CN110982546A - 生物质热解系统及控制热烟气炉出口温度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了生物质热解系统及控制热烟气炉出口温度的方法，该系统包括控制系统，热烟气炉及与其进口相连的热解气管路、生物油管路和废气管路。控制系统选定主燃料，主燃料为热解气时关闭生物油切断阀，为生物油时关闭热解气切断阀；获取热烟气出口处的热烟气温度，其小于温度最高限定值时，打开所选主燃料的切断阀和废气切断阀，确定主燃料流量，调控主燃料调节阀，以使主燃料的流量计指示该主燃料流量，并调控废气调节阀，以使废气流量计指示与该主燃料流量相对应的废气流量值。可见，本方案可对热烟气炉出口烟气温度进行控制。

Description

生物质热解系统及控制热烟气炉出口温度的方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及生物质热解系统及控制热烟气炉出口温度的方法。

背景技术

生物质热解是指在隔绝空气或供给少量空气的条件下，通过热化学转换，将生物质转变成为木炭、液体和气体等低分子物质的过程。比如，热解产物有燃料油、木焦油、木煤气、木炭等。

目前，生物质热解系统中的热烟气炉产出的热烟气，可带动加热提升炉中的热载体去热解反应器，在热解反应器中，热载体与生物质原料在一定温度下充分混合产生热解气。

热烟气炉出口的烟气温度对生物质热解反应起到了十分关键的作用，故热烟气炉出口烟气温度的控制至关重要。

发明内容

本发明提供了生物质热解系统及控制热烟气炉出口温度的方法，对热烟气炉出口烟气温度进行控制。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了生物质热解系统，包括：

第一控制系统、第二控制系统、热烟气炉，以及分别与所述热烟气炉的进口相连的热解气管路、生物油管路和废气管路；其中，

所述热解气管路上设置有热解气调节阀、热解气流量计和热解气切断阀；

所述生物油管路上设置有生物油调节阀、生物油流量计和生物油切断阀；

所述废气管路上设置有废气调节阀、废气流量计和废气切断阀；

所述第一控制系统，用于选定主燃料；确定所述主燃料，所述主燃料为热解气时，控制所述生物油切断阀关闭，所述主燃料为生物油时，控制所述热解气切断阀关闭；获取所述热烟气炉的热烟气出口处的热烟气温度；判断所述热烟气温度是否小于预设的温度最高限定值，若是，所述主燃料为热解气时，控制所述热解气切断阀和所述废气切断阀均打开，根据所述热烟气温度确定热解气流量值并发送给所述第二控制系统，所述主燃料为生物油时，控制所述生物油切断阀和所述废气切断阀均打开，根据所述热烟气温度确定生物油流量值并发送给所述第二控制系统；

所述第二控制系统，用于接收所述热解气流量值，调控所述热解气调节阀，以使所述热解气流量计指示所述热解气流量值，调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述热解气流量值相对应的废气流量值；接收所述生物油流量值，调控所述生物油调节阀，以使所述生物油流量计指示所述生物油流量值，调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述生物油流量值相对应的废气流量值。

进一步地，所述第二控制系统包括：热解气流量指示控制器、生物油流量指示控制器和废气流量指示控制器；

其中，所述热解气流量指示控制器分别与所述第一控制系统、所述热解气调节阀、所述热解气流量计和所述废气流量指示控制器相连；

所述生物油流量指示控制器分别与所述第一控制系统、所述生物油调节阀、所述生物油流量计、所述废气流量指示控制器相连；

所述废气流量指示控制器分别与所述废气调节阀和所述废气流量计相连；

所述第一控制系统，用于将所述热解气流量值发送给所述热解气流量指示控制器；将所述生物油流量值发送给所述生物油流量指示控制器；

所述热解气流量指示控制器，用于设定第一流量比；调控所述热解气调节阀，以使所述热解气流量计指示所述热解气流量值；计算第一废气流量值，其中，所述热解气流量值与所述第一废气流量值的比值为所述第一流量比；将所述第一废气流量值发送给所述废气流量指示控制器；

所述生物油流量指示控制器，用于设定第二流量比；调控所述生物油调节阀，以使所述生物油流量计指示所述生物油流量值；计算第二废气流量值，其中，所述生物油流量值与所述第二废气流量值的比值为所述第二流量比；将所述第二废气流量值发送给所述废气流量指示控制器；

所述废气流量指示控制器，用于调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示所接收到的废气流量值。

进一步地，所述第一控制系统，用于在判断出所述热烟气温度不小于所述温度最高限定值时，控制所述热解气切断阀、所述生物油切断阀和所述废气切断阀均关闭。

进一步地，基于所述热烟气炉的进口，所述热解气调节阀、所述热解气流量计和所述热解气切断阀在所述热解气管路上按先后顺序依次设置，且所述热解气调节阀为单座调节阀，所述热解气流量计为孔板流量计，所述热解气切断阀为气动切断阀；

