公布日：2023.09.08
申請日：2023.05.25
分類號：C02F11/10(2006.01)I
摘要
本發明涉及污泥處理領域，尤其涉及一種污泥熱裂解處理自動化裝置，本發明通過設置預處理艙、熱裂解艙、檢測模組以及上位機，通過上位機中的數據分析單元基于檢測模組采集的溫度、濕度以及流動阻力值計算輸料管道內污泥的黏度表征值，并判定污泥的黏度狀態，通過控制單元基于污泥的不同黏度狀態，控制旋轉爐排的加熱溫度以及旋轉速度，通過修正單元基于檢測模塊所采集的數據判定污泥導熱等級，并基于污泥導熱等級對旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正，進而，實現了污泥熱裂解過程中對不同黏稠度以及不同導熱能力的污泥進行工藝的對應調整，并在生產過程中實現對生產參數的連續可控，提高了污泥的熱裂解效率和熱裂解效果。
權利要求書
1.一種污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，包括：預處理艙，其包括用以將污泥與助燃劑混合攪拌的第一預處理室、用以將摻雜助燃劑的污泥進行烘干的第二預處理室以及與所述第二預處理室出料口連接的用以輸送污泥的輸料管道；熱裂解艙，其包括用以對污泥加熱裂解的主燃燒室以及套設在所述主燃燒室外部用以排出灰渣以及煙氣的二燃燒室，所述主燃燒室底部設置旋轉爐排，以對所述主燃燒室進行加熱；檢測模組，其包括設置在所述主燃燒室底部用以采集所述主燃燒室的底部污泥溫度的第一溫度采集單元、設置在所述主燃燒室頂部用以采集所述主燃燒室的頂部污泥溫度的第二溫度采集單元以及設置在所述輸料管道內的進料檢測單元，所述進料檢測單元用以采集所述輸料管道內污泥的當前溫度、當前濕度以及流動阻力值；上位機，其與所述預處理艙、所述熱裂解艙以及檢測模組連接，包括數據分析單元、控制單元以及修正單元；所述數據分析單元基于所述進料檢測單元采集的當前溫度、當前濕度以及流動阻力值計算所述輸料管道內污泥的黏度表征值，并基于所述黏度表征值判定污泥的黏度狀態；所述控制單元用以在數據分析單元判定所述污泥的黏度狀態為第一黏度狀態下基于黏度表征值控制旋轉爐排的加熱溫度，在數據分析單元判定污泥的黏度狀態為第二黏度狀態下基于黏度表征值控制旋轉爐排的旋轉速度；所述修正單元用以獲取所述檢測模塊所采集的數據，基于所述底部污泥溫度與頂部污泥溫度的溫度差值判定污泥導熱等級，并基于所述污泥導熱等級對旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正。
2.根據權利要求1所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述進料檢測單元包括設置在所述輸料管道內用以采集污泥的當前溫度的溫度傳感器、設置在所述輸料管道內用以采集污泥的當前濕度的濕度傳感器以及用以采集污泥的流動阻力值的阻力采集單元，所述阻力采集單元設置在所述輸料管道內，其包括一端與所述輸料管道內壁連接的連接桿、連接在所述連接桿另一端的阻擋片以及設置在所述阻擋片上的壓力傳感器，將所述壓力傳感器的檢測的數據確定為流動阻力值。
3.根據權利要求1所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述數據分析單元基于所述進料檢測單元采集的當前溫度、當前濕度以及流動阻力值計算所述輸料管道內污泥的黏度表征值，其中，所述數據分析單元根據公式(1)計算污泥的黏度表征值，
公式(1)中，E為所述黏度表征值，T為所述當前溫度，T0為參考溫度，C為當前濕度，C0為參考溫度，F為流動阻力值，F0為流動阻力參考值。
4.根據權利要求3所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述數據分析單元基于所述黏度表征值判定污泥的黏度狀態，其中，所述數據分析單元將所述黏度表征值與預設的黏度狀態閾值進行對比，在第一閾值對比結果下，所述數據分析單元判定所述污泥的黏度狀態為第一黏度狀態；在第二閾值對比結果下，所述數據分析單元判定所述污泥的黏度狀態為第二黏度狀態；其中，所述第一閾值對比結果為所述黏度表征值大于所述黏度狀態閾值，所述第二閾值對比結果為所黏度表征值小于等于所述黏度狀態閾值。
5.根據權利要求4所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述控制單元基于黏度表征值控制旋轉爐排的加熱溫度，其中，所述控制單元將所述黏度表征值與預設的第一黏度狀態參考值以及第二黏度狀態參考值進行對比，在第一參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的加熱溫度為第一加熱溫度；在第二參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的加熱溫度為第二加熱溫度；在第三參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的加熱溫度為第三加熱溫度；其中，所述第一參考值對比結果為所述黏度表征值大于所述第二黏度狀態參考值，所述第二參考值對比結果為所述黏度表征值大于所述第一黏度狀態參考值，且，所述黏度表征值小于所述第二黏度狀態參考值，所述第三參考值對比結果為所述黏度表征值小于等于所述第一黏度狀態參考值，所述第一加熱溫度大于所述第二加熱溫度，所述第二加熱溫度大于所述第三加熱溫度。
