CN113415965A - 一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水污泥处理领域，具体是一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，包括有压力保护模块、熄火保护模块和超温保护模块；超温保护模块包括主炉左边的多个温度测试点t_1‑x和主炉右边的多个温度测试点t_2‑x，第一进气管和第二进气管上分别设有空气调节阀Fk₁、Fk₂；熄火保护模块包括主炉内由下到上分为引燃室、燃烧室和干燥室，燃烧室内由上到下设有料位传感器Lh₂、Lh₁、Ld；凝水装置、旋风除尘装置、喷淋塔、光除臭机、引风机、烟囱之间通过设有的烟道管连接，烟道管上设有多个温度测试点t_θ和多个压力测试点P_n组成的压力保护模块。本发明能够尽量维持阴燃炉的阴燃条件不向熄火或者明火转化，保证阴燃系统的有效正常运转。

Description

一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统

技术领域

本发明涉及废水污泥处理领域，具体涉及一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统。

背景技术

据最新数据统计，我国市政污泥年总产量逐年增大，目前已超过了4000万吨，预计到2020年我国市政污泥年产量将达到6000万至9000万吨，但我国污泥处理率偏低，2016年全国污泥处理率仅仅达到33％。预计在未来几年新增污泥处理装备投资将达到500-600亿元，相关环保产业，特别是污泥处置行业已进入黄金发展期，今后应该在源头控制技术、无害化处置技术、资源化利用技术等方面进一步突破。污泥常用的处理方式有填埋、焚烧和堆肥，其中填埋、堆肥已陷入占用大量用地、产品盐分和重金属含量高、堆肥销路不畅，污染严重和资源化水平低的困境；而焚烧虽然能达到减容减量和资源化利用的目的，但资源化利用不够，且存在二恶英污染的问题。

污泥热解技术的出现为垃圾处理提供了一种新思路，通过利用生物质热解自身热能，对污泥进行绝氧热解处理，具有极佳的清洁性，而且还可获得高价值的清洁燃气和燃油。污泥在完全无氧或缺氧的条件下的热解，是近年来快速发展中的新技术，也是当前主要处置方法中减量化、无害化和资源化转化综合性最佳方法。高温热解基本上等同于焚烧，低温热解，温度在450℃以下的热解又称为“阴燃”，阴燃的能量转化率高、有害气体产生少，但是，对于低热值、高含水率污泥，国内目前的低温热解设备做不到阴燃状态的自维持，需要消耗大量的能源对高含水污泥预先进行干燥，不但处理速度效率低下，自维持低温热解还需要加入燃油、煤粉等可燃物，污泥处理成本高。而且自发的污泥阴燃是一种不稳定状态，系统对内部的各项参数变化较为敏感，例如：污泥含水率变化、污泥燃尽或者可燃气体分解过多、通风条件变化升高污泥热解区的温度上升引起明火等，这些参数变化导致阴燃条件遭到破坏，使系统容易熄火或者产生明火。所以，对于污泥热解技术领域急需提供一种有效的高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，使阴燃炉的阴燃条件不向熄火或者产生明火，保证阴燃系统的正常运转。

发明内容

本发明目的是提供一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，以解决现有的阴燃条件受到参数变化时，导致阴燃条件遭到破坏，使系统容易熄火或者产生燃烧的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统技术手段如下：包括有主炉、与主炉连接的搅拌上料装置、设在主炉上的排烟管、设在主炉下部的燃烧机、设在主炉下部的燃烧机第一进气管和第二进气管，所述主炉底部还设有依次连接的卸料装置和出渣装置，所述排烟管、第一进气管和第二进气管连接有凝水装置，所述凝水装置上连接有鼓风机和旋风除尘装置，所述旋风除尘装置依次连接喷淋塔、光除臭机、引风机、烟囱，其特征在于：包括有压力保护模块、熄火保护模块和超温保护模块；所述超温保护模块包括主炉左边的多个温度测试点t_1-x和主炉右边的多个温度测试点t_2-x，所述排烟管上设有氧分析仪，所述第一进气管和第二进气管上分别设有空气调节阀Fk₁和空气调节阀Fk₂；所述烟囱上设有烟气检测仪；所述熄火保护模块包括主炉内由下到上分为引燃室、燃烧室和干燥室，所述燃烧室内由上到下设有料位传感器Lh₂、Lh₁、Ld；所述凝水装置、旋风除尘装置、喷淋塔、光除臭机、引风机、烟囱之间通过设有的烟道管连接，所述烟道管上设有多个温度测试点t_θ和多个压力测试点P_n组成的压力保护模块。

