一种干化造粒控制方法及采用该方法的立式干化造粒一体化设备与流程

本发明涉及污泥处理技术领域，特别是一种干化造粒控制方法及采用该方法的立式干化造粒一体化设备。

背景技术：

随着城市人口的增多，需要亟待处理的城市污水、污泥日益增多，而目前也出现了多种多样的污泥烘干、污泥干化设备。现有技术中，在对污泥进行干化时，其含水率是判定干化是否完成的一个重要指标，然而由于干化造粒设备的特殊性（一般通过转动搅拌等方式结合加热操作对罐内的材料进行干化处理），无法直接在罐内设置含水率检测仪器，导致罐内污泥的含水率无法得到估计。现有做法包括以下两种：

一、根据设定的目标含水率，通过设置的干化温度、输入的污泥的体积、以及电机的转速等综合因素，计算得到对应含水率的干化时间，将污泥输入设备后经过该设定的干化时间，得到干化后的污泥。但该做法为静态判断含水率的做法，误差较大，得到的处理后的污泥含水率往往与目标含水率相差甚远，不仅计算过程复杂，控制因素众多，且干化效果差强人意。

二、通过在干化罐内设置检测含水率的仪器来实时判断罐内的污泥含水率，干化罐的工作原理是通过加热、搅拌污泥来实现其干燥，这使得在罐内设置的含水率检测仪器容易损坏，同时能够实时在线检测污泥含水率的仪器造价昂贵，使得该方法的成本昂贵，且损耗严重。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提出一种干化造粒控制方法及采用该方法的立式干化造粒一体化设备，只需检测电机电流即可判断罐内待干化物料的含水率，控制方法简单，成本低廉，具有很强的实用性和经济性。

本发明采用以下方案实现：一种干化造粒控制方法，采用电机控制刀轴总成转动以搅拌、抛送、切割待干化物料，通过电机电流来确定待干化物料的含水率是否达到要求。

进一步地，所述待干化物料为泥料或加入絮凝剂的泥料，该泥料包括但不仅限于污泥。

进一步地，刀轴总成在转动过程中，电机电流抵达峰值时判定待干化物料的含水率在50%±5%。其中，该峰值会持续一短暂时间。

进一步地，在电机电流抵达峰值区后的下降阶段（该阶段为骤降阶段），根据预设的目标含水率确定其对应的电机电流值，在电机电流下降到所对应的电机电流值时，控制干化的过程结束。

进一步地，针对未知的待干化物料，记录其在干化过程中的电机电流曲线，并在干化的过程中对待干化物料进行一次以上的取样进行含水率测试，以拟合得到含水率与电机电流的关系曲线，之后以该含水率与电机电流的关系曲线来判定该物料的不同含水率所对应的电机电流范围。

较佳的，电机电流与其负载成正比，当刀轴在转动的过程中受到的阻力增大，即负载变大，此时电机电流对应增大，反之亦然。泥性材料，如污泥、淤泥，或者加入絮凝剂的泥性材料等，有其特有的特性，即当其含水率从高降至百分五十左右的时候，其粘性与硬性最大，会给刀轴总成的运行形成很大的阻力。在干化造粒的过程中，干化罐内的污泥的水分（一般进罐待干化的初始污泥的含水率为百分八十左右）随着搅拌、抛送、切割的进行其含水率逐渐降低，和污泥在刀面上不断滚搓以及随着含水率的降低其粘性不断增大，逐步由泥状形成大直径的球状，当含水率达到百分五十左右的时候，污泥的粘性与硬性达到最大值，此时刀轴总成所受阻力最大，电机电流达到峰值，随着搅拌、抛送、切割的继续进行，污泥由球状被刀片切割并打散成小直径颗粒。此时原泥球体内的水分被快速蒸发，含水率快速下降，因此电机负载也急速降低，电机电流也急速下降。电流达到峰值之后快速下降的这段时间内，含水率基本符合目标含水率（40%、30%或20%等）。

