本發(fā)明涉及一種全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)。
背景技術:
城鎮(zhèn)污水處理廠污泥含水率控制在60%以下,是進行污泥填埋、堆肥等的最低要求,亦是污泥資源化利用的起點。目前國內(nèi)污水處理廠污泥干化所用的技術方法雖然能取得一定的干化效果,但普遍存在設備投資大、能耗高、運行成本高或受場地限制等問題。因此,尋找一種高效低耗的污泥干化方式是目前污水處理行業(yè)關注的一個熱點問題,也是污泥處置過程中急需解決的一個重點問題。太陽能和熱泵技術作為綠色清潔能源和可再生能源高效利用技術,應用于傳統(tǒng)的干化行業(yè)中,可以顯著降低其能耗,但是太陽能和熱泵相結合進行污泥干化的技術尚處于起步階段,要實現(xiàn)該技術的規(guī)模應用,還需進一步研究。本發(fā)明擬通過利用太陽能和結合熱泵的方法,為污水處理廠排放污泥減量化、降低干化運營成本以及污泥無害化處置和資源化循環(huán)利用提供一條新的思路和途徑,從而為實現(xiàn)污泥源頭減量、資源循環(huán)利用和促進行業(yè)的節(jié)能減排提供技術支撐。
在傳統(tǒng)的干化設備中,對流干化以其結構簡單、操作方便、適應性強得到普遍應用,是目前生產(chǎn)中使用最多的一種干化設備。對流干化的缺點是熱效率很低,一般只有30%~60%,其主要原因是由于干化過程廢氣的直接排空,不僅因廢氣帶走余熱造成浪費,而且也污染了環(huán)境。雖然在少數(shù)對流干化中采用部分廢氣循環(huán)可以回收一部分余熱,但受到廢氣循環(huán)量的限制,一般僅為20%~30%。用常規(guī)的換熱器雖然可以回收廢氣中部分顯熱,但廢氣中60%~80%的熱量是以潛熱形式存在的,還是被排放掉。要回收其中的潛熱,就必須把廢氣冷卻到露點溫度以下,同時還要使回收的潛熱具有適當?shù)臏囟绕焚|,再用于干化過程。要實現(xiàn)這一過程,就需要利用熱泵裝置。
熱泵是利用水、空氣及各種余熱等低溫熱源的一種清潔節(jié)能的裝置。熱泵可以從自然環(huán)境或余熱資源吸熱從而獲得比輸入能更多的輸出熱能,因此可以節(jié)省采暖、空調、供熱水和工業(yè)加熱所需的初級能源。與建筑應用熱泵相比,在工業(yè)方面應用熱泵的比率是很小的,應用工業(yè)熱泵來減少二氧化碳排放將是大有作為的。熱泵是最有效利用能量提供熱量和冷量的方法,因其能夠控制濕度和溫度可在-20℃~100℃任意可調,能夠很好的滿足干化要求。有些污泥物料干化時需要在高溫進行,但在許多生物制品干化中需要相對較低的干化溫度,熱泵可以很好的滿足干化要求,所以應用熱泵干化大有潛力。熱泵自身不會像鍋爐那樣產(chǎn)生熱量,但是它能夠把熱量從低溫位升高到高溫位,熱泵的溫升是其輸出溫度與熱源溫度之差。在污泥干化方面熱泵設備和常規(guī)的對流干化相比具有:節(jié)約能耗,干化條件可調節(jié)范圍寬,節(jié)約干化時間,環(huán)境友好等優(yōu)點。
太陽能熱泵聯(lián)合余熱利用污泥干化系統(tǒng)可將太陽能熱干化運行能源費用低以及熱泵干化裝置工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點相結合起來。余熱資源豐富且穩(wěn)定時,優(yōu)先利用外部余熱進行預熱和前期加熱;太陽輻射條件好時,盡可能讓太陽能加熱裝置發(fā)揮作用;天氣條件差時,則主要利用電能通過熱泵系統(tǒng)進行污泥干化。由于其較常規(guī)氣流污泥干化在能源消耗和干化污泥成本方而具有明顯優(yōu)勢,太陽能熱泵聯(lián)合余熱利用多能互補技術已成為一種新型節(jié)能環(huán)保技術。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)。
解決上述技術問題,本發(fā)明所采用的技術方案如下:
一種全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng),其特征在于:所述的全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)設有干化室、回風室、設備室、冷卻塔和太陽能熱水集熱器;
所述干化室的底部安裝有常閉式重力翻板和多個引風電動閥,所述干化室的頂部安裝有離心風機,并且,所述干化室的室內(nèi)安裝有傳送帶系統(tǒng)、多個下導風口和多個上導風口,所述傳送帶系統(tǒng)能夠將被干化污泥物料傳送至所述常閉式重力翻板上,且所述引風電動閥、下導風口、傳送帶系統(tǒng)和上導風口由下至上依次布置,使得:流入所述引風電動閥上方的空氣能夠依次穿過所述下導風口、傳送帶系統(tǒng)和上導風口后從所述離心風機流出;