基于所述热烟气炉的进口，所述生物油调节阀、所述生物油流量计和所述生物油切断阀在所述生物油管路上按先后顺序依次设置，且所述生物油调节阀为单座调节阀，所述生物油流量计为椭圆齿轮流量计，所述生物油切断阀为气动切断阀；

基于所述热烟气炉的进口，所述废气调节阀、所述废气流量计和所述废气切断阀在所述废气管路上按先后顺序依次设置，且所述废气调节阀为单座调节阀，所述废气流量计为孔板流量计，所述废气切断阀为气动切断阀。

进一步地，该生物质热解系统还包括：带变送器的热电偶；

其中，所述热电偶设置于所述热烟气出口处；

所述热电偶与所述第一控制系统相连；

所述热电偶，用于实时检测所述热烟气出口处的热烟气温度；

所述第一控制系统，用于实时获取所述热电偶检测到的热烟气温度。

进一步地，该生物质热解系统还包括：火检检测器和可燃气体检测器；

其中，所述火检检测器设置在所述热烟气炉上；

所述可燃气体检测器设置在所述热烟气炉和所述废气管路的连接位置处；

所述火检检测器，用于实时检测所述热烟气炉内燃烧火焰的火焰信号；

所述可燃气体检测器，用于实时检测周边环境中的可燃气体浓度；

所述第一控制系统，用于实时获取所述火焰信号，根据所述火焰信号判断是否正常燃烧，若否，控制所述热解气切断阀、所述生物油切断阀和所述废气切断阀均关闭；实时获取所述可燃气体浓度，根据所述可燃气体浓度判断是否有可燃气体泄漏，若是，控制所述热解气切断阀、所述生物油切断阀和所述废气切断阀均关闭。

进一步地，该生物质热解系统还包括：加热提升炉和热解反应器；

其中，所述加热提升炉的进口与所述热烟气出口相连，所述加热提升炉的出口与所述热解反应器的进口相连；

所述热解反应器的热解气出口与所述热解气管路相连，所述热解反应器的生物油出口与所述生物油管路相连；

所述废气管路与泵房的废气出口、碳粉收集房的废气出口和燃气引风机的废气出口中的任意一个或多个废气出口相连。

进一步地，该生物质热解系统还包括：分别与所述热烟气炉的进口相连的液化石油气管路和空气管路；

其中，所述液化石油气管路上设置有液化石油气切断阀；

所述空气管路上设置有空气切断阀；

所述第一控制系统，用于启动后控制所述热解气切断阀、所述生物油切断阀和所述废气切断阀均关闭，以及控制所述液化石油气切断阀和所述空气切断阀均打开；监测所述热烟气炉是否完成起始燃烧，若是，控制所述液化石油气切断阀和所述空气切断阀均关闭，并执行所述确定所述主燃料。

进一步地，所述温度最高限定值为1300℃。

另一方面，本发明提供了控制热烟气炉出口温度的方法，应用于上述任一所述的生物质热解系统，包括：

选定主燃料；

确定所述主燃料，所述主燃料为热解气时，控制所述生物油切断阀关闭，所述主燃料为生物油时，控制所述热解气切断阀关闭；

获取所述热烟气炉的热烟气出口处的热烟气温度；

判断所述热烟气温度是否小于预设的温度最高限定值，若是，继续当前流程；

所述主燃料为热解气时，控制所述热解气切断阀和所述废气切断阀均打开，根据所述热烟气温度确定热解气流量值，调控所述热解气调节阀，以使所述热解气流量计指示所述热解气流量值，调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述热解气流量值相对应的废气流量值；

所述主燃料为生物油时，控制所述生物油切断阀和所述废气切断阀均打开，根据所述热烟气温度确定生物油流量值，调控所述生物油调节阀，以使所述生物油流量计指示所述生物油流量值，调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述生物油流量值相对应的废气流量值。

本发明提供了生物质热解系统及控制热烟气炉出口温度的方法，该系统包括控制系统，热烟气炉及与其进口相连的热解气管路、生物油管路和废气管路。控制系统选定主燃料，主燃料为热解气时关闭生物油切断阀，为生物油时关闭热解气切断阀；获取热烟气出口处的热烟气温度，其小于温度最高限定值时，打开所选主燃料的切断阀和废气切断阀，确定主燃料流量，调控主燃料调节阀，以使主燃料的流量计指示该主燃料流量，并调控废气调节阀，以使废气流量计指示与该主燃料流量相对应的废气流量值。可见，本发明可对热烟气炉出口烟气温度进行控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种生物质热解系统的示意图；

图2是本发明一实施例提供的另一种生物质热解系统的示意图；

图3是本发明一实施例提供的又一种生物质热解系统的示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种控制热烟气炉出口温度的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种生物质热解系统，可以包括：

