CN107903922A - 一种生物质热解炉智能控温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质热解炉智能控温系统,包括加料机、热解炉、沉降室、螺旋除灰机、储灰室、除尘降温器、除焦油器、分流器、罗茨风机、发电机组、温度控制器和可编程控制器;根据供电需求在可编程控制器中输入分解炉的温度范围,控制器将信号传递给温度控制器并把温度传感器测量的温度值与设定值进行对比,并将信号传输给加热器、加料机电机组和螺旋除灰机电机组。本发明通过控制炉体内部温度的变化、加料机和螺旋除灰机的工作状态,实现生物质气化过程中自动智能温度控制,从而控制产气量和发电机组发电量,取代了人工操作控温方式,操作方便,使用该系统能更加精准的控制生物质气化过程中的温度和发电量。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质热解炉领域,尤其是一种生物质热解炉控温系统。
背景技术
能源是人类生存与发展的前提和基础,是三大经济支柱之一。石油、煤炭、天然气等能源由于自身的有限性必定会枯竭,且大量燃烧化石燃料所排放的有害物质严重污染环境。面对能源和环境的双重压力,生物质能因其自身具有可再生性、低污染性以及高产量性等优点越来越受到人们的重视。生物质热解将难处理的固体生物质废弃物转化为可燃生物质气或油,便于燃烧和改性,更好的利用了生物质原料,减轻了直接燃烧所引起的环境污染。
生物质热解是生物质在完全缺氧条件下,通过高温热解产生液体、气体、固体三种产物的生物质热降解过程。由于生物质热解可以将固体废物中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源,在分解过程中排气量少,有利于减轻对大气环境的二次污染,废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中,相比于常规的化石燃料,生物油因其所含的硫、氮等有害成分极其微小,可视为21世纪的绿色燃料。因此,生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的热门且前沿技术之一。该技术不仅可以直接用于现有锅炉和燃气等设备的燃烧,发电机组发电,而且可通过进一步改进加工使液体燃料的品质接近于柴油或汽油等常规动力燃料的品质,此外还可以从中提取具有商业价值的化工产品。生物质热解按产气的用途来分,可分为生物质气化供气技术、供热技术、发电技术和合成化学品技术等。
生物质热裂解工艺主要组成工序有:1.原料的干燥和粉碎;2.快速热裂解反应器;3.焦炭和灰的分离;4.液体的收集。按热解温度来分,热解工艺分为高温热解(T>1000℃)、中温热解(T=600~700℃)和低温热解(T<600℃),中温热解主要用在比较单一的废物的热解,低温热解对象一般是农业、林业和农产品加工后的废物,用来生产低硫低灰的碳,生产出的碳视其原料和加工的深度不同,可作为不同等级的活性炭和水煤气原料;生物质在热解炉中热解时按处理灰分的方式有上吸式、下吸式和流化床式,一般都采用下吸式热解炉,现有的下吸式热解炉温度调节为人工调节,操作很不方便,温度控制也不精准,且整个工作系统不能连续作业。
发明内容
为了克服现有技术中热解炉的温度控制比较复杂,且不精确等缺陷,本发明提供一种生物质热解炉智能控温系统,使用可编程控制器与加料机、除灰机驱动装置、热解炉和发电机组相连接。通过可编程控制器通过温度控制器控制炉体内部温度的变化,通过控制生物质原料的加料和螺旋除灰机的开始与停止,实现生物质气化过程中自动智能温度控制,将温度控制在一个设定的范围内,使用该系统能更加精准的控制生物质气化过程中的温度和发电量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种生物质热解炉智能控温系统,包括加料机、热解炉、沉降室、螺旋除灰机、储灰室、除尘降温器、除焦油器、分流器、罗茨风机、发电机组、温度控制器和可编程控制器;所述加料机与热解炉相连,热解炉与沉降室相连,沉降室与螺旋除灰机相连,螺旋除灰机与储灰室相连,沉降室与除尘降温器相连,除尘降温器与除焦油器相连,除焦油器与分流器相连,分流器与发电机组相连;所述热解炉配有温度控制器,可编程控制器与温度控制器、加料机电机组、螺旋除灰机电机组和发电机组通讯连接。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述加料机内有螺旋送料器,加料机配有变频电机组,变频电机组与可编程控制器连接。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述沉降室配有微波辅助裂解装置,进一步裂解热解炉中输出的气体。