CN116022992B - 基于精准控风的污泥低温干化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥低温干化技术领域，特指基于精准控风的污泥低温干化系统，包括有热泵机组和污泥干化箱，所述热泵机组和所述污泥干化箱之间可拆卸地设置有第一模块，所述第一模块通过管道分别与所述管道相连通，且所述污泥干化箱、所述第一模块和所述热泵机组通过管道形成循环回路。在本发明中，设备平面占地面积少，可以灵活适应不同场地空间要求，热泵机组和污泥干化箱采用分离式结构布置，两者可以横向平面布局，也可以纵向垂直布局，更进一步可以将两者安置在不同的车间内，不同的布局方式只需要调整管道等，以及对循环风机进行相应的调整选型。

Description

基于精准控风的污泥低温干化系统

技术领域

本发明涉及污泥低温干化技术领域，特指基于精准控风的污泥低温干化系统。

背景技术

现有行业内采用热泵机组技术的污泥低温干化机，以采用模块化设计为主，每个模块由热泵机组和污泥干化箱组成，热泵机组由制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、循环风机等组成，污泥干化箱组件部件一般是污泥输送链网，可以为污泥干化所需的蒸发面积和停留时间提供条件。

另外，现有行业内的热泵机组型污泥低温干化机，单个模块的除湿处理能力较弱，单个模块的除水量一般在180kg/h左右，转换为污泥处理量约6吨/天，而在国内很多的污水处理厂的污泥产量都超过100吨/天，因此现有行业内污泥低温干化机均采用很多个小模块搭建的思路去实现项目的产能需求。

但是采用小模块单间的方案基本都只能在平面空间上去实现，因而在土地平面空间上具有一定的要求，占地面积较大。还有随着模块数量的增多，元器件数量也相应增多，设备故障点随之而增多，设备故障率提高，不利于设备的长久稳定运行。

具体地说，现有行业内的热泵机组型污泥低温干化机，但模块的集成度较高，热泵机组和污泥干化箱紧挨在一起，首先使得热泵机组和污泥干化箱均有且只有一面可供维护操作，其次设备内部的空间相当狭小，所有的零部件安装较为紧凑，因此当设备出现故障需要维护维修时，操作施工较为困难，增加了维修停机时长。

发明内容

本发明的发明目的在于：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种基于精准控风的污泥低温干化系统。

为了解决现有技术中所存在的问题，本发明采用以下技术方案：

基于精准控风的污泥低温干化系统，包括有热泵机组和污泥干化箱，所述热泵机组和所述污泥干化箱之间可拆卸地设置有第一模块，所述第一模块通过管道分别与所述管道相连通，且所述污泥干化箱、所述第一模块和所述热泵机组通过管道形成循环回路；

所述污泥干化箱包括有干化箱进风口，所述污泥干化箱内设置有多层输送链网，所述干化箱进风口正对所述输送链网；所述干化箱进风口处安装有多个风阀，所述风阀正对所述输送链网，所述风阀用于调整所述输送链网的进风量。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，所述污泥干化箱包括有设置在两侧上的所述干化箱进风口，两侧所述干化箱进风口处分别安装有所述风阀，两侧的所述风阀组成风阀组，一组所述风阀组对应一层所述输送链网。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，所述污泥干化箱内设置有四层所述输送链网，四层所述输送链网沿所述污泥干化箱的纵向设置，且每层所述输送链网水平设置在所述污泥干化箱内，最上层的输送链网对应的进风量最少。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，每层所述输送链网上紧贴聚氨酯网。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，所述管道包括有送风管和回风管，所述第一模块通过回风管与所述热泵机组相连通，且所述热泵机组还连接有送风管，所述热泵机组通过所述回风管与所述污泥干化箱相连通；

