CN109293210A - 智能型低能耗污泥低温干化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型低能耗污泥低温干化方法，包括以下步骤：待干化污泥进入进泥装置(1)，由所述进泥装置(1)将所述待干化污泥挤压成条状；经条状处理后的污泥进入干燥箱(2)，落入干燥箱体(2‑1)内的物料传送带(2‑2)上，所述物料传送带(2‑2)呈多层布置；所述的干燥箱体(2‑1)上分别设置有湿空气排风管道(5‑1)和干空气进风管道(5‑2)，所述湿空气排风管道(5‑1)和干空气进风管道(5‑2)均与除湿加热装置(3)相连通；所述干燥箱体(2‑1)的湿空气通过湿空气排风管道(5‑1)排出，并经除尘处理后进入所述除湿加热装置(3)；所述除湿加热装置(3)内产生干燥热空气，所述干燥热空气经所述干空气进风管道(5‑2)从所述干燥箱体(2‑1)的底部进入。本发明具有能源利用率高，且通过含水率在线检测装置实时监测污泥含水率变化的优点。

Description

智能型低能耗污泥低温干化方法

技术领域

本发明涉及污泥干燥设备领域，具体地说是一种智能型低能耗污泥低温干化方法。

背景技术

污泥所含的污染物一般均有很高的热值，但是由于大量水分的存在，使得这部分热值无法得到利用。如果焚烧高含水率的污泥，不但得不到热值，还需要大量补充燃料才能完成燃烧。如果将污泥的含水率降到一定程度，燃烧就是可能的，而且，燃烧所得到的热量可以满足部分甚至全部进行干化的需要。同样的道理，在其他应用场合中，减少含水率也是关键。因此，污泥干化或半干化是污泥资源化利用的第一步。

目前，常用的干化系统主要以直接干燥转鼓式工艺、多层台阶式干化工艺、转盘式干化工艺、流化床干化工艺等为主。常用的干化设备包括电加热污泥干化机、热水污泥干化机、蒸汽薄膜干化机、阳能污泥干化场、天然气污泥干化机、炉窑烟气余热污泥干化机等。然而目前市场上应用非常广泛的干燥设备是带式干燥机，其可适合食品、蔬菜等农产品、污泥、化工材料等多个行业。污泥带式干燥因对湿污泥适应性强、维修部件少、使用寿命长、干燥温度低等优势，受到广泛关注，具有很好的市场应用前景；但是目前带式干燥机一般采用蒸汽、热风炉或电加热为热源，采用开放排湿方式，去湿同时带走大量的热量，能源利用率低，一般只有20-40％，运行费用高；且均在较高温度条件下进行脱湿，干燥成品质量不易控制，易受人为操作的影响；采用蒸汽锅炉或热风炉作为热源均有不安全隐患因素，对操作工要求高，日常维护工作高；且需建造独立的锅炉房，占地面积大。因此产生了热泵除湿结合网带式干燥污泥干化技术为污泥带式干燥，其在节能性、环保性等方面具有很大的优势，污泥热泵除湿干化技术将主导污泥带式干燥。

通过以上分析，可以看出，要实现污泥的节能高效干化，目前干化设备还存在以下几个主要问题：(1)污泥干化是能量净消耗过程，能源利用率低；(2)在污泥干化过程中没有实时检测污泥的含水率，致使部分污泥未能充分干化，同时也存在部分污泥过干化的情况浪费热能，整个过程中排放大量臭气，需建造负责的尾气处理系统；(3)一般除湿热泵工作状态单一，无法实现两种工况(除湿、排湿)的实时的切换；(4)热泵除湿产生大量的冷凝水直接排出去，未对其进行资源化利用，通过外加风机冷却除湿热泵的方式噪声大能耗高。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的能耗高，环境污染大、干化过程污泥含水率无法实时检测的技术问题，提出一种能源利用率高，且通过含水率在线检测装置和图像处理技术实时监测污泥含水率的变化的智能型低能耗污泥低温干化方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构智能型低能耗污泥低温干化方法，包括以下步骤：

待干化污泥进入进泥装置，由所述进泥装置将所述待干化污泥挤压成条状；

经条状处理后的污泥进入干燥箱，落入干燥箱体内的物料传送带上，所述物料传送带呈多层布置；

所述的干燥箱体上分别设置有湿空气排风管道和干空气进风管道，所述湿空气排风管道和干空气进风管道均与除湿加热装置相连通；

所述干燥箱体的湿空气通过湿空气排风管道排出，并经除尘处理后进入所述除湿加热装置；所述除湿加热装置内产生干燥热空气，所述干燥热空气经所述干空气进风管道从所述干燥箱体的底部进入。

