CN101220956B

CN101220956B - 蓄热式焚化脱臭炉的温度控制系统及方法

Info

Publication number: CN101220956B
Application number: CN200710002190A
Authority: CN
Inventors: 杨炽森; 李文涌; 陈嘉元; 张莹玺; 万皓鹏
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: CN101220956A

Abstract

本发明是一种蓄热式焚化脱臭炉的温度控制系统及方法，蓄热式焚化脱臭炉包括多个蓄热体、用以提供燃料的热供应器以及温度控制系统，温度控制系统包括分别设于蓄热体上的多个温度检测器、信号处理运算元件以及温度控制器，信号处理运算元件会输出蓄热体的一平均温度信号，并利用温度控制器调节热供应器中的燃料流量。

Description

蓄热式焚化脱臭炉的温度控制系统及方法

技术领域

本发明关于一种蓄热式焚化脱臭炉的温度控制系统及方法。

背景技术

现有固态衍生燃料(Refused Derived Fuel，RDF-5)的制程中，常利用蓄热式焚化脱臭炉(Regenerative Thermal Oxidizer，RTO)将干燥制程中所产生的有机废气先经过脱臭处理后再行排放，以降低此干燥制程成本，请参阅图1，传统蓄热式焚化脱臭炉10包括二蓄热体11、14、进排气设备12、温度控制系统13、热供应器15以及燃烧机16(请参考图2)，通过温度控制系统13使热供应器15提供热能至蓄热体11、14，并加温至800℃，并且二蓄热体11、14以30秒交替方式将热能回收使用，此种蓄热式焚化脱臭炉10的使用方式可有效地将含有挥发性有机废气焚烧转化为二氧化碳以及水蒸气。

图2显示传统蓄热式焚化脱臭炉10的温度控制示意图，事实上，当蓄热式焚化脱臭炉10中的温度提升至800℃后，应该要继续维持此一温度，但由于传统蓄热式焚化脱臭炉10是以30秒交替切换蓄热体11、14的方式运作，故蓄热体11、14上的温度会在800℃附近产生较大的上下震荡偏差，无法达到最佳的温度控制效果，此外，传统温度控制方法为燃烧固定的空气量，而只改变燃气的流量，请参阅图2，温度控制系统13包括二温度检测器131、132、温度指示器133以及温度控制器134，温度指示器133以电性连接地方式设于温度检测器131与温度控制器134之间，而热供应器15包括燃气源151、燃气流量阀152、空气源153以及空气流量阀154，燃气流量阀152会与温度控制器134连接以控制燃气源151，而空气流量阀154则不与温度控制器134连接仅提供定量的空气至燃烧机16，由于传统温度检测器132仅检测温度，而温度信号并不会被传送到温度控制器134中，故当温度检测器131检测到蓄热体11的温度低于800℃时，温度控制器134会控制燃气流量阀152使燃气流量变大，此时，蓄热体11、14会急速升温，当温度检测器131检测到蓄热体11的温度超过800℃时，温度控制器134会再度控制燃气流量阀152使燃气流量减小，此时由于空气流量不变，过多的冷空气会进入到蓄热体11、14中，导致蓄热体11、14会急速降温，可知，由于传统蓄热式焚化脱臭炉10无法同时控制空气与燃气的流量，以致无法提供正确的空燃比，使燃烧效率增加，另外，由于传统蓄热式焚化脱臭炉10无法提供稳定的燃烧温度，不但降低蓄热式焚化脱臭炉10处理有机废气的效率，在反复的升温降温之间，更加损耗燃料。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种温度控制系统，包括：多个温度检测器，分别设于蓄热体上，用以检测该等蓄热体的温度；一信号处理运算元件，与该等温度检测器电性连接，并且该信号处理运算元件输出一平均温度信号，该平均温度信号为该等蓄热体的平均温度；以及一温度控制器，分别与该信号处理运算元件以及一热供应器电性连接，借由该信号处理运算元件输出的该平均温度信号来控制该热供应器。

本发明还提供一种蓄热式焚化脱臭炉，包括：多个蓄热体；一热供应器，包括一燃气源、一燃气流量阀、一空气源以及一空气流量阀，该燃气流量阀与该燃气源连接，该空气流量阀与该空气源连接；以及一温度控制系统，包括：多个温度检测器，分别设于该等蓄热体上，用以检测该等蓄热体的温度；一信号处理运算元件，与该等温度检测器电性连接，并且该信号处理运算元件输出一平均温度信号，该平均温度信号为该等蓄热体的平均温度；以及一温度控制器，分别与该信号处理运算元件以及该热供应器电性连接，借由该信号处理运算元件输出的该平均温度信号同时控制该燃气流量阀与该空气流量阀。

