CN106675593B - 自平衡的非量化生物质处理系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于非量化自平衡技术的非量化生物质处理系统。本发明提出的非量化生物质处理系统包括多个反应釜，能使垃圾能够在其中移动，并依次进入该多个反应釜内反应；控制器根据该非量化生物质处理系统本身的参数、温度和压力，产生该多个反应釜的技术反应通道，再根据技术反应通道、该多个压力信息和该多个温度信息生成实际反应通道并以该实际反应通道控制该非量化生物质处理系统。本发明不同于传统化工生产的控制理念，基于非量化自平衡控制和弹性通道控制技术，建立代表弹性边界的实际反应通道，并以实际反应通道控制生物质裂解过程，实现裂解过程最优化。

Description

自平衡的非量化生物质处理系统和控制方法

技术领域

本发明涉及非量化生物质处理领域，可以应用于生活垃圾和医疗废弃物处理，尤其涉及一种在多个反应釜通过生物质裂解方法处理垃圾的非量化生物质处理系统和非量化生物质处理方法。

背景技术

生活垃圾是混合了多种不同有机材料的典型的非量化生物质。传统的非量化生物质处理方式，例如填埋、焚烧等方式对环境的影响十分显著，因而越来越难以被人们接受。现有的无氧裂解技术使用反应釜对，对通过对多物态有机物混合垃圾进行处理时，通过将反应釜内的温度、压力等参数进行控制的办法，使反应釜内的垃圾处于反应通道内，最终将多物态有机物混合垃圾转化为水、油、可燃气、生物碳等资源和无机质渣。传统的无氧裂解技术存在以下缺点：

1.传统的无氧裂解技术断续工作，效率低。在停机过程中对反应釜内的垃圾有较大影响，因此在再次开始工作时，需要较长的等待时间，总处理时间长，处理效率低。

2.传统的生物质裂解过程以确定的成分为基础，采取定温、定压力、定输出的控制方式。当待裂解物成分不定时，这样的全约束边界使得裂解效率远远低于理想效果。

3.由于所处理的生物质是非量化的(例如生活垃圾是未经分拣的)，每次处理时多物态有机物混合垃圾在反应釜内的反应情况和进程都不相同，将反应釜内温度和压力控制在同一范围是不合适的。

本专利发明提出一种新的生物质非量化自平衡处理系统和控制方法，能够完全解决上述问题。

发明内容

本发明解决了一种在处理未经分拣的多物态有机物混合生物质，能够在优化条件下连续工作的处理系统和控制方法。

本发明提供了一种生物质处理系统，包括反应釜、压力传感器、温度传感器和控制器；多个反应釜串联连接，使生物质依次进入多个反应釜，经反应后，转化为反应产物和残渣排出；多个压力传感器以第一压力检测频率检测反应釜内的压力，产生压力信息传输至控制器；多个温度传感器以第一温度检测频率检测反应釜内的温度，产生温度信息并传输至控制器；控制器根据当前生物质处理系统本身的参数、温度和压力，分别产生多个反应釜的技术反应通道，技术反应通道包括多个反应釜的温度范围、压力范围和反应速度范围；控制器根据多个反应釜相应技术反应通道，多个压力信息、温度信息和反应速度信息生成实际反应通道，实际反应通道包括该多个反应釜的温度范围、压力范围和反应速度；控制器根据多个压力信息、温度信息、反应速度和实际反应通道控制生物质处理系统。

根据本发明的至少一个一个实施例，控制器包括多个设置在该多个反应釜上的分布式控制器和一个中央控制器。

每个该分布式控制器根据其所在的反应釜上的技术反应通道、温度和压力生成该反应釜的生成实际反应通道；

或每个该分布式控制器根据其所在的反应釜的技术反应通道、温度、压力和其他反应釜的温度、压力生成实际反应通道；

每个该分布式控制器根据其所在的反应釜上的实际反应通道、温度和压力控制该反应釜。

根据本发明的至少一个一个实施例，控制器根据多个反应釜在预设时长内的温度和压力的变化情况和该多个反应釜在预设时长内的温度和压力偏离该技术反应通道的大小确定该实际反应通道；该控制器根据判断当前该多个压力信息和该多个温度信息是否处于该实际反应通道内控制该非量化生物质处理系统。

根据本发明的至少一个一个实施例，本发明提供的非量化生物质处理系统还包括多个成像系统，该多个成像系统对多个反应釜内部进行成像，产生成像结并传输至该控制器；该控制器根据该非量化生物质处理系统的进料情况、该多个反应釜的成像结果、该多个反应釜在预设时长内的温度和压力的变化情况和该多个反应釜在预设时长内的温度和压力偏离该技术反应通道的大小确定该实际反应通道；该控制器根据判断当前该多个压力信息和该多个温度信息是否处于该实际反应通道内控制该非量化生物质处理系统。

根据本发明的至少一个一个实施例，该控制器根据判断当前多个该多个反应釜的压力和温度是否处于该实际反应通道内；若判断为当前该多个反应釜的压力和温度处于该实际反应通道内，则保持当第一压力检测频率 和第一温度检测频率；若判断为当前该多个反应釜的压力和温度中的至少一个处于该实际反应通道外，则该多个压力传感器以第二压力检测频率检测该反应釜内的压力，该多个温度传感器以第二温度检测频率检测该反应釜内的温度；该第二压力检测频率大于该第一压力检测频率，该第二温度检测频率大于该第一温度检测频率。