可选的，所述的干燥箱体(2-1)设置有自动取样装置(7)及含水率在线检测装置(9)所述干燥箱内干化温度位于60-70℃。

所述自动取样装置对干燥箱内污泥的进行自动取样，所述含水率在线检测装置检测样本污泥的含水率，根据含水率的检测结果，来调节所述干燥箱的污泥传送速度。

可选的，所述干燥箱与除湿加热装置之间设有除尘装置，所述的除尘装置包括旋风分离器和除尘布袋，所述的除尘布袋设置在旋风分离器的后端，含有灰尘的湿空气通过湿空气排风管道先进入旋风分离器，利用离心力原理将空气中大部分灰尘进行分离，之后再经过除尘布袋进行再次除尘，除尘后的湿空气进入所述回热器。

可选的，所述的干燥箱包括干燥箱体、物料传送带、减速电机、污泥进料口和污泥出料口，物料传送带呈多层布置，每层的所述物料传送带均与减速电机相连接，所述的污泥进料口设置在干燥箱体的顶部，所述的污泥出料口设置在干燥箱体的底端，在所述的污泥出料口处设置有物料开启阀门，所述的干燥箱体上分别设置有湿空气排风管道和干空气进风管道。

可选的，所述的自动取样装置包括微特电机、固定板、抓手、H型连接板、舵机、直线连杆、斜线连杆，所述的H型连接板连接微特电机与固定板、控制抓手的水平转动，所述的直线连杆与斜线连杆安装在固定板上，两摇杆的转动带动抓手的开合，以实现样本的夹取。

可选的，所述的含水率在线检测装置包括气动推板、吸头、吸头连杆、L型连杆和含水率检测仪，所述吸头、吸头连杆和L型连杆构成样本残渣吸除设备，安装在含水率检测仪的侧面，所述气动推板置于箱体顶部，可快速开合，保证含水率检测仪工作在适宜温度,所述的吸头连杆可转出干燥箱体外，L型连杆的上下移动带动吸头连杆在竖直方向移动，吸除样本残渣后移动在箱门处释放残渣。

可选的，所述的除湿加热装置包括回热器、蒸发器、冷凝器和水冷凝器，所述的回热器内有热风通道和冷风通道，所述回热器内部通过热传导翅片对内部风进行热交换，所述干燥箱体通过湿空气排风管道与所述热风通道连通，所述热风通道经过热传导片对冷风通道进行加热，所述的蒸发器和冷凝器分别与回热器固定连接，对热风两次冷凝，冷风两次加热，所述的除湿加热装置通过除湿电磁阀、排湿电磁阀的开闭连接不同的管道，实现除湿和排湿两种不同的工况，所述的蒸发器产生的冷凝水和回热器的冷凝水通过管道流入水冷凝器。

可选的，所述干燥箱(2)连接有负压真空装置，所述的负压真空装置与干燥箱相连接，所述的负压真空装置包括负压风机、气阀和气压检测装置，所述的气压检测装置安装于干燥箱体内实时检测空气气压值，所述的负压风机设置在干燥装置的气体出口，所述的负压风机与湿空气排风管道相连接，通过负压真空装置增大干燥箱体内的空气饱和湿度。

可选的，所述的进泥装置包括污泥暂存装置、电动阀、挤条机组成，所述的污泥先进入污泥暂存装置，通过挤条机将污泥挤成面条状，以利于污泥在干燥时形成架空层，增大污泥与干燥空气的传热传质效果，所述电动阀用于控制污泥暂存装置出口处的开闭，所述电动阀关闭时与负压真空装置协同作用，在干燥箱体内形成负压状态。

采用以上结构，本发明具有以下优点：(1)进料口的污泥含水率不确定会导致各个部分的污泥干化不均匀，本发明中设计了含水率在线检测装置，通过机械抓手抓取少量的污泥样品，放入水分仪中准确测定不同时刻带式干燥机上下来两层之间的污泥的含水率；(2)在负压的情况下空气中可携带更多的水蒸气，故本发明中通过抽去干燥箱体内的空气使得相同体积的空气携带更多的水分，从而提高污泥的干化效率，于此同时设计进料出料口的物料缓存以达到箱体密闭的目的；(3)本发明采用了旋风分离器装置配合除尘布袋，极大程度地降低了循环空气中粉尘颗粒的含量，避免了产生爆炸的风险；(4)采用热交换器实现饱和热空气和干燥冷空气的热传递，通过冷凝器和蒸发器实现空气的快速加热以及饱和空气的迅速冷凝，并将冷凝出来的水用于压缩机的冷却降温，实现资源的充分利用。

