公布日：2023.09.08
申请日：2023.05.25
分类号：C02F11/10(2006.01)I
摘要
本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及一种污泥热裂解处理自动化装置，本发明通过设置预处理舱、热裂解舱、检测模组以及上位机，通过上位机中的数据分析单元基于检测模组采集的温度、湿度以及流动阻力值计算输料管道内污泥的黏度表征值，并判定污泥的黏度状态，通过控制单元基于污泥的不同黏度状态，控制旋转炉排的加热温度以及旋转速度，通过修正单元基于检测模块所采集的数据判定污泥导热等级，并基于污泥导热等级对旋转炉排当前的旋转速度进行修正，进而，实现了污泥热裂解过程中对不同黏稠度以及不同导热能力的污泥进行工艺的对应调整，并在生产过程中实现对生产参数的连续可控，提高了污泥的热裂解效率和热裂解效果。
权利要求书
1.一种污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，包括：预处理舱，其包括用以将污泥与助燃剂混合搅拌的第一预处理室、用以将掺杂助燃剂的污泥进行烘干的第二预处理室以及与所述第二预处理室出料口连接的用以输送污泥的输料管道；热裂解舱，其包括用以对污泥加热裂解的主燃烧室以及套设在所述主燃烧室外部用以排出灰渣以及烟气的二燃烧室，所述主燃烧室底部设置旋转炉排，以对所述主燃烧室进行加热；检测模组，其包括设置在所述主燃烧室底部用以采集所述主燃烧室的底部污泥温度的第一温度采集单元、设置在所述主燃烧室顶部用以采集所述主燃烧室的顶部污泥温度的第二温度采集单元以及设置在所述输料管道内的进料检测单元，所述进料检测单元用以采集所述输料管道内污泥的当前温度、当前湿度以及流动阻力值；上位机，其与所述预处理舱、所述热裂解舱以及检测模组连接，包括数据分析单元、控制单元以及修正单元；所述数据分析单元基于所述进料检测单元采集的当前温度、当前湿度以及流动阻力值计算所述输料管道内污泥的黏度表征值，并基于所述黏度表征值判定污泥的黏度状态；所述控制单元用以在数据分析单元判定所述污泥的黏度状态为第一黏度状态下基于黏度表征值控制旋转炉排的加热温度，在数据分析单元判定污泥的黏度状态为第二黏度状态下基于黏度表征值控制旋转炉排的旋转速度；所述修正单元用以获取所述检测模块所采集的数据，基于所述底部污泥温度与顶部污泥温度的温度差值判定污泥导热等级，并基于所述污泥导热等级对旋转炉排当前的旋转速度进行修正。
2.根据权利要求1所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述进料检测单元包括设置在所述输料管道内用以采集污泥的当前温度的温度传感器、设置在所述输料管道内用以采集污泥的当前湿度的湿度传感器以及用以采集污泥的流动阻力值的阻力采集单元，所述阻力采集单元设置在所述输料管道内，其包括一端与所述输料管道内壁连接的连接杆、连接在所述连接杆另一端的阻挡片以及设置在所述阻挡片上的压力传感器，将所述压力传感器的检测的数据确定为流动阻力值。
3.根据权利要求1所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述数据分析单元基于所述进料检测单元采集的当前温度、当前湿度以及流动阻力值计算所述输料管道内污泥的黏度表征值，其中，所述数据分析单元根据公式(1)计算污泥的黏度表征值，
公式(1)中，E为所述黏度表征值，T为所述当前温度，T0为参考温度，C为当前湿度，C0为参考温度，F为流动阻力值，F0为流动阻力参考值。
4.根据权利要求3所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述数据分析单元基于所述黏度表征值判定污泥的黏度状态，其中，所述数据分析单元将所述黏度表征值与预设的黏度状态阈值进行对比，在第一阈值对比结果下，所述数据分析单元判定所述污泥的黏度状态为第一黏度状态；在第二阈值对比结果下，所述数据分析单元判定所述污泥的黏度状态为第二黏度状态；其中，所述第一阈值对比结果为所述黏度表征值大于所述黏度状态阈值，所述第二阈值对比结果为所黏度表征值小于等于所述黏度状态阈值。