作为优选方案，所述主炉左边由下到上依次设有主炉温度测试点t_1-1、t_1-2、t_1-3、t_1-4、t_1-5、t_1-6和t_1-7，所述主炉左边由下到上依次设有主炉温度测试点t_2-1、t_2-2、t_2-3、t_2-4、t_2-5、t_2-6和t_2-7。

作为优选方案，所述烟道温度测试点t_θ(θ＝3-7)和烟道压力测试点P_n(n＝1-5)，所述排烟管上设有烟道温度测试点t₃和烟道压力测试点P₁，所述凝水装置和旋风除尘装置之间设有烟道温度测试点t₄和烟道压力测试点P₂，所述旋风除尘装置和喷淋塔之间设有烟道温度测试点t₅和烟道压力测试点P₃，所述喷淋塔和光除臭机之间设有烟道温度测试点t₆和烟道压力测试点P₄，所述光除臭机和引风机之间设有烟道温度测试点t₇和烟道压力测试点P₅。

作为优选方案，所述搅拌上料装置前设有称量污泥的电子秤，以及与主炉连接用于污泥助燃的日用油箱。

作为优选方案，所述压力保护模块与烟道压力测试点P_n连接，所述压力保护模块通过采集主炉温度测试点t_1-3、t_1-4、t_1-5、t_1-6四处的平均值，用于控制空气调节阀Fk₁、空气调节阀Fk₂、鼓风机和调用燃烧机模块。

作为优选方案，所述压力保护模块与烟道温度测试点t_θ连接，所述压力保护模块通过采集烟道压力测试点P₂处的压力值用于控制调节引风机风门开度。

作为优选方案，所述超温保护模块与主炉温度测试点t_1-x、主炉温度测试点t_2-x和烟道温度测试点t₃连接，所述超温保护模块通过采集主炉温度测试点t_1-7和烟道温度测试点t₃，用于控制空气调节阀Fk₁和空气调节阀Fk₂和鼓风机。

上述技术方案的高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统具有如下的技术优点：本发明把污泥阴燃的自维持条件控制参量(自变量)和控制对象分别进行功能独立，并编制各自独立的控制调制模块，通用性好，适应范围宽。本发明通过阴燃系统温度、系统氧含量和压力测试，与经过实验校正的专家系统设置参数和条件进行比较，根据偏差调用作为控制对象的引风机、鼓风机、气路和烟道阀门控制模块程序，达到可靠保障稳定阴燃条件。本发明能够尽量维持阴燃炉的阴燃条件不向熄火或者明火转化，当阴燃炉发生熄火或燃烧时，能够自动进行系统调节，使其重新回到引燃状态，保证阴燃系统的有效正常运转。本发明不需要通过额外的其他辅助装置，通过污泥阴燃系统的搅拌上料装置、炉排提升装置、进气管和空气调节阀的相互配合，即可实现对原有阴燃系统的自动保护，维持污泥的阴燃燃烧状态；并在第一时间对阴燃条件的变化做出相应的保护措施，使污泥自维持在阴燃条件下。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为压力保护模式的结构框图；