在第一次干化一种污泥材料时，首先进行电机电流与含水率的测试，将污泥送进干化造粒设备中，并实时采集电机电流，当电机电流达到最大值之后，停止干化过程，取出其中的材料进行含水率测试，得到当前含水率所对应的电机电流值，如此反复，在电机电流的下降阶段的不同电流值均进行取样测试（也可以从空载电流开始就进行全过程的取样测试），拟合出电机电流-含水率曲线。在之后的干化过程中（相同的电机，相同的污泥材料），只需实时采集电流值，并根据目标含水率，对应电机电流-含水率曲线获得目标含水率所对应的电机电流值。当电机电流由空载电流上升过了峰值区间之后降到该对应的电机电流值时，降低或者停止刀轴的转动，完成当前的干化工作，得到具有目标含水率的污泥。

本发明还提供了一种基于上文所述的干化造粒控制方法的立式干化造粒一体化设备，包括立式罐体和设在立式罐体内的刀轴总成，所述刀轴总成上布设有断续的螺旋带状形的刀片，在每个刀片的低位端边设有刃口，各个刀片通过连接杆连接在刀轴总成上；

还包括中央控制模块以及与其相连的用以驱动所述刀轴总成转动以搅拌、抛送、切割罐体内待干化物料的电机，用以采集电机电流的电流传感器；该立式干化造粒一体化设备通过电机电流来判定罐体内待干化材料的含水率是否达到要求。

工作时，刀轴总成在立式罐体内高速转动，输入到立式罐体内的泥状物料被螺旋状条形的刀片不断抛送、贴壁、切割和下落，物料在刀面上受到刀片的离心力、向前及向上力的作用下在刀片外缘与立式罐体内壁之间形成薄层。由于罐壁的高温使得该薄层被迅速干化、脱落并与连续上送的湿物料混合后继续向上抛送。直至到达最高层刀组后在挡板的导向作用下从刀片内径至轴套外径的空间掉落至罐底。而后又被刀组重新推送至罐壁再次抛送、贴壁、切割、掉落。。。。。。如此反复循环直至达到预定的干化要求。此过程中物料中的水份大量析出并通过罐上部的负压抽吸口抽出。随着含水率的降低和物料在刀面上被不断滚搓，使其从泥状逐步干化形成大直径的球状物，此球状物在上述的循环过程中随即被上一层刀组的刀片刀刃切割，从而被切割、打散成小直径颗粒，使包裹在球状物中难以析出的水份大量挥发，使得物料干化得以加快。散成小直径颗粒后再经上述循环，则完成干化、造粒过程。在整个干化过程中，实时采集电机的电流（可以通过霍尔传感器或者电流互感器），由于电机电流与罐内待干化物料的含水率有对应的关系，根据当前的电机电流值能够判断含水率是否已经达到目标含水率，当判断当前含水率达到目标含水率时，停止干化工作。

进一步地，所述刀轴总成包括竖立在立式罐体内的主轴和多个间隔连接在主轴上的刀组，每个刀组包括可拆装连接在主轴上的轴套和均布在轴套上的刀片，所述刀片与轴套之间通过所述连接杆连接。

较佳的，每个套环上均布有2-10个的刀片，即在刀轴总成上形成2-10条的断续螺旋。

较佳的，同一螺旋面上相邻组的刀片，其下一组刀片的高位与上一组刀片低位之间的高度落差在-50mm至+100mm之间；所述刀片形状为面螺旋形。

进一步地，所述刀片具有两段，分别是前段和后段，前段上设有用于与连接杆自由端连接固定的沉孔，后段的宽度小于或等于前段，刀片采用结构钢或合金钢、不锈钢制成，其刃口部位是通过另焊有高硬度金属或堆焊高硬度合金修磨形成；所述刀片的长度为立式罐体内直径的0.2-0.6倍。

