CN110107901B - 一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三废一体化反应器废弃物的控制系统包括：控制中心，根据给定值以及测量元件反馈的变量元计算控制量，并通过控制量调整控制阀的开度，调整不同废弃物的比例；第一测量元件，用于测量废弃物的含水率，并将测量的含水率反馈至所述控制中心；第二测量元件，用于测量废弃物的热量值，并将测量的热量值反馈至所述控制中心；第三测量元件，用于测量废弃物的粘度值，并将测量的粘度值反馈至所述控制中心；混合器，用于不同废弃物按比例混合，并与燃料气混合。本发明能够有效解决废弃物加注配比计算错误的问题，以及废弃物燃烧不充分和结构堵塞等问题。

Description

一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及三废处理技术领域，特别涉及一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法。

背景技术

危废焚烧装置，适用于含盐废液、废气、废固的焚烧处置。不同废物具有不同的形态、热值等特性。传统工艺中，向燃烧炉加注不同的废弃物时，不同废弃物的加注配比通常由人工计算，人工计算配比以及称重往往会有一定的出错率和误差，对进入到燃烧炉中的废弃物的燃烧造成一定的影响。

随着自动控制的发展，现有技术中出现了通过自动控制的方式向燃烧炉中加注不同废弃物加的方案。但是现有的自动控制系统一方面受到燃烧炉的限制，导致含盐废液、废气、废固的焚烧装置有高结晶高结渣高腐蚀等问题，容易引起设备堵塞或设备使用年限低的问题；另一方面，现有的控制系统缺乏对废弃物多样性的考虑，即使同一种废弃物，每一次加注到燃烧炉中的废弃物依然具有不同的特性，预设的废弃物比例在不同时段燃烧效果不同，难以保证全时段充分燃烧，导致燃烧不充分的废弃物对燃烧炉的堵塞。

因此，为了解决现有技术中的上述问题，需要一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种三废一体化反应器废弃物的控制系统，所述系统包括：

控制中心，根据给定值以及测量元件反馈的变量元计算控制量，并通过控制量调整控制阀的开度，调整不同废弃物的比例；

第一测量元件，用于测量废弃物的含水率，并将测量的含水率反馈至所述控制中心；

第二测量元件，用于测量废弃物的热量值，并将测量的热量值反馈至所述控制中心；

第三测量元件，用于测量废弃物的粘度值，并将测量的粘度值反馈至所述控制中心；

混合器，用于不同废弃物按比例混合，并与燃料气混合；

三废一体反应器，所述反应器呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室，所述第一燃烧室具有切向开设的一次风入口，用于向第一燃烧室内喷入废固与一次燃料气的混合风；

所述反应器还包括第二燃烧室，所述第二燃烧室具有切向开设二次风入口，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风；所述第二燃烧室上开设废液加注口，用于向第二燃烧室加注废液；

在所述第一燃烧室与所述第二燃烧之间具有燃烧下行通道，所述燃烧下行通道向外凸出形成一个混合室；所述反应器底部设有格栅塔，在格栅塔下方布置水淬池。

优选地，第二测量单元周期性多次取样测量废弃物的热量值，计算平均值后，反馈至控制中心；

第三测量单元周期性多次取样测量废弃物的粘度值，计算平均值后，反馈至控制中心。

优选地，所述第二燃烧室开有出风口，出风口排出燃烧后的烟气。

优选地，所述混合室设有热风环形管道，出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道，回收余热助燃。

优选地，所述第一燃烧室为叶片式燃烧室。

优选地，所述水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。

优选地，所述第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。

本发明的另一个方面在于提供一种三废一体化反应器废弃物的控制方法，所述方法包括如下方法步骤：

控制中心获取输入不同废弃物的含水率、热量值，以及粘度值的给定值；

第一测量元件测量废弃物的含水率，并将测量的含水率反馈至控制中心；

第二测量元件测量废弃物的热量值，并将测量的热量值反馈至控制中心；

第三测量元件测量废弃物的含粘度值，并将测量的粘度值反馈至控制中心；

控制中心将反馈的含水率、热量值，以及粘度值与给定值对比，

当反馈的含水率、热量值，以及粘度值与给定值的偏差大于某一阈值，则向控制阀发出控制指令，调整控制阀的开度，调整向混合器内加注不同废弃物的比例。

优选地，第三测量单元周期性多次取样测量废弃物的热量值，计算平均值后，反馈至控制中心；

第二测量单元周期性多次取样测量废弃物的粘度值，计算平均值后，反馈至控制中心。

本发明提供的一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法，能够有效解决废弃物加注配比计算错误的问题，以及废弃物燃烧不充分和结构堵塞等问题。