图3为熄火保护模式的结构框图；

图4为超温保护模式的结构框图。

图中主要部件符号说明如下：

1、电子秤；2、搅拌上料装置；3、日用油箱；4、燃烧机；5、炉排提升装置；6、主炉；7、卸料装置；8、出渣装置；9、凝水装置；10、鼓风机；11、旋风除尘装置；12、喷淋塔；13、光除臭机；14、引风机；15、烟囱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统包括有电子秤1、主炉6、与主炉6连接的搅拌上料装置2、与主炉6连接用于污泥助燃的日用油箱3、设在主炉6上的排烟管、设在主炉下部的燃烧机4、设在主炉下部的第一进气管和第二进气管，主炉6底部还设有依次连接的卸料装置7和出渣装置8，排烟管、第一进气管和第二进气管连接有凝水装置9，凝水装置9上连接有鼓风机10和旋风除尘装置11，旋风除尘装置11依次连接喷淋塔12、光除臭机13、引风机14、烟囱15，还包括有压力保护模块、熄火保护模块和超温保护模块；超温保护模块包括主炉6左边由下到上依次设有主炉温度测试点t_1-1、t_1-2、t_1-3、t_1-4、t_1-5、t_1-6和t_1-7，主炉6左边由下到上依次设有主炉温度测试点t_2-1、t_2-2、t_2-3、t_2-4、t_2-5、t_2-6和t_2-7，排烟管上设有氧分析仪，用于检测整个系统的氧气浓度，根据氧气浓度判断主炉燃烧室中的污泥燃烧状态，第一进气管和第二进气管上分别设置有空气调节阀Fk₁和空气调节阀Fk₂；在烟囱15上设置有烟气检测仪；熄火保护模块包括主炉6由下到上分为引燃室、燃烧室和干燥室，燃烧室内由上到下设置有料位传感器Lh₂、Lh₁、Ld，用于检测主炉燃烧室内污泥的堆积高度，实时获取燃烧室内污泥燃烧的数量；凝水装置9、旋风除尘装置11、喷淋塔12、光除臭机13、引风机14、烟囱15之间通过烟道管连接，烟道温度测试点t_θ(θ＝3-7)和烟道压力测试点P_n(n＝1-5)，压力保护模块包括有排烟管上设有烟道温度测试点t₃和烟道压力测试点P₁，凝水装置和旋风除尘装置之间设有烟道温度测试点t₄和烟道压力测试点P₂，旋风除尘装置和喷淋塔之间设有烟道温度测试点t₅和烟道压力测试点P₃，喷淋塔和光除臭机之间设有烟道温度测试点t₆和烟道压力测试点P₄，光除臭机和引风机之间设有烟道温度测试点t₇和烟道压力测试点P₅。

如图2所示，压力保护模式，压力保护模块与烟道压力测试点P_n连接：引风机14变频自动控制，使烟道出口P₁维持在-80～-20Pa之间，系统认为平衡通风系统正常运行：当压力保护模块采集到P₁<-80Pa时，发出超低压报警，同时控制变频调小引风机14风门开度；当压力保护模块采集到P₁>-20Pa时，发出超压报警，同时控制联锁停炉，停止鼓风机10、停止喷淋塔12。图2中的连锁停机表示依次关闭燃烧器4、鼓风机10、旋风除尘装置11、引风机14、空气调节阀FK₁和FK₁，以及其他设备。

如图3所示，熄火保护模式，压力保护模块与烟道温度测试点t_θ连接：当熄火保护模块采集到主炉温度测试点t_1-3、t_1-4、t_1-5、t_1-6四处的平均值小于300℃时，即(t_1-3+t_1-4+t_1-5+t_1-6)/4<300℃时，关闭空气调节阀FK1、FK2，关闭鼓风机10，系统默认进入燃烧停止(熄火)状态，燃烧机4重新启炉，燃烧机4大火投入；当t_1-1温度达到300℃时，燃烧机4大火转小火：开启空气调节阀FK₁，启动鼓风机10，开始为主炉的燃烧室送风；当t_1-2温度达到450℃时，燃烧机4小火停，开启空气调节阀FK₂，开始为主炉的引燃室送风，使引燃室重新开始进入正常运行状态。图3中的调用燃烧机模块表示控制燃烧机4的模块，超温保护模块用于控制燃烧机启动、关闭，以及加温和送风。