进一步地，所述立式罐体的罐壳具有夹层，其内通入热源，在立式罐体的下部一侧具有物料进口，在立式罐体的下部另一侧具有物料出口，所述刀轴总成的中心线与立式罐体的中心线重合，刀轴总成上端由电机驱动转动，在立式罐体内部靠近上端设有水平的防溅板，所述防溅板呈圆环形，其外圈与立式罐体的内壁固定连接，防溅板的内圈为大于刀轴直径小于刀组上刀片内圆直径的通口，在立式罐体的上部具有负压抽吸口。工作前，先在罐体夹层内通入热源使其加热；同时物料从物料进口输入到罐体内后，关闭物料进口和物料出口，电机驱动刀轴总成高速转动，负压抽吸口通过抽吸泵及管路负压抽气。物料在上、下循环运动过程中与高温的立式罐体内壁面接触，使物料得以干化。物料在被高速抛送、贴壁、切割过程中产生大量的高温水汽，通过防溅板内圈的空间由负压抽吸口抽吸排出。由于防溅板的作用使得干化中形成的粉尘与水汽分离而不被吸走。

进一步地，所述立式罐体的内径为d，刀片外缘线速度为v，当0.5m≤d≤1m时，v=2d+5.5m/s，当1m≤d≤2m时，v=2.5d+5m/s，当2m≤d≤2.5m时，v=4d+2m/s，且刀片外缘与立式罐体内壁面之间的间距为1mm-16mm。

较佳的，所述立式罐体的内壁且位于刀轴总成最上一层刀片上方设有挡板，所述挡板包括斜板和与斜板端头固定连接的底板，所述底板上设有用于与立式罐体内壁面固定连接的长圆通孔，在长圆通孔内穿入螺钉旋入罐壁上的螺纹盲孔将挡板固定于罐壁；所述斜板与底板之间设有支撑筋板；所述斜板与立式罐体的径向形成0-80度的夹角；所述斜板为矩形板，底板为与立式罐体内壁面贴合的弧形板。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明的干化造粒控制方法，不需要昂贵的检测仪器，也不需要复杂的计算公式，只需要采集电机的工作电流，就能够判定当前的含水率，以此来控制干化工作的结束与否，控制方法简单、不需要额外增加昂贵的检测设备费用。

2、同时由于在干化的过程中动态检测电流，实质为动态检测方法，本发明能够得到较为准确的含水率。

3、另外，本发明的干化造粒一体化设备在工作时，刀轴总成在立式罐体内高速转动，输入到立式罐体内的泥状物料被螺旋状条形的刀片不断抛送、贴壁、切割和下落。物料在刀面上受到刀片的离心力、向前及向上力的作用下在刀片外缘与立式罐体内壁之间形成薄层，由于罐壁的高温使得该薄层被迅速干化、脱落并与连续上送的湿物料混合后继续向上运送。直至到达最高层刀组后在挡板的导向作用下从刀片内径至轴套外径的空间掉落至罐底。而后又被刀组重新推送至罐壁再次被抛送、贴壁、切割、掉落。。。。。。如此反复循环直至达到预定的干化要求。此过程中物料中的水份大量析出并通过罐上部的负压抽吸口抽出。随着含水率的降低和物料在刀面上被不断滚搓，使其从泥状逐步干化形成大直径的球状物，此球状物在上述的循环过程中随即被上一层刀组的刀片刀刃切割，从而被切割、打散成小直径颗粒，使包裹在球状物中难以析出的水份大量挥发，使得物料干化得以加快。散成小直径颗粒后再经上述循环，则完成干化、造粒过程。实现污泥或絮凝状污泥干化和造粒在一台设备内完成，且干化和造粒的效率高。