第一控制系统101、第二控制系统102、热烟气炉103，以及分别与所述热烟气炉103的进口相连的热解气管路104、生物油管路105和废气管路106；其中，

所述热解气管路104上设置有热解气调节阀1041、热解气流量计1042和热解气切断阀1043；

所述生物油管路105上设置有生物油调节阀1051、生物油流量计1052和生物油切断阀1053；

所述废气管路106上设置有废气调节阀1061、废气流量计1062和废气切断阀1063；

所述第一控制系统101，用于选定主燃料；确定所述主燃料，所述主燃料为热解气时，控制所述生物油切断阀1053关闭，所述主燃料为生物油时，控制所述热解气切断阀1043关闭；获取所述热烟气炉103的热烟气出口处的热烟气温度；判断所述热烟气温度是否小于预设的温度最高限定值，若是，所述主燃料为热解气时，控制所述热解气切断阀1043和所述废气切断阀1063均打开，根据所述热烟气温度确定热解气流量值并发送给所述第二控制系统102，所述主燃料为生物油时，控制所述生物油切断阀1053和所述废气切断阀1063均打开，根据所述热烟气温度确定生物油流量值并发送给所述第二控制系统102；

所述第二控制系统102，用于接收所述热解气流量值，调控所述热解气调节阀1041，以使所述热解气流量计1042指示所述热解气流量值，调控所述废气调节阀1061，以使所述废气流量计1062指示与所述热解气流量值相对应的废气流量值；接收所述生物油流量值，调控所述生物油调节阀1051，以使所述生物油流量计1052指示所述生物油流量值，调控所述废气调节阀1061，以使所述废气流量计1062指示与所述生物油流量值相对应的废气流量值。

本发明实施例提供的生物质热解系统包括控制系统，热烟气炉及与其进口相连的热解气管路、生物油管路和废气管路。控制系统选定主燃料，主燃料为热解气时关闭生物油切断阀，为生物油时关闭热解气切断阀；获取热烟气出口处的热烟气温度，其小于温度最高限定值时，打开所选主燃料的切断阀和废气切断阀，确定主燃料流量，调控主燃料调节阀，以使主燃料的流量计指示该主燃料流量，并调控废气调节阀，以使废气流量计指示与该主燃料流量相对应的废气流量值。可见，本发明实施例可对热烟气炉出口烟气温度进行控制。

本发明实施例中的控制系统可以为DCS(Distributed Control System，分布式控制系统，或称集散控制系统)。

本发明实施例中，燃烧所需的原料有主燃料和助燃气体。主燃料可以有两种，一是热解气，二是生物油，助燃气体为废气。

热解气管路用于流通热解气，比如生物质热解净化后产生的热解气；生物油管路用于流通生物油，比如流通生物质热解净化后产生的生物油；废气管路用于流通废气，比如泵房、炭粉收集房、燃气引风机等处收集来的废气。管路中流通的热解气、生物油和废气经热烟气炉的进口，进入热烟气炉中进行燃烧。

详细地，上述三个管路上均设置有调节阀、流量计和切断阀。通过原料供应与否的判断，可控制相应切断阀的开关；结合原料品质、燃烧效果等作参考，可调控调节阀以控制原料流通量；通过流量计可测量并指示流量调节的结果。

详细地，由于主燃料有两种，故可按需选定任意一种作为当前的主燃料。在本发明一个实施例中，可以根据主燃料产量及品质情况，以及控制系统测算的产品收益情况，结合预设的主燃料选定规则，自动选定主燃料，即选择以热解气与废气匹配燃烧，还是以生物油与废气匹配进行燃烧。当然，本发明其他实施例中，工作人员还可按需手动选定主燃料。

本发明实施例中，由第一控制系统选定主燃料；选定后，即可确定所选定的主燃料是热解气还是生物油，以对应控制各个切断阀的开关与否。详细地，主燃料为热解气时，关闭生物油切断阀，以阻止生物油流入热烟气炉，主燃料为生物油时，关闭热解气切断阀，以阻止热解气流入热烟气炉。

详细地，原料流量不同时，会影响燃烧效果，进而影响热烟气炉的热烟气出口处的热烟气温度。为准确控制热烟气温度，可以结合当前的热烟气温度，来按需调控原料流量。

因此，第一控制系统可获取热烟气温度，并根据获取到的热烟气温度，来计算原料流量值。详细地，热烟气温度达到温度最高限定值，比如1300℃时，可暂停原料供应，反之，未达到温度最高限定值时，可调控原料供应。

由于需要调控原料供应，故需控制主燃料的切断阀打开及废气切断阀打开。当然，由于这一调控过程可以实时反复执行，故需打开的切断阀可能当前即为打开状态，则第一控制系统控制其维持打开状态即可。

原料供应的切断阀打开后，即可确定原料流量值。考虑到主燃料流量值与助燃气体流量值的流量比通常是相对应，比如这一流量比优选为预设的固定比值，故可先确定主燃料流量值，进而结合两者间的对应关系，来确定助燃气体流量值。

