一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统及方法技术方案

一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统和方法，风动叶轮动力输出端与齿轮箱的动力输入端连接，齿轮箱的第一、第二动力输出分别与发电机、飞轮蓄能装置的动力输入连接，污泥干化箱内设有螺旋搅拌桨叶和电加热装置，螺旋搅拌桨叶的旋转轴与飞轮蓄能装置的动力输出连接；电加热装置与蓄电池连接，蓄电池电力由发电机提供；污泥干化箱的进料口连通进料斗，污泥干化箱下端设出料口；方法：向污泥干化箱内送料；捕获风能作为齿轮箱的动力输入，一部分动力输出经发电机转化为电能储存在蓄电池中，以便为电加热装置供电；一部分动力输出经飞轮蓄能装置为螺旋搅拌桨叶提供动力；干化后的物料排出。该装置和方法能实现电能储存及污泥干化系统的连续运转。

【技术实现步骤摘要】
一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统及方法
本专利技术涉及一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统及方法,属于风力发电应用

技术介绍
随着城市化和人们生活水平的提高，我国市政污泥年总产量逐年增大，截至2018年底已经超过了4000万吨，预计到2020年我国市政污泥年产量将达到6000万至9000万吨。但我国污泥处理率偏低，2016年全国污泥处理率仅为33％。污泥是污水处理过程中无法避免的副产物，通常含有病源微生物、寄生虫卵、有害重金属和大量难降解物质。目前，对污泥的处理处置方法包括填埋，农用，堆肥，焚烧，热解等，其中焚烧处理方法能够最大程度地实现污泥的无害化、减容减量和资源化，但由于污水处理厂脱水后产生的污泥含水量高达80％，直接入炉会造成焚烧炉燃烧不稳定，一般需要先对脱水污泥进行干化。污泥干化一般采用燃煤锅炉产生蒸汽或烟气后利用间接或直接换热对污泥进行加热干化，往往需要消耗大量的能量。风能作为一种清洁无污染的新能源，在污泥干化领域已进行了初步研究和应用，目前主要在电能储存、系统连续运行方面存在明显缺陷。
技术实现思路
针对现有技术存在的一些问题，本专利技术提供一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统及方法，该系统和方法能实现电能的储存以及污泥干化系统的连续运转，能节省传统能源，并能有效提高清洁能源的利用率。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统，包括风动叶轮、齿轮箱和发电机，风动叶轮的动力输出端与齿轮箱的动力输入端连接，齿轮箱的第一动力输出轴与发电机的动力输入端连接，还包括蓄电池、飞轮蓄能装置和污泥干化箱，所述的飞轮蓄能装置的动力输入端与齿轮箱的第二动力输出轴连接；所述的污泥干化箱内设有沿污泥干化箱的长度方向延伸的螺旋搅拌桨叶，螺旋搅拌桨叶中心的旋转轴与飞轮蓄能装置的动力输出轴连接；污泥干化箱内还设置有电加热装置，电加热装置与蓄电池的电力输出端连接，蓄电池的电力输入端与发电机的电力输出端连接；污泥干化箱前端上部的进料口连通进料斗，污泥干化箱后端的下部设有污泥出料口。进一步地，为使进料能够更好的根据实际需要进行进料量的调节，所述进料斗下部出口端通过变频螺旋式给料机连通污泥干化箱的进料口，变频螺旋式给料机的驱动电机与蓄电池的电力输出端连接。进一步地，为保证电加热装置的使用安全性，所述电加热装置设置于污泥干化箱的内壁夹层中，为电加热套或电加热丝。进一步地，为提供导流作用以提高出料效率，所述污泥出料口的后端还设有污泥挡板。进一步地，所述的螺旋搅拌桨叶为实心桨叶，材料为碳钢。