5.根据权利要求4所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述控制单元基于黏度表征值控制旋转炉排的加热温度，其中，所述控制单元将所述黏度表征值与预设的第一黏度状态参考值以及第二黏度状态参考值进行对比，在第一参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的加热温度为第一加热温度；在第二参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的加热温度为第二加热温度；在第三参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的加热温度为第三加热温度；其中，所述第一参考值对比结果为所述黏度表征值大于所述第二黏度状态参考值，所述第二参考值对比结果为所述黏度表征值大于所述第一黏度状态参考值，且，所述黏度表征值小于所述第二黏度状态参考值，所述第三参考值对比结果为所述黏度表征值小于等于所述第一黏度状态参考值，所述第一加热温度大于所述第二加热温度，所述第二加热温度大于所述第三加热温度。
6.根据权利要求4所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述控制单元基于黏度表征值控制旋转炉排的旋转速度，其中，所述控制单元将所述黏度表征值与预设的第三黏度状态参考值以及第四黏度状态参考值进行对比，在第四参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的旋转速度为第一旋转速度；在第五参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的旋转速度为第二旋转速度；在第六参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的旋转速度为第三旋转速度；所述第四参考值对比结果为所述黏度表征值大于所述第四黏度状态参考值，所述第五参考值对比结果为所述黏度表征值大于所述第三黏度状态参考值，且，所述黏度表征值小于所述第四黏度状态参考值，所述第六参考值对比结果为所述黏度表征值小于等于所述第三黏度状态参考值，所述第一旋转速度小于所述第二旋转速度，所述第二旋转速度小于所述第三旋转速度。
7.根据权利要求1所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述修正单元获取所述检测模块所采集的数据，基于所述底部污泥温度与顶部污泥温度根据公式(2)计算温度差值，
公式(2)中，Δt为所述温度差值，t1为所述底部污泥温度，t2为所述顶部污泥温度。
8.根据权利要求7所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述修正单元基于所述温度差值判定污泥导热等级，其中，所述修正单元将所述温度差值与预设的第一温度差值以及第二温度差值进行对比，在第一温度差值对比结果下，所述修正单元判定所述污泥导热等级为第一导热等级；在第二温度差值对比结果下，所述修正单元判定所述污泥导热等级为第二导热等级；在第三温度差值对比结果下，所述修正单元判定所述污泥导热等级为第三导热等级；其中，所述第一温度差值对比结果为所述温度差值小于等于所述第一温度差值，所述第二温度差值对比结果为所述温度差值大于所述第一温度差值，且，所述温度差值小于所述第二温度差值，所述第三温度差值对比结果为所述温度差值大于等于所述第二温度差值。
9.根据权利要求8所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述修正单元基于所述污泥导热等级对旋转炉排当前的旋转速度进行修正，其中，在第一条件下，所述修正单元不对所述旋转炉排当前的旋转速度进行修正；在第二条件下，所述修正单元将所述旋转炉排当前的旋转速度减少至第一修正旋转速度；在第三条件下，所述修正单元将所述旋转炉排当前的旋转速度减少至第二修正旋转速度；其中，所述第一条件为所述修正单元判定所述污泥导热等级为第一导热等级，所述第二条件为所述修正单元判定所述污泥导热等级为第二导热等级，所述第三条件为所述修正单元判定所述污泥导热等级为第三导热等级，第一修正旋转速度大于所述第二修正旋转速度。
10.根据权利要求1所述的污泥热裂解处理自动化装置，其特征在于，所述上位机还与终端显示器连接，所述终端显示器用以基于所述上位机所发送的数据显示对应的内容。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种污泥热裂解处理自动化装置，其包括：
预处理舱，其包括用以将污泥与助燃剂混合搅拌的第一预处理室、用以将掺杂助燃剂的污泥进行烘干的第二预处理室以及与所述第二预处理室出料口连接的用以输送污泥的输料管道；