对于主燃料流量值的确定，在本发明一个实施例中，对于各种主燃料，可以预先通过实验测试使用不同主燃料流量时，所得热烟气的热烟气温度，从而建立主燃料流量值与热烟气温度间的对应关系，比如可以为热烟气温度随主燃料流量值变化而变化的表格或趋势图。如此，结合当前的主燃料类型及要求达到的目标热烟气温度，通过查找相应预设对应关系，即可确定出相应的标准主燃料流量值。通常情况下，通过控制主燃料的流量为该标准主燃料流量值，即可保证热烟气炉排出的热烟气具有该目标热烟气温度。

不过，不同批次、不同时间或不同条件下生产的主燃料可能略有差异，使得虽然主燃料的流量满足确定出的主燃料流量值，但所生成热烟气的温度不为上述目标热烟气温度。因此，可以结合热烟气当前的温度、主燃料当前的流量及目标热烟气温度，来确定新的主燃料流量值。

举例来说，实时监控当前的热烟气温度，根据当前的热烟气温度与目标热烟气温度的大小对比，以主燃料当前的流量为基准，作对应大小调整以确定出新的主燃料流量值。第二控制系统即可根据新的主燃料流量值来调控主燃料的流量，以期得到具有目标热烟气温度的热烟气，如此循环，以使所产生热烟气的温度可以稳定在目标热烟气温度。

通常情况下，上述目标热烟气温度不大于上述温度最高限定值，比如可以等于该温度最高限定值。

基于上述内容，第二控制系统收到主燃料流量后，即可结合主燃料当前的流量，以对应调控主燃料的调节阀，以调控主燃料的流量。经流量调控后，相应流量计可检测并标识到该主燃料流量。

综上所述，本发明实施例通过综合考虑主燃料的类型、实时检测到的热烟气温度、主燃料及助燃气体的流量等因素，可以对热烟气温度进行控制，以期稳定的生成具有期望温度的热烟气。

在本发明一个实施例中，废气管路可以连接有燃烧鼓风机，燃烧鼓风机可以将废气导入废气管路。

在本发明一个实施例中，废气在进入热烟气炉之前，还可经烟气换热器进行换热以提高废气温度。烟气换热器中的加热气体可以为来自燃烧旋风的热烟气，换热后的热烟气可去烟气引风机。通过热烟气对废气预加热，有利于提高热量利用率。

在本发明一个实施例中，生物油管路可以连接有燃烧油泵，燃烧油泵可以将生物油泵入生物油管路。此外，在生物油切断阀的远离热烟气炉侧，生物油管路上优选还可设置一止回阀。

上面提到，热烟气温度达到温度最高限定值时，可暂停原料供应，故可关闭主燃料切断阀和废气切断阀，以停止主燃料和助燃气体进入热燃气炉。基于此，在本发明一个实施例中，所述第一控制系统101，用于在判断出所述热烟气温度不小于所述温度最高限定值时，控制所述热解气切断阀1043、所述生物油切断阀1053和所述废气切断阀1063均关闭。

举例来说，主燃料为热解气时，若热烟气温度不小于温度最高限定值，为保证热烟气炉的安全，则联锁关闭热解气切断阀和废气切断阀。由于主燃料为热解气，生物油切断阀本来即为关闭状态，故热烟气温度不小于温度最高限定值时，控制生物油切断阀维持关闭状态即可。

在本发明一个实施例中，为了说明一种可能的流量控制实现方式，所以，请参考图2，所述第二控制系统102包括：热解气流量指示控制器1021、生物油流量指示控制器1022和废气流量指示控制器1023；

其中，所述热解气流量指示控制器1021分别与所述第一控制系统101、所述热解气调节阀1041、所述热解气流量计1042和所述废气流量指示控制器1023相连；

所述生物油流量指示控制器1022分别与所述第一控制系统101、所述生物油调节阀1051、所述生物油流量计1052、所述废气流量指示控制器1023相连；

所述废气流量指示控制器1023分别与所述废气调节阀1061和所述废气流量计1062相连；

所述第一控制系统101，用于将所述热解气流量值发送给所述热解气流量指示控制器1021；将所述生物油流量值发送给所述生物油流量指示控制器1022；

所述热解气流量指示控制器1021，用于设定第一流量比；调控所述热解气调节阀1041，以使所述热解气流量计1042指示所述热解气流量值；计算第一废气流量值，其中，所述热解气流量值与所述第一废气流量值的比值为所述第一流量比；将所述第一废气流量值发送给所述废气流量指示控制器1023；

所述生物油流量指示控制器1022，用于设定第二流量比；调控所述生物油调节阀1051，以使所述生物油流量计1052指示所述生物油流量值；计算第二废气流量值，其中，所述生物油流量值与所述第二废气流量值的比值为所述第二流量比；将所述第二废气流量值发送给所述废气流量指示控制器1023；

所述废气流量指示控制器1023，用于调控所述废气调节阀1061，以使所述废气流量计1062指示所接收到的废气流量值。

本发明实施例中，通过流量指示控制器来分别控制热解气、生物油和废气的流量。请参考图2，为实现流量控制，针对同一原料来说，其流量指示控制器可分别与其调节阀、其流量计保持连接。为实现助燃气体流量可跟调于主燃料流量，三个流量指示控制器间建立有连接。同时，主燃料对应的流量指示控制器还连接于第一控制系统。同上所述，具体连接关系可以如图2所示，本发明实施例在此不作赘述。