所述回風室的頂部安裝有排風電動閥、底部安裝有排水口,所述回風室的室內(nèi)安裝有回風口、翅片管冷卻器和翅片管加熱器,使得:所述離心風機的出風口、排風電動閥的進風口和回風口的進風口相連通,所述回風口的出風口連通所述翅片管冷卻器的進風口,所述翅片管冷卻器的出風口連通所述翅片管加熱器的進風口、冷凝水出水口連通所述排水口,所述翅片管加熱器的出風口在所述引風電動閥與下導風口之間的位置連通所述干化室的室內(nèi);
所述設備室的室內(nèi)安裝有蓄冷水箱、冷凍水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、蓄熱水箱、加熱水循環(huán)泵、集熱水循環(huán)泵和熱泵機組;所述冷卻塔的進水口和出水口分別連通所述蓄冷水箱以形成冷卻水循環(huán)水路,所述冷卻水循環(huán)泵安裝在該冷卻水循環(huán)水路中;所述翅片管冷卻器的冷卻水進水口和冷卻水出水口分別連通所述蓄冷水箱以形成冷凍水循環(huán)水路,所述冷凍水循環(huán)泵安裝在該冷凍水循環(huán)水路中;所述太陽能熱水集熱器的進水口和出水口分別連通所述蓄熱水箱以形成集熱水循環(huán)水路,所述集熱水循環(huán)泵安裝在該集熱水循環(huán)水路中;所述翅片管加熱器的加熱水進水口和加熱水出水口分別連通所述蓄熱水箱以形成加熱水循環(huán)水路,所述加熱水循環(huán)泵安裝在該加熱水循環(huán)水路中;所述熱泵機組能夠將所述蓄冷水箱所盛放的水的熱能轉移到所述蓄熱水箱所盛放的水中。
為了延長被干化污泥物料在干化室中停留的時間,以降低被干化污泥物料的含水率,作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:所述傳送帶系統(tǒng)設有至少兩套傳送帶機構,每一套所述傳送帶機構均能夠將所述被干化污泥物料由其首端傳送至其尾端,各套所述傳送帶機構沿上下方向間隔布置,對于相鄰兩套所述傳送帶機構,所述被干化污泥物料能夠在被位于上方的傳送帶機構傳送至其尾端后落下到位于下方的傳送帶機構的首端,并且,所述被干化污泥物料能夠在被位于最下方的所述傳送帶機構傳送至其尾端后落下到所述常閉式重力翻板上。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:每一套所述傳送帶機構均由主動輪、從動輪、連接在所述主動輪與從動輪之間的不銹鋼輸送帶以及驅動所述主動輪轉動的減速電機組成。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:所述的全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)還設有出料倉;所述出料倉的進料口設置在所述常閉式重力翻板的下方。
為了進一步提高全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能性,作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:所述回風室的室內(nèi)還安裝有全熱交換器;所述回風口的出風口通過所述全熱交換器連通所述翅片管冷卻器的進風口。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:所述的全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)還設有控制室;所述控制室的室內(nèi)安裝有儲料倉和擠出造粒機,所述擠出造粒機能夠將儲放在所述儲料倉中的被干化污泥物料擠出到所述傳送帶系統(tǒng)上。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:所述的全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)還設有螺旋提升機;所述螺旋提升機的出料口連通所述儲料倉。
