污泥烘干机和污泥烘干机的控制方法与流程

1.本技术属于污泥处理设备技术领域，具体涉及一种污泥烘干机和污泥烘干机的控制方法。


背景技术：

2.随着城镇化水平的不断发展，城镇污水处理能力有了迅速提高，与此同时，污水处理厂在处理污水的过程中产生了大量的污泥，但该部分污泥存在严重的“重水轻泥”的现象，其含水率和有机质较高，性质不稳定，易腐化发臭，且含有病原菌、寄生虫卵和重金属等有毒有害物质，如果该部分污泥中的有毒有害物质得不到有效的处理，将可能导致严重的二次污染问题。
3.由于热泵技术具有能耗低、效率高和可有效回收低品质热能的特点，通过将热泵技术应用于污泥处理中，以实现污泥的干化减量，从而有效节省能源，并且采用热泵技术干化污泥还具有干化减量能力强、无臭气外溢及运行安全性高等优点。然而，目前采用热泵技术的污泥烘干机的干燥箱内的布风较为不均匀，导致传热效率较低。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种污泥烘干机和污泥烘干机的控制方法，能够解决目前污泥烘干机的传热效率较低的问题。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供了一种污泥烘干机，包括烘干装置和除湿制热装置，
7.其中，所述烘干装置包括干燥箱和设置于所述干燥箱内的第一风机、第二风机、输送网带、加热器以及热回收器，所述第一风机设置于所述输送网带的下方，所述加热器的进风口与所述第一风机的出风口相连通，所述加热器的出风口朝向所述输送网带，所述第二风机和所述热回收器分别设置于所述输送网带的两侧；
8.所述除湿制热装置包括第一热泵系统和第二热泵系统，所述第一热泵系统包括依次相连通的第一冷凝器和第一蒸发器及第三冷凝器，所述第二热泵系统包括第二冷凝器和第二蒸发器，所述第一冷凝器的出风口与所述第二风机的进风口相连通，所述第二风机的出风口朝向所述输送网带，所述热回收器的冷侧出口通过所述第一蒸发器和所述第二蒸发器与所述热回收器的热侧入口相连通，所述热回收器的热侧出口与所述第二冷凝器的入风口相连通，所述第二冷凝器的出风口与所述第一风机的进风口相连通。
9.第二方面，本技术实施例还提供了一种污泥烘干机的控制方法，应用于上述的污泥烘干机，所述控制方法包括：
10.响应于烘干指令，打开所述加热器，以使所述加热器加热所述干燥箱内的气体，且启动所述第一热泵系统和第二热泵系统。
11.本技术实施例中，污泥放置于输送网带上，第一风机将干燥的热气体输送至输送网带，以烘干污泥，而经过输送网带的湿冷气体，其中一部分湿冷气体经过第一冷凝器加
热，经第二风机再次输送至输送网带上；另一部分湿冷气体经热回收器降温后进入第一蒸发器和第二蒸发器再次进行降温除湿，然后再次进入热回收器内进行加热后经过第二冷凝器再次加热，最后经第一风机输送至输送网带进行下一循环，本技术实施例通过将第二风机和热回收器分别设置于输送网带的两侧，以使湿冷气体在输送网带长度方向上经加热后均匀回风，从而提高污泥烘干机的传热效率。
附图说明
12.图1至图3为本技术实施例公开的污泥烘干机处于不同视角下的结构示意图；
13.图4至图7为本技术实施例公开的污泥烘干机处于不同视角下的侧视图；
14.图8为本技术实施例公开的污泥烘干机的截面图；
15.图9为本技术另一实施例公开的污泥烘干机的侧视图；
16.图10为本技术实施例公开的除尘器的部分结构示意图；
17.图11为本技术实施例公开的污泥烘干机的结构框图。
18.附图标记说明：
19.100-烘干装置、110-干燥箱、120-第一风机、130-第二风机、140-输送网带、 141-第一输送网带、142-第二输送网带、150-加热器、160-热回收器、170-匀风板、180-除尘器、181-进气管道、182-除尘滤筒、183-储气包；
