公布日：2023.07.25

申請日：2023.05.24

分類號：C02F11/13(2019.01)I;G01D21/02(2006.01)I

摘要

本發明提供一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，通過換熱裝置將高溫二氧化碳氣體以高溫水的方式排出，降低了二氧化碳進入液化系統的溫度，降低了制冷機能耗，保障設備安全；同時將高溫水送入暖水管中以用于污泥干化，提升了污泥干化效率，進一步降低了沼渣污泥的出料含水率；根據污泥干化需求選用污泥干化預設模型，確定污泥鋪設參數及暖水管使用參數，從而通過提供相匹配的污泥干化預設模型針對污泥初始參數提供最有效的污泥干化措施，以滿足對應的污泥干化需求，干化效率高，調節干預少，且根據實時檢測到的污泥參數及暖水管參數，對污泥干化預設模型進行模型修正，以進一步提高污泥干化預設模型的準確性和穩定性。

權利要求書

1.一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：包括以下步驟：1）將沼氣經厭氧消化處理后，通過變溫方法分離出沼氣中的甲烷和二氧化碳；2）將步驟1）中獲得的高溫二氧化碳氣體通入換熱裝置中，換熱裝置將換熱后的熱量通過高溫水排出；3）將步驟2）中排出的高溫水通入暫存水箱中暫存；4）在控制平臺中選用污泥干化預設模型，并將污泥初始參數輸入污泥干化預設模型中，確定污泥鋪設參數及暖水管使用參數；5）將步驟3）中暫存水箱中的高溫水經由水泵送入污泥干化區的地下暖水管中；6）將沼渣污泥通過墊層均勻布設于加熱干化床的頂部，通過底部地下暖水管中的高溫水實現對沼渣污泥的加熱干化的同時，收集相應參數送入控制平臺的預設模型中；7）判定每一暖水管的進水口和出水口的實時溫度差是否符合暖水管進出口預設條件，僅當認定符合時進入下一步驟；8）判定相鄰暖水管的進水口和出水口的實時溫度差是否符合暖水管相鄰管預設條件，僅當認定符合時進入下一步驟；9）每隔周期時間對加熱干化床頂部的沼渣污泥進行抽樣檢測，當抽樣檢測的污泥含水率符合含水率預設閾值范圍時進入下一步驟；當抽樣檢測的污泥含水率超出含水率預設閾值范圍時，控制平臺對污泥干化區進行對應的污泥干化控制；10）控制平臺通過檢測裝置實時檢測污泥干化過程中的污泥參數及暖水管參數，并將其發送至控制平臺中；11）控制平臺根據實時檢測到的污泥干化過程中的污泥參數及暖水管參數，對污泥干化預設模型進行模型修正。

2.根據權利要求1所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：所述步驟3）中的水箱內部設置有水箱溫度檢測裝置及水箱液位檢測裝置，水箱與水泵之間設置有連通開關；當水箱內部的高溫水高于預設液位且位于預設溫度范圍內時，將水箱與水泵之間的開關打開實現連通；當水箱內部的高溫水低于預設液位時，將水箱與水泵之間的開關關閉；當水箱內部的高溫水超出預設溫度范圍時，將水箱與水泵之間的開關關閉，并開啟水箱溫控裝置以將水箱內部溫度維持在合適的溫度范圍。

3.根據權利要求1所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：所述步驟4）中，在控制平臺中根據污泥干化需求選用污泥干化預設模型；所述污泥初始參數至少包括有污泥種類、污泥的初始含水率及污泥質量；所述污泥鋪設參數至少包括有污泥鋪設位置及占地尺寸；所述暖水管使用參數至少包括有暖水管使用數量、水泵使用數量及初始輸出功率。

4.根據權利要求1所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：所述步驟6）中，所述墊層的占地尺寸大于頂部鋪設的沼渣污泥的占地尺寸。

5.根據權利要求1所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：所述步驟7）中，分別檢測并記錄每一暖水管的進水口和出水口的實時溫度，僅當每一暖水管的進水口和出水口的實時溫度差均位于第一預設閾值范圍內時，認定符合暖水管進出口預設條件；否則，至少存在單一暖水管的進水口和出水口的實時溫度差超出第一預設閾值范圍時，即認定不符合暖水管進出口預設條件。