為了現(xiàn)實全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)的自動控制,作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:所述控制室的室內(nèi)還安裝有用于控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)工作的控制系統(tǒng),所述設備室的室內(nèi)還安裝有蓄冷水箱溫度傳感器和蓄熱水箱溫度傳感器;所述蓄冷水箱溫度傳感器能夠采集所述蓄冷水箱內(nèi)的水體溫度數(shù)據(jù),所述蓄熱水箱溫度傳感器能夠采集所述蓄熱水箱內(nèi)的水體溫度數(shù)據(jù),所述控制系統(tǒng)能夠實時接收所述蓄冷水箱溫度傳感器和蓄熱水箱溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù);并且,所述控制系統(tǒng)分別與所述引風電動閥的控制端、離心風機的控制端、排風電動閥的控制端、回風口的控制端、冷凍水循環(huán)泵的控制端、冷卻水循環(huán)泵的控制端、加熱水循環(huán)泵的控制端、集熱水循環(huán)泵的控制端、熱泵機組的控制端、冷卻塔的控制端和太陽能熱水集熱器的控制端電性連接。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:所述控制系統(tǒng)能夠控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)工作在余熱風干化模式、太陽能干化模式、熱泵蓄熱模式、混合蓄熱模式和干化除濕模式中的任意一個模式下:
在所述余熱風干化模式下,控制所述引風電動閥和排風電動閥開啟,控制所述回風口關閉,控制所述熱泵機組、太陽能熱水集熱器、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、集熱水循環(huán)泵、加熱水循環(huán)泵和冷凍水循環(huán)泵停機,控制所述離心風機啟動;
在所述太陽能干化模式下,控制引風電動閥和排風電動閥關閉,控制所述回風口開啟,控制所述熱泵機組停機,控制所述離心風機啟動,控制所述太陽能熱水集熱器、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、集熱水循環(huán)泵、加熱水循環(huán)泵和冷凍水循環(huán)泵啟動;
在所述熱泵蓄熱模式下,控制所述引風電動閥和排風電動閥關閉,控制所述回風口開啟,控制所述熱泵機組啟動,控制所述離心風機停機,控制所述太陽能熱水集熱器、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、集熱水循環(huán)泵、加熱水循環(huán)泵和冷凍水循環(huán)泵停機;
在所述混合蓄熱模式下,控制所述引風電動閥和排風電動閥關閉,控制所述回風口開啟,控制所述熱泵機組、太陽能熱水集熱器和集熱水循環(huán)泵啟動,控制所述離心風機停機,控制所述冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、加熱水循環(huán)泵和冷凍水循環(huán)泵停機;
在所述干化除濕模式下,控制所述引風電動閥和排風電動閥關閉,控制所述回風口開啟,控制所述熱泵機組、太陽能熱水集熱器、集熱水循環(huán)泵、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、加熱水循環(huán)泵和冷凍水循環(huán)泵停機,控制所述離心風機啟動。
為了最大限度降低污泥干化的能耗,作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:
所述回風室的室內(nèi)還安裝有干球溫度傳感器和相對濕度傳感器,所述干球溫度傳感器和相對濕度傳感器能夠分別采集所述翅片管冷卻器的進風口處的干球溫度數(shù)據(jù)和相對濕度數(shù)據(jù);所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)還設有外部溫度傳感器、太陽輻射傳感器,所述外部溫度傳感器能夠采集所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的溫度數(shù)據(jù),所述太陽輻射傳感器能夠采集所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射數(shù)據(jù);所述控制系統(tǒng)能夠實時接收所述干球溫度傳感器、相對濕度傳感器、外部溫度傳感器和太陽輻射傳感器采集到的數(shù)據(jù);
所述控制系統(tǒng)預設有冷水溫度設定值、熱水溫度設定值、排氣溫度設定值、相對濕度設定值、外部溫度設定值和太陽輻射設定值;并且,所述控制系統(tǒng)按以下流程控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)工作:
步驟s1、判斷所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的實時溫度是否在所述外部溫度設定值以上,如是,則轉到步驟s2,如否,則轉動步驟s3;