附图说明

图1为智能化污泥负压除湿干化装置的总体结构示意图；

图2为智能化污泥负压除湿干化装置的干燥箱体结构示意图；

图3为智能化污泥负压除湿干化装置的除湿加热装置示意图；

图4为智能化污泥负压除湿干化装置中污泥抓手细节图；

图5为智能化污泥负压除湿干化装置中热交换原理图。

如图所示，1、进泥装置，1-1、污泥暂存装置，1-2电动阀，1-3，挤条机，2、干燥箱，2-1、干燥箱体，2-2、物料传送带，2-3、减速电机，2-4、污泥进料口，2-5、污泥出料口，2-6、污泥开启阀门，3、除湿加热装置；3-1、回热器，3-2、蒸发器,3-3、冷凝器，3-4、水冷凝器,3-5、除湿电磁阀，3-6、排湿电磁阀，3-7、蒸发器冷凝水盘，3-8、回热器冷凝水盘,3-9、除湿管道，3-10、新风入口，3-11、进风电磁阀，3-12、出风口，3-13、排湿风机，3-14、储液罐，3-15、压缩机，3-16、水冷凝器出口管，3-17、排湿管道，3-18、冷凝水管，3-19、膨胀阀，3-20、过滤器,4、除尘装置，4-1、旋风分离器，4-2、除尘布袋，5、气体管道，5-1、湿空气排风管道，5-2、干空气进风管道，6、污泥在线图像识别装置，6-1、CCD相机，6-2、信号处理系统，7、自动取样装置，7-1、微特电机，7-2、固定板，7-3、抓手，7-4、H型连接板，7-5、舵机，7-6、直线连杆，7-7、斜线连杆负压风机，8、负压真空装置，8-1、负压风机，8-2、气阀，8-3、气压检测装置，9、含水率在线检测装置，9-1、气动推板，9-2、吸头，9-3、吸头连杆，9-4、L型连杆，9-5、含水率检测仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。

如图所示，示意了本发明的智能型低能耗污泥低温干化方法，包括以下步骤：

待干化污泥进入进泥装置1，由所述进泥装置1将所述待干化污泥挤压成条状；

经条状处理后的污泥进入干燥箱2，落入干燥箱体2-1内的物料传送带2-2上，所述物料传送带2-2呈多层布置；

所述的干燥箱体2-1上分别设置有湿空气排风管道5-1和干空气进风管道5-2，所述湿空气排风管道5-1和干空气进风管道5-2均与除湿加热装置3相连通；

所述干燥箱体2-1的湿空气通过湿空气排风管道5-1排出，并经除尘处理后进入所述除湿加热装置3；所述除湿加热装置3内产生干燥热空气，所述干燥热空气经所述干空气进风管道5-2从所述干燥箱体2-1的底部进入。

所述的干燥箱体2-1设置有自动取样装置7及含水率在线检测装置9，所述干燥箱2内干化温度位于60-70℃；

所述自动取样装置7对干燥箱2内污泥的进行自动取样，所述含水率在线检测装置9检测样本污泥的含水率，根据含水率的检测结果，来调节所述干燥箱2的污泥传送速度。

智能型低能耗污泥低温干化方法基于智能型低能耗污泥低温干化系统，包括进泥装置1、干燥箱2、除湿加热装置3、除尘装置4和气体管道，所述进泥装置1设置在干燥箱2上方并与干燥装置2相连接，所述的干燥箱2通过气体管道与除湿加热装置3连接，所述的除尘装置4设置在干燥箱2与除湿加热装置3之间，在干燥箱2的底部设有污泥出料口2-5，所述的智能型低能耗污泥低温干化系统还包括自动取样装置7及含水率在线检测装置9，所述的自动取样装置7及含水率在线检测装置9均设置在干燥箱2内部，

对于含水率的在线检测除了采用自动取样和检测的方式的方案外，还可以采用图像识别的方式，例如，采样污泥状态在线图像识别装置6，所述的污泥状态在线图像识别装置6设置在干燥箱2内部；所述污泥状态在线图像识别装置6对干燥箱2内污泥的进行图像识别，并据此检测污泥的含水率，根据图像识别检测到的含水率，来调节所述干燥箱2的污泥传送速度。

所述的进泥装置1包括污泥暂存装置1-1、电动阀1-2和挤条机1-3，所述的污泥先进入污泥暂存装置1-1，通过挤条机1-3将污泥挤成面条状，以利于污泥在干燥时形成架空层，增大污泥与干燥空气的传热传质效果，所述电动阀1-2用于控制污泥暂存装置1-1出口处的开闭，所述电动阀1-2关闭时与负压真空装置协同作用，在干燥箱体内形成负压状态。