20.200-除湿制热装置、210-第一热泵系统、211-第一冷凝器、212-第一蒸发器、 213-第一控制阀、214-第二控制阀、215-第三冷凝器、216-第三风机、217-第一压力传感器、218-单向阀、219-第三控制阀、221-第一压缩机、222-第一气液分离器、223-第一干燥器、224-第一温度传感器、225-第二温度传感器、226
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第二压力传感器、227-第一电子膨胀阀；
21.230-第二热泵系统、231-第二冷凝器、232-第二蒸发器、233-第二压缩机、 234-第二气液分离器、235-第二干燥器、236-第三温度传感器、237-第三压力传感器、238-第四温度传感器、239-第四压力传感器、241-第二电子膨胀阀、242-第五温度传感器；
22.300-控制模块。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
25.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的污泥烘干机和污泥烘干机的控制方法进行详细地说明。
26.如图1至图11所示，本技术实施例提供了一种污泥烘干机，包括烘干装置100和除湿制热装置200。可选地，在污泥烘干工艺中，污泥首先经过初级脱水，含水率降低至78～83％，呈现良好的塑性状态。经输送设备输送至切条机进行切条，污泥被切成形状规则的条状物，使其外表面面积增加，有利于提升烘干效率。
27.其中，烘干装置100主要用于提供高温气体并对切条成型的污泥进行加热烘干，除去污泥中的水分。烘干装置100包括干燥箱110和设置于干燥箱110 内的第一风机120、第二风机130、输送网带140、加热器150以及热回收器 160，第一风机120设置于输送网带140的下方，加热器150的进风口与第一风机120的出风口相连通，从而对第一风机120吹出的风进行加热，加热器150 的出风口朝向输送网带140，加热后的风吹向输送网带140，从而对放置于输送网带140上的污泥进行烘干，增加污泥干度。第二风机130和热回收器160 分别设置于输送网带140的两侧。
28.除湿制热装置200包括第一热泵系统210和第二热泵系统230，第一热泵系统210包括依次相连通的第一冷凝器211和第一蒸发器212及第三冷凝器 215，第二热泵系统230包括第二冷凝器231和第二蒸发器232，第一冷凝器 211的出风口与第二风机130的进风口相连通，以使位于输送网带140上方的一部分湿冷气体经第一冷凝器211加热后变成湿热气体，第二风机130的出风口朝向输送网带140，第二风机130将该部分湿热气体输送到输送网带140，从而对输送网带140上的污泥进行烘干。位于输送网带140上方的另一部分湿冷气体进入热回收器160的冷侧入口，从而对该部分的湿冷气体进行降温，热回收器160的冷侧出口通过第一蒸发器212和第二蒸发器232与热回收器160 的热侧入口相连通，第一蒸发器212和第二蒸发器232对该部分湿冷气体再次进行降温除湿，降温除湿后的气体进入热回收器160的热侧入口进行加热，热回收器160的热侧出口与第二冷凝器231的入风口相连通，从而对加热后的气体进行再次加热，第二冷凝器231的出风口与第一风机120的进风口相连通，以使加热后的气体再次输送到输送网带140上，从而对输送网带140上的污泥进行烘干。需要说明的是，第一热泵系统210和第二热泵系统230内分别流通有冷媒，以便于进行换热，可选地，该冷媒可以为氟利昂，当然也可以为其它介质，本技术实施例对此不作具体限制。