步驟s2、控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入所述余熱風干化模式,并持續(xù)判斷是否同時滿足所述干球溫度傳感器采集到的實時溫度在所述排氣溫度設定值以上以及所述相對濕度傳感器采集到的實時相對濕度在所述相對濕度設定值以下,如是,則轉到步驟s3,如否,則保持在步驟s2;
步驟s3、判斷所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射是否在所述太陽輻射設定值以上,如是,則轉到步驟s4,如否,則轉動步驟s6;
步驟s4、控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入所述太陽能干化模式,并持續(xù)判斷是否同時滿足所述蓄冷水箱內(nèi)的水體實時溫度在所述冷水溫度設定值以下且所述蓄熱水箱內(nèi)的水體實時溫度在所述熱水溫度設定值以上,如是,則控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入所述干化除濕模式并轉到步驟s1,如否,則:在所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射在所述太陽輻射設定值以上的情況下保持在步驟s4,在所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射小于所述太陽輻射設定值的情況下轉到步驟s5;
步驟s5、控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入所述混合蓄熱模式,并持續(xù)判斷是否同時滿足所述蓄冷水箱內(nèi)的水體實時溫度在所述冷水溫度設定值以下且所述蓄熱水箱內(nèi)的水體實時溫度在所述熱水溫度設定值以上,如是,則控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入所述干化除濕模式并轉到步驟s1,如否,則:在所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射在所述太陽輻射設定值以上的情況下保持在步驟s5,在所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射小于所述太陽輻射設定值的情況下轉到步驟s6;
步驟s6、控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入所述熱泵蓄熱模式,并持續(xù)判斷是否同時滿足所述蓄冷水箱內(nèi)的水體實時溫度在所述冷水溫度設定值以下且所述蓄熱水箱內(nèi)的水體實時溫度在所述熱水溫度設定值以上,如是,則控制所述全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入所述干化除濕模式并轉到步驟s1,如否,則保持在步驟s6。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
第一,本發(fā)明設有干化室、回風室、設備室、冷卻塔和太陽能熱水集熱器,其能夠利用從外部環(huán)境回收得到的熱能、太陽能和熱泵對被干化污泥物料進行干化,使得不同來源的能量能夠在全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)的不同工作條件下實現(xiàn)互補,使得全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)能夠全天候穩(wěn)定運行;
并且,本發(fā)明采用進料、干化、出料和排水系統(tǒng)的全封閉結構,其熱源溫度不高且采用低溫除濕工藝,且回收得到的熱能和太陽能均為可再生能源,使得對污泥物料進行干化的過程更加環(huán)保、安全和高效節(jié)能。
第二,本發(fā)明能夠工作在余熱風干化模式、太陽能干化模式、熱泵蓄熱模式、混合蓄熱模式和干化除濕模式中的任意一個模式下,通過步驟s1至步驟s6的流程,本發(fā)明通過實時監(jiān)測翅片管冷卻器進風口處的實時溫度和實時相對濕度、蓄冷水箱內(nèi)的水體實時溫度、蓄熱水箱內(nèi)的水體實時溫度、全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的實時溫度和實時太陽輻射,以根據(jù)全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)自身及其所在環(huán)境的實際情況,控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)自動在余熱風干化模式、太陽能干化模式、熱泵蓄熱模式、混合蓄熱模式和干化除濕模式之間自動切換,在兼顧對被干化污泥物料的干化效率的前提下,最大限度的降低了污泥干化的能耗。