根据本发明的至少一个一个实施例，若判断为当前该多个反应釜的压力和温度中的至少一个处于该实际反应通道外，该控制器判断位于该实际反应通道外的该压力和/或温度能否回归；若判断为能够回归，该控制器不改变该非量化生物质处理系统的工作状态；若判断为不能回归，该控制器根据当前多个该多个压力信息、该多个温度信息和该实际反应通道，改变该多个反应釜的转速、该多个反应釜的温度、该多个反应釜的压力和该非量化生物质处理系统的进料速度中的一个或多个。

根据本发明的至少一个一个实施例，判断位于该实际反应通道外的该压力和/或温度能否回归的方法是，判断处于该实际反应通道外的持续时间是否大于预设通道外时长；若判断为该持续时间小于预设通道外时长，则认为能够回归；若判断为该持续时间大于预设通道外时长，则认为不能回归。

根据本发明的至少一个一个实施例，判断位于该实际反应通道外的该压力和/或温度能否回归的方法是，判断处于该实际反应通道外的持续时间是否大于预设通道外时长；若判断为该持续时间小于预设通道外时长，则认为能够回归；若判断为该持续时间大于预设通道外时长，则进一步判断该位于实际反应通道外的该压力和/或温度是否全部向该实际反应通道收敛；若判断为位于实际反应通道外的该压力和/或温度信息全部向该实际反应通道收敛，则认为能够回归；若判断为至少一个位于实际反应通道外的该压力或该温度不向该实际反应通道收敛，则认为不能回归。

根据本发明的至少一个一个实施例，本发明提供的非量化生物质处理系统还包括预处理设备，该预处理设备包括红外摄像机、输送带、称重上料装置和预处理装置；该输送带输送将要进入该多个反应釜的垃圾；该红外摄像机拍摄该输送带上的该垃圾，生成红外影像；该预处理装置根据该红外影像，对该垃圾中直径超过400毫米的物体进行预处理，该预处理包括碾压、切割、振动、打击中的一种或者多种；该称重上料装置将经过预处理的物体和该垃圾输送至该多个反应釜。

为了解决本发明的至少一部分技术问题，本发明还提供一种非量化生物质处理方法，包括以下步骤：步骤1，将垃圾以预设速度进入非量化生物质处理系统中串联连接的多个反应釜，并持续监测该多个反应釜的温度和压力；步骤2，根据该非量化生物质处理系统本身的参数、温度和压力，产生该多个反应釜的技术反应通道，该技术反应通道包括该多个反应釜的温度范围和压力范围；步骤3，根据该多个反应釜的技术反应通道、该多个压力信息和该多个温度信息生成实际反应通道，该实际反应通道包括该多个反应釜的温度范围和压力范围；步骤4，根据该实际反应通道、该多个反应釜的温度和压力控制该非量化生物质处理系统。

根据本发明的至少一个一个实施例，该步骤3包括：根据该多个反应釜在预设时长内的温度和压力的变化情况，和该多个反应釜在预设时长内的温度和压力偏离该技术反应通道的大小确定实际反应通道，该实际反应通道包括该多个反应釜的温度范围和压力范围。

根据本发明的至少一个一个实施例，该步骤4具体包括以下步骤：步骤4.1，判断为当前多个该多个反应釜的温度和压力是否处于该实际反应通道内；步骤4.2，若判断为该多个反应釜的温度和压力都处于该实际反应通道内，保持当前监测该多个反应釜的温度和压力的频率，不改变该非量化生物质处理系统的工作状态；步骤4.3，若判断为至少有一个反应釜的温度和/或压力处于该实际反应通道外，增加监测该反应釜的温度和压力的频率；步骤4.4，判断位于该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度能否回归；步骤4.5，若判断为能够回归，该控制器不改变该非量化生物质处理系统的工作状态；步骤4.6，若判断为不能回归，该控制器根据当前多个该多个压力信息、该多个温度信息和该实际反应通道，改变该多个反应釜的转速、该多个反应釜的温度、该多个反应釜的压力和该非量化生物质处理系统的进料速度中的一个或多个。

根据本发明的至少一个一个实施例，该步骤4.4具体包括以下步骤：步骤 4.4.1，判断位于该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度位于该实际反应通道外的持续时间是否大于预设通道外时长；步骤4.4.2，若判断为该持续时间小于预设通道外时长，则认为该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度能够回归；步骤4.4.3，若判断为该持续时间大于预设通道外时长，则认为该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度不能回归。

根据本发明的至少一个一个实施例，该步骤4.4具体包括以下步骤：步骤 4.4.1，判断位于该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度位于该实际反应通道外的持续时间是否大于预设通道外时长；步骤4.4.2，若判断为该持续时间小于预设通道外时长，则认为该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度能够回归；步骤4.4.3，若判断为该持续时间大于预设通道外时长，则进一步判断该位于该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度在位于反应通道外的时间内是否全部向该实际反应通道收敛；步骤4.4.4，若判断为位于实际反应通道外的该压力和/或该温度全部向该实际反应通道收敛，则认为该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度能够回归；步骤4.4.5，若判断为至少一个位于实际反应通道外的该压力或该温度不向该实际反应通道收敛，则认为该实际反应通道外的该反应釜的压力和/或温度不能回归。