29.本技术实施例中，污泥放置于输送网带140上，第一风机120将干燥的热气体输送至输送网带140，以烘干污泥，而干燥的热气体经过输送网带140后变为湿冷气体，其中一部分湿冷气体经过第一冷凝器211加热，然后通过第二风机130再次输送至输送网带140上；另一部分湿冷气体经热回收器160降温后进入第一蒸发器212和第二蒸发器232进行降温并除湿，然后再次进入热回收器160内进行加热后经过第二冷凝器231再次加热，最后经第一风机120输送至输送网带140进行下一循环，本技术实施例通过将第二风机130和热回收器160分别设置于输送网带140的两侧，以使湿冷气体在输送网带140的长度方向上经加热后均匀回风，从而提高污泥烘干机的传热效率。
30.可选地，第二风机130的数量可以为至少两个，以提升第一冷凝器211加热后的湿热气体输送至输送网带140的效率。
31.一种可选的实施例中，第一热泵系统210还包括第一控制阀213、第二控制阀214和第一压缩机221，第一压缩机221分别与第一蒸发器212和第三冷凝器215相连通，第二控制阀214设置于第三冷凝器215的进口管路和第三冷凝器215的出口管路之间，第一冷凝器211位于第二控制阀214的下游，第一控制阀213设置于第三冷凝器215的进口管路上，且第一控
制阀213位于第三冷凝器215的进口端和第二控制阀214与出口管路的连接处之间，即第一控制阀213和第二控制阀214采用并联的方式，从而对来自第一蒸发器212的冷媒流向进行选择。在污泥烘干机处于第一状态的情况下，即干燥箱110内的气体温度较高时，第一控制阀213开启，第二控制阀214关闭，以使第一蒸发器212、第三冷凝器215和第一冷凝器211形成第一循环回路，第一热泵系统210内的高温气态冷媒依次通过第三冷凝器215和第一冷凝器211，第三冷凝器215将高温气态冷媒的热量散至干燥箱110之外，避免干燥箱110内的温度过高。在污泥烘干机处于第二状态的情况下，即干燥箱110内的气体温度较低时，第一控制阀213关闭，第二控制阀214开启，以使第一蒸发器212、第一冷凝器211 形成第二循环回路，第一热泵系统210内的高温气态冷媒经过第一冷凝器211，第一冷凝器211将高温气态冷媒的热量全部散至干燥箱110内，以加热湿冷气体。由此可知，本实施例可以根据污泥烘干机的运行状态灵活选择第一热泵系统210的循环回路，从而灵活控制干燥箱110内的气体温度，有利于提升污泥烘干效率。
32.进一步可选的实施例中，第一热泵系统210还包括第三风机216和第一压力传感器217，第三风机216与第三冷凝器215相连通，第三风机216与第三冷凝器215同步工作，第三风机216用于加快第三冷凝器215的散热。可选地，第三风机216可以为送风机，也可以为吸风机，当第三风机216为送风机时，第三风机216的出风口朝向第三冷凝器215，送风机具有耐用、体积小便于移动的特点；当第三风机216为吸风机时，第三风机216的进风口朝向第三冷气器215，吸风机具有风量大、噪音低和耐高温的特点。可选地，第三风机216 为变频电机，第一压力传感器217设置于第一蒸发器212与第一冷凝器211之间的管路上，第一压力传感器217用于检测第一热泵系统210中第一压缩机221 的出口冷媒压力，第三风机216的转速可根据第一压缩机221的出口冷媒压力调节，进而调节干燥箱110内的温度，避免干燥箱110内温度过高或过低，确保干燥箱110内的温度在预设范围内。
33.可选的实施例中，第一热泵系统210还包括单向阀218和第三控制阀219，单向阀218设置于第二控制阀214与第二控制阀214和第一控制阀213的连接处之间，单向阀218用于防止第二控制阀214内冷媒回流。第三控制阀219设置于第三冷凝器215的出口端和第二控制阀214与第一冷凝器211的进口管路的连接处之间，第三控制阀219用于控制第三冷凝器215内的冷媒是否流入第一冷凝器211内，从而方便控制第一循环回路与第二循环回路之间的切换。