热裂解舱，其包括用以对污泥加热裂解的主燃烧室以及套设在所述主燃烧室外部用以排出灰渣以及烟气的二燃烧室，所述主燃烧室底部设置旋转炉排，以对所述主燃烧室进行加热；
检测模组，其包括设置在所述主燃烧室底部用以采集所述主燃烧室的底部污泥温度的第一温度采集单元、设置在所述主燃烧室顶部用以采集所述主燃烧室的顶部污泥温度的第二温度采集单元以及设置在所述输料管道上用以采集所述输料管道内污泥的当前温度、当前湿度以及流动阻力值的进料检测单元；
上位机，其与所述预处理舱、所述热裂解舱以及检测模组连接，包括数据分析单元、控制单元以及修正单元；
所述数据分析单元基于所述进料检测单元采集的当前温度、当前湿度以及流动阻力值计算所述输料管道内污泥的黏度表征值，并基于所述黏度表征值判定污泥的黏度状态；
所述控制单元用以在数据分析单元判定所述污泥的黏度状态为第一黏度状态下基于黏度表征值控制旋转炉排的加热温度，在数据分析单元判定污泥的黏度状态为第二黏度状态下基于黏度表征值控制旋转炉排的旋转速度；
所述修正单元用以获取所述检测模块所采集的数据，基于所述底部污泥温度与顶部污泥温度的温度差值判定污泥导热等级，并基于所述污泥导热等级对旋转炉排当前的旋转速度进行修正。
进一步地，所述进料检测单元包括设置在所述输料管道内用以采集污泥的当前温度的温度传感器、设置在所述输料管道内用以采集污泥的当前湿度的湿度传感器以及用以采集污泥的流动阻力值的阻力采集单元，所述阻力采集单元设置在所述输料管道内，其包括一端与所述输料管道内壁连接的连接杆、连接在所述连接杆另一端的阻挡片以及设置在所述阻挡片上的压力传感器，将所述压力传感器的检测的数据确定为流动阻力值。
进一步地，所述数据分析单元基于所述进料检测单元采集的当前温度、当前湿度以及流动阻力值计算所述输料管道内污泥的黏度表征值，其中，
所述数据分析单元根据公式(1)计算污泥的黏度表征值，
公式(1)中，E为所述黏度表征值，T为所述当前温度，T0为参考温度，C为当前湿度，C0为参考温度，F为流动阻力值，F0为流动阻力参考值。
进一步地，所述数据分析单元基于所述黏度表征值判定污泥的黏度状态，其中，
所述数据分析单元将所述黏度表征值与预设的黏度状态阈值进行对比，
在第一阈值对比结果下，所述数据分析单元判定所述污泥的黏度状态为第一黏度状态；
在第二阈值对比结果下，所述数据分析单元判定所述污泥的黏度状态为第二黏度状态；
所述第一阈值对比结果为所述黏度表征值大于所述黏度状态阈值，所述第二阈值对比结果为所述黏度表征值小于等于所述黏度状态阈值。
进一步地，所述控制单元基于黏度表征值控制旋转炉排的加热温度，其中，
所述控制单元将所述黏度表征值与预设的第一黏度状态参考值以及第二黏度状态参考值进行对比，
在第一参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的加热温度为第一加热温度；
在第二参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的加热温度为第二加热温度；
在第三参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的加热温度为第三加热温度；
，所述第一参考值对比结果为所述黏度表征值大于所述第二黏度状态参考值，所述第二参考值对比结果为所述黏度表征值大于所述第一黏度状态参考值，且，所述黏度表征值小于所述第二黏度状态参考值，所述第三参考值对比结果为所述黏度表征值小于等于所述第一黏度状态参考值，所述第一加热温度大于所述第二加热温度，所述第二加热温度大于所述第三加热温度。
进一步地，所述控制单元基于黏度表征值控制旋转炉排的旋转速度，其中，
所述控制单元将所述黏度表征值与预设的第三黏度状态参考值以及第四黏度状态参考值进行对比，
在第四参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的旋转速度为第一旋转速度；
在第五参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的旋转速度为第二旋转速度；
在第六参考值对比结果下，所述控制单元控制所述旋转炉排的旋转速度为第三旋转速度；
其中，所述第四参考值对比结果为所述黏度表征值大于所述第四黏度状态参考值，所述第五参考值对比结果为所述黏度表征值大于所述第三黏度状态参考值，且，所述黏度表征值小于所述第四黏度状态参考值，所述第六参考值对比结果为所述黏度表征值小于等于所述第三黏度状态参考值，所述第一旋转速度小于所述第二旋转速度，所述第二旋转速度小于所述第三旋转速度。
