无动力驱动式污泥干燥系统及其控制方法与流程

本发明涉及生物质发电物料干燥技术领域，具体而言，涉及一种无动力驱动式污泥干燥系统及其控制方法。

背景技术：

2015年“水十条”对污泥处理处置提出了明确的工作目标，污泥问题逐步成为我国生态文明建设的工作重点。作为污水处理的“衍生品”，近年来随着居民生活用水量和工业用水量的不断增加，污水处理量也随之上升，污泥产量随之不断增加，2015年我国城镇污泥年产量达到3500万吨，同比增长16％。

污泥处理本身是一个新崛起的行业，在我国仍然处于萌芽阶段，相关企业较少，行业集中度低。与此同时，在我国污水处理过程中，长期以来普遍存在“重水轻泥”现象，使得我国污水处理快速发展但是污泥处理行业却停滞不前，污泥处理处置缺口巨大，行业未来发展前景非常可观。

与污泥产量连续递增趋势相背，我国污泥有效处理率还很低，大量污水厂采取直接倾倒或是简单填埋处置手段处理污泥，全国有效处理率远远低于30％。由于我国城镇污水处理企业处置能力不足、处置手段落后，大量污泥没有得到规范化的处理，直接造成了了“二次污染”。

我国污泥处理方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚烧等方式，这四种处理方法的占比分别为65％、15％、6％、3％，无害化处理是未来的发展方向，填埋将会越来越少地被用到，中投顾问产业研究中心预计，“十三五”期间这四类处理方式的占比将分别为40％、25％、15％、8％。

目前太阳能污泥干燥设备在一定程度上受到了推广，但其仅利用太阳能，污泥干燥效率较低，普遍采用的措施是增加晾晒面积，增加热泵等地暖干燥设备，这在一定程度上相当于增加了初期建设成本，以及后期运维成本，据不完全统计，由于热泵系统运行成本较高，80％以上的污泥干化系统备用热源平时均处在未启动的状态，在一定程度上造成设备的浪费。

技术实现要素：

本发明实施例中提供一种无动力驱动式污泥干燥系统及其控制方法，能够加速污泥干燥，降低污泥干燥成本，提高能源利用率。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种无动力驱动式污泥干燥系统，包括：风能转换装置，用于将自然风转换为机械转动能，具有输出转动作用力的输出端；送风装置，连接至风能转换装置的输出端，并由风能转换装置驱动转动；布风装置，连接在送风装置的送风端，用于分配送风装置的送风，布风装置具有多个并行设置的布风管，布风管设置在污泥上方，布风管的下部具有朝向污泥的吹风口，多个布风管沿着污泥的铺开方向布设。

优选地，风能转换装置包括风力叶片，送风装置包括鼓风风机，风力叶片传动连接至鼓风风机，并驱动鼓风风机转动。

优选地，风力叶片与鼓风风机之间通过变速箱连接，变速箱用于提高鼓风风机的转速。

优选地，风力叶片的转轴竖直设置，鼓风风机的转轴竖直设置；或，风力叶片的转轴水平设置，鼓风风机的转轴水平设置；或，风力叶片的转轴竖直设置，鼓风风机的转轴水平设置；或，风力叶片的转轴水平设置，鼓风风机的转轴竖直设置。

优选地，沿着空气的流动方向，布风管上的吹风口的开口面积递增。

优选地，布风装置与送风装置的出风口柔性连接，布风装置在送风装置的出风口处相对于污泥可翻转地设置。

优选地，布风装置还包括托架，布风管卡设在托架上。

优选地，干燥系统还包括伸缩驱动机构，伸缩驱动机构的固定端相对于送风装置固定设置，伸缩驱动机构的伸缩端与托架连接，驱动托架相对于污泥翻转。

优选地，托架上设置有连接耳板，伸缩驱动机构的一端铰接在安装结构上，另一端铰接在托架的连接耳板上。

优选地，干燥系统还包括遮盖在污泥上方的顶棚，布风装置设置在顶棚和污泥之间的空间里。

优选地，各吹风口均沿布风管的径向延伸，各吹风口沿着径向延伸方向由内到外形成扩口。

优选地，送风装置的出风口或者布风装置的进风口设置有干燥过滤器。

应用本发明的技术方案，无动力驱动式污泥干燥系统包括：风能转换装置，用于将自然风转换为机械转动能，具有输出转动作用力的输出端；送风装置，连接至风能转换装置的输出端，并由风能转换装置驱动转动；布风装置，连接在送风装置的送风端，用于分配送风装置的送风，布风装置具有多个并行设置的布风管，布风管设置在污泥上方，布风管的下部具有朝向污泥的吹风口，多个布风管沿着污泥的铺开方向布设。该污泥干燥系统利用自然风提供动能对污泥进行吹风干燥，可以不消耗电能，仅利用环境风能来提供污泥干燥动力，因此能够降低污泥干燥设备成本，提高能源利用率。

