防止污泥的板结产生。导流板下侧与传送带之间留有10mm空隙,具有挡泥板的作用,使污泥厚度保持均匀一致,有利于污泥干燥。同时,在宽度设计方面,导流板比传送带宽,在传送带两侧留有空隙,这样可以保证热空气顺利沿着导流板流动。因此,这种干燥室设计方案,延长污泥在干燥室内干燥时间,同时增大污泥与热空气的接触面积与接触时间,从而该方案能够高效的对污泥进行干燥。
根据本发明一个实施例,一种所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的污泥干燥方法步骤包括:
聚光器1聚集太阳光,光伏电池2吸收经由聚光器1聚集的短波长光能且光电转换成电能,空气集热管3吸收经由聚光器1聚集的光能以加热空气输出热能;
空气集热管3中的热空气经风机20送至污泥干燥室5干燥污泥,然后分别经由空气出口27和分离器6返回到空气集热管3以形成闭环的空气循环管路,其中,设在所述空气循环管路中的相变储热箱4通过第一阀18或第二阀19的开关以存储多余热能或向空气循环管路输出热能;
光伏电池2产生的电能经由逆变器15转变为交流电以及配电箱14整流分配到系统的供电线路中,设在所述供电线路的电路控制器16控制电路运行,设在供电线路中的锂电池蓄电组17存储多余电能和向供电线路补给电能;
空气循环管路中的热空气经由空气进口25进入污泥干燥室5,在污泥干燥室5内的热空气经由导流板24呈倒“弓”型流动,最终从空气出口27排出;
混合器12将压碎污泥存储室11中的干燥污泥与脱水污泥混合形成待干燥污泥,然后经由泵29输送污泥进口26以进入污泥干燥室5,待干燥污泥经由污泥进口26输入第一层传送带21,在第一层传送带21末端自由下落入第二层传送带22,第二层传送带22反方向运输,最终由最后一层传送带23从污泥出口28将干燥污泥输送到分离器6分离出热空气,所述热空气导入空气循环管路,干燥污泥输送到筛分器8,筛分器8将小于预定粒径的干燥污泥筛分到干污泥存储器10,大于预定粒径的干燥污泥经由压碎室9破碎后输入压碎污泥存储室11。
本发明与现有技术相比,利用太阳能同时产生电和热,供给污泥干燥所需热能和系统运行所需电能,在全光谱上最大限度提高太阳能,提高其广谱利用率、减小功率消耗,具有显著社会效益和循环经济效益,可广泛应用于污泥干燥领域。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述,但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域,上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的,而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下,还可以做出很多种的形式,这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种聚光式太阳能污泥干燥系统,所述聚光式太阳能污泥干燥系统包括太阳能利用模块和污泥干燥模块,其特征在于:
所述太阳能利用模块包括聚光蓄热部分和配电控制部分,其中,
聚光蓄热部分包括:
聚光器(1),其聚集太阳光以提高光的能量密度,
光伏电池(2),其吸收经由聚光器(1)聚集的短波长光能且光电转换成电能,
空气集热管(3),其吸收经由聚光器(1)聚集的光能以加热空气输出热能,
相变储热箱(4),其经由第一阀(18)和第二阀(19)连接所述空气集热管(3),通过第一阀(18)或第二阀(19)的开关以存储多余热能或向外输出热能;
配电控制部分包括控制电路运行的电路控制器(16)、存储光伏电池(2)产生的多余电能以及向外补给电能的锂电池蓄电组(17)、将直流电转变为交流电的逆变器(15)和整流分配电能的配电箱(14),配电箱(14)连接所述聚光式太阳能污泥干燥系统的供电线路,
污泥干燥模块包括:
污泥干燥室(5),其包括经由风机(20)输入由空气集热管(3)产生的热空气的空气进口(25)、用于输入待干燥污泥的污泥进口(26)、排出热空气的空气出口(27)和排出干燥污泥的污泥出口(28),
分离器(6),连接所述污泥出口(28)的分离器(6)将排出的干燥污泥中的热空气分离并返回空气集热管(3),
筛分器(8),连接分离器(6)的筛分器(8)筛分干燥污泥且将小于预定粒径的干燥污泥输送到干污泥存储器(10),大于预定粒径的干燥污泥经由压碎室(9)破碎后输入压碎污泥存储室(11),
混合器(12),其将压碎污泥存储室(11)中的干燥污泥和脱水污泥混合后经由泵(29)输送污泥进口(26)。