该污泥干化系统通过风动叶轮捕捉风能，捕捉风能作为齿轮箱的动力输入，齿轮箱再利用一部分动能驱动发电机发电，发电机利用动能转化后电能储存在蓄电池中，为污泥干化箱内的电加热装置供电；另一部分动能输送至飞轮蓄能装置的动力输入轴，飞轮蓄能装置将一部动能储存在转动的飞轮中，同时通过飞轮蓄能装置的动力输出轴驱动螺旋搅拌桨叶中心的旋转轴旋转，对污泥干化箱内的污泥进行搅拌和加热，以加速污泥水分的蒸发，实现湿污泥的干化，由于飞轮蓄能装置中的飞轮进行了动能的存储，这样，在风动叶轮不能捕获风能的时间段内，可以利用飞轮蓄能装置中的储能来作为继续驱动螺旋搅拌桨叶的动力，从而实现了螺旋搅拌桨叶在无风的工况下的连续正常运转，蓄电池的将电能储存起来保证了电加热装置的持续加热，二者结合实现了该干化系统的连续运转，该系统利用清洁能源驱动污泥干化机的运转，其结构简单，易于实施和推广，节省了传统能源，有效减少了干化污泥处理中的碳排放量，且提高了清洁能源的利用率。一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化方法，包括如下步骤：1)将待干化的湿污泥从进料斗输送至污泥干化箱内；2)风动叶轮将捕捉的风能输出给齿轮箱，齿轮箱的第一动力输出轴输送至发电机的动力输入端，发电机将部分动能转化为电能并输送至蓄电池，蓄电池为电加热装置供电，将电能转化为热能对污泥干化箱进行加热；3)与步骤2)同步地，齿轮箱的第二动力输出轴驱动飞轮蓄能装置，飞轮蓄能装置将一部分动能储存在转动的飞轮中，同时通过动力输出轴驱动螺旋搅拌桨叶中心的旋转轴旋转，对污泥干化箱内的污泥进行搅拌和输送，加速污泥水分的蒸发，实现湿污泥的干化；4)干化后的湿污泥在污泥挡板的阻挡下由污泥出料口排出，以便于进行下一步的处理程序。进一步，为了便于调节进料量，步骤1)中，待干化的湿污泥从进料斗经变频螺旋式给料机输送至污泥干化箱内，根据实际的进料需要可对变频螺旋式给料机驱动电机的转速进行调节。该污泥干化方法步骤简单，易于操作，实现了电能的储存以及污泥干化系统的连续运转，提高了清洁能源的利用率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中：1、风动叶轮，2、齿轮箱，3、发电机，4、蓄电池，5、飞轮蓄能装置，6、螺旋搅拌桨叶，7、污泥干化箱，8、电加热装置，9、进料斗，10、污泥挡板，11、污泥出料口，12、变频螺旋式给料机。具体实施方式下面对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统，包括风动叶轮1、齿轮箱2和发电机3，风动叶轮1的动力输出端与齿轮箱2的动力输入端连接，风动叶轮1为三叶式，其叶片直径为5m；齿轮箱2的第一动力输出轴与发电机3的动力输入端连接，还包括蓄电池4、飞轮蓄能装置5和污泥干化箱7，作为一种优选，蓄电池4的额定容量为30KWh。所述的飞轮蓄能装置5的动力输入端与齿轮箱2的第二动力输出轴连接；所述的污泥干化箱7内设有沿污泥干化箱7的长度方向延伸的螺旋搅拌桨叶6，螺旋搅拌桨叶6中心的旋转轴与飞轮蓄能装置5的动力输出轴连接；污泥干化箱7内还设置有电加热装置8，电加热装置8与蓄电池4的电力输出端连接，蓄电池4的电力输入端与发电机3的电力输出端连接；作为一种优选，电加热装置8的额定功率为1KW。污泥干化箱7前端上部的进料口连通进料斗9，污泥干化箱7后端的下部设有污泥出料口11。为使进料能够更好的根据实际需要进行进料量的调节，所述进料斗9下部出口端通过变频螺旋式给料机12连通污泥干化箱7的进料口，变频螺旋式给料机12的驱动电机与蓄电池4的电力输出端连接。变频螺旋式给料机12的驱动电机的额定功率为1KW。由于污泥中的含水率较高，为防止漏电，保证电加热装置8的使用安全性，电加热装置8设置于污泥干化箱7的内壁夹层中，为电加热套或电加热丝。