所述的干燥箱2包括干燥箱体2-1、物料传送带2-2、减速电机2-3、污泥进料口2-4和污泥出料口2-5，物料传送带2-2呈多层布置，每层的所述物料传送带2-2均与减速电机2-3相连接，所述的污泥进料口2-4设置在干燥箱体2-1的顶部，所述的污泥出料口2-5设置在干燥箱体的底端，在所述的污泥出料口2-4处设置有物料开启阀门2-6，所述的干燥箱体2-1上分别设置有湿空气排风管道5-1和干空气进风管道5-2。

所述自动取样装置7安装于第一层网带末端落料处，便于从第一层网带与第二层网带之间夹取泥条样本。自动取样装置7包括微特电机7-1、固定板7-2、抓手7-3、H型连接板7-4、舵机7-5、直线连杆7-6、斜线连杆7-7，所述的H型连接板7-4连接微特电机7-1与固定板7-2、控制抓手7-3的水平转动，所述的直线连杆7-6与斜线连杆7-7安装在固定板7-2上，两摇杆的转动带动抓手7-3的开合，实现样本的夹取。微特电机7-1的转动带动固定板7-2的水平转动，舵机7-5带动固定板7-2上的直线连杆7-6与斜线连杆7-7运动构成双摇杆机构，同时控制的抓手7-3的夹紧动作，其开合可以完成网带落料处样本的抓取。

所述的含水率在线检测装置9包括测试箱体、气动推板9-1、吸头9-2、吸头连杆9-3、L型连杆9-4和含水率检测仪9-5，气动推板9-1与抓手7-3处于同一平面，抓手夹取到样本后水平旋转180°到达测试箱体正上方，松开抓手，样本落入测试箱体内，抓手继续旋转180°回到原工作位置，完成取样过程。所述吸头9-2、吸头连杆9-3、L型连杆9-4构成样品残渣吸除设备，安装在含水率检测仪9-5的左侧，气动推板9-1置于箱体顶部，可快速开合，保证含水率检测仪9-5工作在适宜温度,所述的吸头连杆9-3在一定位置处可转出箱体外，L型连杆9-4的上下移动带动吸头连杆9-3在竖直方向移动，吸除样品残渣后移动在箱门处释放残渣。

所述的测试箱体为隔热箱体，外层采用超高温隔热材料，隔绝烘箱内部高温，保证检测仪器正常工作。测试箱体箱门处设有气动推板9-1，在抓手放料前打开箱门，样品落入检测仪器后箱门迅速关闭，保证烘箱内的负压状态。所述的样品残渣吸除装置为两连杆手臂，基座固定在检测仪器右侧，气缸驱动L型连杆9-4上下移动，L型连杆9-4与吸头连杆9-3通过转动副连接，电机控制两个连杆的转动角度。当样品检测完毕时，吸头连杆9-3转动至与L型连杆9-4平行位置，L型连杆9-4下降至吸头9-2贴近检测仪器9-5上表面位置，吸头9-2吸除残渣样品后L型连杆9-4上升至最高位置停止上下移动，吸头连杆9-3开始转动，同时箱门打开，吸头9-2慢慢转出箱体，当吸头连杆9-3与箱外斜坡平行时，吸头9-2释放样品残渣，由于箱体内气压高于箱体外部气压，样品残渣会随着由箱体内部流向箱体外部的气流排出去，沿斜坡滑回第二层网带。干燥箱内设有气压检测装置，气压检测装置中的压力传感器通过检测干燥箱体内的气压值控制进风口气阀的开口大小，维持烘箱内稳定负压状态。

所述的污泥状态在线图像识别装置6包括若干个CCD相机6-1和信号处理系统6-2，所述CCD相机6-1固定在干燥箱体2-1上，在每层物料传送带2-2的正上方设置有多个CCD相机6-1，通过CCD相机6-1采集污泥表面的图像信息传送到信号处理系统6-2，信号处理系统6-2检测污泥含水率并控制干燥箱2内的减速电机的转速，进而控制污泥传送速度。

所述的污泥状态在线图像识别装置6的信号处理系统6-2包括图像处理模块和信息处理模块两个模块，所述的图像处理模块通过matlab读取出由各个位置相机6-1所采集的污泥表面上的色彩信息以及裂缝面积，所述的信息处理模块在原始数据建立的BP神经网络中输入图像处理模块中所获得的色彩信息以及裂缝面积来估测当前位置当前时刻泥饼的含水率，将含水率反馈给控制器，进而准确调节物料传送带2-2传送速度(通过控制减速电机2-3的转速实现)。