本发明一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法，对废物的减容效果显著、无害化程度高，可以实现减容、脱毒、稳定化的环保目标。

本发明一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法，一次燃料气和二次燃料气切向喷入，使得气流与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧更完全，使危废渣粒的燃烧反应更完全彻底。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出了本发明一种三废一体化反应器废弃物的控制系统的结构框图。

图2示出了本发明一种三废一体化反应器的结构示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

如图1所示本发明一种三废一体化反应器废弃物的控制系统的结构框图，根据本发明的实施例，一种三废一体化反应器废弃物的控制系统包括：

三废一体化反应器，废弃物加注到三废一体化反应器内进行燃烧反应，具体的三废一体化反应器在下文中详细说明。

控制中心101，根据给定值以及测量元件反馈的变量元计算控制量，并通过控制量调整控制阀102的开度，调整不同废弃物的比例。

在具体的实施例中，根据现场不同废弃物的种类，设定控制中心101的给定值，人工输入到控制中心。本领域技术人员根据不同废弃物含水率、热量值、粘度值的特性，计算多种废弃物混合后实现完全燃烧的比例，确定给定值。

第一测量元件103，用于测量废弃物的含水率，并将测量的含水率反馈至所述控制中心。

含水率由第一测量元件(水分测量仪)103在线测量得出，含水率作为一个主要变量元，在一个较佳的实施例中，第一测量元件103测量的含水率实时向控制中心101反馈。

第二测量元件104，用于测量废弃物的热量值，并将测量的热量值反馈至所述控制中心。第三测量元件105，用于测量废弃物的粘度值，并将测量的粘度值反馈至所述控制中心。

因热量值和粘度值较为复杂，在一个较佳的实施例中，第二测量元件104周期性多次取样测量废弃物的热量值，计算平均值后，反馈至控制中心；第三测量元件105周期性多次取样测量废弃物的粘度值，计算平均值后，反馈至控制中心。

在另一些实施例中，第二测量元件104周期性多次取样，将每次的取得的废弃物样品送至实验室测量热量值，并计算测量的第一平均值。将第一平均值上传至控制中心。

上述第一平均值与给定值(热量值)对比，得到第一偏差。第二测量元件周期性多次取样测量废弃物的热量值计算的平均值，与给定值对比，得到第二偏差。控制中心按照偏差较小所对应的热量值，调整控制阀的开度，调整不同废弃物的比例。

在另一些实施例中，第三测量元件105周期性多次取样，将每次的取得的废弃物样品送至实验室测量粘度值，并计算测量的第二平均值。将第二平均值上传至控制中心。

上述第二平均值与给定值(粘度值)对比，得到第三偏差。第三测量元件周期性多次取样测量废弃物的粘度值计算的平均值，与给定值对比，得到第四偏差。控制中心按照偏差较小所对应的粘度值，调整控制阀102的开度，调整不同废弃物的比例。

实施例中，对于送实验室测量热量值和粘度值，至少取样500个数据分析，进行数理回归计算得到控制数学模型，依据数学模型计算给出的平均值，上传至控制中心。

混合器106，具有多个废弃物加料口，每个废弃物加料口设有控制阀102，通过控制中心101调整控制阀102的开度，将不同的废弃物加入到混合器106中，不同废弃物在混合器106中按比例混合，并与燃料气混合。

本发明通过合理反馈废弃物的含水率、热量值和粘度值，调整向混合器中加注废弃物的比例，保证加进去的物料热值稳定、粘度合理，燃烧更充分，有效避免堵塞，同时降低后续灰渣处理成本。