根据本发明的至少一个一个实施例，本发明提供的非量化生物质处理方法还包括：预处理步骤，在该垃圾进入该多个反应釜前，根据该垃圾的红外影像，直径超过400毫米的物体筛选出来，被筛选出的物体先进行预处理，然后再在经过后，被输送至该多个反应釜。

本发明提供的非量化生物质处理系统和非量化生物质处理方法，由于使用多种新的手段来决定是否对非量化生物质处理的过程进行干预，因而可以使得垃圾的处理能够以相对优化且比较连续的进行，因而具有处理效率高，反应产物质量好的特点。由于非量化生物质处理系统实在多态矩阵式反应釜中连续进行的，是一个典型的非量化系统。针对这一情况，本发明通过运用非量化自平衡调节控制和弹性边界技术，提供了一种以消化系统为蓝本、专注于建立物质与能源之间的自平衡的转换条件和通道的非量化生物质处理系统和非量化生物质处理方法。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明的一个实施例的非量化生物质处理系统的结构示意图；

图2示出了本发明的一个实施例的非量化生物质处理系统的系统框图；

图3示出了本发明的一个实施例的控制方法的流程图；

图4示出了本发明的另一个实施例的控制方法中控制非量化生物质处理系统的方法的流程图；

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

下面参考图1对本发明所提供的非量化生物质处理系统进行说明。根据一个非限制性的例子，本发明所提供的非量化生物质处理系统包括多个反应釜1。在当前的例子中的非量化生物质处理系统包括五个反应釜，即，第一至第五反应釜11-15。当然，本发明所提供的非量化生物质处理系统也可以具有更多或者更少的反应釜。当前的例子中的非量化生物质处理系统还具有包括第一至第五压力传感器21-25的多个压力传感器2，以及包括第一至第五温度传感器 31-35的多个温度传感器3(第一至第五温度传感器31-35的分布方式与第一至第五压力传感器21-25类似，为避免附图过于复杂，不再一一标示)分别检测第一至第五反应釜11-15的温度、压力。

此外，发明所提供的非量化生物质处理系统还包括控制器7，在当前的例子中，控制器7包括中央控制器70和分布式控制器71-75(为避免附图过于复杂，控制器7的标号未示出，标号7的具体指代情况可参见图2)。

第一至第五反应釜11-15首尾相连，使得待处理的多物态有机物混合垃圾能够按照第一反应釜11至第五反应釜15的次序依次进入第一至第五反应釜 11-15。多物态有机物混合垃圾以沿第一反应釜11至第五反应釜15的方向移动，就像食物在消化道中蠕动那样。使多物态有机物混合垃圾蠕动的方法可以是，第一至第五反应釜11-15倾斜设置并不断转动。垃圾在第一至第五反应釜 11-15内发生裂解反应，最终转化为反应产物和残渣，从非量化生物质处理系统排出。具体的排出方式可以是多样的，在当前的非限制性例子中，残渣从第五反应釜15排出并进入收集装置6。反应产物，例如水、油、气混合体，则通过管道51，从第四反应釜14流出并进入水油气分离装置52。水油气分离装置 52将分离后的油输送至油罐53，将分离后的气体输送至储气罐54，以便进一步处理或利用。水油气分离装置52分离出的水，既可以单独排出，也可以先与油一起先进入油罐53，再待其自动分层后抽出。可选的，本发明的非量化生物质处理系统还可以包括设置在多个反应釜1上的多个成像系统4包括第一至第五成像系统41-45(第一至第五成像系统41-45的分布方式与第一至第五压力传感器21-25类似，为避免附图过于复杂，不再一一标示)，对第一至第五反应釜11-15内成像。

下面转到图2，来说明第一至第五压力传感器21-25、第一至第五温度传感器31-35、第一至第五成像系统41-45的工作方式及控制器7的工作方式。以第一反应釜11为例，第一反应釜11上设置有第一压力传感器21、第一温度传感器31和第一成像系统41。第一压力传感器21以第一压力检测频率，例如每0.5秒检测一次，检测第一反应釜11内的压力，第一温度传感器31以第一温度检测频率，例如每15秒检测一次，检测第一反应釜11内的温度，第一成像系统41对第一反应釜11内成像。在当前的例子中，第一压力传感器21、第一温度传感器31和第一成像系统41将各自感应到的结果传输至设置在第一反应釜11上的分布式控制器71。分布式控制器71将所获得的信息传输至中央控制器70。与之类似的，其他反应釜上也设有对应的温度、压力传感器、成像系统和分布式控制器。可选的，分布式控制器还与电机连接，能够通过控制电机，改变反应釜的转速。例如第一分布式控制器71与电机111连接，电机111用于驱动第一反应釜11转动。分布式控制器71通过控制电机111，控制第一反应釜11的转速。

