CN113483334A - 一种微波增强固体颗粒物燃烧的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微波增强固体颗粒物燃烧的方法及其装置，涉及固体颗粒物燃烧技术领域，方法包括：获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；基于第一温度和浓度信息确定目标控制策略；基于目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。本发明根据获取的燃烧腔内的温度和出气口处废气的浓度信息，控制微波源功率以及喷粉量，提高了燃烧腔内的固体颗粒物的燃烧效率，同时尾气排放达标，该装置结构简单，可靠性高，成本低，在节能环保领域具有广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及固体颗粒物燃烧技术领域，具体而言，涉及一种微波增强固体颗粒物燃烧的方法及其装置。
背景技术
随着汽车行业的快速发展，我国的汽车量逐年增加，汽车的使用使人们的生活更加便捷，然而汽车在行驶过程中排放大量的汽车尾气也为环境带来巨大的负担。汽车尾气中含有大量的有害物质，如固体悬浮颗粒物、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、铅等。这些有害气体及悬浮颗粒物直接排放到大气中，是当今“雾霾”天气越来越多、雾霾程度越来越严重的重要原因之一，对人们的健康和自然环境都带来极大的危害。因此，对汽车尾气中固体颗粒物的处理是当今社会亟待解决的问题。
现有技术中处理固体颗粒的处理装置，包括用于汽车尾气收集的收集腔室，收集腔室的一端设有供汽车尾气进入上述收集腔室内的进气口，上述收集腔室的另一端设有供上述收集腔室内气体流出的出气口，上述收集腔室位于上述进气口与上述出气口之间设有用于过滤汽车尾气的固体颗粒的过滤物和处于此过滤物上方的，并用于收集气体的收集管，上述收集管的一端管口与上述出气口相通连接。
然而，现有技术中对于处理固体颗粒物的装置存在分解效率低，不易实现的问题，因此，现在急需一种应用广泛且处理固体颗粒物效率高的装置。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中固体颗粒物的装置存在的不足，提供一种微波增强固体燃烧颗粒炉，以解决现有技术中存在分解效率低，不易实现的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种1、微波增强固体颗粒物燃烧的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；
基于所述第一温度和所述浓度信息确定目标控制策略；
基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。
可选的，所述基于第一温度和浓度信息确定目标控制策略，包括：
基于第一温度确定第一目标喷粉量和目标喷入空气量；
基于所述浓度信息，确定目标微波源功率；
基于所述第一目标喷粉量和所述目标喷入空气量和所述目标微波源功率对所述固体颗粒物进行处理。
可选的，所述方法还包括：
基于所述浓度信息，确定处理后第一气体的浓度与预设值的关系；其中，所述第一气体为氮氧化物；
确定所述第一气体的浓度大于预设值时，确定第二目标喷粉量。
第二方面，本发明公开了一种微波增强固体颗粒物装置，所述装置包括：燃烧腔、微波源、渣池、出渣口、换热器、点火器、空气喷嘴、煤粉喷嘴和除尘器；
其中，所述燃烧腔的侧壁设置微波源；所述燃烧腔发热底部通过所述出渣口与所述渣池连接；所述燃烧腔的内部设置换热器；所述点火器、所述空气喷嘴和所述煤粉喷嘴分别通过固定支架设置在所述燃烧腔的顶部；所述燃烧腔的顶部的出气口位置处连接除尘器。
第三方面，本发明还公开了一种微波增强固体颗粒物燃烧的控制系统，所述控制系统包括：获取模块、判断模块和处理模块，其中，
所述获取模块，用于获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；
所述判断模块，用于基于第一温度和浓度信息确定目标控制策略；
所述处理模块，用于基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。
第四方面，本发明又公开了一种电子设备，所述电子设备包括：包括处理器、存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述装置执行如第一方面所述的微波增强固体颗粒物燃烧的方法。
