公布日：2023.07.25
申请日：2023.05.24
分类号：C02F11/13(2019.01)I;G01D21/02(2006.01)I
摘要
本发明提供一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，通过换热装置将高温二氧化碳气体以高温水的方式排出，降低了二氧化碳进入液化系统的温度，降低了制冷机能耗，保障设备安全；同时将高温水送入暖水管中以用于污泥干化，提升了污泥干化效率，进一步降低了沼渣污泥的出料含水率；根据污泥干化需求选用污泥干化预设模型，确定污泥铺设参数及暖水管使用参数，从而通过提供相匹配的污泥干化预设模型针对污泥初始参数提供最有效的污泥干化措施，以满足对应的污泥干化需求，干化效率高，调节干预少，且根据实时检测到的污泥参数及暖水管参数，对污泥干化预设模型进行模型修正，以进一步提高污泥干化预设模型的准确性和稳定性。
权利要求书
1.一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将沼气经厌氧消化处理后，通过变温方法分离出沼气中的甲烷和二氧化碳；2）将步骤1）中获得的高温二氧化碳气体通入换热装置中，换热装置将换热后的热量通过高温水排出；3）将步骤2）中排出的高温水通入暂存水箱中暂存；4）在控制平台中选用污泥干化预设模型，并将污泥初始参数输入污泥干化预设模型中，确定污泥铺设参数及暖水管使用参数；5）将步骤3）中暂存水箱中的高温水经由水泵送入污泥干化区的地下暖水管中；6）将沼渣污泥通过垫层均匀布设于加热干化床的顶部，通过底部地下暖水管中的高温水实现对沼渣污泥的加热干化的同时，收集相应参数送入控制平台的预设模型中；7）判定每一暖水管的进水口和出水口的实时温度差是否符合暖水管进出口预设条件，仅当认定符合时进入下一步骤；8）判定相邻暖水管的进水口和出水口的实时温度差是否符合暖水管相邻管预设条件，仅当认定符合时进入下一步骤；9）每隔周期时间对加热干化床顶部的沼渣污泥进行抽样检测，当抽样检测的污泥含水率符合含水率预设阈值范围时进入下一步骤；当抽样检测的污泥含水率超出含水率预设阈值范围时，控制平台对污泥干化区进行对应的污泥干化控制；10）控制平台通过检测装置实时检测污泥干化过程中的污泥参数及暖水管参数，并将其发送至控制平台中；11）控制平台根据实时检测到的污泥干化过程中的污泥参数及暖水管参数，对污泥干化预设模型进行模型修正。
2.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤3）中的水箱内部设置有水箱温度检测装置及水箱液位检测装置，水箱与水泵之间设置有连通开关；当水箱内部的高温水高于预设液位且位于预设温度范围内时，将水箱与水泵之间的开关打开实现连通；当水箱内部的高温水低于预设液位时，将水箱与水泵之间的开关关闭；当水箱内部的高温水超出预设温度范围时，将水箱与水泵之间的开关关闭，并开启水箱温控装置以将水箱内部温度维持在合适的温度范围。
3.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤4）中，在控制平台中根据污泥干化需求选用污泥干化预设模型；所述污泥初始参数至少包括有污泥种类、污泥的初始含水率及污泥质量；所述污泥铺设参数至少包括有污泥铺设位置及占地尺寸；所述暖水管使用参数至少包括有暖水管使用数量、水泵使用数量及初始输出功率。
4.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤6）中，所述垫层的占地尺寸大于顶部铺设的沼渣污泥的占地尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤7）中，分别检测并记录每一暖水管的进水口和出水口的实时温度，仅当每一暖水管的进水口和出水口的实时温度差均位于第一预设阈值范围内时，认定符合暖水管进出口预设条件；否则，至少存在单一暖水管的进水口和出水口的实时温度差超出第一预设阈值范围时，即认定不符合暖水管进出口预设条件。
6.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤8）中，分别检测并记录相邻暖水管的进水口和出水口的实时温度，仅当相邻暖水管的进水口和出水口的实时温度差均位于第二预设阈值范围内时，认定符合暖水管相邻管预设条件；否则，至少存在相邻暖水管的进水口或出水口的实时温度差超出第二预设阈值范围时，即认定不符合暖水管相邻管预设条件。