所述回风管上还设置有第一循环风机，所述送风管上还设置有第二循环风机。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，所述基于精准控风的污泥低温干化系统配合多块墙体和多块楼板使用，多块所述墙体用于支撑多块所述楼板，且多块所述楼板形成多个容置空间，所述污泥干化箱和所述热泵机组分别置于不同的容置空间中，且所述污泥干化箱和所述热泵机组在对应的所述容置空间中，其与所述墙体之间存在间隙，所述间隙可供工作人员走动。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，所述污泥干化箱整体呈长方体状，所述干化箱进风口分别设置在所述污泥干化箱的两侧上，所述污泥干化箱另外两侧壁中，任一侧壁开设有检修门。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，热泵机组包括有冷却器组、第一冷凝器组、第二冷凝器组、第一回热器组、第二回热器组、第一蒸发器组、第二蒸发器组、第一膨胀阀组、第二膨胀阀组、第一压缩机组、第二压缩机组、回热水泵以及冷却水回路，且冷却水回路连接有冷却水塔和冷却水泵。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，还包括有检测系统，所述检测系统包括有终端、含水率测量传感器和第一测量器；所述第一测量器用于测量采集每层所述输送链网的风速和风压；所述含水率测量传感器用于测量每层所述输送链网上的污泥的含水率。

其中，所述第一测量器和所述含水率测量传感器均设置在所述污泥干化箱中，且对应设置在每层所述输送链网上，所述第一测量器和所述含水率测量传感器均与所述终端电连接。

作为本发明基于精准控风的污泥低温干化系统的技术方案的一种改进，所述第一模块为气体处理模块。

本发明的有益效果：

1、在本发明中，设备平面占地面积少，可以灵活适应不同场地空间要求，热泵机组和污泥干化箱采用分离式结构布置，两者可以横向平面布局，也可以纵向垂直布局，更进一步可以将两者安置在不同的车间内，不同的布局方式只需要调整管道等，以及对循环风机进行相应的调整选型；

2、可以灵活地根据项目设计的要求，插入相应的气体处理功能模块，实现设备集尘处理、臭气处理等目的；整个设备产生的灰尘、臭气等均在污泥干化箱出口处集中，由于热泵机组与污泥干化箱之间采用管道连接，因此可以在该连接管道处插入相应功能模块，实现所需要的气体处理功能；

3、在本发明中，有效加快污泥干化速度以及保证污泥干化后含水率稳定，通过控制进入到每层链网的风量，针对不同含水率的污泥，所需的风量以及表面风速不同的特点，进行针对性的调整，从而实现该目；

3、在本发明中，维护维修空间充足，有效缩短维护维修时长，快速恢复生产，热泵机组借鉴组合式空调机组，内部留有充足的空间，以及可以单独放置，不受周边设备干扰，占用空间，污泥干化箱与建筑相互配合，有机组成一起，充分预留空间作为风道以及维护维修空间；

4、热泵机组中的热泵机组单模块处理能力增大，是现有技术产品的4-5倍。对于相同污泥处理规模的项目，模块数量大幅度减少，设备零部件也随之而大幅度减少，有效地降低设备的故障率，提高设备的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的主视结构示意图；

图3为本发明中的右视结构示意图。

附图标记说明：1-热泵机组；2-污泥干化箱；3-除尘清灰设备；4-回风管；5-送风管；6-干化箱进风口；7-检修门；8-第二循环风机；9-第一循环风机；10-墙体；11-楼板；12-容置空间；13-输送链网；14-风阀；15-冷却器组；16-第一回热器组；17-第二回热器组；18-第一蒸发器组；19-第二蒸发器组；20-回热水泵；21-第一冷凝器组；22-第二冷凝器组；23-第一膨胀阀组；24-第二膨胀阀组；25-第一压缩机组；26-第二压缩机组；27-冷却水回路；28-冷却水泵；29-冷却水塔。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图3所示，基于精准控风的污泥低温干化系统，包括有热泵机组1和污泥干化箱2，其特征在于，热泵机组1和污泥干化箱2之间可拆卸地设置有第一模块，第一模块通过管道分别与管道相连通，且污泥干化箱2、第一模块和热泵机组1通过管道形成循环回路；