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述储灰室设有位置传感器,当储灰室中的灰分达到设定的位置后,位置传感器通过控制螺旋除灰器的搅拌排灰装置将灰分送至储灰器。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述温度控制器包括温度传感器和加热器;所述温度传感器为热电偶、辐射性光电测温计、红外传感器中的一种;所述加热器采用电加热、气加热或煤加热中的一种。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述罗茨风机设置1-3台,其最大送风量满足发电机组满负荷输出电量的需求。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述螺旋除灰机配有变频电机组,变频电机组与控制器连接。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述除尘器内有双层除灰室和旋风除尘器。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述除尘器中设有旋风除尘器4-8个。
上述的一种生物质热解炉智能控温系统,所述整个控温系统工作过程如下:根据供电需求在可编程控制器人机交互界面中输入分解炉温度范围,可编程控制器将信号传递给温度控制器并把温度传感器测量的温度值与设定值进行对比,并将信号传输给加热器、加料机电机组和螺旋除灰机电机组,通过控制加料机和螺旋除灰机的工作状态、热解炉的热解温度,实现生物质气化过程中自动智能温度控制,将温度控制在设定的范围内,进而控制产气量和发电量。
本发明的有益效果是,本发明提供一种生物质热解炉智能控温系统,通过控制炉体内部温度的变化和生物质加料机和螺旋除灰机的工作状态,实现生物质气化过程中自动智能温度控制,从而控制产气量和发电机组发电量,解决了人工操作控温方式,操作方便,且使用该系统能更加精准的控制生物质气化过程中的温度和发电量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明系统示意图;
图2为本发明装置主视图;
图3为本发明装置俯视图。
图中1.加料机,2.加料机电机组,3.热解炉,3-1.加热器,4.沉降室,5.螺旋除灰机,6.储灰室,7.螺旋除灰机电机组,8.除尘降温器,9.除焦油器,10.罗茨风机,11.分流器,12.发电机组,13.温度控制器,13-1.温度传感器,14.可编程控制器,14-1.人机交互界面。
具体实施方式
为了更好的说明和解释本发明,下面结合说明书和附图来具体说明本发明内容,但是以下实施例仅用于说明本发明,不用来限制本发明的范围。
【实施例1】
一种生物质热解炉智能控温系统,包括加料机1、热解炉3、沉降室4、螺旋除灰机5、储灰室6、除尘降温器8、除焦油器9、罗茨风机10、分流器11、发电机组12、温度控制器13和可编程控制器14;所述加料机1与热解炉3相连,热解炉3与沉降室4相连,沉降室4与螺旋除灰机5相连,螺旋除灰机5与储灰室6相连,沉降室4与除尘降温器8相连,除尘降温器8与除焦油器9相连,除焦油器9与分流器11相连,分流器11与发电机组12相连;所述罗茨风机10与分流器11相连,所述热解炉3配有温度控制器13,可编程控制器14与温度控制器13、加料机电机组2、螺旋除灰机电机组7和发电机组12通讯连接。
所述加料机1内有螺旋送料器,加料机配有变频电机组,变频电机组与可编程控制器14连接。
所述沉降室4配有微波辅助裂解装置,进一步裂解热解炉中输出的气体。
所述储灰室6设有位置传感器,当储灰室中的灰分达到设定的位置后,位置传感器通过控制螺旋除灰器的搅拌排灰装置将灰分送至储灰器。
所述温度控制器13包括温度传感器13-1和加热器3-1。
所述温度传感器13-1为红外传感器。
所述加热器3-1采用电加热方式。
所述罗茨风机10设置2台,其最大送风量满足发电机组12满负荷输出电量的需求。
所述螺旋除灰机5配有变频电机组,变频电机组与可编程控制器14连接。
所述除尘降温器8包括除尘器和降温器,除尘器内有双层除灰室和旋风除尘器。
所述除尘器中设有旋风除尘器6个。
本发明生物质的热解和供气过程如下:生物质通过加料机1的螺旋送料器喂入热解炉3,通过高温烟气和一次风的作用逐步预热、干燥、热解生物质原料。热解残渣通过螺旋除灰机7被送入储灰室6中,从热解炉3中出来的热解油气先进入沉降室4,通过微波辅助进一步进行热裂解,然后进入除尘降温器8除去油气中夹杂的烟尘并降温,热解油气从除尘降温器8中出来后进入除焦油器9进行油气分离,最后经过分离后的生物质热解气进入分流器11,经罗茨风机10供给发电机组12发电。