34.进一步可选的实施例中，第一热泵系统210还包括第一气液分离器222和第一干燥器223，第一气液分离器222和第一干燥器223依次连通于第一冷凝器211与第一蒸发器212之间，该实施例采用此种结构的第一热泵系统210，有利于提高其运行稳定性。
35.可选地，第一热泵系统还包括第一温度传感器224、第二温度传感器225、第二压力传感器226和第一电子膨胀阀227，第一温度传感器224设置于第一压缩机221与第三冷凝器215之间，第二温度传感器225和第二压力传感器226 均设置于第一气液分离器222与第一压缩机221之间，第一电子膨胀阀227设置于第一干燥器223与第一蒸发器212之间，有利于实时监测第一热泵系统210 的运行参数，并参与第一热泵系统210的控制，从而进一步提高第一热泵系统 210运行稳定性。
36.另一可选的实施例中，第二热泵系统230还包括第二压缩机233、第二气液分离器234和第二干燥器235，第二压缩机233、第二气液分离器234和第二干燥器235依次连通于第
二冷凝器231与第二蒸发器232之间，第二冷凝器 231设置于第二压缩机233与第二气液分离器234之间。该实施例采用此种结构的第二热泵系统230有利于提高其运行稳定性。
37.可选地，第二热泵系统230还包括第三温度传感器236、第三压力传感器 237、第四温度传感器238、第四压力传感器239和第二电子膨胀阀241，第三温度传感器236和第三压力传感器237设置于第二气液分离器234与第二压缩机233之间，第四温度传感器238和第四压力传感器239设置于第二压缩机233 与第二冷凝器231之间，第二电子膨胀阀241设置于第二干燥器235与第二蒸发器232之间，有利于实时监测第二热泵系统230的运行参数，并参与第二热泵系统230的控制，从而进一步提高第二热泵系统230运行稳定性。
38.输送网带140的数量可以为一层，此时污泥的烘干效率较低。可选地，输送网带140的数量为至少两层，至少两层输送网带140包括相对设置的第一输送网带141和第二输送网带142，第一输送网带141与第二输送网带142间隔设置，第一输送网带141和第二输送网带142同时输送污泥，以提高污泥的烘干效率。第二风机130的出风口朝向第一输送网带141与第二输送网带142之间的空间，从而提高第二风机130输送至第一输送网带141和第二输送网带142 上的气体的均匀性，从而进一步提高污泥的烘干效率。
39.一种可选的实施例中，烘干装置100还包括匀风板170，匀风板170设置于第一风机120与输送网带140之间。第一风机120输送的干燥气体先与匀风板170接触，在匀风板170的作用下形成一定的阻力，经匀风板170均匀地输送到输送网带140上，以确保输送网带140上的污泥均匀受热，从而提升污泥烘干的均匀性。可选地，匀风板170开设有多个通孔，通孔的横截面形状可以为圆形、矩形和三角形等多种，这里不作具体限制。进一步可选地，通孔的横截面形状可以为长条形，以便于提高气体的流通效率。
40.由于经过输送网带140的湿冷气体携带一定量的灰尘，如果直接通入热回收器160进行降温，该部分气体中的灰尘遇冷后容易附着在第二冷凝器231和第三冷凝器215等结构上，甚至使其封堵损坏。故，另一种可选的实施例中，烘干装置100还包括除尘器180，除尘器180设置于输送网带140的上方，除尘器180的出风口与热回收器160相连通。此时经过输送网带140的一部分湿冷气体先经过除尘器180进行过滤除尘，然后再进入热回收器160，以保护第二冷凝器231和第三冷凝器215等结构。当然，经过输送网带140的另一部分湿冷气体也可以先经过除尘器180进行过滤除尘，然后再进入第一冷凝器211 进行加热，但由于该部分气体无需降温，而是直接进行加热，故该部分气体中的灰尘不容易附着在第一冷凝器211上，因此，该通入第一冷凝器211的湿冷气体可以不经过除尘器180，这里不作具体限制。
