申请日2019.02.15
公开(公告)日2019.05.21
IPC分类号C02F11/13
摘要
本发明公开了一种结合温湿度传感器的污泥干化系统及其实现方法，系统包括PLC智能控制系统和性能测试平台，所述PLC智能控制系统包括PLC控制器、温度传感器、湿度传感器、变频器、变频风机、压力传感器和显示屏。本发明能够充分脱水冷凝成为低温低热空气，大大提高了能源利用率，保证了污泥含水率的稳定性且智能化程度高，可广泛应用于污泥处理技术领域。
权利要求书
1.一种结合温湿度传感器的污泥干化系统，其特征在于：包括PLC智能控制系统和性能测试平台，所述PLC智能控制系统包括PLC控制器、温度传感器、湿度传感器、变频器、变频风机、压力传感器和显示屏;
其中，温度传感器，用于实时获取风道内的空气温度信号并传输到PLC控制器;
湿度传感器，用于实时获取风道内的空气湿度信号并传输到PLC控制器;
压力传感器，用于实时采集压力数据并传输到PLC控制器;
PLC控制器，用于根据空气温度信号、空气湿度信号以及压力数据，触发相应的控制信号，并将控制信号发送至变频器和显示屏，以对变频风机进行智能控制;
变频器，用于根据PLC控制器的控制信号，向变频风机发出相应的控制信号;
变频风机，用于根据变频器的控制信号，启动对应频率的送风工作;
显示屏，用于根据PLC控制器的控制信号，进行内容展示，所述内容包括温湿度信号和压力数据;
性能测试平台，用于根据PLC控制器的控制信号，启动相应的工作任务，以对温度传感器、湿度传感器、压力传感器和变频风机的参数进行优化控制。
2.根据权利要求1所述的一种结合温湿度传感器的污泥干化系统，其特征在于：所述PLC控制器还包括wifi模块;
其中，wifi模块，用于实现PLC控制器与远程设备的数据通讯。
3.根据权利要求1所述的一种结合温湿度传感器的污泥干化系统，其特征在于：所述PLC控制器还包括：
风速传感器，用于获取风道内的风速信号;
风量传感器，用于获取风道内的风量信号。
4.根据权利要求1所述的一种结合温湿度传感器的污泥干化系统，其特征在于：所述性能测试平台包括冷水机、热源水箱、第一水泵、第二水泵、蒸发器、冷凝器和烘干箱;
其中，冷水机，用于对第一水泵内的水进行制冷处理;
热源水箱，用于对第二水泵内的水进行加热处理;
第一水泵，用于将冷水输出至蒸发器;
第二水泵，用于将热水输出至冷凝器;
蒸发器，用于对湿热空气进行降温冷凝脱湿处理;
冷凝器，用于对干空气进行换热升温处理;
烘干箱，用于对污泥进行烘干处理。
5.一种结合温湿度传感器的污泥干化系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
通过温度传感器实时获取风道内的空气温度信号并传输到PLC控制器;
通过湿度传感器实时获取风道内的空气湿度信号并传输到PLC控制器;
通过压力传感器实时采集压力数据并传输到PLC控制器;
根据空气温度信号、空气湿度信号以及压力数据，通过PLC控制器触发相应的控制信号，并将控制信号发送至变频器和显示屏;
根据PLC控制器的控制信号，通过变频器向变频风机发出相应的控制信号;
根据变频器的控制信号，通过变频风机启动对应频率的送风工作;
根据PLC控制器的控制信号，通过显示屏进行内容展示，所述内容包括温空气温度信号、空气湿度信号和压力数据;
根据PLC控制器的控制信号，通过性能测试平台进行测试工作，并获取测试结果;
根据性能测试平台的测试结果，通过PLC控制器对温度传感器、湿度传感器、压力传感器和变频风机的参数进行优化控制。
6.根据权利要求5所述的一种结合温湿度传感器的污泥干化系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：
判断压力传感器反馈的压力值是否小于第一阈值，若是，则通过PLC控制器控制泥泵将污泥传输到传输带;反之，则通过PLC控制器控制热泵、蒸发器和变频风机对污泥进行烘干处理。