6.根據權利要求1所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：所述步驟8）中，分別檢測并記錄相鄰暖水管的進水口和出水口的實時溫度，僅當相鄰暖水管的進水口和出水口的實時溫度差均位于第二預設閾值范圍內時，認定符合暖水管相鄰管預設條件；否則，至少存在相鄰暖水管的進水口或出水口的實時溫度差超出第二預設閾值范圍時，即認定不符合暖水管相鄰管預設條件。

7.根據權利要求1所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：所述步驟9）中，當污泥含水率高于含水率預設閾值范圍時，控制平臺對污泥干化區進行對應的污泥干化控制至少包括有以下控制方式：控制方式A1：增大暖水管的進水口和出水口流量；控制方式A2：升高暖水管的進水口溫度；控制方式A3：增大污泥鋪設面積；以及控制方式A4：縮短污泥翻新周期；當污泥含水率低于含水率預設閾值范圍時，控制平臺對污泥干化區進行對應的污泥干化控制至少包括有以下控制方式：控制方式B1：減小暖水管的進水口和出水口流量；控制方式B2：降低暖水管的進水口溫度；控制方式B3：減小污泥鋪設面積；以及控制方式B4：延長污泥翻新周期。

8.根據權利要求7所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：當污泥含水率高于含水率預設閾值范圍時，控制方式的優先級滿足控制方式A2＞控制方式A1＞控制方式A4＞控制方式A3。

9.根據權利要求7所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：當污泥含水率低于含水率預設閾值范圍時，控制方式的優先級滿足控制方式B1＞控制方式B4＞控制方式B3＞控制方式B2。

10.根據權利要求1所述的一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：所述步驟9）中，每隔周期時間對加熱干化床頂部的沼渣污泥進行抽樣檢測時，需要同時對鋪設外緣及鋪設內部的沼渣污泥均進行若干份采樣，且抽樣檢測的污泥含水率為多份采樣檢測結果的平均值。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的缺陷與不足，本發明提供一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，其特征在于：包括以下步驟：1）將沼氣經厭氧消化處理后，通過變溫方法分離出沼氣中的甲烷和二氧化碳；2）將步驟1）中獲得的高溫二氧化碳氣體通入換熱裝置中，換熱裝置將換熱后的熱量通過高溫水排出；3）將步驟2）中排出的高溫水通入暫存水箱中暫存；4）在控制平臺中選用污泥干化預設模型，并將污泥初始參數輸入污泥干化預設模型中，確定污泥鋪設參數及暖水管使用參數；5）將步驟3）中暫存水箱中的高溫水經由水泵送入污泥干化區的地下暖水管中；6）將沼渣污泥通過墊層均勻布設于加熱干化床的頂部，通過底部地下暖水管中的高溫水實現對沼渣污泥的加熱干化的同時，收集相應參數送入控制平臺的預設模型中；7）判定每一暖水管的進水口和出水口的實時溫度差是否符合暖水管進出口預設條件，僅當認定符合時進入下一步驟；8）判定相鄰暖水管的進水口和出水口的實時溫度差是否符合暖水管相鄰管預設條件，僅當認定符合時進入下一步驟；9）每隔周期時間對加熱干化床頂部的沼渣污泥進行抽樣檢測，當抽樣檢測的污泥含水率符合含水率預設閾值范圍時進入下一步驟；當抽樣檢測的污泥含水率超出含水率預設閾值范圍時，控制平臺對污泥干化區進行對應的污泥干化控制；10）控制平臺通過檢測裝置實時檢測污泥干化過程中的污泥參數及暖水管參數，并將其發送至控制平臺中；11）控制平臺根據實時檢測到的污泥干化過程中的污泥參數及暖水管參數，對污泥干化預設模型進行模型修正。

作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟3）中的水箱內部設置有水箱溫度檢測裝置及水箱液位檢測裝置，水箱與水泵之間設置有連通開關；當水箱內部的高溫水高于預設液位且位于預設溫度范圍內時，將水箱與水泵之間的開關打開實現連通；當水箱內部的高溫水低于預設液位時，將水箱與水泵之間的開關關閉；當水箱內部的高溫水超出預設溫度范圍時，將水箱與水泵之間的開關關閉，并開啟水箱溫控裝置以將水箱內部溫度維持在合適的溫度范圍。