污泥干化箱2包括有干化箱进风口6，污泥干化箱2内设置有多层输送链网13，干化箱进风口6正对输送链网13；干化箱进风口6处安装有多个风阀14，风阀14正对输送链网13，风阀14用于调整输送链网13的进风量。

在本发明中，由于热泵机组1和污泥干化箱2之间通过管道可拆卸地设置有第一模块，即热泵机组1和污泥干化箱2之间采用了分离式的结构布局设置，三者既可横向布局，也可纵向布局；其中由于热泵机组1和污泥干化箱2之间可采用管道连接，可以根据实际情况，更好地适应不同污水处理厂的空间特点；同时，由于三者通过管道形成循环回路，可以通过循环回路实现气体流动的效果。其中，输送链网13的安装于污泥干化箱2内的结构如现有技术，在此不再赘述。

优选的，风阀14为自控调节风阀，可实现精准控风的效果。

详细地说，首先，由于现有的污泥干化机，热泵机组1一般采用叠放式的方式放置在污泥干化箱2的上面，即热泵机组1和污泥干化箱2紧挨在一起，使得污泥干化箱2中所产生的粉尘容易进入热泵机组1中，导致热泵机组1出现堵塞；而且使得污泥干化箱2只有一面可打开以供维修操作，非常不便。

而在本发明中，由于热泵机组1和污泥干化箱2之间采用了分离式的结构布局设置，三者既可横向布局，也可纵向布局；其中由于热泵机组1和污泥干化箱2之间可采用管道连接，可以根据实际情况，更好地适应不同污水处理厂的空间特点；同时，由于三者通过管道形成循环回路，可以通过循环回路实现气体流动的效果；

当三者采用纵向布局设置时，可以有效地降低设备的占地空间，有利于在土地资源紧缺的污水厂开展污泥干化项目，为污泥资源化利用提供条件，实现降碳减污的目标；当三者采用横向布局设置时，可以使本发明适用于高度较小的空间位置；当三者采用横向、纵向混合布局设置时，可以根据实际情况，更好地适应不同污水处理厂的空间特点，更进一步可以将两者安置在不同的车间内，不同的布局方式只需要调整管道等，以及对循环风机进行相应的调整选型。

第二，由于现有技术中的热泵机组1和污泥干化箱2是采用叠放的方式直接连接，这样，由于二者的距离较短，粉尘容易从污泥干化箱2中进入到热泵机组1中；而在本发明中，由于热泵机组1和污泥干化箱2之间还连接有第一模块，而且三者之间通过管道连接，可以通过管道和第一模块增大了热泵机组1和污泥干化箱2之间的距离，粉尘可以在该距离中因其重量而掉落在污泥干化箱2中或管道中，有效地避免了粉尘进入到热泵机组1中的效果。

第三，由于热泵机组1和污泥干化箱2采用分离式结构布局方式，可以在热泵机组1和污泥干化箱2之间灵活地插入各种的气体处理功能模块，如除尘模块、除臭模块等，以实现集尘处理、臭气处理等目的，使得设备具有更广阔的升级开发前景。同时也使得设备更好地适应不同污泥特性，保证设备的高效稳定运行，同时也能满足不同客户的使用需求。

即，在本发明中，第一模块可以为如除尘模块、除臭模块等的气体处理功能模块，在本发明中，以除尘清灰设备3为例。

作为本实施方式的一个实施例，除尘清灰设备3包括有多重除尘过滤器和用于自清洁除尘过滤器的清灰装置。

第四，由于热泵机组1和污泥干化箱2采用分离式结构布局方式，降低了设备，包括热泵机组1和污泥干化箱2的紧凑程度，使之能从两侧或多方向进行维修操作，有效地提高了维护保养的可操作性，为快速维修回复生产提供了有利条件。

而且，热泵机组1和污泥干化箱2各自的尺寸可以相对独立，互不影响；其中，热泵机组1可以根据换热的要求、维修空间的要求等进行尺寸布置调整，污泥干化箱2可以根据污泥所需的蒸发面积要求、风速布置等要求进行尺寸布置调整。