第五方面，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行如第一方面所述的微波增强固体颗粒物燃烧的方法。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种微波增强固体颗粒物燃烧的方法及其装置，涉及固体颗粒物燃烧技术领域，方法包括：获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；基于所述第一温度和所述浓度信息确定目标控制策略；基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。本发明根据获取的燃烧腔内的温度和出气口处废气的浓度信息，控制微波源功率以及喷粉量，提高了燃烧腔内的固体颗粒物的燃烧效率，同时尾气排放达标，该装置结构简单，可靠性高，成本低，在节能环保领域具有广泛应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的方法流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的装置示意图；
图3为本发明另一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的控制系统示意图；
图4为本发明另一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的设备示意图。
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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的方法流程示意图；图2为本发明另一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的装置示意图；图3为本发明另一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的控制系统示意图；图4为本发明另一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的设备示意图。以下将结合图1至图4，对本发明实施例所提供的微波增强固体颗粒物燃烧的的过程进行详细说明。
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。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的实施例提供了微波增强固体颗粒物燃烧的方法，应用于微波增强固体颗粒物燃烧装置中。下面结合图1，对该方法包括的步骤进行具体介绍。
步骤101：获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息。
本发明实施例中，微波增强固体颗粒物燃烧装置中包括温度传感器、浓度传感器以及控制器；基于温度控制器实时检测燃烧腔内的温度，这里，实时获取的温度数据为第一温度。进一步的，在燃烧腔的出气口位置处设置浓度传感器，用于检测处理后的气体中，有害物废气的参数信息，这里的参数包括浓度。
步骤102：基于所述第一温度和所述浓度信息确定目标控制策略。
本发明实施例中，步骤102基于所述第一温度和所述浓度信息确定目标控制策略，包括：
步骤1021、基于第一温度确定第一目标喷粉量和目标喷入空气量。
本发明实施中，控制器用于实时获取温度传感器检测的温度数据，根据检测到的温度数据确定当前时刻下对应的喷粉量以及喷入的空气量；第一目标喷粉量和目标喷入空气量是温度达到第一温度后确定的喷粉量和喷入空气量。
步骤1022、基于所述浓度信息，确定目标微波源功率。
本发明实施例中，出气口位置处设置浓度传感器，基于浓度传感器检测反应后的气体浓度，并将数据发送至控制器，控制器基于接收的数据确定微波源的功率，此时微波源的功率为目标功率。
具体的，所述方法还包括：基于所述浓度信息，确定处理后第一气体的浓度与预设值的关系；其中，所述第一气体为氮氧化物；确定所述第一气体的浓度大于预设值时，确定第二目标喷粉量。
本发明实施例中，第一气体包括氮氧化物，还包括含碳氧化性气体以及碳氢化合物。控制器基于判断接收到的第一气体的浓度与浓度预设值的比较，确定是否需要增加喷粉量。可选的，当第一气体的浓度大于浓度预设值时，增加喷粉量至第二目标喷粉量。
步骤1023、基于所述第一目标喷粉量和所述目标喷入空气量和所述目标微波源功率对所述固体颗粒物进行处理。
本发明实施例中，第一目标喷粉量是基于燃烧腔内的温度确定的初始喷粉量；目标喷入空气是当前温度环境下，对应的喷入空气的量。根据第一目标喷粉量和目标喷入空气量在目标微波源功率的环境下，对燃烧腔内喷入的固体颗粒物进行燃烧处理。
步骤103：基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。