所述的除湿加热装置3包括回热器3-1、蒸发器3-2、冷凝器3-3和水冷凝器3-4，所述的回热器3-1内有热风通道和冷风通道，所述回热器3-1内部通过热传导翅片对内部风进行热交换，所述干燥箱体2-1通过湿空气排风管道5-1与所述热风通道连通，所述热风通道经过热传导片对冷风通道进行加热，所述的蒸发器3-2和冷凝器3-3分别与回热器3-1固定连接，对热风两次冷凝，冷风两次加热，所述的除湿加热装置3通过除湿电磁阀3-5、排湿电磁阀3-6的开闭连接不同的管道，实现除湿和排湿两种不同的工况，所述的蒸发器3-2产生的冷凝水和回热器的冷凝水通过管道流入水冷凝器3-4。湿空气排风管道5-1内设有排风低压扇。

所述智能型低能耗污泥低温干化系统还包括负压真空装置，所述的负压真空装置与干燥箱2相连接，所述的负压真空装置包括负压风机8-1、气阀8-2和气压检测装置8-3，所述的气压检测装置8-3安装于干燥箱体2-1内实时检测空气气压值，所述的负压风机8-1设置在干燥装置2的气体出口，所述的负压风机8-1与湿空气排风管道5-1相连接，通过负压真空装置增大干燥箱体2-1内的空气饱和湿度。

所述的进泥装置1包括污泥暂存装置1-1、电动阀1-2和挤条机1-3，所述的污泥先进入污泥暂存装置1-1，通过挤条机1-3将污泥挤成面条状，以利于污泥在干燥时形成架空层，增大污泥与干燥空气的传热传质效果，所述电动阀1-2用于控制污泥暂存装置1-1出口处的开闭，所述电动阀1-2关闭时与负压真空装置协同作用，在干燥箱体内形成负压状态。所述的进泥装置内设有刮泥铲和进料旋转耙。

所述的除尘装置4包括旋风分离器4-1和除尘布袋4-2，所述的除尘布袋设置在旋风分离器4-1的后端，含有灰尘的湿空气通过湿空气排风管道5-1先进入旋风分离器4-1，利用离心力原理将空气中大部分灰尘进行分离，之后再经过除尘布袋4-2进行再次除尘，除尘后的湿空气进入所述回热器3-1。

将采集到的图像经过图像增强、去噪后提取图像RGB特征，再通过颜色空间转换将RCB特征转换为HIS特征，所述的泥饼上表面裂缝面积计算通过将阈值分割法与区域生长法相结合构建了感兴趣区域，所述的感兴趣区域用于识别泥饼上表面裂缝，通过计算感兴趣区域面积来获得泥饼上表面裂缝面积。

所述的污泥状态在线图像识别装置基于matlab为平台实现含水率实时检测，由图像处理模块以及信息处理模块两个模块构成，所述的图像处理模块的主要功能为通过matlab读取出由各个位置CCD2-3所采集到的泥饼上表面图像中的HSI以及裂缝面积等信息，所述的信息处理模块为由N组包括样本裂缝面积、HSI、含水率等信息在内的原始样本所建立的BP(back propagation)神经网络，H(色调Hue)、S(饱和度Saturation)、I(亮度Intensity)和裂缝面积作神经网络的四个样本输入，HSI表征了图像的色彩信息，含水率为神经网络的输出，将图像处理模块中所获得的图像信息输入到BP神经网络中，估测出当前位置当前时刻泥饼的含水率。

为了优化含水率检测的设计，可以同时设置污泥状态在线图像识别装置6和抽样检测装置，所述抽样检测装置包括自动取样装置7和含水率在线检测装置9。为此，增加一个转速控制装置。所述的转速控制装置综合污泥状态在线图像识别装置6和抽样检测装置的检测结果，调节减速电机的转速。通过对比由污泥状态在线图像识别装置的信息处理功能模块估测出的泥饼当前含水率、当前位置当前时刻的原始样本的含水率以及抽样检测装置所测得的含水率来判断该时段的干化效果以及接下来一段时间的预测干化效果或预测含水率，并得到达到预期效果所需的时间。若干化效果劣于预期效果，则减慢减速电机的转速；若干化效果达到预期效果，则保持减速电机的转速不变。

所述的图像处理模块包括HSI特征提取和泥饼上表面裂缝面积计算，所述的HSI特征提取为将采集到的图像经过图像增强、去噪后提取图像RGB特征(red、green、blue)，再通过颜色空间转换将RCB特征转换为HIS特征，所述的泥饼上表面裂缝面积计算通过将阈值分割法与区域生长法相结合构建了感兴趣区域，所述的感兴趣区域用于识别泥饼上表面裂缝，通过计算感兴趣区域面积来获得泥饼上表面裂缝面积。

所述的神经网络是通过误差反向传播方法学习方法在matlab中实现构建的BP神经网络模型，将神经网络与实际系统连接，实际系统作为教师提供原始样本作为神经网络的期望输出(原始输入-元是输出)，通过反向计算权值以及隐层神经元个数的调节建立合适的神经网络。