綜上,本發(fā)明具有高效、穩(wěn)定、環(huán)保、安全和靈活的優(yōu)點。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明:
圖1為本發(fā)明的全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)的示意圖;
圖2為本發(fā)明的全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)的工作流程框圖。
具體實施方式
如圖1所示,本發(fā)明公開的是一種全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng),其發(fā)明構思為:全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)設有干化室2、回風室3、設備室4、冷卻塔5和太陽能熱水集熱器6。
干化室2的底部安裝有常閉式重力翻板12和多個引風電動閥14,干化室2的頂部安裝有離心風機17,并且,干化室2的室內(nèi)安裝有傳送帶系統(tǒng)、多個下導風口15和多個上導風口16,傳送帶系統(tǒng)能夠將被干化污泥物料傳送至常閉式重力翻板12上,且引風電動閥14、下導風口15、傳送帶系統(tǒng)和上導風口16由下至上依次布置,使得:流入引風電動閥14上方的空氣能夠依次穿過下導風口15、傳送帶系統(tǒng)和上導風口16后從離心風機17流出,常閉式重力翻板12在落于其上的被干化污泥物料重量達到其設定值時自動打開,使得被干化污泥物料輸出至干化室2外。
回風室3的頂部安裝有排風電動閥19、底部安裝有排水口23,回風室3的室內(nèi)安裝有回風口18、翅片管冷卻器21和翅片管加熱器22,使得:離心風機17的出風口、排風電動閥19的進風口和回風口18的進風口相連通,回風口18的出風口連通翅片管冷卻器21的進風口,翅片管冷卻器21的出風口連通翅片管加熱器22的進風口、冷凝水出水口連通排水口23,翅片管加熱器22的出風口在引風電動閥14與下導風口15之間的位置連通干化室2的室內(nèi)。
設備室4的室內(nèi)安裝有蓄冷水箱24、冷凍水循環(huán)泵27、冷卻水循環(huán)泵28、蓄熱水箱25、加熱水循環(huán)泵29、集熱水循環(huán)泵30和熱泵機組26;冷卻塔5的進水口和出水口分別連通蓄冷水箱24以形成冷卻水循環(huán)水路,冷卻水循環(huán)泵28安裝在該冷卻水循環(huán)水路中;翅片管冷卻器21的冷卻水進水口和冷卻水出水口分別連通蓄冷水箱24以形成冷凍水循環(huán)水路,冷凍水循環(huán)泵27安裝在該冷凍水循環(huán)水路中;太陽能熱水集熱器6的進水口和出水口分別連通蓄熱水箱25以形成集熱水循環(huán)水路,集熱水循環(huán)泵30安裝在該集熱水循環(huán)水路中;翅片管加熱器22的加熱水進水口和加熱水出水口分別連通蓄熱水箱25以形成加熱水循環(huán)水路,加熱水循環(huán)泵29安裝在該加熱水循環(huán)水路中;熱泵機組26能夠將蓄冷水箱24所盛放的水的熱能轉移到蓄熱水箱25所盛放的水中。
在上述發(fā)明構思的基礎上,本發(fā)明采用以下優(yōu)選的實施方式:
為了延長被干化污泥物料在干化室2中停留的時間,以降低被干化污泥物料的含水率,作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:傳送帶系統(tǒng)設有至少兩套傳送帶機構,每一套傳送帶機構均能夠將被干化污泥物料由其首端傳送至其尾端,各套傳送帶機構沿上下方向間隔布置,對于相鄰兩套傳送帶機構,被干化污泥物料能夠在被位于上方的傳送帶機構傳送至其尾端后落下到位于下方的傳送帶機構的首端,并且,被干化污泥物料能夠在被位于最下方的傳送帶機構傳送至其尾端后落下到常閉式重力翻板12上。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:每一套傳送帶機構均由主動輪、從動輪、連接在主動輪與從動輪之間的不銹鋼輸送帶10以及驅動主動輪轉動的減速電機11組成。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)還設有出料倉13;出料倉13的進料口設置在常閉式重力翻板12的下方。