回到图1，在非量化生物质处理系统开始运行后，中央控制器70根据非量化生物质处理系统本身的参数、第一至第五成像系统41-45对第一至第五反应釜11-15的成像结果、第一至第五温度传感器31-35检测到的第一至第五反应釜11-15内的温度和第一至第五压力传感器21-25检测到的第一至第五反应釜11-15内的压力，生成第一至第五反应釜11-15的技术反应通道。技术反应通道反映的是，为了当前的非量化生物质处理系统能够正常运行，各反应釜中能够正常工作，该非量化生物质处理系统所应当处于的状态。因此，技术反应通道应当被理解为，该非量化生物质处理系统的多个参数各自所允许波动范围的理论计算值，即“应有状态”。技术反应通道可以包含适于各反应釜内部裂解反应运行的各参数的数值范围，例如，技术反应通道可以包含第一至第五反应釜11-15内的温度范围和压力范围。理论上，当第一至第五反应釜11-15处在各自的技术反应通道内时，可以认为此时第一至第五反应釜11-15正在按照所希望的方式工作，垃圾正被按照所希望的方式被处理。具体的生成技术反应通道的方式可以是多样的。例如，其中一种可选的方式是，非量化生物质处理系统将第一至第五温度传感器31-35检测到的第一至第五反应釜11-15内的温度和第一至第五压力传感器21-25检测到的第一至第五反应釜11-15内的压力带入经验公式，计算出第一至第五反应釜11-15的技术反应通道。生成技术反应通道的任务可以由中央控制器70实施、也可以由分布式控制器71-75自行根据其所在的反应釜第一至第五反应釜11-15的温度和压力计算出技术反应通道。

中央控制器70或者分布式控制器71-75根据第一至第五反应釜11-15的技术反应通道、第一至第五反应釜11-15内的压力和温度，生成第一至第五反应釜11-15的实际反应通道。实际反应通道被建立起来，主要是为了是反映非量化生物质处理系统当前工作的状态。非量化生物质处理系统在实际运行过程中，由于各种各样的原因，会相对稳定的工作在略微偏离技术反应通道所代表的“应有状态”，而是工作在一个相对稳定的“实际状态”。建立实际反应通道正是为了反应这一“实际状态”，并在此基础上，判断非量化生物质处理系统发生的波动究竟是脱离实际反应状态的失控，还是因为“实际状态”偏离了“应有状态”。与技术反应通道类似的，第一至第五反应釜11-15的实际反应通道包括第一至第五反应釜11-15内的温度范围和压力范围。生成实际反应通道的方法可以是多样的。其中一种可选的方法是，判断当前第一至第五反应釜 11-15内的温度范围和压力的波动情况和均值是否偏离技术反应通道过大，若并未过大，则将当前第一至第五反应釜11-15内的温度范围和压力的波动范围接受为实际反应通道。除这种方式外，还可以有一些变化，例如工作人员还根据第一至第五成像系统41-45对第一至第五反应釜11-15的成像结果，选择该非量化生物质处理系统的模式(例如根据成像结果大致判断垃圾中液体的含量，选择固体垃圾模式或者固液混合垃圾模式)，控制器7则根据相应的模式对技术反应通道进行折算。其他的变化还可以包括，进一步参考非量化生物质处理系统的进料情况来生成实际反应通道。例如根据对进入第一反应釜11前的垃圾进行称重来判断进料情况是否正常，若持续过低，则根据预设公式将技术反应通道换算为低进料对应的实际反应通道。若进料正常，再根据温度压力的波动确定实际反应通道。此处非量化生物质处理系统的进料情况可以是垃圾进入第一反应釜11的速度、进入多个反应釜的垃圾的大致成分、湿度、温度、固液比等多种信息中的一个或者多个，或者也可以是其他可以较容易获得的关于进入第一反应釜11或者进入第一至第五反应釜11-15的垃圾的情况。生成实际反应通道的任务，和生成技术反应通道类似的，既可以由中央控制器70 实施，也可以由分布式控制器71-75自行根据其所在的反应釜第一至第五反应釜11-15的温度和压力和技术反应通道生成。此外，分布式控制器71-75生成实际反应通道所使用的信息，不但可以包括各自所在的反应釜的温度和压力和技术反应通道，还可以包括其他反应釜的温度和压力。例如，第二反应釜12 上的分布式控制器72可以根据第二反应釜12的温度、压力和技术反应通道，结合第一反应釜11的温度和压力生成第二反应釜12的实际反应通道。

中央控制器70或者分布式控制器71-75根据第一至第五温度传感器 31-35检测到的第一至第五反应釜11-15内的温度、第一至第五压力传感器 21-25检测到的第一至第五反应釜11-15内的压力和第一至第五反应釜11-15 的实际反应通道控制整个所述非量化生物质处理系统。

上述内容只是本发明所提供的非量化生物质处理系统的一个非限制性例子中的部分内容的说明。如上述非限制性例子所示，控制多个反应釜是目的，通过非量化平衡产生实际反应通道是手段，在生产过程中，系统将不同种类、不同物态的对象作为一个整体，采用基于异构网络与动态重构的开放式控制方式，实现对于不同反应釜的控制，使其在连续反应过程中实现长效性。值得的注意的是，本发明所提供的非量化生物质处理系统在许多方面还可以具有多种变化，例如，下面以一些非限制性的例子来对本发明提供的非量化生物质处理系统做进一步的说明。

根据一个可选的实施例，控制器7控制整个所述非量化生物质处理系统的具体方法可以是：首先确定一个预设时长，例如3分钟。然后，控制器7根据在这3分钟内，第一至第五反应釜11-15内的温度和压力的变化情况，和第一至第五反应釜11-15内的温度和压力偏离第一至第五反应釜11-15的技术反应通道的大小，确定所述实际反应通道。然后再根据当前第一至第五反应釜11-15 内的温度和压力是否处于实际反应通道内，控制非量化生物质处理系统。值得注意的是，确定实际反应通道是一个可以反复实施的步骤。在本发明所提供的非量化生物质处理系统运行过程中，可以间歇性的反复生成实际反应通道，以便对非量化生物质处理系统进行更好的控制。