6.根據權利要求4所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述控制單元基于黏度表征值控制旋轉爐排的旋轉速度，其中，所述控制單元將所述黏度表征值與預設的第三黏度狀態參考值以及第四黏度狀態參考值進行對比，在第四參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的旋轉速度為第一旋轉速度；在第五參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的旋轉速度為第二旋轉速度；在第六參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的旋轉速度為第三旋轉速度；所述第四參考值對比結果為所述黏度表征值大于所述第四黏度狀態參考值，所述第五參考值對比結果為所述黏度表征值大于所述第三黏度狀態參考值，且，所述黏度表征值小于所述第四黏度狀態參考值，所述第六參考值對比結果為所述黏度表征值小于等于所述第三黏度狀態參考值，所述第一旋轉速度小于所述第二旋轉速度，所述第二旋轉速度小于所述第三旋轉速度。
7.根據權利要求1所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述修正單元獲取所述檢測模塊所采集的數據，基于所述底部污泥溫度與頂部污泥溫度根據公式(2)計算溫度差值，
公式(2)中，Δt為所述溫度差值，t1為所述底部污泥溫度，t2為所述頂部污泥溫度。
8.根據權利要求7所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述修正單元基于所述溫度差值判定污泥導熱等級，其中，所述修正單元將所述溫度差值與預設的第一溫度差值以及第二溫度差值進行對比，在第一溫度差值對比結果下，所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第一導熱等級；在第二溫度差值對比結果下，所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第二導熱等級；在第三溫度差值對比結果下，所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第三導熱等級；其中，所述第一溫度差值對比結果為所述溫度差值小于等于所述第一溫度差值，所述第二溫度差值對比結果為所述溫度差值大于所述第一溫度差值，且，所述溫度差值小于所述第二溫度差值，所述第三溫度差值對比結果為所述溫度差值大于等于所述第二溫度差值。
9.根據權利要求8所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述修正單元基于所述污泥導熱等級對旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正，其中，在第一條件下，所述修正單元不對所述旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正；在第二條件下，所述修正單元將所述旋轉爐排當前的旋轉速度減少至第一修正旋轉速度；在第三條件下，所述修正單元將所述旋轉爐排當前的旋轉速度減少至第二修正旋轉速度；其中，所述第一條件為所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第一導熱等級，所述第二條件為所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第二導熱等級，所述第三條件為所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第三導熱等級，第一修正旋轉速度大于所述第二修正旋轉速度。
10.根據權利要求1所述的污泥熱裂解處理自動化裝置，其特征在于，所述上位機還與終端顯示器連接，所述終端顯示器用以基于所述上位機所發送的數據顯示對應的內容。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供一種污泥熱裂解處理自動化裝置，其包括：
預處理艙，其包括用以將污泥與助燃劑混合攪拌的第一預處理室、用以將摻雜助燃劑的污泥進行烘干的第二預處理室以及與所述第二預處理室出料口連接的用以輸送污泥的輸料管道；