所述智能型低能耗污泥低温干化系统还包括负压真空装置，所述的负压真空装置与干燥箱2相连接，所述的负压真空装置包括负压风机8-1、气阀8-2和气压检测装置8-3，所述的气压检测装置8-3安装于干燥箱体2-1内实时检测空气气压值，所述的负压风机8-1设置在干燥装置2的气体出口，所述的负压风机8-1与湿空气排风管道5-1相连接，通过负压真空装置增大干燥箱体2-1内的空气饱和湿度。

所述的负压风机8-1安装于整个干燥箱的顶部，风机尾部与湿空气排风管道相连，通过风机的转动将烘箱内的湿热空气抽出箱体内部，降低箱体内部的相对气压，使得箱体内部的绝对湿度提高，加速泥条的干化。

与负压风机8-1配合工作的是安装与箱体底部的气阀，气阀的开口大小由气压检测装置中的压力传感器测得反馈控制，当箱体内部相对负压过低，则打开阀口送进新风。液压阀安装在第二层网带落料下方，完成干化的泥条堆积在液压阀阀口，因此需要定时打开液压阀阀口清理泥条，清理工作完成后阀门立即关闭。电动阀门安装在干燥箱进泥口上方，要进泥时打开阀口，进泥完成后关闭阀口。

负压风机8-1始终保持转动抽风状态，当进泥时，电动阀门打开，泥料进入进泥装置，堆积在切泥装置中的泥料起到了一定的密封作用，箱体内的负压不会受到影响。需要清理已完成干化的泥条时，打开液压阀，此时压力传感器检测干燥箱体内部的气压，并控制气阀的开口大小，维持箱体内部的负压状态，清理工作完成后关闭液压阀的阀口，压力传感器在此过程持续检测并将结果反馈给气阀。负压风机2-6一直处于工作状态，出风口通过管道与除湿加热装置的进风口相连接。

所述的除湿加热装置7包括制冷循环、除尘、除湿和排湿模式，所述制冷循环通过冷凝器3-3、蒸发器3-2、膨胀阀和压缩机3-15，所述压缩机3-15通过铜管与冷凝器3-3相连接，所述的铜管内通有经压缩机3-15压缩过后的液态冷媒，在流过冷凝器3-3时进行放热给经过冷凝器的空气加热，达到升温效果，所述的冷凝器3-3的出口通过铜管与膨胀阀连接，所述膨胀阀将对铜管内的冷媒进行汽化作用，所述的汽态冷媒进入蒸发器3-2中，由于液态冷媒汽化要吸收大量的热量，通过这样的方式给经过蒸发器3-2的空气进行降温。所述蒸发器3-2通过铜管经过储液罐3-14，再与压缩机3-15相连接，最后冷媒经过铜管再次回到压缩机进行压缩，这样形成一个制冷循环；

其中除尘装置包括旋风分离机4-1和除尘布袋4-2，所述旋风分离机4-1的进风口与管道5-1连接，通过管道5-1进入的含有大量灰尘的热风，经过旋风分离机4-1的离心力作用，将灰尘颗粒与空气进行分离，达到初步除尘的效果，所述除尘后的热空气经管道到达除尘布袋4-2，利用除尘布袋4-2细小网孔拦截灰尘颗粒进行最终的除尘；

所述的除湿模式下，在所述负压风机8-1的作用下将湿度大的热空气从回热器3-1的热侧通道吹入，经过回热器3-1内部的一次热交换后，经过出口管道到达蒸发器3-2，空气在蒸发器3-2中进行一次降温将水分冷凝出来，得到进一步干燥的饱和空气，所述饱和空气又经过管道再次经过回热器3-1，又进行一次内部热交换，实现空气的第一次加热升温，所述升温空气通过管道进入冷凝器3-3中，冷凝器3-3由内部冷媒液化放热作用下会对热空气进行再次加热，实现空气的第二次加热升温；所述的二次加热的空气通过管道进入带式干燥箱2中；所述蒸发器提供的蒸发温度为10-20℃，所述的冷凝器加热温度为70-80℃。

所述的排湿模块包括回热器3-1和排湿风机3-13，所述回热器3-1的热侧出风口通过管道经过排湿电磁阀3-6(排湿电磁阀3-6打开，除湿电磁阀3-5关闭)与排湿风机3-13相连，所述排湿风机3-13将热空气从出气口3-12排出(在排湿的过程中，新风入口3-10通过电磁阀3-6打开，吸入新风，达到排湿效果)。