附图说明

图1是本发明立式干化造粒一体化设备的立体透视构造示意图。

图2是刀轴总成的立体构造示意图。

图3是刀轴总成的主视构造示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是刀组的立体构造示意图。

图6是刀片的主视构造示意图。

图7是刀片的m向示意图。

图8是铲料刀的立体构造示意图。

图9是立式罐体内的局部立体视图。

图10是挡板与立式罐体的安装剖面构造示意图。

图11是挡板侧视图（也即图10的省略罐体内壁面的右视图）。

图12是罐体的内径与刀片外缘线速度的关系图。

图13、14是图1的局部视图。

图15是本发明实施例干化过程中刀轴电机电流与含水率之间的变化曲线。

图16为本发明实施例中plc上截取的干化造粒设备电机电流示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实施例提供了一种干化造粒控制方法，采用电机控制刀轴总成转动以搅拌或切割待干化材料，通过电机电流来确定待干化物料的含水率。

在本实施例中，所述待干化物料为泥料或加入絮凝剂的泥料，该泥料包括但不仅限于污泥。

在本实施例中，刀轴总成在转动过程中，电机电流抵达峰值时判定待干化物料的含水率在50%±5%。其中，该峰值会持续一短暂时间。

在本实施例中，在电机电流抵达峰值区后的下降阶段（该阶段为骤降阶段），根据预设的目标含水率确定其对应的电机电流值，在电机电流下降到所对应的电机电流值时，控制干化的过程结束。

在本实施例中，针对未知的待干化物料，记录其在干化过程中的电机电流曲线，并在干化的过程中对待干化物料进行一次以上的取样进行含水率测试，以拟合得到含水率与电机电流的关系曲线，之后以该含水率与电机电流的关系曲线来判定该物料的不同含水率所对应的电机电流范围。

较佳的，电机电流与其负载成正比，当刀轴在转动的过程中受到的阻力增大，即负载变大，此时电机电流对应增大，反之亦然。泥性材料，如污泥、淤泥，或者加入絮凝剂的泥性材料等，有其特有的特性，即当其含水率从高降至百分五十左右的时候，其粘性与硬性最大，会给刀轴总成的运行形成很大的阻力。在干化造粒的过程中，干化罐内的污泥的水分（一般进罐待干化的初始污泥的含水率为百分八十左右）随着搅拌、抛送、切割的进行其含水率逐渐降低，和污泥在刀面上不断滚搓以及随着含水率的降低其粘性不断增大，逐步由泥状形成大直径的球状。当含水率达到百分五十左右的时候，污泥的粘性与硬性达到最大值，此时刀轴总成所受阻力最大，电机电流达到峰值。随着切割与抛送、贴壁的继续进行，污泥由球状被刀片切割并打散成小直径颗粒，此时原泥球体内的水分被快速蒸发，含水率快速下降，因此电机阻力也急速下降，电机电流也随之快速下降。电流达到峰值之后快速下降的这段时间内，含水率基本符合目标含水率（40%、30%、20%或10%等）。其中，电机电流与含水率的曲线原理示意图如图15所示，电机电流在50%左右的时候达到最大峰值区。

在第一次干化一种污泥材料时，首先进行电机电流与含水率的测试，将污泥送进干化造粒设备中，并实时采集电机电流，当电机电流达到最大值之后，停止干化过程，取出其中的材料进行含水率测试，得到当前含水率所对应的电机电流值，如此反复，在电机电流的下降阶段的不同电流值均进行取样测试（也可以从空载电流开始就进行全过程的取样测试），拟合出电机电流-含水率曲线。在之后的干化过程中（相同的电机，相同的污泥材料），只需实时采集电流值，并根据目标含水率，对应电机电流-含水率曲线获得目标含水率所对应的电机电流值，当电机电流由空载电流上升过了峰值区间之后降到该对应的电机电流值时，降低刀轴的转动，完成当前的干化工作，进行出料，得到具有目标含水率的污泥。