以主燃料为热解气为例，举例来说，第一控制系统确定出热解气流量值后可发送给热解气流量指示控制器，热解气流量指示控制器根据接收到的热解气流量值，并结合热解气流量计当前所标识的热解气流量，即可调控热解气调节阀，以使热解气流量计能标识该热解气流量值，从而完成对热解气流量的控制。此外，根据该热解气流量值，并结合热解气与废气间的固定比例，即可计算出废气流量值，并将其发送给废气流量指示控制器。

废气流量指示控制器根据接收到的废气流量值，并结合废气流量计当前所标识的废气流量，即可调控废气调节阀，以使废气流量计能标识该废气流量值，从而完成对废气流量的控制。

在本发明一个实施例中，请参考图2，基于所述热烟气炉103的进口，所述热解气调节阀1041、所述热解气流量计1042和所述热解气切断阀1043在所述热解气管路104上按先后顺序依次设置，且所述热解气调节阀1041为单座调节阀，所述热解气流量计1042为孔板流量计，所述热解气切断阀1043为气动切断阀；

基于所述热烟气炉103的进口，所述生物油调节阀1051、所述生物油流量计1052和所述生物油切断阀1053在所述生物油管路105上按先后顺序依次设置，且所述生物油调节阀1051为单座调节阀，所述生物油流量计1052为椭圆齿轮流量计，所述生物油切断阀1053为气动切断阀；

基于所述热烟气炉103的进口，所述废气调节阀1061、所述废气流量计1062和所述废气切断阀1063在所述废气管路106上按先后顺序依次设置，且所述废气调节阀1061为单座调节阀，所述废气流量计1062为孔板流量计，所述废气切断阀1063为气动切断阀。

本发明实施例中，调节阀、流量计和切断阀依次设置，且调节阀相对更靠近热烟气炉的进口。

本发明实施例中，调节阀优选为单座调节阀，切断阀优选为气动切断阀，且基于原料类型的不同，相应流量计的规格相应有所不同。

在本发明一个实施例中，请参考图2，该生物质热解系统还包括：带变送器的热电偶201；

其中，所述热电偶201设置于所述热烟气出口处；

所述热电偶201与所述第一控制系统101相连；

所述热电偶201，用于实时检测所述热烟气出口处的热烟气温度；

所述第一控制系统101，用于实时获取所述热电偶201检测到的热烟气温度。

本发明实施例中，可以将带变送器的热电偶设置在热烟气出口处，以实时检测热烟气温度。

在本发明一个实施例中，请参考图2，该生物质热解系统还包括：火检检测器202和可燃气体检测器203；

其中，所述火检检测器202设置在所述热烟气炉103上；

所述可燃气体检测器203设置在所述热烟气炉103和所述废气管路106的连接位置处；

所述火检检测器202，用于实时检测所述热烟气炉103内燃烧火焰的火焰信号；

所述可燃气体检测器203，用于实时检测周边环境中的可燃气体浓度；

所述第一控制系统101，用于实时获取所述火焰信号，根据所述火焰信号判断是否正常燃烧，若否，控制所述热解气切断阀1043、所述生物油切断阀1053和所述废气切断阀1063均关闭；实时获取所述可燃气体浓度，根据所述可燃气体浓度判断是否有可燃气体泄漏，若是，控制所述热解气切断阀1043、所述生物油切断阀1053和所述废气切断阀1063均关闭。

本发明实施例中，通过在热烟气炉上设置火检，可以实时获知炉内燃烧情况，以据此作相应处理。比如，燃烧异常时，即可及时关闭各个切断阀。

本发明实施例中，通过在热烟气炉周边设置可燃气体检测器，可以实时获知热烟气炉周边的可燃气体泄漏情况，以据此作相应处理。比如，可燃气体泄漏时，即可及时关闭各个切断阀。

综上，本发明实施例可支持生物质热解系统的安全运行。

在本发明一个实施例中，请参考图2，该生物质热解系统还包括：加热提升炉204和热解反应器205；

其中，所述加热提升炉204的进口与所述热烟气出口相连，所述加热提升炉204的出口与所述热解反应器205的进口相连；

所述热解反应器205的热解气出口与所述热解气管路104相连，所述热解反应器205的生物油出口与所述生物油管路105相连；

所述废气管路106与泵房的废气出口、碳粉收集房的废气出口和燃气引风机的废气出口中的任意一个或多个废气出口相连。

本发明实施例中，主燃料与助燃气体进入热烟气炉中充分燃烧，生成具有特定温度的热烟气，热烟气进加热提升炉，带动加热提升炉中的热载体去热解反应器，在热解反应器中，热载体与生物质原料在一定温度下充分混合产生热解气和生物油。通过控制系统以控制热烟气的温度，以保证生物质热解反应的正常进行。