2.根据权利要求1所述的聚光式太阳能污泥干燥系统,其特征在于:所述污泥干燥室(5)包括用于输送污泥的多层传送带和垂直传送带的多个导流板(24),其中,多层传送带间在水平方向上相错一定距离,用于引导热空气干燥的导流板(24)在所述污泥干燥室中呈倒“弓”型排列,用于对流干燥的热空气从空气进口(25)进入,在污泥干燥室(5)内经由 导流板(24)呈倒“弓”型流动,最终从空气出口(27)排出,待干燥污泥经由污泥进口(26)输 入第一层传送带(21),在第一层传送带(21)末端自由下落入第二层传送带(22),第二层传送带(22)反方向运输,最终由最后一层传送带(23)从污泥出口(28)排出。
3.根据权利要求2所述的聚光式太阳能污泥干燥系统,其特征在于:传送带包括网状结构,所述网状结构含有多个微孔。
4.根据权利要求1所述的聚光式太阳能污泥干燥系统,其特征在于:所述聚光器(1)包括抛物面反射式聚光器和/或菲涅尔透射式聚光器,光伏电池(2)和空气集热管(3)设在所述聚光器(1)的聚光位置。
5.根据权利要求2所述的一种聚光式太阳能污泥干燥系统,其特征在于,所述导流板(24)下端距传送带上表面大致10mm以控制污泥厚度,所述空气进口(25)设在所述污泥干燥室(5)的前侧,所述污泥进口(26)设在所述污泥干燥室(5)的左侧上部,空气出口(27)设在所述污泥干燥室(5)的后侧和污泥出口(28)设在所述污泥干燥室(5)的右侧下部。
6.根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能污泥干燥系统,其特征在于,空气集热管(3)中的空气吸收热量后经风机(20)送至污泥干燥室(5)干燥污泥,然后分别经由空气出口(27)和分离器(6),经过空气调节器(7),返回到空气集热管(3)形成闭环的空气循环管路。
7.根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能污泥干燥系统,其特征在于,污泥干燥模块还包括对污泥脱水的脱水污泥存储室(13),脱水污泥存储室(13)包括用于脱水的脱水设备,所述压碎室(9)包括破碎设备,混合器(12)包括搅拌设备。
8.根据权利要求6所述的一种聚光式太阳能污泥干燥系统,其特征在于,空气调节器(7),包括空气除湿、杀菌设备,通过第三阀(30)与大气相连,其中,干燥后的污泥进入分离器(6), 将填充在内部的空气分离出,分离后的空气进入空气调节器(7)与干燥污泥后的冷空气汇合, 一起调整好流量和湿度后进入空气循环管路,返回空气集热管(3)。
9.根据权利要求1所述的一种聚光式太阳能污泥干燥系统,其特征在于,所述聚光式太阳能污泥干燥系统包括用于控制太阳能利用模块和污泥干燥模块运行的控制器,所述控制器包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA,所述控制器包括存储器,所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。
10.一种如权利要求2中所述的聚光式太阳能污泥干燥系统的污泥干燥方法, 其步骤包括:
聚光器(1)聚集太阳光,光伏电池(2)吸收经由聚光器(1)聚集的短波长光能且光电转换成电能,空气集热管(3)吸收经由聚光器(1)聚集的光能以加热空气输出热能;
空气集热管(3)中的热空气经风机(20)送至污泥干燥室(5)干燥污泥,然后分别经由空气出口(27)和分离器(6),经过空气调节器(7),返回到空气集热管(3)以形成闭环的空气循环管路,其中,设在所述空气循环管路中的相变储热箱(4)通过第一阀(18)或第二阀(19)的开关以存储多余热能或向空气循环管路输出热能;
光伏电池(2)产生的电能经由逆变器(15)转变为交流电以及配电箱(14)整流分配到系统的供电线路中,设在所述供电线路的电路控制器(16)控制电路运行,设在供电线路中的锂电池蓄电组(17)存储多余电能和向供电线路补给电能;
空气循环管路中的热空气经由空气进口(25)进入污泥干燥室(5),在污泥干燥室(5)内的热空气经由导流板(24)呈倒“弓”型流动,最终从空气出口(27)排出;
混合器(12)将压碎污泥存储室(11)中的干燥污泥与脱水污泥混合形成待干燥污泥,然后经由泵(29)输送污泥进口(26)以进入污泥干燥室(5),待干燥污泥经由污泥进口(26)输入第一层传送带(21),在第一层传送带(21)末端自由下落入第二层传送带(22),第二层传送带(22)反方向运输,最终由最后一层传送带(23)从污泥出口(28)将干燥污泥输送到分离器(6)分离出热空气,所述热空气导入空气循环管路,干燥污泥输送到筛分器(8),筛分器(8)将小于预定粒径的干燥污泥筛分到干污泥存储器(10),大于预定粒径的干燥污泥经由压碎室(9)破碎后输入压碎污泥存储室(11)。
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