第五，由于热泵机组1、污泥干化箱2和第一模块在送风管5和回风管4的作用下形成循环回路，气体顺着循环回路的流动，可以有效地节省能源。

第六，在本发明中，由于优化了污泥干化机的结构布置形式，提高了单模块的提高单模块的除水能力达到780kg/h及以上，对应污泥处理量为25吨/天。使得同样的处理规模，所需的模块数量大幅减少，有效地减少设备元器件数量，降低设备的故障率，有效提高设备稳定性。

第七，在本发明中，由于污泥干化箱2内设置有多层输送链网13，干化箱进风口6正对输送链网13，在使用的时候，把需要干化的污泥放置在输送链网13上，可以通过干化箱进风口6的进风实现对污泥的干化的效果。

由于在污泥干化箱2内设置有多层输送链网13，可以通过多层输送链网13放置污泥，提高待干化的污泥的量，保证了污泥干化所需要的蒸发面积和停留时间，使得干化后污泥达到要求含水率。而且在干化箱进风口6处安装有多个风阀14，风阀14正对输送链网13，通过风阀14调整从干化箱进风口6对输送链网13的进风量。

优选的，每层输送链网13上紧贴聚氨酯网，以承托污泥，并保证具有一定的通风性，保证空气经过污泥的所有表面，加快除水效率。

作为本发明的第一种实施方式，污泥干化箱2包括有设置在两侧上的干化箱进风口6，两侧干化箱进风口6处分别安装有风阀14，两侧的风阀14组成风阀14组，一组风阀14组对应一层输送链网13。

作为本实施方式的一个实施例，污泥干化箱2内设置有至少四层输送链网13，由于每层输送链网13的两侧均安装有风阀14，可以基于至少磁层输送链网13使污泥干化箱2内的分成至少五个区域，每个区域均对应地设置有风阀14，同时，通过对应风阀14组的风阀14的调整，实现调整每个区域所对应的进风量。

进一步的，污泥干化箱2内设置有四层输送链网13，四层输送链网13沿污泥干化箱2的纵向设置，且每层输送链网13水平设置在污泥干化箱2内，最上层的输送链网13对应的进风量最少。

由于四层输送链网13沿污泥干化箱2的纵向设置，且每层输送链网13水平设置在污泥干化箱2内，最上层的输送链网13对应的进风量最少，粉尘在自身重量的作用下，留置在污泥干化箱2中，避免了粉尘进入到热泵机组1的情况出现。

详细地说，以热泵机组1、第一模块和污泥干化箱2采用纵向布局的方式设置，同时，由于最上层的输送链网13对应的进风量最少，在污泥干化箱2的上部形成低风速区域作为粉尘的沉降区，使得运行过程中的粉尘大部分沉降回落到输送链网13中的污泥上，跟随干化后的污泥通过出料机构带到干化机外集中存放，极大地减轻了系统处理粉尘的难度。

其次，其次，由于污泥干化箱2的每层输送链网13两侧均设置风阀14，控制每层输送链网13从污泥干化箱2两侧的干化箱进风口6进入的风量，合理地分配不同含水率的污泥需要的不同的风量去进行烘干。循环风从每层输送链网13的两侧进入后，向上流动，穿透每层输送链网13上污泥，最终从房间的顶部汇总回风，回到热泵机组1中，进行除湿处理。

作为本发明的第二种实施方式，管道包括有送风管5和回风管4，第一模块通过回风管4与热泵机组1相连通，且热泵机组1还连接有送风管5，热泵机组1通过回风管4与污泥干化箱2相连通；