下面以第一反应釜11的温度为例，对当前的非限制性例子进行进一步说明。假设根据第一反应釜11的大小，进料情况，反应釜内的温度、压力等情况，确定了第一反应釜11的技术反应通道包含的温度的范围是80±10摄氏度。在3分钟内，第一温度传感器31测得第一反应釜11内的温度在85±8摄氏度的范围内波动，并且其他情况正常。此时，根据“第一反应釜11内的温度在 85±8摄氏度的范围内波动”的这一温度变化情况和“85±8摄氏度与80±10摄氏度相比偏移不大”这一偏离情况，将第一反应釜11的实际反应通道确定为 85±10摄氏度。这样设置的好处在于，由于待处理的多物态有机物混合垃圾的成分复杂多变，反应釜中的反应情况也较为复杂。因此，反应釜中的温度、压力等参数常常并不按照理想情况下的技术反应通道运行。传统的方式往往在反应釜中的温度、压力等参数偏离技术反应通道时对反应釜进行干预，甚至中断非量化生物质处理过程。这样的干预甚至中断显然会导致处理效率的降低。事实上，反应釜中的温度、压力等参数偏离技术反应通有较大可能性是由于类似“当前处理的多物态有机物混合垃圾的成分发生变化”等原因引起的，无需干预。因此，本发明通过采用建立实际反应通道的办法，允许反应釜能够在略微偏离技术反应通道的状态下运行，减少对反应釜的干预，实现更优良的非量化生物质处理表现。

根据一个非限制性的例子，本发明所提供的非量化生物质处理系统还包括以一个预处理设备8，所述预处理设备包括红外摄像机81、输送带82、称重上料装置83和预处理装置84。在该预处理设备中，垃圾首先被放置在输送带输 82上，并因为输送带82的运行而摊开。红外摄像机81拍摄位于输送带82上的已经被摊开的垃圾，生成红外影像。由于现有的红外摄像机已经可以具有 0.05摄氏度的精度，因而可以较为精确的反映出垃圾的情况，因此可以凭借红外摄像机81生成的红外影像，通过相对简单的算法从垃圾中识别出较大的物体。根据非量化生物质处理系统的实际情况，可以将垃圾中直径超过400毫米的物体判定为较大的物体，并对这些较大的物体进行预处理。预处理可以是本领域技术人员所知晓的任何一种方式，例如可以是包括碾压、切割、振动、打击中的一种或者多种。经过预处理后的物体和其他垃圾一起，被输送至第一反应釜11。称重上料装置83的称重结果可以作为非量化生物质处理系统的进料情况，或者作为非量化生物质处理系统的进料情况的一部分，用于生成实际反应通道。

下面参考图3，对该非量化生物质处理系统处理垃圾的具体方法进行进一步说明。该非量化生物质处理系统处理垃圾的具体方法主要包括以下步骤：

步骤100，启动非量化生物质处理系统。在这一步骤中，可以包含以下工作：将垃圾进料入非量化生物质处理系统中串联连接的第一至第五反应釜 11-15中、开始监测第一至第五反应釜11-15的温度和压力、开始对第一至第五反应釜11-15内成像、开始检测非量化生物质处理系统的进料情况等。

步骤101，根据非量化生物质处理系统本身的参数、第一至第五反应釜 11-15内的温度和压力等信息产生第一至第五反应釜11-15的技术反应通道。值得注意的是，这一步可以在该非量化生物质处理系统开机前完成，也可以在该非量化生物质处理系统开机后的调试阶段完成。

步骤102，根据第一至第五反应釜11-15在预设时长内的温度和压力的变化情况，和所述多个反应釜在预设时长内的温度和压力偏离所述技术反应通道的大小等信息确定第一至第五反应釜11-15的实际反应通道。这一步骤可以以一定周期反复进行，也可以根据用户的指令进行。

步骤103，第一至第五反应釜11-15的实际反应通道，结合第一至第五反应釜11-15内的温度和压力控制非量化生物质处理系统。

值得注意的是，上述步骤只是本发明所提供的非量化生物质处理系统处理垃圾的方法的一个非限制性例子中的部分内容的说明。上述步骤100到103的排列方式也只是为了说明上述步骤可以按照100至103的顺序进行，但并不意味着只能以这一顺序实施。事实上，本发明所提供的非量化生物质处理系统处理垃圾的方法在许多方面还可以具有多种变化，例如，在步骤100之前还可以具有一个将较大物体先行处理的预处理步骤。下面以一些非限制性的例子来对本发明提供的食物料理方法做进一步的说明。

根据一个非限制性的例子，步骤103控制非量化生物质处理系统可以进一步包含以下步骤：

步骤201，判断为第一至第五反应釜11-15的温度和压力是否处于所述实际反应通道内。

步骤202，若判断为第一至第五反应釜11-15的温度和压力都处于所述实际反应通道内，保持当前检测所述多个反应釜的温度和压力的频率，即继续以第一温度检测频率检测和第一压力检测频率检测所述多个反应釜的温度和压力。不改变所述非量化生物质处理系统的工作状态。完成这一步骤之后，定期或者不定期的再次执行步骤201。

