一种生活垃圾热解处理系统的返料温度控制系统及方法与流程

本发明属于热解技术领域，具体涉及一种生活垃圾热解处理系统的返料温度控制系统及方法。

背景技术：

设定温度范围的热载体经过下料控制器控制进入反应器的量，与同样进料量受控的物料在反应器中充分混合，传热，热解，其产物有气、油、碳，残碴等，在其固态物料中占比最大的热载体，其温度和入口相比会降低，热解后的固态残余物会升高，在反应器中搅拌后充分混合，在中间料仓缓存后，再经返料器进入热载体炉，在返料器前的物料温度作为返料温度，对系统的稳定运行起着至关重要作用，但对它的影响因素又是多重的。

传统的流化床技术中，返料温度是指通过返料器返回到流化床中的密相区的循环物料的温度，它可以调节密相区的温度的作用。传统的循环流化床锅炉，返料温度一般控制在与炉膛出口烟气温度相差25±5℃，即可保证循环流化床的稳定运行，同时也可调节燃料作用。返料温度仅仅通过手动调节给煤量和返料风量来实现。,但此调节方法在在复杂的热解技术完全不能满足要求，返料温度不仅受烟气温度的影响，还和热载体进入反应器的量多少，热解物料自身的重量、热值等密切相关。在设定时间和设定温度范围内热解后的残存物料和热载体充分混合后，其温度可视为热解终温，其混合物作为热载体和残碳燃料返回热载体炉中去完成相关作用，所以热解终温也可视为返料温度，如果返料温度过高，会对返料器造成机械热损伤，在密相区温度太高，容易熔解热载体和碱金属造成结块和结焦，如果温度过低，在中间料仓容易板结，在密相区容易熄火。因此，返料温度保持在一定范围内就非常有必要了，维持在非高非低的区间对系统的稳定运行起着重要作用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种生活垃圾热解处理系统的返料温度控制系统及方法，从而实现热解过程中料封优先的返料温度控制，以解决复杂工况条件下的滞后性、耦合性和防爆安全性的问题。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种生活垃圾热解处理系统的返料温度控制系统，该装置包括：固体热载体炉、旋风分离器、料位测量仪表a、料位测量仪表b、料位测量仪表c、料位测量仪表d、垃圾进料控制器、热解反应器、中间料仓、料位测量仪表e、料位测量仪表f、料位测量仪表g、料位测量仪表h、返料控制器、垃圾料斗、料腿、固体热载体炉中的热解残碳和热解气在炉内燃烧氧化反应，高温的烟气携带热载体进入旋风分离器中，热烟气往上走去烟气净化系统，热载体往下沉淀到料腿；

垃圾料斗中的垃圾经过垃圾进料控制器进入热解反应器中；

热载体和垃圾在热解反应器中经过混合、传热反应后，产生的热解气从气相空间出热解反应器后经过净化再进入固体热载体炉中燃烧加热热载体，反应残碳和热载体进入中间料仓；

料位测量仪表e测得的反应残碳和热载体的温度作为热解终温。

进一步的，如上所述的一种生活垃圾热解处理系统的返料温度控制系统，在料腿上从高到低的不同位置依次设置料位测量仪表a、料位测量仪表b、料位测量仪表c、料位测量仪表d；

料腿中的热载体经过下料控制器控制进入热解反应器的速度；

中间料仓上从高到低的不同位置依次设置料位测量仪表e、料位测量仪表f、料位测量仪表g、料位测量仪表h；

返料控制器调节中间料仓中的反应后的热载体和残炭进入固体热载体炉的速度。

如上所述的一种生活垃圾热解处理系统的返料温度控制系统的控制方法，热解终温采用如下控制方式：

情形一：热解终温低于t1时，中间料仓(11)料位高于料位测量仪表g对应的料位

热解终温低于t2持续n1秒，控制系统发出脉冲命令给返料控制器加快返料速度s1；

热解终温低于t3持续n2秒，控制系统发出脉冲命令给返料控制器加快返料速度s2；

热解终温低于t4持续n3秒，控制系统发出脉冲命令给返料控制器加快返料速度s3；

情形二：热解终温低于t1时，料腿的料位高于料位测量仪表c对应的料位

热解终温低于t5持续n4秒，控制系统发出脉冲命令给下料控制器加快下料速度s4；

热解终温低于t6持续n5秒，控制系统发出脉冲命令给下料控制器加快下料速度s5；

情形三：热解终温低于t1时，料腿的料位低于料位测量仪表c对应的料位或料腿中的热载体温度低于t7

热解终温低于t7持续n6秒，控制系统发出脉冲命令给垃圾进料控制器减慢进料速度s6；

热解终温低于t8持续n7秒，控制系统发出脉冲命令给垃圾进料控制器减慢进料速度s7。

进一步的，上述方法中，t1>t2>t3>t4；n1<n2<n3；t1>t6>t7>t8；n4<n5<n6<n7。

本发明技术方案的有益效果在于：

热解终温不采用精确的控制在某一温度点上，而是模糊的控制在某一温度区间或某一温度点之上即可，满足了热解技术的需求，也减轻了控制系统调节的振荡，有利于系统的稳定、可靠运行。