为防止污泥在螺旋搅拌桨叶6的带动下移动至出料口的后方而无法及时排出，所述污泥出料口11的后端还设有污泥挡板10，该挡板竖直设置在污泥干化箱7内远离进料斗9一端的污泥干化箱7底板上，其高度不低于螺旋搅拌桨叶6的动力轴的高度。一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化方法，包括如下步骤：1)将待干化的湿污泥从进料斗9输送至污泥干化箱7内；2)风动叶轮1将捕捉的风能输出给齿轮箱2，齿轮箱2的第一动力输出轴输送至发电机3的动力输入端，发电机3将部分动能转化为电能并输送至蓄电池4，蓄电池4为电加热装置8供电，将电能转化为热能对污泥干化箱7进行加热；3)与步骤2)同步地，齿轮箱2的第二动力输出轴驱动飞轮蓄能装置5，飞轮蓄能装置5将一部分动能储存在转动的飞轮中，同时通过动力输出轴驱动螺旋搅拌桨叶6中心的旋转轴旋转，对污泥干化箱7内的污泥进行搅拌和输送，加速污泥水分的蒸发，实现湿污泥的干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统，包括风动叶轮(1)、齿轮箱(2)和发电机(3)，风动叶轮(1)的动力输出端与齿轮箱(2)的动力输入端连接，齿轮箱(2)的第一动力输出轴与发电机(3)的动力输入端连接，其特征在于，还包括蓄电池(4)、飞轮蓄能装置(5)和污泥干化箱(7)，所述的飞轮蓄能装置(5)的动力输入端与齿轮箱(2)的第二动力输出轴连接；所述的污泥干化箱(7)内设有沿污泥干化箱(7)的长度方向延伸的螺旋搅拌桨叶(6)，螺旋搅拌桨叶(6)中心的旋转轴与飞轮蓄能装置(5)的动力输出轴连接；污泥干化箱(7)内还设置有电加热装置(8)，电加热装置(8)与蓄电池(4)的电力输出端连接，蓄电池(4)的电力输入端与发电机(3)的电力输出端连接；污泥干化箱(7)前端上部的进料口连通进料斗(9)，污泥干化箱(7)后端的下部设有污泥出料口(11)。

【技术特征摘要】
1.一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统，包括风动叶轮(1)、齿轮箱(2)和发电机(3)，风动叶轮(1)的动力输出端与齿轮箱(2)的动力输入端连接，齿轮箱(2)的第一动力输出轴与发电机(3)的动力输入端连接，其特征在于，还包括蓄电池(4)、飞轮蓄能装置(5)和污泥干化箱(7)，所述的飞轮蓄能装置(5)的动力输入端与齿轮箱(2)的第二动力输出轴连接；所述的污泥干化箱(7)内设有沿污泥干化箱(7)的长度方向延伸的螺旋搅拌桨叶(6)，螺旋搅拌桨叶(6)中心的旋转轴与飞轮蓄能装置(5)的动力输出轴连接；污泥干化箱(7)内还设置有电加热装置(8)，电加热装置(8)与蓄电池(4)的电力输出端连接，蓄电池(4)的电力输入端与发电机(3)的电力输出端连接；污泥干化箱(7)前端上部的进料口连通进料斗(9)，污泥干化箱(7)后端的下部设有污泥出料口(11)。2.根据权利要求1所述的一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统，其特征在于，所述进料斗(9)下部出口端通过变频螺旋式给料机(12)连通污泥干化箱(7)的进料口，变频螺旋式给料机(12)的驱动电机与蓄电池(4)的电力输出端连接。3.根据权利要求1或2所述的一种利用风力驱动飞轮蓄能的污泥干化系统，其特征在于，所述电加热装置(8)设置于污泥干化箱(7)的内壁夹层中，为电加热套或电加热丝。4.根据权利要求3所述的一种利用风力驱动飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴前进，梅茂飞，胡峰，李诺薇，郭星导，张丽娜，邵健，胡斌，邓薇，邵环宇，刘强，邵国硕，戴自立，李凯迪，姜伟，刘新华，戴汶锦，戴晴，杨易洋，李克荣，李文义，滕道祥，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32