回风管4上还设置有第一循环风机9，送风管5上还设置有第二循环风机8，通过第一循环风机9和第二循环风机8，可以根据需要调节循坏回路中的气体流动的速度和气体量。

作为本发明的第三种实施方式，基于精准控风的污泥低温干化系统配合多块墙体10和多块楼板11使用，多块墙体10用于支撑多块楼板11，且多块楼板11形成多个容置空间12，污泥干化箱2和热泵机组1分别置于不同的容置空间12中，且污泥干化箱2和热泵机组1在对应的容置空间12中，其与墙体10之间存在间隙，间隙可供工作人员走动，提高了工作人员检修的便利性。

热泵机组1和污泥干化箱2纵向设置，通过墙体10支撑；以污泥干化箱2为例进行说明，污泥干化箱2呈长方体状，相对的两侧壁分别设置有干化箱进风口6，在另外的两侧壁中，任一侧壁或两侧壁上设置有检修门7，且在该两侧壁的外部设置有上述的墙体10，由于墙体10与污泥干化箱2之间存在间隙，可以便于工作人员对污泥干化箱2进行检修。

同时，由于楼板11和墙体10共同形成容置空间12，即在污泥干化箱2的外部形成保温外壳，保温外壳可以为污泥干化箱2提供保温功能。即，保温功能由建筑的墙体10和楼板11承担，同时墙体10和污泥干化箱2之间的间隙既是循环空气的通道，同时也是维修维护的操作空间，最大程度地利用容置空间12，同时也保证风速均匀分布需要的空间，还有便于维修维护需要的空间。

作为本发明的第四种实施方式，热泵机组1包括有冷却器组15、第一冷凝器组21、第二冷凝器组22、第一回热器组16、第二回热器组17、第一蒸发器组18、第二蒸发器组19、第一膨胀阀组23、第二膨胀阀组24、第一压缩机组25、第二压缩机组26、回热水泵20以及冷却水回路27，且冷却水回路27连接有冷却水塔29和冷却水泵28。

优选的，第一蒸发器组18和第二蒸发器组19为翅片式蒸发器，第一冷凝器组21和第二冷凝器组22为翅片式冷凝器。

详细地说，热泵机组1适合烘干工况要求的制冷压缩机(压缩机最高蒸发温度不低于40℃和最高冷凝温度不低于80℃)，同时选用的单台压缩机制冷量比现有的大，单台压缩机的制冷量在100kW左右，每组热泵机组1配置6台压缩机。通过优化设计计算，优化热泵机组1的表冷器、回热器、冷凝器和蒸发器的拆分、组合布局方式，最优分配经过各换热器的空气流速、温度、湿度，使得各自冷凝器和蒸发器所对应的压缩机运行在最优的运行工况点上，保证压缩机的COP最优，从而保证热泵机组1的SMER最优。

热泵机组1在结构设计上借鉴在组合式空调应用过程中一些成熟的结构方式，在结构上充分考虑维护操作的空间，和设备内部风道更合理地布置分配，为热泵机组1的能效的提升提供条件。循环空气从热泵机组1的中部进入，然后分为两股循环空气，往热泵机组1两端流动，经过不同的蒸发器、冷凝器、表冷器、回热器、除尘滤袋等，然后从除湿的热泵的两端流出，经过各自的循环风机带动，送回到污泥干化箱2中去。

作为本发明的一个优选的实施例，热泵机组1中的除湿热泵采用谷轮ZW330压缩架，实现了提高出水量，更好地匹配烘干工况要求，同时除湿热泵根据压缩机的要求，对蒸发器、冷凝器等进行设计，同步对设备结构进行设计优化。

污泥干化箱2采用2.3米宽链网，提高单位长度链网的蒸发面积更大，为提高产能的同时，减低设备的占地面积提高必要条件。同时在箱体设计的同时兼顾进行建筑的设计或者调整，使得污泥干化箱2与建筑有机地结合在一起。

计算设计相应的风管走向布局，降低管道的风阻，降低设备的能耗，提高SMER。选型合适的风机，满足设备的运行需求。

计算设备的冷却需求，设计相应的循环冷却水系统，选型合适的冷却塔、水泵等，设计合理的管道布局。

作为本发明的第五种实施方式，本发明包括有检测系统，检测系统包括有终端、含水率测量传感器和第一测量器；第一测量器用于测量采集每层输送链网13的风速和风压；含水率测量传感器用于测量每层输送链网13上的污泥的含水率。