本发明实施例中，目标策略指的是基于当前燃烧腔内的温度确定的目标微波源功率和第一目标喷粉量。进一步的，控制器基于获取的温度信息确定温度超出预设的最大值时，开启换热器工作，对燃烧腔内的热气进行换热，从而确保在提高固体颗粒物燃烧效率的同时，提高设备的安全性。
本发明实施例中，公开的本发明提供了一种微波增强固体颗粒物燃烧的方法及其装置，涉及固体颗粒物燃烧技术领域，方法包括：获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；基于所述第一温度和所述浓度信息确定目标控制策略；基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。本发明根据获取的燃烧腔内的温度和出气口处废气的浓度信息，控制微波源功率以及喷粉量，提高了燃烧腔内的固体颗粒物的燃烧效率，同时尾气排放达标，该装置结构简单，可靠性高，成本低，在节能环保领域具有广泛应用。
在另一种可行的实施例中，本发明还提供了一种微波增强固体颗粒物燃烧的装置，如图2所示，该微波增强固体颗粒物燃烧的装置，包括：燃烧腔1、微波源2、渣池3、出渣口4、换热器5、点火器6、空气喷嘴7、煤粉喷嘴8和除尘器9。
其中，所述燃烧腔1的侧壁设置微波源2；所述燃烧腔1发热底部通过所述出渣口4与所述渣池3连接；所述燃烧腔1的内部设置换热器5；所述点火器6、所述空气喷嘴7和所述煤粉喷嘴8分别通过固定支架设置在所述燃烧腔1的顶部；所述燃烧腔1的顶部的出气口位置处连接除尘器9。
本发明实施例中，换热器5安装在燃烧腔1的内部，用于对腔体内的热气进行热交换，降低腔体的温度，从而达到对装置的保护作用。
本发明实施例中，微波源2设置在燃烧腔1的侧壁上，微波源2包括多个，多个微波源阵列设置在燃烧腔1的侧壁上。
需要说明的是，微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频点磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化等一些列物化过程而达到微波加热的目的。
采用微波加热，具有以下优点：加热时间短；热能利用率高，节省能源；加热均匀；微波源易于控制，微波还能诱导催化反应的发生。
微波是由微波源产生的，微波源主要由大功率磁控管构成。磁控管是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，能产生大功率的微波能，例如4250MHz的磁波管可以得到5MHz，而4250MHz速调管可得到30MHz，所以微波技术可以应用到废水处理技术领域。
本发明实施例中，点火器6和所述空气喷嘴7为网状结构；煤粉喷嘴8内包含脱硝剂；其中，脱硝剂包括CaO、Ca(OH)2、MgO或Mg(OH)2；进一步的，点火器6内包含多个点火点，点火点与所述空气喷嘴一一对应。
示例性的，燃烧腔1的侧壁安装微波源2，微波通过燃烧腔1辐射至燃烧区，燃烧腔1顶部设置的煤粉喷嘴8向燃烧腔1内均匀的喷入粉尘颗粒，同时在点火器6的作用下将喷入的粉尘颗粒物点燃。其中，煤粉喷嘴8内包括可燃物、CaO、Ca(OH)2、MgO、Mg(OH)2和NaOH，或者煤粉喷嘴8内包括脱硝剂，例如，尿素。该装置的目的在于通过微波作用煤粉喷嘴8喷洒到燃烧腔1内的燃料颗粒上，提高颗粒温度，助燃，同时脱硫脱硝。
具体的，在燃烧腔1的顶部出气口位置处设置除尘器9，将未充分燃烧的废气颗粒物收集在集尘器9内，并定期将集尘器内的颗粒物喷洒在燃烧腔1内部。
其中，微波增强固体燃烧颗粒炉的底部设置渣池3，将燃烧腔1内反应剩余的颗粒物收集在渣池内。
进一步的，在煤粉喷嘴8对应位置处设置空气喷嘴7；基于空气喷嘴7的附壁效应和微定向效应扩可以将压缩气流的压力增加到25倍或以上。空气喷嘴7外围喷出的压缩空气，沿着喷嘴的外壁被夹带到气流中，这种气流，容量高，喷射速度快，可以最大程度的减少空气的消耗。
可选的，燃烧腔1的通气口位置处设置金属网；金属网的孔径小于或等于3mm。
本发明实施例中，燃烧腔1的通气口均设置金属网。燃烧腔1的出入口均设置金属网，且金属网的孔径小于或等于3mm。这里，为了防止微波泄露。由于人体长期与微波辐射源距离很近时，因受到过量的辐射能量从而产生头晕、睡眠障碍、记忆力减退、心跳过缓、血压下降等现象。当微波泄漏达到1mw/cm2时，会突然感到眼花，视力下降，甚至引起白内障。为了保障用户的健康，在反应腔体的进出口设置金属网，拐角在微波的作用下，可能会产生微波放电，容易发生危险事故。金属网可以阻隔微波泄露，减少了微波对人体的伤害，提高了系统的安全性。
本实施例公开了一种微波增强固体燃烧颗粒炉，包括：包括：燃烧腔1、微波源2、渣池3、出渣口4、换热器5、点火器6、空气喷嘴7、煤粉喷嘴8和除尘器9；其中，所述燃烧腔1的侧壁设置微波源2；所述燃烧腔1发热底部通过所述出渣口4与所述渣池3连接；所述燃烧腔1的内部设置换热器5；所述点火器6、所述空气喷嘴7和所述煤粉喷嘴8分别通过固定支架设置在所述燃烧腔1的顶部；所述燃烧腔1的顶部的出气口位置处连接除尘器9体。也就是说，本发明本发明基于微波作用，将固体燃料充分燃烧，产热效率高、同时处理后的气体可达到排放标准，结构简单、成本低，且实用性强。