此外，热解反应器的热解气出口连接热解气管路，使得产生的热解气可经管路进入热烟气炉，热解反应器的生物油出口连接生物油管路，使得产生的生物油可经管路进入热烟气炉，从而实现了热解气和生物油的循环利用。

基于上述内容，在本发明一个实施例中，请参考图2，该生物质热解系统还包括：分别与所述热烟气炉103的进口相连的液化石油气管路206和空气管路207；

其中，所述液化石油气管路206上设置有液化石油气切断阀2061；

所述空气管路207上设置有空气切断阀2071；

所述第一控制系统101，用于启动后控制所述热解气切断阀1043、所述生物油切断阀1053和所述废气切断阀1063均关闭，以及控制所述液化石油气切断阀2061和所述空气切断阀2071均打开；监测所述热烟气炉103是否完成起始燃烧，若是，控制所述液化石油气切断阀2061和所述空气切断阀2071均关闭，并执行所述确定所述主燃料。

上面提到，生物质热解反应产生的热解气和生物油可循环作为热烟气炉的主燃料，且热烟气炉的助燃气体可收集自泵房、炭粉收集房、燃气引风机等。因此，在生物质热解系统作用初期，通常不能正常提供热解气、生物油和废气，故可采用液化石油气作为热烟气炉起始燃烧所需主燃料，采用空气作为热烟气炉起始燃烧所需助燃气体。因此，热烟气炉的进口还连接液化石油气管路和空气管路，以支持热烟气炉起始燃烧的顺利进行。

基于此，待热解系统运行正常后，即可关闭液化石油气切断阀和空气切断阀，以对应停止液化石油气和空气的供应。然后，即可执行如上所述的，利用热解气或生物油作主燃料，利用废气作助燃气体的生物质热解过程。

综上所述，可以存在如图3所示的一生物质热解系统。

请参考图3，该生物质热解系统至少可以包括：热烟气炉、废气管路、生物油管路、热解气管路、空气进口、液化石油气进口、火检、可燃气体检测器GIAX、带变送器的热电偶TT101、热解气调节阀FV101、热解气流量计FT101、热解气切断阀SV101、热解气流量指示控制器FIC101、生物油调节阀FV102、生物油流量计FT102、生物油切断阀SV102、生物油流量指示控制器FIC102、废气调节阀FV103、废气流量计FT103、废气切断阀SV103和废气流量指示控制器FIC103。其中，FT101和FT103均为孔板流量计，FT102为椭圆齿轮流量计，FV101、FV102和FV103均为单座调节阀，SV101、SV102和SV103均为气动切断阀。各个组件间的连接关系可以如图3所示，本发明实施例在此不作赘述。

请参考图3，废气管路、生物油管路、热解气管路、空气进口、液化石油气进口，均连接至热烟气炉的进口，以为热烟气炉起始燃烧提供主燃料和助燃气体，以及待热解系统运行正常后，为热烟气炉燃烧提供主燃料和助燃气体。

请参考图3，热烟气炉中生成的热烟气经出口去加热提升炉，故在出口处设置带变送器的热电偶TT101，以实时检测热烟气温度，检测到的热烟气温度可按需发送至生物油流量指示控制器FIC102或废气流量指示控制器FIC103，以便控制器根据当前实时的热烟气温度，来按需调控主燃料和助燃气体的流量。

请参考图3，火检设置在热烟气炉上，以实时检测炉内燃烧情况，可燃气体检测器GIAX设置在热烟气炉周边，以实时检测是否有可燃气体泄漏。

本发明实施例中，控制热烟气炉出口温度的具体实现方式可以如下所述：

以热解气为主燃料进行燃烧时，将热烟气炉出口烟气温度TT101作为主控制参数，与热解气流量FT101构成串级控制回路，以TT101的输出值作为FT101的给定值，偏差作用于FV101，通过FV101调节热解气流量，同时废气流量FT103根据与FT101的既定比例跟调FV1O3，实现烟气的温度控制目标，并使热解气与废气充分燃烧。

当以生物油为主燃料进行燃烧时，同样以热烟气炉出口烟气温度TT101作为主控制参数，与生物油流量FT102构成串级控制回路，以TT101的输出值作为FT102的给定值，偏差作用于FV102，通过FV102调节生物油流量，同时废气流量FT103根据既定的与FT102的比例值跟调FV103，实现烟气的温度控制目标，并使生物油与废气充分燃烧。

热烟气炉的温度最高限定值为1300℃，当TT101达到限定值时，为保证烟气炉安全，联锁关闭SV101、SV102、SV103。

为确保热烟气炉的安全燃烧，通过设置在热烟气炉上的火检及周围的可燃/有毒气体探测器分别检测燃烧是否正常及是否有可燃/有毒气体泄漏，当检测到燃烧异常或有可燃/有毒气体泄漏时，通过相关控制系统自动联锁，关闭气动切断阀(SV101、SV102、SV103)，保证安全。