熱裂解艙，其包括用以對污泥加熱裂解的主燃燒室以及套設在所述主燃燒室外部用以排出灰渣以及煙氣的二燃燒室，所述主燃燒室底部設置旋轉爐排，以對所述主燃燒室進行加熱；
檢測模組，其包括設置在所述主燃燒室底部用以采集所述主燃燒室的底部污泥溫度的第一溫度采集單元、設置在所述主燃燒室頂部用以采集所述主燃燒室的頂部污泥溫度的第二溫度采集單元以及設置在所述輸料管道上用以采集所述輸料管道內污泥的當前溫度、當前濕度以及流動阻力值的進料檢測單元；
上位機，其與所述預處理艙、所述熱裂解艙以及檢測模組連接，包括數據分析單元、控制單元以及修正單元；
所述數據分析單元基于所述進料檢測單元采集的當前溫度、當前濕度以及流動阻力值計算所述輸料管道內污泥的黏度表征值，并基于所述黏度表征值判定污泥的黏度狀態；
所述控制單元用以在數據分析單元判定所述污泥的黏度狀態為第一黏度狀態下基于黏度表征值控制旋轉爐排的加熱溫度，在數據分析單元判定污泥的黏度狀態為第二黏度狀態下基于黏度表征值控制旋轉爐排的旋轉速度；
所述修正單元用以獲取所述檢測模塊所采集的數據，基于所述底部污泥溫度與頂部污泥溫度的溫度差值判定污泥導熱等級，并基于所述污泥導熱等級對旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正。
進一步地，所述進料檢測單元包括設置在所述輸料管道內用以采集污泥的當前溫度的溫度傳感器、設置在所述輸料管道內用以采集污泥的當前濕度的濕度傳感器以及用以采集污泥的流動阻力值的阻力采集單元，所述阻力采集單元設置在所述輸料管道內，其包括一端與所述輸料管道內壁連接的連接桿、連接在所述連接桿另一端的阻擋片以及設置在所述阻擋片上的壓力傳感器，將所述壓力傳感器的檢測的數據確定為流動阻力值。
進一步地，所述數據分析單元基于所述進料檢測單元采集的當前溫度、當前濕度以及流動阻力值計算所述輸料管道內污泥的黏度表征值，其中，
所述數據分析單元根據公式(1)計算污泥的黏度表征值，
公式(1)中，E為所述黏度表征值，T為所述當前溫度，T0為參考溫度，C為當前濕度，C0為參考溫度，F為流動阻力值，F0為流動阻力參考值。
進一步地，所述數據分析單元基于所述黏度表征值判定污泥的黏度狀態，其中，
所述數據分析單元將所述黏度表征值與預設的黏度狀態閾值進行對比，
在第一閾值對比結果下，所述數據分析單元判定所述污泥的黏度狀態為第一黏度狀態；
在第二閾值對比結果下，所述數據分析單元判定所述污泥的黏度狀態為第二黏度狀態；
所述第一閾值對比結果為所述黏度表征值大于所述黏度狀態閾值，所述第二閾值對比結果為所述黏度表征值小于等于所述黏度狀態閾值。
進一步地，所述控制單元基于黏度表征值控制旋轉爐排的加熱溫度，其中，
所述控制單元將所述黏度表征值與預設的第一黏度狀態參考值以及第二黏度狀態參考值進行對比，
在第一參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的加熱溫度為第一加熱溫度；
在第二參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的加熱溫度為第二加熱溫度；
在第三參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的加熱溫度為第三加熱溫度；
，所述第一參考值對比結果為所述黏度表征值大于所述第二黏度狀態參考值，所述第二參考值對比結果為所述黏度表征值大于所述第一黏度狀態參考值，且，所述黏度表征值小于所述第二黏度狀態參考值，所述第三參考值對比結果為所述黏度表征值小于等于所述第一黏度狀態參考值，所述第一加熱溫度大于所述第二加熱溫度，所述第二加熱溫度大于所述第三加熱溫度。
進一步地，所述控制單元基于黏度表征值控制旋轉爐排的旋轉速度，其中，
所述控制單元將所述黏度表征值與預設的第三黏度狀態參考值以及第四黏度狀態參考值進行對比，
在第四參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的旋轉速度為第一旋轉速度；
在第五參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的旋轉速度為第二旋轉速度；
在第六參考值對比結果下，所述控制單元控制所述旋轉爐排的旋轉速度為第三旋轉速度；
其中，所述第四參考值對比結果為所述黏度表征值大于所述第四黏度狀態參考值，所述第五參考值對比結果為所述黏度表征值大于所述第三黏度狀態參考值，且，所述黏度表征值小于所述第四黏度狀態參考值，所述第六參考值對比結果為所述黏度表征值小于等于所述第三黏度狀態參考值，所述第一旋轉速度小于所述第二旋轉速度，所述第二旋轉速度小于所述第三旋轉速度。
進一步地，所述修正單元獲取所述檢測模塊所采集的數據，基于所述底部污泥溫度與頂部污泥溫度根據公式(2)計算溫度差值，
公式(2)中，Δt為所述溫度差值，t1為所述底部污泥溫度，t2為所述頂部污泥溫度。