7.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤9）中，当污泥含水率高于含水率预设阈值范围时，控制平台对污泥干化区进行对应的污泥干化控制至少包括有以下控制方式：控制方式A1：增大暖水管的进水口和出水口流量；控制方式A2：升高暖水管的进水口温度；控制方式A3：增大污泥铺设面积；以及控制方式A4：缩短污泥翻新周期；当污泥含水率低于含水率预设阈值范围时，控制平台对污泥干化区进行对应的污泥干化控制至少包括有以下控制方式：控制方式B1：减小暖水管的进水口和出水口流量；控制方式B2：降低暖水管的进水口温度；控制方式B3：减小污泥铺设面积；以及控制方式B4：延长污泥翻新周期。
8.根据权利要求7所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：当污泥含水率高于含水率预设阈值范围时，控制方式的优先级满足控制方式A2＞控制方式A1＞控制方式A4＞控制方式A3。
9.根据权利要求7所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：当污泥含水率低于含水率预设阈值范围时，控制方式的优先级满足控制方式B1＞控制方式B4＞控制方式B3＞控制方式B2。
10.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤9）中，每隔周期时间对加热干化床顶部的沼渣污泥进行抽样检测时，需要同时对铺设外缘及铺设内部的沼渣污泥均进行若干份采样，且抽样检测的污泥含水率为多份采样检测结果的平均值。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的缺陷与不足，本发明提供一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将沼气经厌氧消化处理后，通过变温方法分离出沼气中的甲烷和二氧化碳；2）将步骤1）中获得的高温二氧化碳气体通入换热装置中，换热装置将换热后的热量通过高温水排出；3）将步骤2）中排出的高温水通入暂存水箱中暂存；4）在控制平台中选用污泥干化预设模型，并将污泥初始参数输入污泥干化预设模型中，确定污泥铺设参数及暖水管使用参数；5）将步骤3）中暂存水箱中的高温水经由水泵送入污泥干化区的地下暖水管中；6）将沼渣污泥通过垫层均匀布设于加热干化床的顶部，通过底部地下暖水管中的高温水实现对沼渣污泥的加热干化的同时，收集相应参数送入控制平台的预设模型中；7）判定每一暖水管的进水口和出水口的实时温度差是否符合暖水管进出口预设条件，仅当认定符合时进入下一步骤；8）判定相邻暖水管的进水口和出水口的实时温度差是否符合暖水管相邻管预设条件，仅当认定符合时进入下一步骤；9）每隔周期时间对加热干化床顶部的沼渣污泥进行抽样检测，当抽样检测的污泥含水率符合含水率预设阈值范围时进入下一步骤；当抽样检测的污泥含水率超出含水率预设阈值范围时，控制平台对污泥干化区进行对应的污泥干化控制；10）控制平台通过检测装置实时检测污泥干化过程中的污泥参数及暖水管参数，并将其发送至控制平台中；11）控制平台根据实时检测到的污泥干化过程中的污泥参数及暖水管参数，对污泥干化预设模型进行模型修正。
作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤3）中的水箱内部设置有水箱温度检测装置及水箱液位检测装置，水箱与水泵之间设置有连通开关；当水箱内部的高温水高于预设液位且位于预设温度范围内时，将水箱与水泵之间的开关打开实现连通；当水箱内部的高温水低于预设液位时，将水箱与水泵之间的开关关闭；当水箱内部的高温水超出预设温度范围时，将水箱与水泵之间的开关关闭，并开启水箱温控装置以将水箱内部温度维持在合适的温度范围。
作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤4）中，在控制平台中根据污泥干化需求选用污泥干化预设模型；所述污泥初始参数至少包括有污泥种类、污泥的初始含水率及污泥质量；所述污泥铺设参数至少包括有污泥铺设位置及占地尺寸；所述暖水管使用参数至少包括有暖水管使用数量、水泵使用数量及初始输出功率。