作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟4）中，在控制平臺中根據污泥干化需求選用污泥干化預設模型；所述污泥初始參數至少包括有污泥種類、污泥的初始含水率及污泥質量；所述污泥鋪設參數至少包括有污泥鋪設位置及占地尺寸；所述暖水管使用參數至少包括有暖水管使用數量、水泵使用數量及初始輸出功率。

作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟6）中，所述墊層的占地尺寸大于頂部鋪設的沼渣污泥的占地尺寸。

作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟7）中，分別檢測并記錄每一暖水管的進水口和出水口的實時溫度，僅當每一暖水管的進水口和出水口的實時溫度差均位于第一預設閾值范圍內時，認定符合暖水管進出口預設條件；否則，至少存在單一暖水管的進水口和出水口的實時溫度差超出第一預設閾值范圍時，即認定不符合暖水管進出口預設條件。

作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟8）中，分別檢測并記錄相鄰暖水管的進水口和出水口的實時溫度，僅當相鄰暖水管的進水口和出水口的實時溫度差均位于第二預設閾值范圍內時，認定符合暖水管相鄰管預設條件；否則，至少存在相鄰暖水管的進水口或出水口的實時溫度差超出第二預設閾值范圍時，即認定不符合暖水管相鄰管預設條件。

作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟9）中，當污泥含水率高于含水率預設閾值范圍時，控制平臺對污泥干化區進行對應的污泥干化控制至少包括有以下控制方式：控制方式A1：增大暖水管的進水口和出水口流量；控制方式A2：升高暖水管的進水口溫度；控制方式A3：增大污泥鋪設面積；以及控制方式A4：縮短污泥翻新周期；當污泥含水率低于含水率預設閾值范圍時，控制平臺對污泥干化區進行對應的污泥干化控制至少包括有以下控制方式：控制方式B1：減小暖水管的進水口和出水口流量；控制方式B2：降低暖水管的進水口溫度；控制方式B3：減小污泥鋪設面積；以及控制方式B4：延長污泥翻新周期。

作為本發明的進一步優選實施方式，當污泥含水率高于含水率預設閾值范圍時，控制方式的優先級滿足控制方式A2＞控制方式A1＞控制方式A4＞控制方式A3。

作為本發明的進一步優選實施方式，當污泥含水率低于含水率預設閾值范圍時，控制方式的優先級滿足控制方式B1＞控制方式B4＞控制方式B3＞控制方式B2。

作為本發明的進一步優選實施方式，所述步驟9）中，每隔周期時間對加熱干化床頂部的沼渣污泥進行抽樣檢測時，需要同時對鋪設外緣及鋪設內部的沼渣污泥均進行若干份采樣，且抽樣檢測的污泥含水率為多份采樣檢測結果的平均值。

相較于現有技術，本發明取得的有益效果是：1）本發明提供一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，通過換熱裝置將高溫二氧化碳氣體以高溫水的方式排出，降低了二氧化碳進入液化系統的溫度，降低了制冷機能耗，保障設備安全；同時將高溫水送入暖水管中以用于污泥干化，提升了污泥干化效率，進一步降低了沼渣污泥的出料含水率。

2）本發明提供一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，根據污泥干化需求選用污泥干化預設模型，并將污泥初始參數輸入污泥干化預設模型中，確定污泥鋪設參數及暖水管使用參數，從而通過提供相匹配的污泥干化預設模型針對污泥初始參數提供最有效的污泥干化措施，以滿足對應的污泥干化需求，干化效率高，調節干預少，且根據實時檢測到的污泥干化過程中的污泥參數及暖水管參數，對污泥干化預設模型進行模型修正，以進一步提高污泥干化預設模型的準確性和穩定性。

3）本發明提供一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，包含有判定每一暖水管的進水口和出水口的實時溫度差是否符合暖水管進出口預設條件，以及判定相鄰暖水管的進水口和出水口的實時溫度差是否符合暖水管相鄰管預設條件的過程，因而可以實現暖水管進水口與出水口之間溫度變化能夠保證污泥干化效率的同時，保證污泥鋪設區域整體的干化效率和干化穩定性。

4）本發明提供一種利用二氧化碳余熱干化污泥的方法，當抽樣檢測的污泥含水率超出含水率預設閾值范圍時，控制平臺對污泥干化區進行對應的污泥干化控制，從而及時對干化過程進行干預，以對不同周期時間內的污泥實現最佳干化效果的同時，節約能源損耗，提高干化效率。

（發明人：楊晶歆;劉東;李超;朱志猛;陳晨）