由于污泥大多是采用活性污泥法，在污水处理过程中产生的，其主要成分是微生物细胞，具有一定的细胞壁结构，对于其内，有一定的锁水作用，因此长时间吹，干燥速度增加不明显，介于以上因素，从一定程度上来说，吸收环境风，对污泥进行吹风方式，能提高干燥效率，且相对于用电的强制通风循环，差别不大。

附图说明

图1是本发明实施例的无动力驱动式污泥干燥系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的无动力驱动式污泥干燥系统的布风管结构示意图；

图3是本发明实施例的无动力驱动式污泥干燥系统的布风管排布结构示意图。

附图标记说明：1、布风管；2、吹风口；3、风力叶片；4、鼓风风机；5、变速箱；6、托架；7、伸缩驱动机构；8、顶棚；9、干燥过滤器；10、连接耳板。

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详细描述，但不作为对本发明的限定。

目前市场上主流的污泥干燥设备是建设太阳能凉棚，通过吸收太阳能，在凉棚内由于温室作用，增加温室内的温度，从而加快污泥干燥过程，然而干燥效率有限，往往占地面积较大，造价较高，且仅利用环境的中的太阳能，在一定程度上造成能源的浪费。

有些则是在料棚顶端增加强制鼓风设备，这样的干燥方式，加速了污泥在太阳能凉棚内的干燥速度，但同时也增加了一次性投入成本，鼓风电耗的增加，增加设备运营成本，整体来看经济性较差，急需一种新技术替代鼓风设备，同时又不增加能耗。

为充分利用自然环境中的资源，本发明通过努力，充分利用环境中的风、光资源，利用环境风能对污泥进行吹扫、干燥，在不增加一次性投资成本的情况下，能够降低运行费用，增加污泥处理厂的整体收益。

结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，无动力驱动式污泥干燥系统包括：风能转换装置，用于将自然风转换为机械转动能，具有输出转动作用力的输出端；送风装置，连接至风能转换装置的输出端，并由风能转换装置驱动转动；布风装置，连接在送风装置的送风端，用于分配送风装置的送风，布风装置具有多个并行设置的布风管1，布风管1设置在污泥上方，布风管1的下部具有朝向污泥的吹风口2，多个布风管1沿着污泥的铺开方向布设。

该污泥干燥系统利用自然风提供动能对污泥进行吹风干燥，可以不消耗电能，仅利用风能来提供污泥干燥动力，因此能够降低污泥干燥设备成本，提高能源利用率。由于吹风口2朝向污泥，因此可以使得干燥空气直接吹向污泥，能够增大吹风距离，同时增强吹风强度，提高干燥效率。由于多个布风管1沿着污泥的铺开方向布设，因此能够使得布风管1在污泥的整个铺开表面进行干燥，可以加大干燥面积，提高干燥效率。

优选地，风能转换装置包括风力叶片3，送风装置包括鼓风风机4，风力叶片3传动连接至鼓风风机4，并驱动鼓风风机4转动。风力叶片3为风力发电机叶片，可以对自然风能进行有效利用，使得自然风能转换成为转动机械能，并驱动鼓风风机4转动从外界吸风，然后向布风管1内吹风。该鼓风风机例如为涡轮风机或轴流风机。

优选地，风力叶片3与鼓风风机4之间通过变速箱5连接，变速箱5用于提高鼓风风机4的转速。一般而言，风力叶片3的转动半径较大，这样才能够提供充足转动动力，但也导致风力叶片3的转速一般较慢，如果依靠风力叶片3的转速，难以保证鼓风风机4具有足够的转动能，不能够向布风管1内吹入足够压力和速度的空气，因此，为了提高鼓风风机4的转速，可以在风力叶片3与鼓风风机4之间设置变速箱5，通过变速箱5来提高鼓风风机4的转速，使得鼓风风机4的转速能够较好地满足污泥干燥需要。变速箱5优选地为变速齿轮箱，变速箱5的转动比优选地为1:8到1:2，如果转动比过大，则容易导致大齿轮的尺寸设计会很大,齿轮箱也会变得很大,齿轮不好加工和装配，传动比过小，则容易导致鼓风风机4的转速过小，不能满足污泥干燥要求。