图3所示生物质热解系统控制热烟气炉出口温度的具体实现，可参照上述其他实施例中的叙述，此处不再赘述。

如图4所示，本发明实施例提供了一种控制热烟气炉出口温度的方法，应用于上述任一所述的生物质热解系统，可以包括以下步骤：

步骤401：选定主燃料。

步骤402：确定所述主燃料，所述主燃料为热解气时，控制所述生物油切断阀关闭，所述主燃料为生物油时，控制所述热解气切断阀关闭。

步骤403：获取所述热烟气炉的热烟气出口处的热烟气温度。

步骤404：判断所述热烟气温度是否小于预设的温度最高限定值，若是，所述主燃料为热解气时，执行步骤405，所述主燃料为生物油时，执行步骤408。

步骤405：控制所述热解气切断阀和所述废气切断阀均打开。

步骤406：根据所述热烟气温度确定热解气流量值，调控所述热解气调节阀，以使所述热解气流量计指示所述热解气流量值。

步骤407：调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述热解气流量值相对应的废气流量值，并结束当前流程。

步骤408：控制所述生物油切断阀和所述废气切断阀均打开。

步骤409：根据所述热烟气温度确定生物油流量值，调控所述生物油调节阀，以使所述生物油流量计指示所述生物油流量值。

步骤410：调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述生物油流量值相对应的废气流量值。

上述方法内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明系统实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明系统实施例中的叙述，此处不再赘述。

综上所述，本发明的实施例具有至少如下有益效果：

1、本发明实施例提供的生物质热解系统包括控制系统，热烟气炉及与其进口相连的热解气管路、生物油管路和废气管路。控制系统选定主燃料，主燃料为热解气时关闭生物油切断阀，为生物油时关闭热解气切断阀；获取热烟气出口处的热烟气温度，其小于温度最高限定值时，打开所选主燃料的切断阀和废气切断阀，确定主燃料流量，调控主燃料调节阀，以使主燃料的流量计指示该主燃料流量，并调控废气调节阀，以使废气流量计指示与该主燃料流量相对应的废气流量值。可见，本发明实施例可对热烟气炉出口烟气温度进行控制。

2、本发明实施例通过综合考虑主燃料的类型、实时检测到的热烟气温度、主燃料及助燃气体的流量等因素，可以对热烟气温度进行控制，以期稳定的生成具有期望温度的热烟气。

3、本发明实施例可支持生物质热解系统的安全运行。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.生物质热解系统，其特征在于，包括：

第一控制系统、第二控制系统、热烟气炉，以及分别与所述热烟气炉的进口相连的热解气管路、生物油管路和废气管路；其中，

所述热解气管路上设置有热解气调节阀、热解气流量计和热解气切断阀；

所述生物油管路上设置有生物油调节阀、生物油流量计和生物油切断阀；

所述废气管路上设置有废气调节阀、废气流量计和废气切断阀；

所述第一控制系统，用于选定主燃料；确定所述主燃料，所述主燃料为热解气时，控制所述生物油切断阀关闭，所述主燃料为生物油时，控制所述热解气切断阀关闭；获取所述热烟气炉的热烟气出口处的热烟气温度；判断所述热烟气温度是否小于预设的温度最高限定值，若是，所述主燃料为热解气时，控制所述热解气切断阀和所述废气切断阀均打开，根据所述热烟气温度确定热解气流量值并发送给所述第二控制系统，所述主燃料为生物油时，控制所述生物油切断阀和所述废气切断阀均打开，根据所述热烟气温度确定生物油流量值并发送给所述第二控制系统；

所述第二控制系统，用于接收所述热解气流量值，调控所述热解气调节阀，以使所述热解气流量计指示所述热解气流量值，调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述热解气流量值相对应的废气流量值；接收所述生物油流量值，调控所述生物油调节阀，以使所述生物油流量计指示所述生物油流量值，调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述生物油流量值相对应的废气流量值。

2.根据权利要求1所述的生物质热解系统，其特征在于，

所述第二控制系统包括：热解气流量指示控制器、生物油流量指示控制器和废气流量指示控制器；

其中，所述热解气流量指示控制器分别与所述第一控制系统、所述热解气调节阀、所述热解气流量计和所述废气流量指示控制器相连；

所述生物油流量指示控制器分别与所述第一控制系统、所述生物油调节阀、所述生物油流量计、所述废气流量指示控制器相连；

所述废气流量指示控制器分别与所述废气调节阀和所述废气流量计相连；

所述第一控制系统，用于将所述热解气流量值发送给所述热解气流量指示控制器；将所述生物油流量值发送给所述生物油流量指示控制器；

所述热解气流量指示控制器，用于设定第一流量比；调控所述热解气调节阀，以使所述热解气流量计指示所述热解气流量值；计算第一废气流量值，其中，所述热解气流量值与所述第一废气流量值的比值为所述第一流量比；将所述第一废气流量值发送给所述废气流量指示控制器；