其中，图16为实际干化过程中的电机电流示意图，图中包括一个罐体的一个干化周期的电流值。在一个周期中，电流最低为空载电流，此时为已出料或未进料状态，刀轴阻力最小。当电机电流达到峰值时轻微波动并持续一段时间，该段时间为电机电流的峰值区间，轻微波动的高电流区域为峰值电流区域，对应污泥的含水率为百分五十左右。此时刀轴阻力最大，电机负载最大。之后含水率快速下降，刀轴阻力下降，电机负载下降，电流随之下降。当电流低于预设值时判断已达到目标含水率，停止干化，进行出料。该预设值可以根据实际需求的目标含水率而定，图16中给出两个示例的停止干化的电流值点，分别对应的含水率为百分30与百分20左右。

如图1至图14所示，本实施例还提供了一种基于上文所述的干化造粒控制方法的立式干化造粒一体化设备，立式罐体1和设在立式罐体1内的刀轴总成a，所述刀轴总成a上布设有断续的螺旋带状形的刀片b（或称之为断、续的带形的具有螺旋状表面的刀片），在每个刀片b的低位端边k设有刃口b1，各个刀片b通过连接杆a1连接在刀轴总成a上，上述断续的螺旋状带形指该刀轴总成a上的刀片不连续，即中间具有间隔；

还包括中央控制模块以及与其相连的用以驱动所述刀轴总成转动以搅拌或切割罐体内待干化物料的电机（以及减速机等）、用以采集电机电流的电流传感器；该立式干化造粒一体化设备通过电机电流来确定罐体内待干化物料的含水率。

工作时，刀轴总成在立式罐体内高速转动，输入到立式罐体内的泥状物料被螺旋状带形的刀片不断抛送、贴壁、切割和下落，物料在刀片与高温的立式罐体内壁之间形成薄层被干化。而物料抛送至高位后，在挡板的导向作用下从刀片与刀轴总成的轴套之间的空间落下，物料依此循环运动；依上述循环运动物料在立式罐体内的整个时间段内，物料从泥状逐步干化形成大直径的球状，又从球状被刀片切割并打散成小直径颗粒，散成小直径颗粒后再逐步干化。在整个干化过程中，实时采集电机的电流（可以通过霍尔传感器或者电流互感器），由于电机电流与罐内待干化材料的含水率有对应的关系，根据当前的电机电流值能够判断含水率是否已经达到目标含水率，当判断当前含水率达到目标含水率时，停止干化工作。

在本实施例中，上述刀轴总成a包括竖立在立式罐体1内的主轴a2和多个间隔连接在主轴上的刀组a3，所述低位端边k即指刀具总成的每个刀片最早迎击泥球的边。

对于同一螺旋面上相邻组的刀片，其下一组刀片的高位与上一组刀片低位之间的高度落差在-50mm至+100mm之间，第一种实施例是，在竖设的刀轴总成高度方向上，下一组刀片向高位处延伸可与上一组一个刀片重合，形成完整的连续的螺旋或螺旋面；第二种实施例是，在竖设的刀轴总成高度方向上，下一组刀片向高位处延伸不与上一组一个刀片重合，形成上、下错位的螺旋或螺旋面，两种实施例均可能产生上述落差-50mm至+100mm之间的数值，本申请较佳的实施例是第一种实施例。

污泥或絮凝状污泥在干化过程中，随着其含水率的降低，污泥会形成球状（泥球直径在80mm-200mm以上，该种现象在卧式或立式的干化设备中均会发生，该泥球外表面较光滑，在其体内被包裹的水分很难进一步被干化），泥球在以往的污泥干化设备中，一方面，特别是有使用搅拌叶片的设备中，搅拌叶片受到该泥球的冲击力巨大，致使搅拌叶片不能高速运行（通常只能在1-5m/s的线速度下运行，使效率较为低下），一旦搅拌叶片超过5m/s线速度后，搅拌叶片容易被冲击变形甚至断裂，而如果采用更高强度的金属或增加搅拌叶片的厚度等，虽然增加刚度，但同时也增加了制作成本和重量，搅拌时旋转的离心力增加，也使设备运行不稳定、噪音巨大、安全性能差；另一方面，泥球包裹着其体内的水分难以挥发，且桨叶无法将泥球切碎。所以无论以往是哪种的污泥干化设备，该些泥球在设备中经过一个小时以上的高温处理，都难以使泥球干化，从而使干化效率极为低下，耗能巨大，据本申请人长期试验发现在形成泥球后需要至少1.5小时才能使泥球干化。