本发明还提供一种蓄热式焚化脱臭炉的温度控制方法，其步骤包括：利用多个温度检测器分别检测多个蓄热体的温度；将该等温度检测器所检测到的该等蓄热体的多个温度经转换成多个温度信号后而传送至一信号处理运算元件中；利用该信号处理运算元件求出该等温度信号的一平均温度信号；将该平均温度信号传送至一温度控制器中；以及利用该温度控制器同时控制一空气流量阀以及一燃气流量阀。

附图说明

图1为传统蓄热式焚化脱臭炉的示意图；

图2为传统蓄热式焚化脱臭炉的温度控制示意图；

图3为本发明蓄热式焚化脱臭炉的温度控制示意图；

图4为本发明蓄热式焚化脱臭炉的温度控制流程图。

主要组件符号说明

传统技术

10～蓄热式焚化脱臭炉

11、14～蓄热体

12～进排气设备

13～温度控制系统

131、132～温度检测器

133～温度指示器

134～温度控制器

15～热供应器

151～燃气源

152～燃气流量阀

153～空气源

154～空气流量阀

16～燃烧机

本发明

20～蓄热式焚化脱臭炉

21、22～蓄热体

23～燃烧机

24～温度控制系统

241、242～温度检测器

243、244～温度信号转换组件

245、246～温度指示器

247～信号处理运算元件

248～温度控制器

25～热供应器

251～燃气源

252～燃气流量阀

253～空气源

254～空气流量阀

255～燃气限制阀

256、257～伺服电机

26～进排气设备

261～第一气动阀

262～第二气动阀

263～压缩空气源

30～废气

S1、S2～温度信号

Ta～平均温度信号

具体实施方式

请参阅图3，蓄热式焚化脱臭炉20包括进排气设备26、二蓄热体21、22、燃烧机23、温度控制系统24以及热供应器25，废气30由进排气设备26进入蓄热式焚化脱臭炉20，进排气设备26包括第一气动阀261、第二气动阀262以及压缩空气源263，压缩空气源263与第一气动阀261以及第二气动阀262连接，使第一气动阀261以及第二气动阀262成为单向阀，另外第一气动阀261与蓄热体21连接，而第二气动阀262与蓄热体22连接，废气30通过第一气动阀261以及第二气动阀262进入至蓄热体21、22中，并且蓄热体21、22会升温至800℃使废气30中的挥发性有机废气焚烧转化为二氧化碳以及水蒸气，即达成脱臭的效果，而燃烧机23与蓄热体21、22连接，通过温度控制系统24控制热供应器25供应燃料(即图3中的燃气源251以及空气源253)至燃烧机23中，使蓄热体21、22升温并维持在800℃，应注意的是，800℃系一般蓄热式焚化脱臭炉20的燃烧温度，但本发明的温度控制系统24并不限定于将蓄热体22控制到800℃，若是蓄热式焚化脱臭炉20依制程需求不同而必须改变温度，温度控制系统24也可配合控制蓄热体21、22的温度。

本发明的温度控制系统24包括二温度检测器241、242、温度信号转换组件243、244、温度指示器245、246、信号处理运算元件247以及温度控制器248，其中，信号处理运算元件243、244分别与温度检测器241、242电性连接，温度指示器245以电性连接的方式设于温度信号转换组件243与信号处理运算元件247之间，而温度指示器246以电性连接的方式设于温度信号转换组件244与信号处理运算元件247之间，另外温度控制器248则与信号处理运算元件247电性连接，应注意的是，信号处理运算元件247会输出一平均温度信号Ta至温度控制器248中，而该平均温度信号为蓄热体21、22的平均温度(即温度检测器241、242所量测到的温度的平均值)，另外，热供应器25包括燃气源251、燃气流量阀252、空气源253、空气流量阀254以及燃气限制阀255，燃气流量阀252与燃气源251连接，空气流量阀254与空气源253连接，并且燃气限制阀255设于燃气流量阀252与燃烧机23之间。