41.进一步可选的实施例中，除尘器180包括气源、进气管道181、脉冲喷嘴和除尘滤筒182，脉冲喷嘴设置于除尘滤筒182的出风口，脉冲喷嘴的喷射口朝向除尘滤筒182的内表面，进气管道181连接于气源与脉冲喷嘴之间，除尘滤筒182的出风口与热回收器160相连通。湿冷气体穿过除尘滤筒182进入到除尘滤筒182内腔中，湿冷气体中的灰尘被过滤到除尘滤筒182的外表面，除尘滤筒182内腔中的气体进入热回收器160中，当除尘滤筒182的外表面的粉尘累积到足够多时，开启脉冲喷嘴，此脉冲喷嘴的喷射口向除尘滤筒182的内腔喷入高压脉冲气体，将除尘滤筒182的外表面的粉尘震落，该部分粉尘落到输送网带140上与污泥一起被输送至烘干装置100外。由此可知，采用此种结构的除尘器180通脉冲进行定期除尘，以使除尘滤筒182不需要频繁更换，从而节省污泥烘干的成本。
42.可选地，除尘滤筒182的数量为至少两个，其中包括第一除尘滤筒和第二除尘滤
筒，第一除尘滤筒与第二除尘滤筒并排设置，进气管道181包括进气主管道和进气支管道，除尘器180还包括储气包183，进气支管道、储气包183 和脉冲喷嘴与除尘滤筒182一一对应设置，各储气包183分别连通于各进气支管道的一端与各脉冲喷嘴之间，各进气支管道的另一端与进气主管道的第一端相连通，进气主管道的第二端与气源相连通。该实施例采用此种结构的除尘器 180有利于提高除尘效果，且方便控制。进一步可选地，至少两个脉冲喷嘴分别单独工作，从而避免各脉冲喷嘴互相影响。
43.进一步可选地，除尘滤筒182可以设置为一层，也可以设置为多层，这里不作具体限制，可选地，当除尘滤筒182设置为至少两层时，每一排除尘滤筒182可以由一个脉冲喷嘴喷射除尘，以便于提高除尘效率。
44.可选地，烘干装置100还可以包括保温板，保温板设置于干燥箱110之外，避免干燥箱110内的热量散失。
45.可选的实施例中，污泥烘干机还包括控制模块300，控制模块300分别与烘干装置100和除湿制热装置200电连接，以便于集中控制。
46.可选地，当污泥量较大时，在同一污泥处理区域，污泥烘干机的数量可以为至少两个，各污泥烘干机可以并排设置，从而加快污泥的处理速度。
47.基于本技术实施例公开的污泥烘干机，本技术实施例还提供了一种污泥烘干机的控制方法，所公开的控制方法应用于上文所述任意实施例的污泥烘干机，所公开的控制方法包括：
48.s100、响应于烘干指令，打开加热器150，以使加热器150加热干燥箱110 内的气体，且启动第一热泵系统210和第二热泵系统230。
49.通过第一热泵系统210和第二热泵系统230先对干燥箱110内的气体进行预热，以使干燥箱110内的气体升温至满足污泥烘干的温度，然后将污泥放置于输送网带140上，从而对污泥进行烘干。
50.本技术实施例中，污泥放置于输送网带140上，第一风机120将干燥的热气体输送至输送网带140，以烘干污泥，而干燥的热气体经过输送网带140后变为湿冷气体，其中一部分湿冷气体经过第一冷凝器211加热，然后通过第二风机130再次输送至输送网带140上；另一部分湿冷气体经热回收器160降温后进入第一蒸发器212和第二蒸发器232再次进行降温并除湿，然后再次进入热回收器160内进行加热后再经过第二冷凝器231再次加热，最后经第一风机 120输送至输送网带140进行下一循环，本技术实施例通过将第二风机130和热回收器160分别设置于输送网带140的两侧，以使湿冷气体在输送网带140 的长度方向上经加热后均匀回风，从而提高污泥烘干机的传热效率。