本申请中刀片b呈螺旋带状形的作用是使刀片螺旋面在抛送物料时是向上向前以及径向方向，螺旋面刀片对物料作用的离心力、向前、向上的推力较为稳定一致，使得物料的运动有利于干化。而如果采用刀片b为平面的环形带状时，即表面为平面，物料在刀片上不同部位所受的力是不一致且方向是紊乱的，这样的运动方式不利于干化的进程，且掀抛物料时会使物料直接撞击罐体内壁面，从而会产生巨大的冲击力和撞击噪音，会对罐体产生巨大损坏，且也会影响竖立罐体的稳定性；而刀片采用断、续的刀组结构不仅有利于降低整体的重量，而且可以根据不同的使用要求需要调节上、下刀片的间距。而如果在整个刀轴上的刀片螺旋面是连续的，就不能安装刃口b1，不仅不能对泥球产生切割作用，对干化的效率和成本将产生重大的不利影；同时这样连续型刀片的刚性差，须增加多处加固，无形中增加了整个刀轴的重量，使刀轴更为复杂且制造精度很难保证；同样，对刀片损坏较大、缩短刀片使用寿命，而且重量较大、且无法根据需要对刀片进行调整。

进一步的，为了更好稳定高效的运行，上述刀轴总成a包括竖立在立式罐体1内的主轴a2和多个间隔连接在主轴上的刀组a3，每个刀组a3包括可拆装连接在主轴上的轴套a4和均布在轴套上的刀片b，所述刀片b与轴套a4之间通过所述连接杆a1连接，主轴为阶梯轴（也可以是无缝钢管和实心棒料制成），其断截面为圆形，轴套a4为圆环，其上均布焊接固定有连接杆a1，而错开连接杆a1的位置设有螺纹通孔a5，通过紧定螺钉旋入螺纹通孔抵靠在主轴表面，使轴套可以固定在主轴上，而通过旋松紧定螺钉即可移动轴套，通过轴套的移动可以实现对不同刀组a3位置的调节，以实现更好的搅拌、抛送、和切割泥球，连接杆a1之间通过加固杆拉a6连接，以增加强度。

进一步的，为了满足使用要求，每个轴套上可以均布有2-10个的刀片，每个刀片均有连接杆连接，在刀轴总成上即形成2-10条的断续螺旋；对于同一螺旋上相邻组的刀片，其下一组刀片的高位与上一组刀片低位之间的高度落差在-50mm至+100mm之间。

进一步的，为了对物料和泥球的抛送、贴壁、切割的效果更好，上述刀片形状为螺旋面形，通过螺旋面形的刀片，才能较好实现对污泥自下而上的抛送、贴壁、切割，实现循环运动的目的，以使物料在循环过程可以更好的干化。

进一步的，上述刀片可以具有两段，分别是前段b2和后段b3，前段上设有用于与连接杆a1自由端连接固定的沉孔b4，后段b3的宽度小于或等于前段b2，此处的宽度指得是沿罐体或主轴的径向方向的尺寸；本申请的刀片采用结构钢（如45#钢、合金钢、不锈钢等）制成，其刃口b1部位是通过另焊有高硬度金属（如硬质合金、刀具钢等，当然采用表面堆焊处理等使刃口的硬度提高的方式也可），经修磨形成刃口b1。