请搭配参阅图3以及图4，在将废气30作脱臭处理前，蓄热体21、22必须先被加热至800℃，当蓄热式焚化脱臭炉20的温度到达800℃后，废气30会由进排气设备26进入蓄热体21、22中，此时，温度控制系统24必须开始运作使蓄热体21、22可维持800℃的温度，首先，温度控制系统24中的温度检测器241、242会分别检测蓄热体21、22的温度，接着，温度信号转换组件243、244会分别将由温度检测器241、242检测到的蓄热体21、22的温度转换成温度信号S1、S2，温度信号S1、S2会分别通过温度指示器245、246，接着温度检测器241、242所检测到的蓄热体21、22的温度信号S1、S2被传送至信号处理运算元件247中，而信号处理运算元件247会计算出温度信号S1、S2的平均温度信号Ta之后，将平均温度信号Ta传送至温度控制器248中，最后再利用温度控制器248同时控制空气流量阀254以及燃气流量阀252，借操作空气流量阀254以及燃气流量阀252，使空气源253以及燃气源251中输出适量的空气以及燃气，使燃烧机23获得最佳的空燃比，故本发明的蓄热式焚化脱臭炉20可以最精确适量的燃料使蓄热体21、22维持在800℃，不但可以节省燃料，更可提升脱臭效率，另外，应注意的是，本发明的蓄热式焚化脱臭炉20增设燃气限制阀255在燃气流量阀252与燃烧机23之间，用以修正燃烧机23燃烧燃料得到适当的空燃比，另外，本实施例的25热供应器还包括伺服电机256、257，伺服电机256设于燃气流量阀252与温度控制器248之间，而伺服电机257设于空气流量阀254与温度控制器248之间，通过温度控制器248驱动伺服电机256、257以调节燃气流量阀252以及空气流量阀254。

Claims

1.一种温度控制系统，包括：

多个温度检测器，分别设于蓄热体上，用以检测该等蓄热体的温度；

一信号处理运算元件，与该等温度检测器电性连接，并且该信号处理运算元件输出一平均温度信号，该平均温度信号为该等蓄热体的平均温度；以及

一温度控制器，分别与该信号处理运算元件以及一热供应器电性连接，借由该信号处理运算元件输出的该平均温度信号来控制该热供应器。

2.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中该热供应器包括一燃气源、一燃气流量阀、一空气源以及一空气流量阀。

3.根据权利要求1所述的温度控制系统，其还包括多个温度信号转换组件，以电性连接的方式设于该等温度检测器以及该信号处理运算元件之间。

4.根据权利要求3所述的温度控制系统，其还包括多个温度指示器，该等温度指示器以电性连接的方式设于该等温度信号转换组件与该信号处理运算元件之间。

5.根据权利要求1所述的温度控制系统，其中该燃气流量阀与该燃气源连接，该空气流量阀与该空气源连接，并且该温度控制器同时控制该燃气流量阀与该空气流量阀，以提供最佳的燃烧空燃比。

6.一种蓄热式焚化脱臭炉，包括：

多个蓄热体；

一热供应器，包括一燃气源、一燃气流量阀、一空气源以及一空气流量阀，该燃气流量阀与该燃气源连接，该空气流量阀与该空气源连接；以及

一温度控制系统，包括：

多个温度检测器，分别设于该等蓄热体上，用以检测该等蓄热体的温度；

一温度控制器，分别与该信号处理运算元件以及该热供应器电性连接，借由该信号处理运算元件输出的该平均温度信号同时控制该燃气流量阀与该空气流量阀。

7.根据权利要求6所述的蓄热式焚化脱臭炉，其中该温度控制系统还包括有多个温度信号转换组件，以电性连接的方式设于该等温度检测器以及该信号处理运算元件之间。

8.根据权利要求7所述的蓄热式焚化脱臭炉，其中该温度控制系统还包括有多个温度指示器，该等温度指示器以电性连接的方式设于该等温度信号转换组件与该信号处理运算元件之间。

9.根据权利要求6所述的蓄热式焚化脱臭炉，其中该热供应器还包括一燃气限制阀以及一燃烧机，该燃烧机与该等蓄热体连接，并且该燃气限制阀设于该燃气流量阀与该燃烧机之间。

10.根据权利要求6所述的蓄热式焚化脱臭炉，其中该热供应器还包括二伺服电机，该等伺服电机分别与该燃气流量阀以及该空气流量阀电性连接，以控制该燃气流量阀以及该空气流量阀。

11.一种蓄热式焚化脱臭炉的温度控制方法，其步骤包括：

利用多个温度检测器分别检测多个蓄热体的温度；

将该等温度检测器所检测到的该等蓄热体的多个温度经转换成多个温度信号后而传送至一信号处理运算元件中；

利用该信号处理运算元件求出该等温度信号的一平均温度信号；

将该平均温度信号传送至一温度控制器中；以及

利用该温度控制器同时控制一空气流量阀以及一燃气流量阀。

12.根据权利要求11所述的蓄热式焚化脱臭炉的温度控制方法，其步骤还包括利用多个温度信号转换组件将由该等温度检测器检测到的该等蓄热体的温度转换成该等温度信号。

13.根据权利要求11所述的蓄热式焚化脱臭炉的温度控制方法，其步骤还包括利用该温度控制器驱动多个伺服电机以分别调节该空气流量阀以及该燃气流量阀。