结合图1所示，根据本发明的实施例，一种三废一体化反应器废弃物的控制方法包括如下方法步骤：

控制中心获取输入不同废弃物的含水率、热量值，以及粘度值的给定值。

第一测量元件测量废弃物的含水率，并将测量的含水率反馈至控制中心。

第二测量元件测量废弃物的热量值，并将测量的热量值反馈至控制中心。

第三测量元件测量废弃物的含粘度值，并将测量的粘度值反馈至控制中心。

控制中心将反馈的含水率、热量值，以及粘度值与给定值对比。

当反馈的含水率、热量值，以及粘度值与给定值的偏差大于某一阈值，则向控制阀发出控制指令，调整控制阀的开度，调整向混合器内加注不同废弃物的比例。

在一些实施例中，第三测量单元周期性多次取样测量废弃物的热量值，计算平均值后，反馈至控制中心。

在一些实施例中，第二测量单元周期性多次取样测量废弃物的粘度值，计算平均值后，反馈至控制中心。

下面结合实施例对本发明三废一体化反应器进行阐释，如图2所示了本发明一种三废一体化反应器的结构示意图，根据本发明的实施例，一种三废一体化反应器呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室1，第一燃烧室1具有切向开设的一次风入口2，用于向第一燃烧室1内喷入废固与一次燃料气的混合风，即混合器106中的废弃物与燃料气的混合物。混合物通过泵送，分散喷射的方式喷入到第一燃烧室1内。在优选地实施例中，第一燃烧室1为叶片式燃烧室。

反应器还包括第二燃烧室3，第二燃烧室3具有切向开设二次风入口104，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风，即混合器106中的废弃物与燃料气的混合物。混合物通过泵送，分散喷射的方式喷入到第二燃烧室3内。第二燃烧室3上开设废液加注口8，用于向第二燃烧室加注废液。第二燃烧室3开有出风口，出风口排出燃烧后的烟气。

在第一燃烧室1与第二燃烧室3之间具有燃烧下行通道6，燃烧下行通道6向外凸出形成一个混合室7。混合室7设有热风环形管道10，出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道110，回收余热助燃。具体地，在三废燃烧过程中，出风口排出的烟气，经过净化处理，通过热风环形管道10引回至混合室7，作为助燃空气向第一燃烧室1和第二燃烧室3提供，能够有效的回收余热。

反应器底部设有格栅塔9，在格栅塔9下方布置水淬池，水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。

根据本发明的实施例，在第一燃烧室1和第二燃烧室3内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。

下面对本发明三废一体化反应器的废料燃烧过程进行说明，本发明三废一体化反应器是用于燃烧废固、废气、废液的次高温次高压旋风反应器。

废固与一次燃料气的混合风，由第一燃烧室1的切向一次风入口2喷入到第一燃烧室1内，废固在第一燃烧室内旋转混合燃烧后，通过燃烧下行通道6，旋转下行至第二燃烧室3，与此同时，热风环形管道10将净化后的烟气作为助燃空气引入到混合室7内，助燃空气分两路旋转上行和旋转下行，混入到第一燃气室1和第二燃气室3内。

废固与二次燃料气的混合风，以以55～100m/s的速度，由第二燃烧室3的切向二次风入口4喷入到第二燃烧室内，同时废液经废液加注口8喷入到第二燃烧室3。实施例中，一次燃料气和二次燃料气可以选择天然气。

第二燃烧室内，混合风的高速旋转作用将燃料气和固体颗粒抛向第二燃烧室3的筒壁，颗粒物在第二燃室3的筒壁附近的空间汇聚燃烧，形成一个温度很高的区域(燃烧温度可达1450℃)，使灰渣熔化并粘附在二燃室筒壁上，之后在重力作用下不断下流，通过格栅塔9进入水淬池急冷成渣排出。

废液经泵送、分散喷射送入第二燃室3内燃烧，混合风与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧完全。

根据本发明的实施例，三废一体化反应器底部设有格栅塔9，作为熔渣的栅栏，液态渣通过格栅塔9流出。在水淬池的下部布置了连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣，灰渣水冷却后通过捞渣装置自动排出。