步骤203，若判断为至少有一个反应釜的温度和/或压力处于所述实际反应通道外，增加监测这一反应釜的温度和压力的频率，并转到步骤204。以判断到第二反应釜22的温度升高并已经高于实际反应通道为例，将检测第二反应釜22的温度和压力的频率增加至第二温度检测频率和第二压力检测频率。例如，第二温度检测频率和第二压力检测频率可以分别是第一温度检测频率检测和第一压力检测频率的1.5倍、2倍或者3倍。

步骤204，判断位于实际反应通道外的温度和/或压力能否回归。继续以判断到第二反应釜22的温度升高并已经高于实际反应通道为例，在当前步骤中，判断第二反应釜22的温度能否回到实际反应通道内。

步骤205，若判断为第二反应釜22的温度能够回到实际反应通道内，则不改变所述非量化生物质处理系统的工作状态。步骤205还可以包括转出任务，以提升系统可靠性。例如，步骤205中还包括于一段时间后，例如10秒钟后，跳转至204，再次判断能否回归的任务。或者，也可以跳转至其他步骤，例如步骤201。

步骤206，若判断为第二反应釜22的温度不能够回归到实际反应通道内，则需要相应的改变非量化生物质处理系统的工作状态。针对不同的参数不能回归，具体的改变非量化生物质处理系统的工作状态的方式可以是多样的。例如具体改变非量化生物质处理系统的工作状态的手段包括改变第一至第五反应釜11-15中的一个或者多个的转速、通过加热或者冷却改变第一至第五反应釜11-15的温度、通过泄压或者其他手段改变第一至第五反应釜11-15内的压力、增加或者减慢非量化生物质处理系统的进料速度等，并且可以同时执行上述手段中的一个或多个。

如上述非限制性例子所示，基于控制多个反应釜的目的，在通过非量化平衡产生实际反应通道的基础上，结合弹性边界的控制手段，以系统收敛性和中值逼近为首要控制元素，使系统在连续反应过程中实现长效性的同时，还能具有较好的稳定性和鲁棒性实现多态物质在反应釜中实现稳定、优化的转换。值得注意的是，判断位于实际反应通道外的参数能否回归的方法可以是多样的。可选的判断方式包括，判断此参数位于实际反应通道外的时间长短、判断此参数偏离出实际反应通道外的幅度、判断此参数的导数的正负等。还可以综合使用这些方式来进行判断。这样设置的好处在于，避免由于一些偶然情况引起的参数的变化对反应釜中的反应进行干预，尽可能的保持反应的连贯性，提高处理垃圾的表现。

下面参考图4对本发明的一个非限制性的例子进行说明。当前的非限制性例子与前一个例子的相同之处不再赘述，主要针对步骤204进行进一步说明。因而在图4中，也仅示出步骤204的具体情况和与步骤204直接相关的一些步骤。其余的步骤不再示出。步骤204中判断位于实际反应通道外的温度和、或压力能否回归可以进一步包含以下步骤：

步骤301判断第二反应釜22的温度高于实际反应通道的持续时间是否大于预设通道外时长(例如3分钟)。若判断为所述持续时间小于预设通道外时长，则认为能回归，并跳转至步骤205不改变所述非量化生物质处理系统的工作状态。并于一段时间后，例如10秒钟后，再次判断第二反应釜22的温度的高于实际反应通道持续时间(即回到步骤301)；

步骤302，若判断为所述持续时间大于预设通道外时长，则进一步判断位于所述实际反应通道外的所述反应釜的压力信息和/或温度在处于所述实际反应通道外的持续时间内是否全部向所述实际反应通道收敛。继续以判断到第二反应釜22的温度升高并已经高于实际反应通道为例。假设第二反应釜当前的实际反应通道包含的温度范围是50摄氏度正负5度。在之前的步骤204中，已经判断出第二反应釜22的温度升高至实际反应通道以外，即超过55摄氏度，并已经持续4分钟，即已经超过3分钟的预设通道外时长。此时，判断第二反应釜22的温度在这4分钟内是否向实际反应通道收敛。具体的判断方法可以是多样的。其中一种可选的方法是，判断当前第二反应釜22的温度是否是第二反应釜22的温度在这4分钟内温度曲线的峰值。此处的峰值指的是偏离实际反应通达最大的值，针对当前第二反应釜22的温度高于实际反应通道，则此处的峰值是最大值。若当前第二反应釜22的温度低于实际反应通道，则显然应当将峰值理解为最小值。

如果当前第二反应釜22的温度不是第二反应釜22的温度在这4分钟内温度曲线的峰值，则认为第二反应釜22的温度已经开始向反应通道回落，应当判断为，是向实际反应通道收敛。反之，假设当前温度就是第二反应釜22的温度在这4分钟内的峰值，则认为第二反应釜22的温度没有向实际反应通道收敛。若判断为位于实际反应通道外的压力和/或温度全部向所述实际反应通道收敛，则跳转至步骤205不改变所述非量化生物质处理系统的工作状态。换言之如果有多个参数正位于相应的实际反应通道以外，则需要判断这些参数是否全部收敛。只有当所有位于实际反应通道以外的参数都收敛，才可以不改变所述非量化生物质处理系统的工作状态。若判断为全部收敛，则可以在一定时间后再次执行步骤301，再次判断是否收敛。这样设置的好处在于，尽可能少的干预对反应过程，使得反应更加连续，提高提高处理垃圾的表现。