所述的冷凝器3-3放置于回热器3-1的后面一环节，不但实现了对冷凝器3-3内部冷却物质的降温，这样改变传统的冷机方式(传统冷机方式通过外面风机对冷凝器吹风，从而达到对冷凝器3-3的降温，在这里通过利用经回热器3-1出来的空气对冷凝器3-3降温)，还实现了对干燥空气的一次加热，减少能耗，实现能量的多级利用；回热器3-1和蒸发器3-2机架底部安装接水装置，用于收集冷凝水，保证机架内干燥，防止生锈；所述回热器冷凝水盘3-8和蒸发器冷凝水盘3-7经过冷凝水管3-18进入水冷凝器3-4中，所述水冷凝器放置于压缩机3-15的周围，通过水冷的方式给工作中的压缩机进行降温，延长使用寿命。

本装置工作原理如下：本装置有两种工作方式除湿方式和排湿方式，除湿方式下除湿电磁阀打开排湿电磁阀和进风电磁阀关闭，装置开始工作时电磁阀打开污泥进入切泥装置并充满切泥装置，关闭电磁阀使得进料口密封，待切泥装置内的污泥量减小到一定量时，重新打开进料电磁阀。出料口的液压推动阀门隔一段时间打开一次，间歇性将干化后的污泥排除干燥箱体，使得大部分时间出料口也是处于密封的状态。污泥进入干燥箱体后落在第一层网袋上，减速电机带动网袋转动，当条状污泥经过CCD相机时，相机间歇性拍取污泥照片发送至控制器分析处理，相机周围有环灯为相机补光，当污泥从第一层网袋落入第二层网袋时，在上下两层网袋之间安装的污泥含水率在线检测装置开始工作，通过机械抓手抓取从第一层网袋落下的污泥，放入到测试箱体内待含水率测定完成，通过残渣吸取装置将干燥后的污泥样品取出测试箱体并将其吹入到第二层网袋上，污泥经过第二层网袋干燥后落入到出泥料斗内然后排除干燥箱体，第二层网袋上也有若干个CCD相机间歇连续采集污泥图像。在传送网袋不停运转时，热泵系统同步运作，负压风机将干燥箱体内的空气抽出送至除湿热泵，这个过程既使得整个系统里的空气流动起来，并通过与热风的进气阀配合实现干燥箱体内负压，干燥箱体内的压力检测装置实时检测气压反馈给控制器，进而改变负压风机和热风进气阀的工作状态，热风从干燥箱底部经过第二层网袋再经过第一层网袋，污泥中的水分进入到干燥的热空气中，使得干燥空气成为饱和的空气，饱和的热空气经过除湿管道进入旋风分离器，初步除去空气中的粉尘颗粒，然后再经过除尘布袋进一步除去粉尘。饱和热空气进入除湿热泵后先通过热交换器初步降温，通过温度差将热空气中的热能传递给从蒸发器出来的冷空气，实现自然热交换。初步降温的热空气进入蒸发器，蒸发器内的氟利昂经膨胀阀气化吸热，将热空气的温度降低冷凝出空气中携带的水分。两次降温后的热空冷凝出大量的冷凝水进过管道送至压缩机下的冷凝器对压缩机降温，热空气降温至冷空气后再到热交换器吸收热空气初步降温的热量，从而实现冷空气的初步升温，紧接着冷空气进入冷凝器，冷凝器内的氟利昂经压缩机压缩液化放热，将热空气加热设定温度，然后进入干燥箱体，对污泥进行热干化，如此往复循环运行。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能型低能耗污泥低温干化方法，包括以下步骤：

待干化污泥进入进泥装置(1)，由所述进泥装置(1)将所述待干化污泥挤压成条状；

经条状处理后的污泥进入干燥箱(2)，落入干燥箱体(2-1)内的物料传送带(2-2)上，所述物料传送带(2-2)呈多层布置；

所述的干燥箱体(2-1)上分别设置有湿空气排风管道(5-1)和干空气进风管道(5-2)，所述湿空气排风管道(5-1)和干空气进风管道(5-2)均与除湿加热装置(3)相连通；

所述干燥箱体(2-1)的湿空气通过湿空气排风管道(5-1)排出，并经除尘处理后进入所述除湿加热装置(3)；所述除湿加热装置(3)内产生干燥热空气，所述干燥热空气经所述干空气进风管道(5-2)从所述干燥箱体(2-1)的底部进入。

2.根据权利要求1所述的一种智能型低能耗污泥低温干化方法，其特征在于：所述的干燥箱体(2-1)设置有自动取样装置(7)及含水率在线检测装置(9)，所述干燥箱(2)内干化温度位于60-70℃；

所述自动取样装置(7)对干燥箱(2)内污泥的进行自动取样，所述含水率在线检测装置(9)检测样本污泥的含水率，根据含水率的检测结果，来调节所述干燥箱(2)的污泥传送速度。