燃烧后的废气经由出风口排出，至相关可靠有效的烟气环保设备处置后达标排放。需要回收余热的，引回至热风环形管道10。

本发明三废一体化反应器呈立式布置，通过上下两个燃烧室，以及中间布置的混合室，实现单筒为自然循环、平衡通风、立式旋风燃烧，最后由液态排渣，有效提高了燃烧的效率，避免了反应器堵塞的问题。

在一些实施例中，二次风入口4为一混合风管道5，在混合风管道5上开设亚硝气加注口11，通过亚硝气加注口向第二燃烧室3内加注亚硝气，对亚硝气进行分解。

本发明提供的一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法，能够有效解决废弃物加注配比计算错误的问题，以及废弃物燃烧不充分和结构堵塞等问题。

本发明一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法，对废物的减容效果显著、无害化程度高，可以实现减容、脱毒、稳定化的环保目标。

本发明一种三废一体化反应器废弃物的控制系统及控制方法，一次燃料气和二次燃料气切向喷入，使得气流与粘附在液态渣膜上的燃料粒之间有很高的相对速度，促使燃料与空气充分混合，燃烧更完全，使危废渣粒的燃烧反应更完全彻底。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种包含三废一体化反应器的废弃物焚烧装置的控制系统，其特征在于，所述系统包括：

控制中心，根据给定值以及测量元件反馈的变量元计算控制量，并通过控制量调整控制阀的开度，调整不同废固的比例；

第一测量元件，用于测量废固的含水率，并将测量的含水率反馈至所述控制中心；

第二测量元件，用于测量废固的热量值，并将测量的热量值反馈至所述控制中心；

第三测量元件，用于测量废固的粘度值，并将测量的粘度值反馈至所述控制中心；

混合器，用于不同废固按比例混合，并与燃料气混合；

三废一体反应器，所述反应器呈立式布置，包括设置在顶部第一燃烧室，所述第一燃烧室具有切向开设的一次风入口，用于向第一燃烧室内喷入废固与一次燃料气的混合风；

所述反应器还包括第二燃烧室，所述第二燃烧室具有切向开设二次风入口，用于向第二燃烧室内喷入废固与二次燃料气的混合风；所述第二燃烧室上开设废液加注口，用于向第二燃烧室加注废液；

在所述第一燃烧室与所述第二燃烧室之间具有燃烧下行通道，所述燃烧下行通道向外凸出形成一个混合室；所述反应器底部设有格栅塔，在格栅塔下方布置水淬池。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，第二测量单元周期性多次取样测量废固的热量值，计算平均值后，反馈至控制中心；

第三测量单元周期性多次取样测量废固的粘度值，计算平均值后，反馈至控制中心。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二燃烧室开有出风口，出风口排出燃烧后的烟气。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述混合室设有热风环形管道，出风口排出燃烧后的烟气，经净化处理后引回至热风环形管道，回收余热助燃。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一燃烧室为叶片式燃烧室。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述水淬池底部布置连续喷水装置，落入水淬池中的炉渣通过连续冲水的方式除渣。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二燃烧室内壁衬有耐火材料，耐火材料周围设有补燃风孔，使废液、燃料气和空气充分接触。

8.一种如权利要求1所述的包含三废一体化反应器的废弃物焚烧装置的控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下方法步骤：

控制中心获取输入不同废固的含水率、热量值，以及粘度值的给定值；

第一测量元件测量废固的含水率，并将测量的含水率反馈至控制中心；

第二测量元件测量废固的热量值，并将测量的热量值反馈至控制中心；

第三测量元件测量废固的含粘度值，并将测量的粘度值反馈至控制中心；

控制中心将反馈的含水率、热量值，以及粘度值与给定值对比，

当反馈的含水率、热量值，以及粘度值与给定值的偏差大于某一阈值，则向控制阀发出控制指令，调整控制阀的开度，调整向混合器内加注不同废固的比例。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，第二测量单元周期性多次取样测量废固的热量值，计算平均值后，反馈至控制中心；

第三测量单元周期性多次取样测量废固的粘度值，计算平均值后，反馈至控制中心。

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