进一步的，为了切割泥球的效果好，上述刀片的厚度为8mm-20mm，刀片的宽度为30mm-100mm，刀片b的低位端边k与刀片旋转（行进）方向垂直或接近垂直，但也可以在65-90度之间；上述刀片的长度（指沿圆周方向）为立式罐体内直径的0.2-0.6倍，且刀片外缘与立式罐体内壁面之间的间距为1mm-16mm，该刀片安装在主轴上形成的螺旋升角为9°-30°；刀片b的低位端边k为刀片刃口，刃口的角度为20°-60°；刀片的外缘为弧形边，该边的面为弧形面或螺旋面均可，同时也可以在该外缘面上设有锯齿，该锯齿可以是在外缘面上布设三角形、矩形或梯形凹槽，内缘为阶梯直边，高位端和低位端均为直边，刀片的外缘为弧形。

进一步的，为了使物料在干化过程中可以迅速加热，从而提高干化速度，上述立式罐体呈圆柱形，上、下部中心通过轴承支撑刀轴总成，立式罐体的罐壳具有夹层，其内通入热源，该热源可以是蒸汽、导热油或导热水，该热源通过另外的供热设备进行持续的加热，保证在夹层罐壳内具有所要求的温度。通常立式罐体内的温度可以在常温到180摄氏度之间调整变化。

在本实施例中，在立式罐体1的下部一侧具有物料进口2，在立式罐体的下部另一侧具有物料出口3，所述刀轴总成a的中心线与立式罐体的中心线重合，刀轴总成上端由电机4驱动转动，在立式罐体内部靠近上端设有水平的防溅板5，所述防溅板5呈环形圈，其外圈与立式罐体的内壁固定连接，防溅板的内圈为大于轴套直径，小于刀组上刀片内圆直径的通口6，该防溅板在能够满足防溅的条件下，尽量加大口径以利于蒸发水汽的排出；在立式罐体的上部具有负压抽吸口7，该负压抽吸口7与负压泵及其管路相连，以使在罐体内产生的高温水汽可以迅速排出，从而保证污泥的干化。

现有电机的功率和速度均可以达到高速（每分钟上千转）要求，但用于污泥干化设备的速度均较低，其原因是如前述的高速时泥球会对搅拌叶片产生冲击损坏，以及机械稳定性无法保证，而本申请即通过上述刀片及刀轴总成的改造，使得本申请刀轴总成和刀片可以在高速下运行，从而在没有增加制作成本的情况下大大提高干化效率。

本申请通过对刀轴总成和刀片的优化，设计有罐体的内径与刀片外缘（指刀片远离中心刀轴的边缘）线速度的关系：上述立式罐体的内径为d，刀片外缘线速度为v，当0.5m≤d≤1m时，v=2d+5.5m/s，当1m≤d≤2m时，v=2.5d+5m/s，当2m≤d≤2.5m时，v=4d+2m/s，如图所示，当d=2.5m，v=12m/s，在该速度下本申请的干化处理时间仅仅需要6min-15min。

进一步的，为了更好实现在物料（污泥）抛升至最高位时的下落，上述立式罐体的内壁上且位于刀轴总成最上一层刀片上方设有挡板8，也即挡板8位于防溅板5的下方，所述挡板8包括斜板9和与斜板端头固定连接的底板10，所述底板10上设有用于与立式罐体内壁面固定连接的长圆通孔11，在长圆通孔内穿入螺钉12旋入罐壁上的螺纹盲孔，将挡板8固定于罐壁。

进一步的，为了提高挡板8的刚性，上述斜板与底板之间设有支撑筋板13。

进一步的，为了使物料较好下落，上述斜板与立式罐体的径向形成0-80度的夹角，较佳的夹角为30度，在立式罐体的内周壁可以均布有3-8个的挡板8。

进一步的，为了设计合理，加工方便上述斜板为矩形板，底板为与立式罐体内壁面贴合的弧形板。

所述立式罐体的内内底部且位于刀轴总成的下部设有铲料刀14，所述铲料刀14包括套设固定在主轴上的环圈15和均布在环圈上的支撑杆16，所述支撑杆的外端连接于螺旋线形铲刀片17的高位端底面，所述螺旋线形铲刀片17的低位端具有与环圈连接的铲刮刀片18，所述铲刮刀片18与铲刀片17的连接部具有水平设置的尖刀片19，该尖刀片有利于将位于罐底的物料铲起，并由螺旋带状形铲刀片带动上抛送给刀组a3的刀片，上述环圈15结构与前述的轴套a4形状结构作用相同，而螺旋线形铲刀片17通过铲刮刀片18和支撑杆16，以增加其连接强度，同时铲刮刀片18也起到铲起并将物料推向罐壁的作用。