步骤303，若判断为至少一个位于实际反应通道外的压力或温度不向实际反应通道收敛，则需要相应的改变非量化生物质处理系统的工作状态。改变非量化生物质处理系统的工作状态可以根据第一至第五反应釜11-15的实际反应通道、第一至第五反应釜11-15当前的温度和压力来进行。具体改变非量化生物质处理系统的工作状态的手段包括改变第一至第五反应釜11-15中的一个或者多个的转速、通过加热或者冷却改变第一至第五反应釜11-15的温度、通过泄压或者其他手段改变第一至第五反应釜11-15内的压力、增加或者减慢非量化生物质处理系统的进料速度等，并且可以同时执行上述手段中的一个或多个。

值得注意的是，上述步骤只是本发明所提供的非量化生物质处理系统的处理垃圾的方法的一个非限制性例子中的部分内容的说明。上述步骤301到303 的排列方式也只是为了说明上述步骤可以按照上述的顺序进行，但并不意味着只能以这一顺序实施。例如，在完成步骤302后，不一定要跳转至步骤301，也可以跳转至其他步骤，例如步骤201。这样的变化毫无疑义的也应当属于本发明的保护范围。本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (15)

1.一种非量化生物质处理系统，包括多个反应釜、多个压力传感器、多个温度传感器和控制器；

所述多个反应釜倾斜设置并串联连接，使生物质能在所述多个反应釜中蠕动，经过裂解反应，转化为反应产物和残渣排出；

所述多个压力传感器以第一压力检测频率检测所述多个反应釜内的压力，产生多个压力信息并传输至所述控制器；

所述多个温度传感器以第一温度检测频率检测所述多个反应釜内的温度，产生多个温度信息并传输至所述控制器；

所述控制器根据所述非量化生物质处理系统本身的参数、温度和压力，产生所述多个反应釜的技术反应通道，所述技术反应通道包括所述多个反应釜的温度范围的理论计算值和压力范围的理论计算值；

所述控制器根据所述多个反应釜的技术反应通道、所述多个压力信息和所述多个温度信息生成实际反应通道，所述实际反应通道包括所述多个反应釜在稳定工作状态的温度范围和压力范围；

所述控制器根据所述多个压力信息、所述多个温度信息和所述实际反应通道控制所述非量化生物质处理系统。

2.根据权利要求1所述的非量化生物质处理系统，其特征在于：所述控制器包括多个设置在所述多个反应釜上的分布式控制器和一个中央控制器；

每个所述分布式控制器根据其所在的反应釜上的技术反应通道、温度和压力生成所述反应釜的生成实际反应通道；

或每个所述分布式控制器根据其所在的反应釜的技术反应通道、温度、压力和至少一个其他反应釜的温度、压力生成实际反应通道；

每个所述分布式控制器根据其所在的反应釜上的实际反应通道、温度和压力控制所述反应釜。

3.根据权利要求1所述的非量化生物质处理系统，其特征在于：所述控制器根据所述多个反应釜在预设时长内的温度和压力的变化情况和所述多个反应釜在预设时长内的温度和压力偏离所述技术反应通道的大小确定所述实际反应通道；

所述控制器根据判断当前所述多个压力信息和所述多个温度信息是否处于所述实际反应通道内控制所述非量化生物质处理系统。

4.根据权利要求1所述的非量化生物质处理系统，其特征在于：还包括多个成像系统，所述多个成像系统对多个反应釜内部进行成像，产生成像结果并传输至所述控制器；

所述控制器根据所述非量化生物质处理系统的进料情况、所述多个反应釜的成像结果、所述多个反应釜在预设时长内的温度和压力的变化情况和所述多个反应釜在预设时长内的温度和压力偏离所述技术反应通道的大小确定所述实际反应通道；

所述控制器根据判断当前所述多个压力信息和所述多个温度信息是否处于所述实际反应通道内控制所述非量化生物质处理系统。

5.根据权利要求3或4所述的非量化生物质处理系统，其特征在于：所述控制器根据判断当前多个所述多个反应釜的压力和温度是否处于所述实际反应通道内；

若判断为当前所述多个反应釜的压力和温度处于所述实际反应通道内，则保持当第一压力检测频率 和第一温度检测频率；

若判断为当前所述多个反应釜的压力和温度中的至少一个处于所述实际反应通道外，则所述多个压力传感器以第二压力检测频率检测所述反应釜内的压力，所述多个温度传感器以第二温度检测频率检测所述反应釜内的温度；

所述第二压力检测频率大于所述第一压力检测频率，所述第二温度检测频率大于所述第一温度检测频率。

6.根据权利要求5所述的非量化生物质处理系统，其特征在于：若判断为当前所述多个反应釜的压力和温度中的至少一个处于所述实际反应通道外，所述控制器判断位于所述实际反应通道外的所述压力和/或温度能否回归；

若判断为能够回归，所述控制器不改变所述非量化生物质处理系统的工作状态；

若判断为不能回归，所述控制器根据当前多个所述多个压力信息、所述多个温度信息和所述实际反应通道，改变所述多个反应釜的转速、所述多个反应釜的温度、所述多个反应釜的压力和所述非量化生物质处理系统的进料速度中的一个或多个。