作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤6）中，所述垫层的占地尺寸大于顶部铺设的沼渣污泥的占地尺寸。
作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤7）中，分别检测并记录每一暖水管的进水口和出水口的实时温度，仅当每一暖水管的进水口和出水口的实时温度差均位于第一预设阈值范围内时，认定符合暖水管进出口预设条件；否则，至少存在单一暖水管的进水口和出水口的实时温度差超出第一预设阈值范围时，即认定不符合暖水管进出口预设条件。
作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤8）中，分别检测并记录相邻暖水管的进水口和出水口的实时温度，仅当相邻暖水管的进水口和出水口的实时温度差均位于第二预设阈值范围内时，认定符合暖水管相邻管预设条件；否则，至少存在相邻暖水管的进水口或出水口的实时温度差超出第二预设阈值范围时，即认定不符合暖水管相邻管预设条件。
作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤9）中，当污泥含水率高于含水率预设阈值范围时，控制平台对污泥干化区进行对应的污泥干化控制至少包括有以下控制方式：控制方式A1：增大暖水管的进水口和出水口流量；控制方式A2：升高暖水管的进水口温度；控制方式A3：增大污泥铺设面积；以及控制方式A4：缩短污泥翻新周期；当污泥含水率低于含水率预设阈值范围时，控制平台对污泥干化区进行对应的污泥干化控制至少包括有以下控制方式：控制方式B1：减小暖水管的进水口和出水口流量；控制方式B2：降低暖水管的进水口温度；控制方式B3：减小污泥铺设面积；以及控制方式B4：延长污泥翻新周期。
作为本发明的进一步优选实施方式，当污泥含水率高于含水率预设阈值范围时，控制方式的优先级满足控制方式A2＞控制方式A1＞控制方式A4＞控制方式A3。
作为本发明的进一步优选实施方式，当污泥含水率低于含水率预设阈值范围时，控制方式的优先级满足控制方式B1＞控制方式B4＞控制方式B3＞控制方式B2。
作为本发明的进一步优选实施方式，所述步骤9）中，每隔周期时间对加热干化床顶部的沼渣污泥进行抽样检测时，需要同时对铺设外缘及铺设内部的沼渣污泥均进行若干份采样，且抽样检测的污泥含水率为多份采样检测结果的平均值。
相较于现有技术，本发明取得的有益效果是：1）本发明提供一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，通过换热装置将高温二氧化碳气体以高温水的方式排出，降低了二氧化碳进入液化系统的温度，降低了制冷机能耗，保障设备安全；同时将高温水送入暖水管中以用于污泥干化，提升了污泥干化效率，进一步降低了沼渣污泥的出料含水率。
2）本发明提供一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，根据污泥干化需求选用污泥干化预设模型，并将污泥初始参数输入污泥干化预设模型中，确定污泥铺设参数及暖水管使用参数，从而通过提供相匹配的污泥干化预设模型针对污泥初始参数提供最有效的污泥干化措施，以满足对应的污泥干化需求，干化效率高，调节干预少，且根据实时检测到的污泥干化过程中的污泥参数及暖水管参数，对污泥干化预设模型进行模型修正，以进一步提高污泥干化预设模型的准确性和稳定性。
3）本发明提供一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，包含有判定每一暖水管的进水口和出水口的实时温度差是否符合暖水管进出口预设条件，以及判定相邻暖水管的进水口和出水口的实时温度差是否符合暖水管相邻管预设条件的过程，因而可以实现暖水管进水口与出水口之间温度变化能够保证污泥干化效率的同时，保证污泥铺设区域整体的干化效率和干化稳定性。
4）本发明提供一种利用二氧化碳余热干化污泥的方法，当抽样检测的污泥含水率超出含水率预设阈值范围时，控制平台对污泥干化区进行对应的污泥干化控制，从而及时对干化过程进行干预，以对不同周期时间内的污泥实现最佳干化效果的同时，节约能源损耗，提高干化效率。
（发明人：杨晶歆;刘东;李超;朱志猛;陈晨）