如图3所示，为本发明实施例另一实施例中提供的微波增强固体颗粒物燃烧的控制系统示意图。该装置包括：获取模块301、判断模块302和处理模块304，其中，
获取模块301，用于获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；
判断模块302，用于基于所述第一温度和所述浓度信息确定目标控制策略；
处理模块303，用于基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。
需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
本发明实施例中，本发明中的一种微波增强固体颗粒物燃烧的控制系统，该控制系统包括：获取模块301、判断模块302和处理模块303，其中，获取模块301，用于获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；判断模块302，用于基于所述第一温度和所述浓度信息确定目标控制策略；处理模块303，用于基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。也就是说，本发明根据获取的燃烧腔内的温度和出气口处废气的浓度信息，控制微波源功率以及喷粉量，提高了燃烧腔内的固体颗粒物的燃烧效率，同时尾气排放达标，该装置结构简单，可靠性高，成本低，在节能环保领域具有广泛应用。
图4为本发明另一实施例提供的微波增强固体颗粒物燃烧的设备示意图，集成于终端设备或者终端设备的芯片。
该装置包括：存储器401、处理器402。
存储器401用于存储程序，处理器402调用存储器401存储的程序，以执行上述微波增强固体颗粒物燃烧的方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
优选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (7)
1.一种微波增强固体颗粒物燃烧的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；
基于所述第一温度和所述浓度信息确定目标控制策略；
基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。
2.根据权利要求1所述的微波增强固体颗粒物燃烧的方法，其特征在于，所述基于第一温度和浓度信息确定目标控制策略，包括：
基于第一温度确定第一目标喷粉量和目标喷入空气量；
基于所述浓度信息，确定目标微波源功率；
基于所述第一目标喷粉量和所述目标喷入空气量和所述目标微波源功率对所述固体颗粒物进行处理。
3.根据权利要求2所述的微波增强固体颗粒物燃烧的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述浓度信息，确定处理后第一气体的浓度与预设值的关系；其中，所述第一气体为氮氧化物；
确定所述第一气体的浓度大于预设值时，确定第二目标喷粉量。
4.一种微波增强固体颗粒物装置，其特征在于，所述装置包括：燃烧腔、微波源、渣池、出渣口、换热器、点火器、空气喷嘴、煤粉喷嘴和除尘器；
其中，所述燃烧腔的侧壁设置微波源；所述燃烧腔发热底部通过所述出渣口与所述渣池连接；所述燃烧腔的内部设置换热器；所述点火器、所述空气喷嘴和所述煤粉喷嘴分别通过固定支架设置在所述燃烧腔的顶部；所述燃烧腔的顶部的出气口位置处连接除尘器。
5.一种微波增强固体颗粒物燃烧的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：获取模块、判断模块和处理模块，其中，
所述获取模块，用于获取燃烧腔内的第一温度和出气口处废气的浓度信息；
所述判断模块，用于基于第一温度和浓度信息确定目标控制策略；
所述处理模块，用于基于所述目标策略对燃烧腔内的固体颗粒物进行处理。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：包括处理器、存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述装置执行如权利要求1至3中任一项所述的微波增强固体颗粒物燃烧的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当所述指令被执行时，使得计算机执行如权利要求1至3中任一项所述的微波增强固体颗粒物燃烧的方法。
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