所述生物油流量指示控制器，用于设定第二流量比；调控所述生物油调节阀，以使所述生物油流量计指示所述生物油流量值；计算第二废气流量值，其中，所述生物油流量值与所述第二废气流量值的比值为所述第二流量比；将所述第二废气流量值发送给所述废气流量指示控制器；

所述废气流量指示控制器，用于调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示所接收到的废气流量值。

3.根据权利要求1所述的生物质热解系统，其特征在于，

所述第一控制系统，用于在判断出所述热烟气温度不小于所述温度最高限定值时，控制所述热解气切断阀、所述生物油切断阀和所述废气切断阀均关闭。

4.根据权利要求1所述的生物质热解系统，其特征在于，

基于所述热烟气炉的进口，所述热解气调节阀、所述热解气流量计和所述热解气切断阀在所述热解气管路上按先后顺序依次设置，且所述热解气调节阀为单座调节阀，所述热解气流量计为孔板流量计，所述热解气切断阀为气动切断阀；

基于所述热烟气炉的进口，所述生物油调节阀、所述生物油流量计和所述生物油切断阀在所述生物油管路上按先后顺序依次设置，且所述生物油调节阀为单座调节阀，所述生物油流量计为椭圆齿轮流量计，所述生物油切断阀为气动切断阀；

基于所述热烟气炉的进口，所述废气调节阀、所述废气流量计和所述废气切断阀在所述废气管路上按先后顺序依次设置，且所述废气调节阀为单座调节阀，所述废气流量计为孔板流量计，所述废气切断阀为气动切断阀。

5.根据权利要求1所述的生物质热解系统，其特征在于，

还包括：带变送器的热电偶；

其中，所述热电偶设置于所述热烟气出口处；

所述热电偶与所述第一控制系统相连；

所述热电偶，用于实时检测所述热烟气出口处的热烟气温度；

所述第一控制系统，用于实时获取所述热电偶检测到的热烟气温度。

6.根据权利要求1所述的生物质热解系统，其特征在于，

还包括：火检检测器和可燃气体检测器；

其中，所述火检检测器设置在所述热烟气炉上；

所述可燃气体检测器设置在所述热烟气炉和所述废气管路的连接位置处；

所述火检检测器，用于实时检测所述热烟气炉内燃烧火焰的火焰信号；

所述可燃气体检测器，用于实时检测周边环境中的可燃气体浓度；

所述第一控制系统，用于实时获取所述火焰信号，根据所述火焰信号判断是否正常燃烧，若否，控制所述热解气切断阀、所述生物油切断阀和所述废气切断阀均关闭；实时获取所述可燃气体浓度，根据所述可燃气体浓度判断是否有可燃气体泄漏，若是，控制所述热解气切断阀、所述生物油切断阀和所述废气切断阀均关闭。

7.根据权利要求1所述的生物质热解系统，其特征在于，

还包括：加热提升炉和热解反应器；

其中，所述加热提升炉的进口与所述热烟气出口相连，所述加热提升炉的出口与所述热解反应器的进口相连；

所述热解反应器的热解气出口与所述热解气管路相连，所述热解反应器的生物油出口与所述生物油管路相连；

所述废气管路与泵房的废气出口、碳粉收集房的废气出口和燃气引风机的废气出口中的任意一个或多个废气出口相连。

8.根据权利要求7所述的生物质热解系统，其特征在于，

还包括：分别与所述热烟气炉的进口相连的液化石油气管路和空气管路；

其中，所述液化石油气管路上设置有液化石油气切断阀；

所述空气管路上设置有空气切断阀；

所述第一控制系统，用于启动后控制所述热解气切断阀、所述生物油切断阀和所述废气切断阀均关闭，以及控制所述液化石油气切断阀和所述空气切断阀均打开；监测所述热烟气炉是否完成起始燃烧，若是，控制所述液化石油气切断阀和所述空气切断阀均关闭，并执行所述确定所述主燃料。

9.根据权利要求1至8中任一所述的生物质热解系统，其特征在于，

所述温度最高限定值为1300℃。

10.控制热烟气炉出口温度的方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任一所述的生物质热解系统，包括：

选定主燃料；

确定所述主燃料，所述主燃料为热解气时，控制所述生物油切断阀关闭，所述主燃料为生物油时，控制所述热解气切断阀关闭；

获取所述热烟气炉的热烟气出口处的热烟气温度；

判断所述热烟气温度是否小于预设的温度最高限定值，若是，继续当前流程；

所述主燃料为热解气时，控制所述热解气切断阀和所述废气切断阀均打开，根据所述热烟气温度确定热解气流量值，调控所述热解气调节阀，以使所述热解气流量计指示所述热解气流量值，调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述热解气流量值相对应的废气流量值；

所述主燃料为生物油时，控制所述生物油切断阀和所述废气切断阀均打开，根据所述热烟气温度确定生物油流量值，调控所述生物油调节阀，以使所述生物油流量计指示所述生物油流量值，调控所述废气调节阀，以使所述废气流量计指示与所述生物油流量值相对应的废气流量值。

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