為了進一步提高全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能性,作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:回風室3的室內(nèi)還安裝有全熱交換器20;回風口18的出風口通過全熱交換器20連通翅片管冷卻器21的進風口。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)還設有控制室1;控制室1的室內(nèi)安裝有儲料倉8和擠出造粒機9,擠出造粒機9能夠將儲放在儲料倉8中的被干化污泥物料擠出到傳送帶系統(tǒng)上。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)還設有螺旋提升機7;螺旋提升機7的出料口連通儲料倉8。
另外,控制室1、干化室2、回風室3和設備室4可以采用不銹鋼夾層保溫材料模塊化安裝,保證系統(tǒng)運行過程的密封、隔熱、防腐、防臭和安全性能,使得本發(fā)明的全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)功能更完善、結構更緊湊、加工生產(chǎn)和擴容投資更靈活,符合供需兩側匹配的要求。
為了現(xiàn)實全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)的自動控制,作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:控制室1的室內(nèi)還安裝有用于控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)工作的控制系統(tǒng)31,設備室4的室內(nèi)還安裝有蓄冷水箱溫度傳感器和蓄熱水箱溫度傳感器;蓄冷水箱溫度傳感器能夠采集蓄冷水箱24內(nèi)的水體溫度數(shù)據(jù),蓄熱水箱溫度傳感器能夠采集蓄熱水箱25內(nèi)的水體溫度數(shù)據(jù),控制系統(tǒng)31能夠實時接收蓄冷水箱溫度傳感器和蓄熱水箱溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù);并且,控制系統(tǒng)31分別與引風電動閥14的控制端、離心風機17的控制端、排風電動閥19的控制端、回風口18的控制端、冷凍水循環(huán)泵27的控制端、冷卻水循環(huán)泵28的控制端、加熱水循環(huán)泵29的控制端、集熱水循環(huán)泵30的控制端、熱泵機組26的控制端、冷卻塔5的控制端和太陽能熱水集熱器6的控制端電性連接。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:控制系統(tǒng)31能夠控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)工作在余熱風干化模式、太陽能干化模式、熱泵蓄熱模式、混合蓄熱模式和干化除濕模式中的任意一個模式下:
在余熱風干化模式下,先控制引風電動閥14和排風電動閥19開啟,再控制回風口18關閉,然后控制熱泵機組26、太陽能熱水集熱器6、冷卻塔5、冷卻水循環(huán)泵28、集熱水循環(huán)泵30、加熱水循環(huán)泵29和冷凍水循環(huán)泵27停機,最后控制離心風機17啟動;從而,使得全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所處環(huán)境的熱干空氣通過引風電動閥14進入干化室2的室內(nèi),并在下導風口15和上導風口16的引導下先通過傳送帶系統(tǒng)再由排風電動閥19排出,以利用熱干空氣的熱量對傳送帶系統(tǒng)所傳送的被干化污泥物料進行預熱并蒸發(fā)走被干化污泥物料的部分水分,并使得蒸發(fā)走的水分從排風電動閥19排出,實現(xiàn)了利用全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所處環(huán)境的余熱對被干化污泥物料進行干化。
在太陽能干化模式下,先控制引風電動閥14和排風電動閥19關閉,再控制回風口18開啟,其次控制熱泵機組26停機,然后控制離心風機17啟動,最后控制太陽能熱水集熱器6、冷卻塔5、冷卻水循環(huán)泵28、集熱水循環(huán)泵30、加熱水循環(huán)泵29和冷凍水循環(huán)泵27啟動;從而,使得干化室2處于除濕狀態(tài),即利用冷卻塔5冷卻蓄冷水箱24內(nèi)的水體,以為翅片管冷卻器21提供冷卻水,利用太陽能熱水集熱器6加熱蓄熱水箱25內(nèi)的水體,以為翅片管加熱器22提供加熱水,使得空氣在離心風機17的作用下沿下導風口15、傳送帶系統(tǒng)、上導風口16、離心風機17、回風口18、全熱交換器20、翅片管冷卻器21和翅片管加熱器22的路徑形成循環(huán),令被翅片管加熱器22加熱后的空氣蒸發(fā)走被干化污泥物料的水分,再通過翅片管冷卻器21的冷凝作用對空氣進行除濕,使得被蒸發(fā)走的水分成為冷凝水后從排水口23排走,而除濕后的空氣則再次被翅片管加熱器22加熱,實現(xiàn)了利用太陽能對被干化污泥物料進行干化。