当反应终温低于原定设计温度时，如果中间料仓满足料封高度，控制系统通过返料控制器加大返料量来加快热载体循环流量，带给反应器和垃圾更多的热量，料腿中热载体的料位高度满足料封时，控制系统通过下料控制器加大下料的速度给垃圾和反应器带去更多的热量以满足热解温度要求。当高温热载体温度低于某一设定值时，则控制系统会减小垃圾进料机构的运行频率以减少垃圾进入反应器的量。

附图说明

附图1为一种生活垃圾热解处理系统的返料温度控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。

本发明技术方案设计是基于如下思路考虑的：垃圾和高温热载体在反应器中混合，高温热载体瞬时将垃圾的温度提高到n度，反应器的绝氧环境让垃圾绝氧分解成小分子气体，由于反应器的高温和有大量可燃气体环境，需要隔绝氧气的进入以防反应器燃烧或爆炸。垃圾在足够高的温度和足够长的时间内会热解充分，因此热解完的终温(返料温度)可作为热解充分的一个必要条件。垃圾进反应器的速度和高温热载体进反应器的速度需要根据热解终温及时调整，在调整进料的速度时又要及时判断反应器的料封条件。

如图1所示，本发明一种生活垃圾热解处理系统的返料温度控制系统，该装置包括：固体热载体炉1、旋风分离器2、料位测量仪表a3、料位测量仪表b4、料位测量仪表c5、料位测量仪表d6、垃圾进料控制器8、热解反应器9、中间料仓11、料位测量仪表e12、料位测量仪表f13、料位测量仪表g14、料位测量仪表h15、返料控制器16、垃圾料斗17、料腿18、固体热载体炉1中的热解残碳和热解气在炉内燃烧氧化反应，高温的烟气携带热载体进入旋风分离器2中，热烟气往上走去烟气净化系统，热载体往下沉淀到料腿18；

垃圾料斗17中的垃圾经过垃圾进料控制器8进入热解反应器9中；

热载体和垃圾在热解反应器9中经过混合、传热反应后，产生的热解气从气相空间出热解反应器9后经过净化再进入固体热载体炉1中燃烧加热热载体，反应残碳和热载体进入中间料仓11；

料位测量仪表e10测得的反应残碳和热载体的温度作为热解终温。

在料腿18上从高到低的不同位置依次设置料位测量仪表a3、料位测量仪表b4、料位测量仪表c5、料位测量仪表d6；

料腿18中的热载体经过下料控制器7控制进入热解反应器9的速度；

中间料仓11上从高到低的不同位置依次设置料位测量仪表e12、料位测量仪表f13、料位测量仪表g14、料位测量仪表h15；

返料控制器16调节中间料仓11中的反应后的热载体和残炭进入固体热载体炉1的速度。

本技术流程中，垃圾热解的终温是垃圾原料能否充分热解好的至关重要的参数，针对系统流程的特性，热解终温采用如下一种特殊的控制方式：

情形一：热解终温10低于t1时，中间料仓(11)料位高于料位测量仪表g14对应的料位

热解终温10低于t2持续n1秒，控制系统发出脉冲命令给返料控制器加快返料速度s1；

热解终温10低于t3持续n2秒，控制系统发出脉冲命令给返料控制器加快返料速度s2；

热解终温10低于t4持续n3秒，控制系统发出脉冲命令给返料控制器加快返料速度s3；

情形二：热解终温10低于t1时，料腿18的料位高于料位测量仪表c5对应的料位

热解终温10低于t5持续n4秒，控制系统发出脉冲命令给下料控制器加快下料速度s4；

热解终温10低于t6持续n5秒，控制系统发出脉冲命令给下料控制器加快下料速度s5；

情形三：热解终温10低于t1时，料腿18的料位低于料位测量仪表c5对应的料位或料腿18中的热载体温度18低于t7

热解终温10低于t7持续n6秒，控制系统发出脉冲命令给垃圾进料控制器减慢进料速度s6；

热解终温10低于t8持续n7秒，控制系统发出脉冲命令给垃圾进料控制器减慢进料速度s7。

t1>t2>t3>t4；n1<n2<n3；t1>t6>t7>t8；n4<n5<n6<n7。