本实施例的立式干化造粒一体化设备的工作方法，所述立式干化造粒一体化设备包括立式罐体和设在立式罐体内的刀轴总成，所述刀轴总成上布设有断续的螺旋状条形的刀片，在每个刀片的低位端边设有刃口，各个刀片通过连接杆和轴套连接在主轴上从而构成刀轴总成；工作时，刀轴总成在立式罐体内高速转动，输入到立式罐体内的泥状物料被螺旋带状的刀片不断抛送使其贴壁加热并切割；而物料抛送至高位后，在挡板的导向作用下从刀片内径与刀轴总成的轴套之间的空间落下。抛送、贴壁的过程物料与罐体内表面接触，将热能传递给物料，使物料升温，其内部的水份得以蒸发。物料依此循环运动；依上述循环运动物料在立式罐体内的整个时间段内，物料从泥状逐步干化形成大直径的球状（泥球），又从球状被刀片切割并打散成小直径颗粒，散成小直径颗粒后再逐步干化，对于大直径泥球，水分被包裹在泥球内很难散发，而在被刀片切割后，水分即会迅速挥发，实现高效的干化和造粒，避除了现有技术中长时间搅拌及加热而无法实现的干化。

当然如果仅仅通过刀片抛送、切割、贴壁、下落的循环还无法实现高效的干化，而通过立式罐体的罐壳具有的夹层，其内通入热源，通过热源将热能传递给与罐体内壁面接触的薄层污泥，使干化效率更高。在立式罐体的下部一侧具有物料进口，在立式罐体的下部另一侧具有物料出口，所述刀轴总成的中心线与立式罐体的中心线重合，刀轴总成上端由电机减速机驱动转动，在立式罐体内部靠近上端设有水平的防溅板，所述防溅板呈环形圈，其外圈与立式罐体的内壁固定连接，防溅板的内圈直径大于轴套直径而小于刀组上刀片的内圆直径从而形成蒸发水汽的通口；在立式罐体的上部具有负压抽吸口。工作前，先在罐壳夹层内通入热源加热，同时物料从物料进口输入到罐体内后，关闭物料进口和物料出口，电机驱动刀轴总成的刀轴高速转动，负压抽吸口通过抽吸泵及管路负压抽气，物料在上、下循环运动过程中与立式罐体内壁面接触，使物料得以干化。物料在被高速抛送、贴壁、切割过程中产生大量的高温水汽，通过防溅板内圈与刀轴之间的空间散发，并由负压抽吸口排出。而通过防溅板的作用干化中形成的粉尘被阻挡在防溅板下避免了粉尘与水汽一起被吸出。通过不断的上、下循环运动，罐内的泥得以快速的干化，形成粒状或粉状。

本发明立式干化造粒一体化设备在工作时，刀轴总成在立式罐体内高速转动，输入到立式罐体内的泥状物料被螺旋带状的刀片不断抛送、贴壁、切割和下落，而物料抛送至高位后，在挡板的导向作用下从刀片内圆与刀轴总成的轴套之间的空间落下，物料依此循环运动；依上述循环运动物料在立式罐体内的整个时间段内，物料从泥状逐步干化形成大直径的球状，又从球状被刀片切割并打散成小直径颗粒，散成小直径颗粒后再逐步干化，实现污泥或絮凝状污泥干化和造粒在一台设备内完成，且干化和造粒的效率高。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。