在熱泵蓄熱模式下,先控制引風電動閥14和排風電動閥19關閉,再控制回風口18開啟,其次控制熱泵機組26啟動,然后控制離心風機17停機,最后控制太陽能熱水集熱器6、冷卻塔5、冷卻水循環(huán)泵28、集熱水循環(huán)泵30、加熱水循環(huán)泵29和冷凍水循環(huán)泵27停機;從而,使得干化室2處于蓄熱狀態(tài),即干化室2內(nèi)的空氣不流動,而熱泵機組26持續(xù)降低蓄冷水箱24內(nèi)的水體溫度并提高蓄熱水箱25內(nèi)的水體溫度。
在混合蓄熱模式下,先控制引風電動閥14和排風電動閥19關閉,再控制回風口18開啟,其次控制熱泵機組26、太陽能熱水集熱器6和集熱水循環(huán)泵30啟動,然后控制離心風機17停機,最后控制冷卻塔5、冷卻水循環(huán)泵28、加熱水循環(huán)泵29和冷凍水循環(huán)泵27停機;從而,使得干化室2處于蓄熱狀態(tài),即干化室2內(nèi)的空氣不流動,而熱泵機組26持續(xù)降低蓄冷水箱24內(nèi)的水體溫度并提高蓄熱水箱25內(nèi)的水體溫度,太陽能熱水集熱器6也持續(xù)提高蓄熱水箱25內(nèi)的水體溫度。
在干化除濕模式下,先控制引風電動閥14和排風電動閥19關閉,再控制回風口18開啟,其次控制熱泵機組26、太陽能熱水集熱器6、集熱水循環(huán)泵30、冷卻塔5、冷卻水循環(huán)泵28、加熱水循環(huán)泵29和冷凍水循環(huán)泵27停機,最后控制離心風機17啟動;從而,使得干化室2處于除濕狀態(tài),即利用蓄冷水箱24內(nèi)的低溫水體為翅片管冷卻器21提供冷卻水,利用加熱蓄熱水箱25內(nèi)的高溫水體為翅片管加熱器22提供加熱水,使得空氣在離心風機17的作用下沿下導風口15、傳送帶系統(tǒng)、上導風口16、離心風機17、回風口18、全熱交換器20、翅片管冷卻器21和翅片管加熱器22的路徑形成循環(huán),令被翅片管加熱器22加熱后的空氣蒸發(fā)走被干化污泥物料的水分,再通過翅片管冷卻器21的冷凝作用對空氣進行除濕,使得被蒸發(fā)走的水分成為冷凝水后從排水口23排走,而除濕后的空氣則再次被翅片管加熱器22加熱;如果進入干化除濕模式前是利用熱泵蓄熱模式進行水箱水體冷卻和加熱的,即實現(xiàn)了利用熱泵機組26對被干化污泥物料進行干化,如果干化除濕模式前是利用混合蓄熱模式進行水箱水體冷卻和加熱的,即實現(xiàn)了利用太陽能和熱泵機組26同時對被干化污泥物料進行干化。
本發(fā)明的全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)可以根據(jù)實際工作條件進入上述任意一個模式,為了最大限度降低污泥干化的能耗,作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式:回風室3的室內(nèi)還安裝有干球溫度傳感器tdb和相對濕度傳感器φ,干球溫度傳感器tdb和相對濕度傳感器φ能夠分別采集翅片管冷卻器21的進風口處的干球溫度數(shù)據(jù)和相對濕度數(shù)據(jù);全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)還設有外部溫度傳感器、太陽輻射傳感器,外部溫度傳感器能夠采集全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的溫度數(shù)據(jù),太陽輻射傳感器能夠采集全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射數(shù)據(jù);控制系統(tǒng)31能夠實時接收干球溫度傳感器tdb、相對濕度傳感器φ、外部溫度傳感器和太陽輻射傳感器采集到的數(shù)據(jù);
控制系統(tǒng)31預設有冷水溫度設定值、熱水溫度設定值、排氣溫度設定值、相對濕度設定值、外部溫度設定值和太陽輻射設定值;并且,控制系統(tǒng)31按以下流程控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)工作:
步驟s1、判斷全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的實時溫度是否在外部溫度設定值以上,如是,則轉到步驟s2,如否,則轉動步驟s3;
步驟s2、控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入余熱風干化模式,并持續(xù)判斷是否同時滿足干球溫度傳感器tdb采集到的實時溫度在排氣溫度設定值以上以及相對濕度傳感器φ采集到的實時相對濕度在相對濕度設定值以下,如是,則轉到步驟s3,如否,則保持在步驟s2;
步驟s3、判斷全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射是否在太陽輻射設定值以上,如是,則轉到步驟s4,如否,則轉動步驟s6;
步驟s4、控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入太陽能干化模式,并持續(xù)判斷是否同時滿足蓄冷水箱24內(nèi)的水體實時溫度在冷水溫度設定值以下且蓄熱水箱25內(nèi)的水體實時溫度在熱水溫度設定值以上,如是,則控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入干化除濕模式并轉到步驟s1,如否,則:在全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射在太陽輻射設定值以上的情況下保持在步驟s4,在全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射小于太陽輻射設定值的情況下轉到步驟s5;
步驟s5、控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入混合蓄熱模式,并持續(xù)判斷是否同時滿足蓄冷水箱24內(nèi)的水體實時溫度在冷水溫度設定值以下且蓄熱水箱25內(nèi)的水體實時溫度在熱水溫度設定值以上,如是,則控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入干化除濕模式并轉到步驟s1,如否,則:在全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射在太陽輻射設定值以上的情況下保持在步驟s5,在全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的太陽輻射小于太陽輻射設定值的情況下轉到步驟s6;
步驟s6、控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入熱泵蓄熱模式,并持續(xù)判斷是否同時滿足蓄冷水箱24內(nèi)的水體實時溫度在冷水溫度設定值以下且蓄熱水箱25內(nèi)的水體實時溫度在熱水溫度設定值以上,如是,則控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)進入干化除濕模式并轉到步驟s1,如否,則保持在步驟s6。
從而,本發(fā)明通過實時監(jiān)測翅片管冷卻器21進風口處的實時溫度和實時相對濕度、蓄冷水箱24內(nèi)的水體實時溫度、蓄熱水箱25內(nèi)的水體實時溫度、全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)所在環(huán)境的實時溫度和實時太陽輻射,以根據(jù)全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)自身及其所在環(huán)境的實際情況,控制全封閉多能互補污泥干化系統(tǒng)自動在余熱風干化模式、太陽能干化模式、熱泵蓄熱模式、混合蓄熱模式和干化除濕模式之間自動切換,在兼顧對被干化污泥物料的干化效率的前提下,最大限度的降低了污泥干化的能耗。
另外,控制系統(tǒng)31可以通過干球溫度傳感器tdb采集到的實時溫度和相對濕度傳感器φ采集到的實時相對濕度計算出實時的回風露點溫度tbp,以判斷蓄冷水箱24內(nèi)的水體實時溫度是否已經(jīng)低于該回風露點溫度tbp,如是則可停止對蓄冷水箱24內(nèi)水體的冷卻,以實現(xiàn)精確控制露點除濕,解決了污泥物料干化過程的安全穩(wěn)定性運行問題。
本發(fā)明不局限于上述具體實施方式,根據(jù)上述內(nèi)容,按照本領域的普通技術知識和慣用手段,在不脫離本發(fā)明上述基本技術思想前提下,本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更,均落在本發(fā)明的保護范圍之中。