整个智能控温系统工作原理如下:根据供电需求在可编程控制器人机交互界面14-1中输入分解炉温度范围,可编程控制器14将信号传递给温度控制器13并把温度传感器13-1测量的温度值与设定值进行对比,并将信号传输给加热器3-1、加料机电机组2和螺旋除灰机电机组7,通过控制加料机1和螺旋除灰机5的工作状态、热解炉的热解温度,实现生物质气化过程中自动智能温度控制,将温度控制在设定的范围内,进而控制产气量和发电量。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种生物质热解炉智能控温系统,包括加料机(1)、热解炉(3)、沉降室(4)、螺旋除灰机(5)、储灰室(6)、除尘降温器(8)、除焦油器(9)、罗茨风机(10)、分流器(11)、发电机组(12)、温度控制器(13)和可编程控制器(14);其特征在于,所述加料机(1)通过加料口与热解炉(3)相连,热解炉(3)与沉降室(4)通过管道相连,沉降室(4)与螺旋除灰机(5)相连,螺旋除灰机(5)与储灰室(6)通过管道相连,沉降室(4)与除尘降温器(8)通过管道相连,除尘降温器(8)与除焦油器(9)通过管道相连,除焦油器(9)与分流器(11)通过管道相连,中间设有开关阀,分流器(11)与发电机组(12)通过管道相连,所述罗茨风机(10)与分流器(11)和除焦油器(9)相连,所述热解炉(3)配有温度控制器(13),可编程控制器(14)与温度控制器(13)、加料机电机组(2)、螺旋除灰机电机组(7)和发电机组(12)通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述加料机(1)内有螺旋送料器,加料机配有变频电机组,变频电机组与可编程控制器(14)连接。
3.根据权利要求1所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述沉降室(4)配有微波辅助裂解装置,进一步裂解热解炉中输出的气体。
4.根据权利要求1所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述储灰室(6)设有位置传感器,当储灰室中的灰分达到设定的位置后,位置传感器通过控制螺旋除灰器的搅拌排灰装置将灰分送至储灰器。
5.根据权利要求1所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述温度控制器(13)包括温度传感器(13-1)和加热器(3-1);所述温度传感器(13-1)为热电偶、辐射性光电测温计、红外传感器中的一种;所述加热器(3-1)采用电加热、气加热或煤加热中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述罗茨风机(10)设置1-3台,其最大送风量满足发电机组(12)满负荷输出电量的需求。
7.根据权利要求1所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述螺旋除灰机(5)配有变频电机组,变频电机组与可编程控制器(14)通讯连接。
8.根据权利要求1所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述除尘降温器(8)包括除尘器和降温器;除尘器内有双层除灰室和旋风除尘器。
9.根据权利要求8所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述除尘器中设有旋风除尘器4-8个。
10.根据权利要求1或5所述的一种生物质热解炉智能控温系统,其特征在于,所述整个控温系统工作过程如下:根据供电需求在可编程控制器人机交互界面(14-1)中输入分解炉温度范围,可编程控制器(14)将信号传递给温度控制器(13)并把温度传感器(13-1)测量的温度值与设定值进行对比,并将信号传输给加热器(3-1)、加料机电机组(2)和螺旋除灰机电机组(7),通过控制加料机(1)和螺旋除灰机(5)的工作状态、热解炉的热解温度,实现生物质气化过程中自动智能温度控制,将温度控制在设定的范围内,进而控制产气量和发电量。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Song Wuqing Inventor after: Li Li Inventor before: Song Wuqing Inventor before: Sun Li |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180413 |