51.一种可选的实施例中，第一热泵系统210还包括第一控制阀213、第二控制阀214和第一压缩机221，第一压缩机221分别与第一蒸发器212和第三冷凝器215相连通，第二控制阀214设置于第三冷凝器215的进口管路和第三冷凝器215的出口管路之间，第一冷凝器211位于第二控制阀214的下游，第一控制阀213设置于第三冷凝器215的进口管路上，且第一控制阀213位于第三冷凝器215的进口端和第二控制阀214与出口管路的连接处之间，控制方法还包括：
52.s200、检测第二冷凝器231的出风口的出风温度。
53.这里的出风温度也就是进入烘干装置100内的气体温度。可选地，第二热泵系统
230还包括第一温度传感器242，第一温度传感器242设置于第二冷凝器231的出风口，用于检测第二冷凝器231的出风口的出风温度。
54.s300、当出风温度大于第一预设值时，开启第一控制阀213，并关闭第二控制阀214，以使第一蒸发器212、第一冷凝器211和第三冷凝器215形成第一循环回路。
55.s400、当出风温度小于或等于第一预设值时，关闭第一控制阀213，并开启第二控制阀214开启，以使第一蒸发器212、第一冷凝器211形成第二循环回路。
56.这里的第一预设值可以为某一个具体的温度值或温度范围，这里不作具体限制。可选地，第一预设值可以为52℃，当然也可以根据实际使用需求进行选择，这里不作具体限制。
57.本技术实施例根据第二冷凝器231的出风口的出风温度灵活选择第一热泵系统210的循环回路，从而灵活控制干燥箱110内的气体温度，以提高污泥烘干的效率。
58.进一步可选的实施例中，第一热泵系统还包括第三风机216和第一压力传感器217，第一压力传感器217设置于第一蒸发器212与第一冷凝器211之间的管路上，第一压力传感器217用于检测第一热泵系统100中第一压缩机221 的出口冷媒压力，根据第一压缩机221的出口冷媒压力调整第三风机216的转速，以调节干燥箱110内的温度，第三风机216与第三冷凝器215相连通，且第三风机216与第三冷凝器215同步工作，可选地，第三风机216可以为送风机，也可以为吸风机，当第三风机216为送风机时，第三风机216的出风口朝向第三冷凝器215，送风机具有耐用、体积小便于移动的特点；当第三风机216 为吸风机时，第三风机216的进风口朝向第三冷气器215，吸风机具有风量大、噪音低和耐高温的特点。控制方法还包括：
59.s500、当出风温度大于或等于第二预设值时，增大第三风机216的转速。
60.这里的第二预设值可以为某一个具体的温度值或温度范围，这里不作具体限制。可选地，第二预设值可以为80℃，当然也可以根据实际使用需求进行选择，这里不作具体限制。
61.本技术中的干燥箱110的温度过高时，通过增大第三风机216的转速，从而加快第三冷凝器215的散热效率，以降低干燥箱110内的温度，避免烘干装置100和除湿制热装置200的结构被烧坏。
62.一种可选的实施例中，该控制方法还包括：
63.s600、第一热泵系统210和第二热泵系统230工作第一预设时间时，开启除尘器180，控制第一脉冲喷嘴的喷射口向第一除尘滤筒内喷射高压气体。
64.s700、第一脉冲喷嘴工作第二预设时间后，开启气源。
65.s800、气源工作第三预设时间后，控制相邻的脉冲喷嘴的喷射口向对应的除尘滤筒内喷射高压气体，以使该脉冲喷嘴工作第二预设时间。
66.本技术实施例通过依次控制各脉冲喷嘴的喷射口向对应的除尘滤筒内喷射高压气体，以便于功率较小的气源也能够及时提供高压气体。
67.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。