进一步地，所述修正单元获取所述检测模块所采集的数据，基于所述底部污泥温度与顶部污泥温度根据公式(2)计算温度差值，
公式(2)中，Δt为所述温度差值，t1为所述底部污泥温度，t2为所述顶部污泥温度。
进一步地，所述修正单元基于所述温度差值判定污泥导热等级，其中，
所述修正单元将所述温度差值与预设的第一温度差值以及第二温度差值进行对比，
在第一温度差值对比结果下，所述修正单元判定所述污泥导热等级为第一导热等级；
在第二温度差值对比结果下，所述修正单元判定所述污泥导热等级为第二导热等级；
在第三温度差值对比结果下，所述修正单元判定所述污泥导热等级为第三导热等级；
其中，所述第一温度差值对比结果为所述温度差值小于等于所述第一温度差值，所述第二温度差值对比结果为所述温度差值大于所述第一温度差值，且，所述温度差值小于所述第二温度差值，所述第三温度差值对比结果为所述温度差值大于等于所述第二温度差值。
进一步地，所述修正单元基于所述污泥导热等级对旋转炉排当前的旋转速度进行修正，其中，
在第一条件下，所述修正单元不对所述旋转炉排当前的旋转速度进行修正；
在第二条件下，所述修正单元将所述旋转炉排当前的旋转速度减少至第一修正旋转速度；
在第三条件下，所述修正单元将所述旋转炉排当前的旋转速度减少至第二修正旋转速度；
其中，所述第一条件为所述修正单元判定所述污泥导热等级为第一导热等级，所述第二条件为所述修正单元判定所述污泥导热等级为第二导热等级，所述第三条件为所述修正单元判定所述污泥导热等级为第三导热等级，第一修正旋转速度大于所述第二修正旋转速度。
进一步地，所述上位机还与终端显示器连接，所述终端显示器用以基于所述上位机所发送的数据显示对应的内容。
与现有技术相比，本发明通过设置预处理舱、热裂解舱、检测模组以及上位机，通过上位机中的数据分析单元基于检测模组采集的温度、湿度以及流动阻力值计算输料管道内污泥的黏度表征值，并基于黏度表征值判定污泥的黏度状态，通过控制单元基于污泥的黏度状态为第一黏度状态下，控制旋转炉排的加热温度，基于污泥的黏度状态为第二黏度状态下，控制旋转炉排的旋转速度，通过修正单元基于检测模块所采集的数据判定污泥导热等级，并基于污泥导热等级对旋转炉排当前的旋转速度进行修正，进而，实现了污泥热裂解过程中对不同黏稠度以及不同导热能力的污泥进行工艺的对应调整，并在生产过程中实现对生产参数的连续可控，提高了污泥的热裂解效率。
尤其，本发明设置了进料检测单元，通过进料检测单元中的温度传感器采集所述输料管道内污泥的当前温度、通过进料检测单元中的湿度传感器采集所述输料管道内污泥的当前湿度以及通过进料检测单元中的阻力采集机构采集所述输料管道内污泥的流动阻力值，进而，实现了对不同状态污泥的数据信息进行采集，提高了对污泥进行分类的准确度。
尤其，本发明设置了数据分析单元，通过数据分析单元基于检测模组采集的温度、湿度以及流动阻力值计算输料管道内污泥的黏度表征值，并将所述黏度表征值与预设的黏度状态阈值进行对比，根据对比结果，判定所述污泥的黏度状态，进而，实现了污泥热裂解过程中对不同黏稠度污泥进行区分，为上位机提供准确数据支持，实现自动控制热裂解舱的运行参数的效果。
尤其，本发明设置了控制单元，通过控制单元在污泥的黏度状态为第一黏度状态下，控制所述旋转炉排的加热温度，在污泥的黏度状态为第二黏度状态下，控制所述旋转炉排的旋转速度，在实际情况中，污泥处于第一黏度状态下时表征了污泥的黏稠程度较低，污泥水分含量较高，且导热性能受影响，因此，在该状态下影响污泥裂解的主要因素为裂解温度，在污泥处于第二黏度状态下时，表征了污泥的黏稠程度较高，污泥的导热能力强，水分含量较低，在这种情况下，影响污泥裂解的主要因素为污泥在主燃烧室中的流转速率，保证充足的裂解时间，因此在不同的黏度状态下对应的控制热裂解舱的不同工艺参数，进而提高对污泥的裂解效果，提高污泥的裂解效率。
尤其，本发明设置了修正单元，通过修正单元基于所述底部污泥温度与顶部污泥温度的温度差值判定污泥导热等级，并基于污泥的导热等级对旋转炉排当前的旋转速度进行修正，在实际情况中，由于污泥的裂解情况受到多种因素影响，其中污泥的导热能力属于重要影响因素，因此，本发明通过确定污泥的导热等级，在控制单元已经适应性调整控制参量的前提下，再次对控制参量进行修正，考虑了污泥的导热情况对污泥裂解的影响，实现更加精确地控制，进而提高对污泥的裂解效果，提高污泥的裂解效率。
（发明人：吴孔根）