7.根据权利要求6所述的非量化生物质处理系统，其特征在于：判断位于所述实际反应通道外的所述压力和/或温度能否回归的方法是，

判断处于所述实际反应通道外的持续时间是否大于预设通道外时长；

若判断为所述持续时间小于预设通道外时长，则认为能够回归；

若判断为所述持续时间大于预设通道外时长，则认为不能回归。

8.根据权利要求6所述的非量化生物质处理系统，其特征在于：判断位于所述实际反应通道外的所述压力和/或温度能否回归的方法是，

判断处于所述实际反应通道外的持续时间是否大于预设通道外时长；

若判断为所述持续时间小于预设通道外时长，则认为能够回归；

若判断为所述持续时间大于预设通道外时长，则进一步判断所述位于实际反应通道外的所述压力和/或温度是否全部向所述实际反应通道收敛；

若判断为位于实际反应通道外的所述压力和/或温度信息全部向所述实际反应通道收敛，则认为能够回归；

若判断为至少一个位于实际反应通道外的所述压力或所述温度不向所述实际反应通道收敛，则认为不能回归。

9.根据权利要求1所述的非量化生物质处理系统，其特征在于：还包括预处理设备，所述预处理设备包括红外摄像机、输送带、称重上料装置和预处理装置；

所述输送带输送将要进入所述多个反应釜的垃圾；

所述红外摄像机拍摄所述输送带上的所述垃圾，生成红外影像；

所述预处理装置根据所述红外影像，对所述垃圾中直径超过400毫米的物体进行预处理；

所述称重上料装置将经过预处理的物体和所述垃圾输送至所述多个反应釜。

10.一种非量化生物质处理系统的控制方法其特征在于，控制一种非量化生物质处理系统执行以下步骤：

步骤1，将垃圾以预设速度进入非量化生物质处理系统中串联连接的多个反应釜，并持续监测所述多个反应釜的温度和压力；

步骤2，根据所述非量化生物质处理系统本身的参数、温度和压力，产生所述多个反应釜的技术反应通道，所述技术反应通道包括所述多个反应釜的温度范围的理论计算值和压力范围的理论计算值；

步骤3，根据所述多个反应釜的技术反应通道、所述多个压力信息和所述多个温度信息生成实际反应通道，所述实际反应通道包括所述多个反应釜在稳定工作状态的温度范围和压力范围；

步骤4，根据所述实际反应通道、所述多个反应釜的温度和压力控制所述非量化生物质处理系统。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于：所述步骤3包括：根据所述多个反应釜在预设时长内的温度和压力的变化情况，和所述多个反应釜在预设时长内的温度和压力偏离所述技术反应通道的大小确定实际反应通道，所述实际反应通道包括所述多个反应釜的温度范围和压力范围。

12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于：所述步骤4具体包括以下步骤：

步骤4.1，判断为当前多个所述多个反应釜的温度和压力是否处于所述实际反应通道内；

步骤4.2，若判断为所述多个反应釜的温度和压力都处于所述实际反应通道内，保持当前监测所述多个反应釜的温度和压力的频率，不改变所述非量化生物质处理系统的工作状态；

步骤4.3，若判断为至少有一个反应釜的温度和/或压力处于所述实际反应通道外，增加监测所述反应釜的温度和压力的频率；

步骤4.4，判断位于所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度能否回归；

步骤4.5，若判断为能够回归，所述控制器不改变所述非量化生物质处理系统的工作状态；

步骤4.6，若判断为不能回归，所述控制器根据当前多个所述多个压力信息、所述多个温度信息和所述实际反应通道，改变所述多个反应釜的转速、所述多个反应釜的温度、所述多个反应釜的压力和所述非量化生物质处理系统的进料速度中的一个或多个。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于：所述步骤4.4具体包括以下步骤：

步骤4.4.1，判断位于所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度位于所述实际反应通道外的持续时间是否大于预设通道外时长；

步骤4.4.2，若判断为所述持续时间小于预设通道外时长，则认为所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度能够回归；

步骤4.4.3，若判断为所述持续时间大于预设通道外时长，则认为所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度不能回归。

14.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于：所述步骤4.4具体包括以下步骤：

步骤4.4.1，判断位于所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度位于所述实际反应通道外的持续时间是否大于预设通道外时长；

步骤4.4.2，若判断为所述持续时间小于预设通道外时长，则认为所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度能够回归；

步骤4.4.3，若判断为所述持续时间大于预设通道外时长，则进一步判断所述位于所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度在位于反应通道外的时间内是否全部向所述实际反应通道收敛；

步骤4.4.4，若判断为位于实际反应通道外的所述压力和/或所述温度全部向所述实际反应通道收敛，则认为所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度能够回归；

步骤4.4.5，若判断为至少一个位于实际反应通道外的所述压力或所述温度不向所述实际反应通道收敛，则认为所述实际反应通道外的所述反应釜的压力和/或温度不能回归。

15.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于控制一种非量化生物质处理系统还执行：

预处理步骤，在所述垃圾进入所述多个反应釜前，根据所述垃圾的红外影像，直径超过400毫米的物体筛选出来，被筛选出的所述物体在经过预处理后，再输送至所述多个反应釜。

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