7.根据权利要求6所述的一种结合温湿度传感器的污泥干化系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：
通过温度传感器获取蒸发器的前后端和冷凝器的前后端的空气温度值;
通过湿度传感器获取蒸发器的前后端和冷凝器的前后端的空气湿度值;
根据获取到的空气温度值和空气湿度值，计算当前工况下的饱和水蒸气值。
8.根据权利要求7所述的一种结合温湿度传感器的污泥干化系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：
判断蒸发器后端的空气湿度值是否小于第二阈值，若是，则执行下一步骤;反之，则根据空气温度值和空气湿度值，通过PLC控制器控制变频风机的工作风速，对湿热空气中的水蒸气进行充分冷凝，直至蒸发器后端的空气湿度值小于第二阈值;
根据压力数据、空气温度值和空气湿度值，计算污泥的含湿量。
9.根据权利要求8所述的一种结合温湿度传感器的污泥干化系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：
判断污泥的含湿量是否小于第三阈值，若是，则执行下一步骤;反之，则通过PLC控制器控制热泵和变频风机对污泥进行烘干处理;
通过PLC控制器控制热泵及变频风机关闭，并控制传送带泵启动;
通过传送带将完成干化的污泥传输至干料仓;
控制进泥泵启动，并将未干化的污泥传输至传输带上。
10.根据权利要求5所述的一种结合温湿度传感器的污泥干化系统的实现方法，其特征在于：还包括以下步骤：
通过wifi模块实现PLC控制器与远程设备的数据通讯;
通过风速传感器获取风道内的风速信号;
通过风量传感器获取风道内的风量信号。
说明书
一种结合温湿度传感器的污泥干化系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其是一种结合温湿度传感器的污泥干化系统及其实现方法。
背景技术
污泥是污水处理过程中污染物的“精华”，存在含水率高、易腐败、有恶臭，含有重金属及“致癌致畸致基因突变”的有机污染物等问题。未经有效处理的污泥有可能污染地下水、地表水和土壤，此外，污泥带来的食物链危害和臭气污染也不容忽视。常规污泥热干化的减量化技术成本很高，其他污泥干化减量技术在二次污染、投资、运行成本方面存在诸多弊端。因此，污泥干化减量是全世界公认的污泥治理领域的最大难题。
污泥热干化技术的特点是集约化、机械化、减量化、无害化、稳定化、资源化。干化后的污泥产品呈粉末状或颗粒状，体积减小到原来的1/4，含水率降低到10%以下，并且很好地抑制了污泥中所含微生物的活性，因此干化后的污泥产品用途广泛，并且增加了污泥管理系统的灵活性和可操作性。
污泥干化设备是专用于节能环保的污泥烘干处理的设备，但现有的污泥干化设备存在系统智能化程度低，运行能耗和成本高，能源利用效率低的缺点。使得完成干化的污泥的含水量波动较大，不够稳定，对污泥的处理不够彻底。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种能源利用率高且稳定性高的，结合温湿度传感器的污泥干化系统及其实现方法。
本发明一方面所采取的技术方案为：
一种结合温湿度传感器的污泥干化系统，包括PLC智能控制系统和性能测试平台，所述PLC智能控制系统包括PLC控制器、温度传感器、湿度传感器、变频器、变频风机、压力传感器和显示屏;
其中，温度传感器，用于实时获取风道内的空气温度信号并传输到PLC控制器;
湿度传感器，用于实时获取风道内的空气湿度信号并传输到PLC控制器;
压力传感器，用于实时采集压力数据并传输到PLC控制器;
PLC控制器，用于根据空气温度信号、空气湿度信号以及压力数据，触发相应的控制信号，并将控制信号发送至变频器和显示屏，以对变频风机进行智能控制;
变频器，用于根据PLC控制器的控制信号，向变频风机发出相应的控制信号;