進一步地，所述修正單元基于所述溫度差值判定污泥導熱等級，其中，
所述修正單元將所述溫度差值與預設的第一溫度差值以及第二溫度差值進行對比，
在第一溫度差值對比結果下，所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第一導熱等級；
在第二溫度差值對比結果下，所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第二導熱等級；
在第三溫度差值對比結果下，所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第三導熱等級；
其中，所述第一溫度差值對比結果為所述溫度差值小于等于所述第一溫度差值，所述第二溫度差值對比結果為所述溫度差值大于所述第一溫度差值，且，所述溫度差值小于所述第二溫度差值，所述第三溫度差值對比結果為所述溫度差值大于等于所述第二溫度差值。
進一步地，所述修正單元基于所述污泥導熱等級對旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正，其中，
在第一條件下，所述修正單元不對所述旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正；
在第二條件下，所述修正單元將所述旋轉爐排當前的旋轉速度減少至第一修正旋轉速度；
在第三條件下，所述修正單元將所述旋轉爐排當前的旋轉速度減少至第二修正旋轉速度；
其中，所述第一條件為所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第一導熱等級，所述第二條件為所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第二導熱等級，所述第三條件為所述修正單元判定所述污泥導熱等級為第三導熱等級，第一修正旋轉速度大于所述第二修正旋轉速度。
進一步地，所述上位機還與終端顯示器連接，所述終端顯示器用以基于所述上位機所發送的數據顯示對應的內容。
與現有技術相比，本發明通過設置預處理艙、熱裂解艙、檢測模組以及上位機，通過上位機中的數據分析單元基于檢測模組采集的溫度、濕度以及流動阻力值計算輸料管道內污泥的黏度表征值，并基于黏度表征值判定污泥的黏度狀態，通過控制單元基于污泥的黏度狀態為第一黏度狀態下，控制旋轉爐排的加熱溫度，基于污泥的黏度狀態為第二黏度狀態下，控制旋轉爐排的旋轉速度，通過修正單元基于檢測模塊所采集的數據判定污泥導熱等級，并基于污泥導熱等級對旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正，進而，實現了污泥熱裂解過程中對不同黏稠度以及不同導熱能力的污泥進行工藝的對應調整，并在生產過程中實現對生產參數的連續可控，提高了污泥的熱裂解效率。
尤其，本發明設置了進料檢測單元，通過進料檢測單元中的溫度傳感器采集所述輸料管道內污泥的當前溫度、通過進料檢測單元中的濕度傳感器采集所述輸料管道內污泥的當前濕度以及通過進料檢測單元中的阻力采集機構采集所述輸料管道內污泥的流動阻力值，進而，實現了對不同狀態污泥的數據信息進行采集，提高了對污泥進行分類的準確度。
尤其，本發明設置了數據分析單元，通過數據分析單元基于檢測模組采集的溫度、濕度以及流動阻力值計算輸料管道內污泥的黏度表征值，并將所述黏度表征值與預設的黏度狀態閾值進行對比，根據對比結果，判定所述污泥的黏度狀態，進而，實現了污泥熱裂解過程中對不同黏稠度污泥進行區分，為上位機提供準確數據支持，實現自動控制熱裂解艙的運行參數的效果。
尤其，本發明設置了控制單元，通過控制單元在污泥的黏度狀態為第一黏度狀態下，控制所述旋轉爐排的加熱溫度，在污泥的黏度狀態為第二黏度狀態下，控制所述旋轉爐排的旋轉速度，在實際情況中，污泥處于第一黏度狀態下時表征了污泥的黏稠程度較低，污泥水分含量較高，且導熱性能受影響，因此，在該狀態下影響污泥裂解的主要因素為裂解溫度，在污泥處于第二黏度狀態下時，表征了污泥的黏稠程度較高，污泥的導熱能力強，水分含量較低，在這種情況下，影響污泥裂解的主要因素為污泥在主燃燒室中的流轉速率，保證充足的裂解時間，因此在不同的黏度狀態下對應的控制熱裂解艙的不同工藝參數，進而提高對污泥的裂解效果，提高污泥的裂解效率。
尤其，本發明設置了修正單元，通過修正單元基于所述底部污泥溫度與頂部污泥溫度的溫度差值判定污泥導熱等級，并基于污泥的導熱等級對旋轉爐排當前的旋轉速度進行修正，在實際情況中，由于污泥的裂解情況受到多種因素影響，其中污泥的導熱能力屬于重要影響因素，因此，本發明通過確定污泥的導熱等級，在控制單元已經適應性調整控制參量的前提下，再次對控制參量進行修正，考慮了污泥的導熱情況對污泥裂解的影響，實現更加精確地控制，進而提高對污泥的裂解效果，提高污泥的裂解效率。
（發明人：吳孔根）