3.根据权利要求1所述的一种智能型低能耗污泥低温干化方法，其特征在于：所述干燥箱(2)与除湿加热装置(3)之间设有除尘装置(4)，所述的除尘装置(4)包括旋风分离器(4-1)和除尘布袋(4-2)，所述的除尘布袋设置在旋风分离器(4-1)的后端，含有灰尘的湿空气通过湿空气排风管道(5-1)先进入旋风分离器(4-1)，利用离心力原理将空气中大部分灰尘进行分离，之后再经过除尘布袋(4-2)进行再次除尘，除尘后的湿空气进入除湿加热装置(3)的回热器(3-1)。

4.根据权利要求2所述的一种智能型低能耗污泥低温干化方法，其特征在于：所述的干燥箱(2)包括干燥箱体(2-1)、物料传送带(2-2)、减速电机(2-3)、污泥进料口(2-4)和污泥出料口(2-5)，每层的所述物料传送带(2-2)均与减速电机(2-3)相连接，所述的污泥进料口(2-4)设置在干燥箱体(2-1)的顶部，所述的污泥出料口(2-5)设置在干燥箱体的底端，在所述的污泥出料口(2-4)处设置有物料开启阀门(2-6)，所述的干燥箱体(2-1)上分别设置有湿空气排风管道(5-1)和干空气进风管道(5-2)。

5.根据权利要求2所述的一种智能型低能耗污泥低温干化方法，其特征在于：所述的自动取样装置(7)包括微特电机(7-1)、固定板(7-2)、抓手(7-3)、H型连接板(7-4)、舵机(7-5)、直线连杆(7-6)、斜线连杆(7-7)，所述的H型连接板(7-4)连接微特电机(7-1)与固定板(7-2)、控制抓手(7-3)的水平转动，所述的直线连杆(7-6)与斜线连杆(7-7)安装在固定板(7-2)上，两摇杆的转动带动抓手(7-3)的开合，以实现样本的夹取。

6.根据权利要求5所述的一种智能型低能耗污泥低温干化方法，其特征在于：所述的含水率在线检测装置(9)包括气动推板(9-1)、吸头(9-2)、吸头连杆(9-3)、L型连杆(9-4)和含水率检测仪(9-5)，所述吸头(9-2)、吸头连杆(9-3)和L型连杆(9-4)构成样本残渣吸除设备，安装在含水率检测仪(9-5)的侧面，所述气动推板(9-1)置于箱体顶部，可快速开合，保证含水率检测仪(9-5)工作在适宜温度,所述的吸头连杆(9-3)可转出干燥箱体外，L型连杆(9-4)的上下移动带动吸头连杆(9-3)在竖直方向移动，吸除样本残渣后移动在箱门处释放残渣。

7.根据权利要求2或3所述的一种智能型低能耗污泥低温干化方法，其特征在于：所述的除湿加热装置(3)包括回热器(3-1)、蒸发器(3-2)、冷凝器(3-3)和水冷凝器(3-4)，所述的回热器(3-1)内有热风通道和冷风通道，所述回热器(3-1)内部通过热传导翅片对内部风进行热交换，所述干燥箱体(2-1)通过湿空气排风管道(5-1)与所述热风通道连通，所述热风通道经过热传导片对冷风通道进行加热，所述的蒸发器(3-2)和冷凝器(3-3)分别与回热器(3-1)固定连接，对热风两次冷凝，冷风两次加热，所述的除湿加热装置(3)通过除湿电磁阀(3-5)、排湿电磁阀(3-6)的开闭连接不同的管道，实现除湿和排湿两种不同的工况，所述的蒸发器(3-2)产生的冷凝水和回热器的冷凝水通过管道流入水冷凝器(3-4)。

8.根据权利要求2或5所述的一种智能型低能耗污泥低温干化方法，其特征在于：所述干燥箱(2)连接有负压真空装置，所述的负压真空装置包括负压风机(8-1)、气阀(8-2)和气压检测装置(8-3)，所述的气压检测装置(8-3)安装于干燥箱体(2-1)内实时检测空气气压值，所述的负压风机(8-1)设置在干燥装置(2)的气体出口，所述的负压风机(8-1)与湿空气排风管道(5-1)相连接，通过负压真空装置增大干燥箱体(2-1)内的空气饱和湿度。

9.根据权利要求8所述的一种智能型低能耗污泥低温干化方法，其特征在于：所述的进泥装置(1)包括污泥暂存装置(1-1)、电动阀(1-2)和挤条机(1-3)，所述的污泥先进入污泥暂存装置(1-1)，通过挤条机(1-3)将污泥挤成面条状，以利于污泥在干燥时形成架空层，增大污泥与干燥空气的传热传质效果，所述电动阀(1-2)用于控制污泥暂存装置(1-1)出口处的开闭，所述电动阀(1-2)关闭时与负压真空装置协同作用，在干燥箱体内形成负压状态。