优选地，风力叶片3的转轴竖直设置，鼓风风机4的转轴竖直设置；或，风力叶片3的转轴水平设置，鼓风风机4的转轴水平设置；或，风力叶片3的转轴竖直设置，鼓风风机4的转轴水平设置；或，风力叶片3的转轴水平设置，鼓风风机4的转轴竖直设置。风力叶片3和鼓风风机4的相对位置关系可以根据实际情况进行设定。在本实施例中，风力叶片3的转轴竖直设置，鼓风风机4的转轴水平设置，两者之间通过锥齿轮进行传动，由于风力叶片3的转轴竖直设置，因此可以使得风力叶片3所处位置较高，自然风不易受到阻挡，可以更加有效地利用自然风，同时，由于风力叶片3未设置在鼓风风机4的进风路径上，因此不会对鼓风风机4的进风造成阻碍，可以提高鼓风风机4的进风效率。

优选地，沿着空气的流动方向，布风管1上的吹风口2的开口面积递增。多个吹风口2在布风管1的长度方向上间隔设置，且多个吹风口2沿着空气的流动方向开口面积递增，这是由于沿着空气的流动方向，空气的流动速度和压力都会降低，因此，为了保证布风管1的出风均匀，需要在风速和风压较大的地方设置较小的吹风口2，在风速和风压较小的地方设置较大的吹风口2，从而保证布风管1的各个位置处的风量保持一致，具有良好的污泥干燥效果。

优选地，布风装置与送风装置的出风口柔性连接，布风装置在送风装置的出风口处相对于污泥可翻转地设置。当干燥系统正常运行时，布风管1水平平行于底面，吹扫污泥，当吹扫一段时间后，可以控制布风装置进行翻转，使得布风装置垂直于地面，避开污泥上方，此时可以操作螺旋布料器，清楚已经干燥好的污泥，同时布上新的湿污泥。当污泥布好后，就可以放下布风装置，继续对布好的湿污泥进行吹扫。

优选地，布风装置还包括托架6，布风管1卡设在托架6上。托架6可以用于支撑布风装置，从而使得布风管1具有稳定的吹扫结构避免布风管1出现下垂等现象，提高布风结构的稳定性和可靠性，同时也更加便于对布风管1进行整体操作，提高布风结构的操作便利性。布风管1可以从多个位置处通过卡箍等卡紧在托架6上，托架6需要避开布风管1上的吹风口2，避免遮挡吹风口2而对污泥干燥造成不利影响。优选地，托架6可以为刚性结构，布风管1可以为柔性结构。

优选地，干燥系统还包括伸缩驱动机构7，伸缩驱动机构7的固定端相对于送风装置固定设置，伸缩驱动机构7的伸缩端与托架6连接，驱动托架6相对于污泥翻转。该伸缩驱动机构7能够驱动托架6相对于污泥发生翻转，从而带动布风装置相对于污泥发生翻转，方便进行布料或者是清除干燥好的污泥。该伸缩驱动机构7例如为伸缩油缸、伸缩气缸、电推杆或者是其他的伸缩结构。

优选地，托架6上设置有连接耳板10，伸缩驱动机构7的一端铰接在安装结构上，另一端铰接在托架6的连接耳板10上，托架6的远离污泥一端的端部铰接在固定结构上，托架6在固定结构上的铰接点与伸缩驱动机构7在固定结构上的铰点之间具有一定距离。该固定结构例如为底面，或者是设置干燥系统的工作台等。连接耳板10可以方便将伸缩驱动机构7铰接在托架6上，提高了连接的便利性。由于伸缩驱动机构7的一端铰接在安装结构上，另一端铰接在托架6上，因此具有较大的运动灵活性，可以与托架6的两个铰点之间形成三角形支撑结构，能够更加方便地对托架6的摆动角度进行调节，调节结构稳定可靠。

优选地，干燥系统还包括遮盖在污泥上方的顶棚8，布风装置设置在顶棚8和污泥之间的空间里。顶棚8可以具有挡水和集热的作用，能够防止雨水进入到干燥空间内，同时在天气晴朗时，能够对太阳能进行集热，对干燥空间内的空气进行加热，提高干燥空气的温度，从而提高污泥的干燥效率。

优选地，各吹风口2均沿布风管1的径向延伸，各吹风口2沿着径向延伸方向由内到外形成扩口，从而可以增大各个吹风口2的吹风面积，使得干燥空气能够具有更大的分布面积，能够对污泥进行更加全面的干燥。

优选地，送风装置的出风口或者布风装置的进风口设置有干燥过滤器9，可以对进入布风装置内进行污泥干燥的空气进行干燥过滤，避免空气中的水分与空气一起进入到布风管1内，提高布风管1内空气的干燥度，提高污泥的干燥效率。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。