变频风机，用于根据变频器的控制信号，启动对应频率的送风工作;
显示屏，用于根据PLC控制器的控制信号，进行内容展示，所述内容包括温湿度信号和压力数据;
性能测试平台，用于根据PLC控制器的控制信号，启动相应的工作任务，以对温度传感器、湿度传感器、压力传感器和变频风机的参数进行优化控制。
进一步，所述PLC控制器还包括wifi模块;
其中，wifi模块，用于实现PLC控制器与远程设备的数据通讯。
进一步，所述PLC控制器还包括：
风速传感器，用于获取风道内的风速信号;
风量传感器，用于获取风道内的风量信号。
进一步，所述性能测试平台包括冷水机、热源水箱、第一水泵、第二水泵、蒸发器、冷凝器和烘干箱;
其中，冷水机，用于对第一水泵内的水进行制冷处理;
热源水箱，用于对第二水泵内的水进行加热处理;
第一水泵，用于将冷水输出至蒸发器;
第二水泵，用于将热水输出至冷凝器;
蒸发器，用于对湿热空气进行降温冷凝脱湿处理;
冷凝器，用于对干空气进行换热升温处理;
烘干箱，用于对污泥进行烘干处理。
本发明另一方面所采取的技术方案是：
一种结合温湿度传感器的污泥干化系统的实现方法，包括以下步骤：
通过温度传感器实时获取风道内的空气温度信号并传输到PLC控制器;
通过湿度传感器实时获取风道内的空气湿度信号并传输到PLC控制器;
通过压力传感器实时采集压力数据并传输到PLC控制器;
根据空气温度信号、空气湿度信号以及压力数据，通过PLC控制器触发相应的控制信号，并将控制信号发送至变频器和显示屏;
根据PLC控制器的控制信号，通过变频器向变频风机发出相应的控制信号;
根据变频器的控制信号，通过变频风机启动对应频率的送风工作;
根据PLC控制器的控制信号，通过显示屏进行内容展示，所述内容包括温空气温度信号、空气湿度信号和压力数据;
根据PLC控制器的控制信号，通过性能测试平台进行测试工作，并获取测试结果;
根据性能测试平台的测试结果，通过PLC控制器对温度传感器、湿度传感器、压力传感器和变频风机的参数进行优化控制。
进一步，还包括以下步骤：
判断压力传感器反馈的压力值是否小于第一阈值，若是，则通过PLC控制器控制泥泵将污泥传输到传输带;反之，则通过PLC控制器控制热泵、蒸发器和变频风机对污泥进行烘干处理。
进一步，还包括以下步骤：
通过温度传感器获取蒸发器的前后端和冷凝器的前后端的空气温度值;
通过湿度传感器获取蒸发器的前后端和冷凝器的前后端的空气湿度值;
根据获取到的空气温度值和空气湿度值，计算当前工况下的饱和水蒸气值。
进一步，还包括以下步骤：
判断蒸发器后端的空气湿度值是否小于第二阈值，若是，则执行下一步骤;反之，则根据空气温度值和空气湿度值，通过PLC控制器控制变频风机的工作风速，对湿热空气中的水蒸气进行充分冷凝，直至蒸发器后端的空气湿度值小于第二阈值;
根据压力数据、空气温度值和空气湿度值，计算污泥的含湿量。
进一步，还包括以下步骤：
判断污泥的含湿量是否小于第三阈值，若是，则执行下一步骤;反之，则通过PLC控制器控制热泵和变频风机对污泥进行烘干处理;
通过PLC控制器控制热泵及变频风机关闭，并控制传送带泵启动;
通过传送带将完成干化的污泥传输至干料仓;
控制进泥泵启动，并将未干化的污泥传输至传输带上。
进一步，还包括以下步骤：
通过wifi模块实现PLC控制器与远程设备的数据通讯;
通过风速传感器获取风道内的风速信号;
通过风量传感器获取风道内的风量信号。
本发明的有益效果是：本发明根据温度传感器和湿度传感器反馈的温湿度信号，然后通过PLC控制器控制变频器的工作，最终实现对变频风机的风速控制，使得湿热空气能够充分回收气化潜热与空气显热，进而能够充分脱水冷凝成为低温低热空气，大大提高了能源利用率;再者，本发明根据温度传感器、湿度传感器和压力传感器的感应信号，通过PLC控制器控制烘干过程，保证了污泥含水率的稳定性;另外，本发明通过性能测试平台进行实时测试，有助于优化PLC智能控制系统，智能化程度高。