如图4所示，超温保护模式，所述超温保护模块与主炉温度测试点t_1-x、主炉温度测试点t_2-x和烟道温度测试点t₃连接：当超温保护模块采集到t_1-7>600℃时，超温保护模块控制发出超温报警；当超温保护模块采集到t_1-7>700℃时，发生超高温故障超温保护模块控制停炉，联锁停止鼓风机10、空气调节阀FK₁、空气调节阀FK₂；当超温保护模块采集到t₃>400℃时，超温保护模块控制发出超温报警，联锁停止鼓风机10和空气调节阀FK₁和空气调节阀FK₂。图4中的调用熄火停机模块表示依次关闭燃烧器4、鼓风机10、旋风除尘装置5、引风机14、空气调节阀FK₁和FK₁，以及其他设备。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，包括有主炉、与主炉连接的搅拌上料装置、设在主炉上的排烟管、设在主炉下部的燃烧机、设在主炉下部的燃烧机第一进气管和第二进气管，所述主炉底部还设有依次连接的卸料装置和出渣装置，所述排烟管、第一进气管和第二进气管连接有凝水装置，所述凝水装置上连接有鼓风机和旋风除尘装置，所述旋风除尘装置依次连接喷淋塔、光除臭机、引风机、烟囱，其特征在于：包括有压力保护模块、熄火保护模块和超温保护模块；

所述超温保护模块包括主炉左边的多个温度测试点t_1-x和主炉右边的多个温度测试点t_2-x，所述排烟管上设有氧分析仪，所述第一进气管和第二进气管上分别设有空气调节阀Fk₁和空气调节阀Fk₂；所述烟囱上设有烟气检测仪；

所述熄火保护模块包括主炉内由下到上分为引燃室、燃烧室和干燥室，所述燃烧室内由上到下设有料位传感器Lh₂、Lh₁、Ld；

所述凝水装置、旋风除尘装置、喷淋塔、光除臭机、引风机、烟囱之间通过设有的烟道管连接，所述烟道管上设有多个温度测试点t_θ和多个压力测试点P_n组成的压力保护模块。

2.根据权利要求1所述的一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，其特征在于，所述主炉左边由下到上依次设有主炉温度测试点t_1-1、t_1-2、t_1-3、t_1-4、t_1-5、t_1-6和t_1-7，所述主炉左边由下到上依次设有主炉温度测试点t_2-1、t_2-2、t_2-3、t_2-4、t_2-5、t_2-6和t_2-7。

3.根据权利要求1所述的一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，其特征在于，所述烟道温度测试点t_θ(θ＝3-7)和烟道压力测试点P_n(n＝1-5)，所述排烟管上设有烟道温度测试点t₃和烟道压力测试点P₁，所述凝水装置和旋风除尘装置之间设有烟道温度测试点t₄和烟道压力测试点P₂，所述旋风除尘装置和喷淋塔之间设有烟道温度测试点t₅和烟道压力测试点P₃，所述喷淋塔和光除臭机之间设有烟道温度测试点t₆和烟道压力测试点P₄，所述光除臭机和引风机之间设有烟道温度测试点t₇和烟道压力测试点P₅。

4.根据权利要求1所述的一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，其特征在于，所述搅拌上料装置前设有称量污泥的电子秤，以及与主炉连接用于污泥助燃的日用油箱。

5.根据权利要求3所述的一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，其特征在于，所述压力保护模块与烟道压力测试点P_n连接，所述压力保护模块通过采集主炉温度测试点t_1-3、t_1-4、t_1-5、t_1-6四处的平均值，用于控制空气调节阀Fk₁、空气调节阀Fk₂、鼓风机和调用燃烧机模块。

6.根据权利要求3所述的一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，其特征在于，所述压力保护模块与烟道温度测试点t_θ连接，所述压力保护模块通过采集烟道压力测试点P₂处的压力值用于控制调节引风机风门开度。

7.根据权利要求3所述的一种高含水污泥自维持阴燃处理自动保护系统，其特征在于，所述超温保护模块与主炉温度测试点t_1-x、主炉温度测试点t_2-x和烟道温度测试点t₃连接，所述超温保护模块通过采集主炉温度测试点t_1-7和烟道温度测试点t₃，用于控制空气调节阀Fk₁和空气调节阀Fk₂和鼓风机。

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