其中，第一测量器和含水率测量传感器均设置在污泥干化箱2中，且对应设置在每层输送链网13上，第一测量器和含水率测量传感器均与终端电连接。

通过检测系统实时检测污泥的含水量，以及每层输送链网13的风量和风压，以实现精准控风的效果。

基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.基于精准控风的污泥低温干化系统，包括有热泵机组和污泥干化箱，其特征在于，所述热泵机组和所述污泥干化箱之间可拆卸地设置有第一模块，所述第一模块通过管道分别与所述管道相连通，且所述污泥干化箱、所述第一模块和所述热泵机组通过管道形成循环回路；

所述污泥干化箱包括有干化箱进风口，所述污泥干化箱内设置有多层输送链网，所述干化箱进风口正对所述输送链网；所述干化箱进风口处安装有多个风阀，所述风阀正对所述输送链网，所述风阀用于调整所述输送链网的进风量；

所述热泵机组、所述第一模块和所述污泥干化箱采用纵向布局的方式设置，所述污泥干化箱包括有设置在两侧上的所述干化箱进风口，两侧所述干化箱进风口处分别安装有所述风阀，两侧的所述风阀组成风阀组，一组所述风阀组对应一层所述输送链网；

所述污泥干化箱内设置有四层所述输送链网，四层所述输送链网沿所述污泥干化箱的纵向设置，且每层所述输送链网水平设置在所述污泥干化箱内，最上层的输送链网对应的进风量最少；

所述基于精准控风的污泥低温干化系统配合多块墙体和多块楼板使用，多块所述墙体用于支撑多块所述楼板，且多块所述楼板形成多个容置空间，所述污泥干化箱和所述热泵机组分别置于不同的容置空间中，且所述污泥干化箱和所述热泵机组在对应的所述容置空间中，其与所述墙体之间存在间隙，所述间隙供工作人员走动；

其中，所述第一模块为气体处理功能模块。

2.根据权利要求1所述的基于精准控风的污泥低温干化系统，其特征在于，每层所述输送链网上紧贴聚氨酯网。

3.根据权利要求1所述的基于精准控风的污泥低温干化系统，其特征在于，所述管道包括有送风管和回风管，所述第一模块通过回风管与所述热泵机组相连通，且所述热泵机组还连接有送风管，所述热泵机组通过所述回风管与所述污泥干化箱相连通；

所述回风管上还设置有第一循环风机，所述送风管上还设置有第二循环风机。

4.根据权利要求1所述的基于精准控风的污泥低温干化系统，其特征在于，所述污泥干化箱整体呈长方体状，所述干化箱进风口分别设置在所述污泥干化箱的两侧上，所述污泥干化箱另外两侧壁中，任一侧壁开设有检修门。

5.根据权利要求1所述的基于精准控风的污泥低温干化系统，其特征在于，热泵机组包括有冷却器组、第一冷凝器组、第二冷凝器组、第一回热器组、第二回热器组、第一蒸发器组、第二蒸发器组、第一膨胀阀组、第二膨胀阀组、第一压缩机组、第二压缩机组、回热水泵以及冷却水回路，且冷却水回路连接有冷却水塔和冷却水泵。

6.根据权利要求要求1所述的基于精准控风的污泥低温干化系统，其特征在于，还包括有检测系统，所述检测系统包括有终端、含水率测量传感器和第一测量器；所述第一测量器用于测量采集每层所述输送链网的风速和风压；所述含水率测量传感器用于测量每层所述输送链网上的污泥的含水率；

其中，所述第一测量器和所述含水率测量传感器均设置在所述污泥干化箱中，且对应设置在每层所述输送链网上，所述第一测量器和所述含水率测量传感器均与所述终端电连接。