CN211452432U - 一种垃圾特征参数在线检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种垃圾特征参数在线检测设备，所述在线检测设备包括元素检测装置2以及水分检测装置1，所述垃圾特征参数在线检测设备基于PGNAA技术能够对成分复杂的垃圾的特征参数准确地实时在线检测，提供具有时效性的垃圾特征参数，所述垃圾特征参数包括元素含量以及含水率，本申请所提供垃圾特征参数在线检测设备能够应用于焚烧参数在线控制系统，所述焚烧参数在线控制系统能够根据所述在线检测设备提供的垃圾特征参数计算垃圾焚烧参数，使得垃圾焚烧更为充分，利用率提高。

Description

一种垃圾特征参数在线检测设备

本申请要求在2019年12月31日提交中国专利局、申请号为201911415142.3、发明名称为“一种垃圾特征参数在线检测设备及其应用”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请属于检测装置领域，特别涉及一种垃圾特征参数在线检测设备。

背景技术

随着经济生活的不断发展，城市生活垃圾排放问题日益突出，垃圾焚烧发电作为一种有效处理垃圾的手段已被广泛应用。

垃圾的特征参数对垃圾焚烧具有指导意义，所述垃圾的特征参数包括热值、灰分、含水率等，其中，热值和灰分等参数可以根据垃圾的元素分析结果以及含水率来计算。由于不同地区人们生活习惯差异、环境差异、季节差异等因素，不同地地区、不同季节所产生垃圾的特征参数具有极大的不确定性，为保证燃烧效率以及垃圾焚烧发电厂各项排放指标达到环保要求，可以根据实时采集的垃圾特征参数来调整垃圾焚烧参数。

由于垃圾的成分、形状、尺寸、密度较为复杂，传统取样检测方法依赖于取样的过程，样品代表性较差，而且检测耗时较长，无法提供有效垃圾元素分析以及含水率的实时数据。

实用新型内容

为解决难以实时采集垃圾特征参数等问题，本申请提供一种垃圾特征参数在线检测设备，所述设备基于瞬发伽马中子活化分析技术(Prompt Gamma-ray NeutronActivation Analysis， PGNAA)，能够实时在线采集垃圾特征参数，使得焚烧控制系统能够根据所述垃圾特征参数及时调整焚烧参数，从而保证垃圾燃烧效率以及垃圾焚烧发电厂各项排放指标达到环保要求。

本申请的目的在于提供一种垃圾特征参数在线检测设备，所述在线检测设备包括用于在线检测垃圾储存坑6中垃圾化学元素的元素检测装置2以及在线检测所述垃圾含水率的水分检测装置1，其中，所述元素检测装置包括用于提供中子的中子源和用于采集γ射线的γ探测器。

在一种可实现的方式中，所述中子源可以为同位素中子源或电可控中子源，进一步地，所述同位素中子源包括：Am-Be源或者Cf源；所述的电可控中子源包括氘-氚中子发生器或氘-氘中子发生器。

在一种可实现的方式中，所述在线控制系统还包括用于传送垃圾的垃圾传送装置8和用于称量垃圾重量的称重装置9。

可选地，所述元素检测装置2、所述水分检测装置1以及所述称重装置9均安装于垃圾传送装置8上。

可选地，所述在线控制系统还包括垃圾传送装置8，所述元素检测装置2和水分检测装置1设置于所述垃圾传送装置8上。

在一种可实现的方式中，所述在线控制系统还包括用于安装所述元素检测装置2的机械臂3，所述机械臂3的一端安装于所述垃圾储存坑6的池壁上或者吊装于所述垃圾储存坑6 的上方，所述机械臂3的另一端安装有所述元素检测装置2和水分检测装置1。

所述垃圾特征参数在线检测设备可以应用于焚烧参数在线控制系统。

在一种可实现的方式中，所述在线控制系统适应于垃圾焚烧厂，所述垃圾焚烧厂设置有焚烧控制系统，所述在线控制系统还包括用于处理数据的处理器，所述在线控制系统用于执行以下程序：

所述元素检测装置2采集垃圾的元素含量；

所述水分检测装置1采集垃圾的含水率；

所述称重装置9采集所述垃圾的重量；

所述处理器根据垃圾特征参数计算焚烧参数，所述垃圾特征参数包括垃圾的元素含量、含水率、热值、灰分、固定碳以及垃圾的重量；

所述焚烧控制系统接收所述焚烧参数，并根据所述焚烧参数控制焚烧装置。

可选地，所述焚烧参数包括辅助燃料掺烧比例、空气量和炉床速度。

在一种可实现的方式中，所述辅助燃料包括：煤炭、油或天然气等石化燃料，所述辅助燃料用于保证垃圾在焚烧炉中稳定燃烧。

与现有技术相比，本申请提供的垃圾特征参数在线检测设备基于PGNAA技术能够对成分复杂的垃圾的特征参数准确地实时在线检测，提供具有时效性的垃圾特征参数，所述垃圾特征参数包括元素含量、热值、灰分、固定碳以及含水率，本申请所提供的焚烧参数在线控制系统能够根据所述在线检测设备提供的垃圾特征参数计算垃圾焚烧参数，使得垃圾焚烧更为充分，利用率提高。

附图说明

图1示出本申请一种应用于垃圾储存坑内的在线检测设备的示意图；

图2示出本申请一种应用于垃圾储存坑外的在线检测设备的示意图。

附图标记说明

1-水分仪，2-元素分析仪，3-机械臂，4-垃圾抓取装置，5-焚烧炉进料斗，6-垃圾储存坑， 7-下料斗，8-垃圾传送装置，9-称重装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本申请作进一步说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

以下详述本申请。

本申请提供一种垃圾特征参数在线检测设备，所述在线检测设备包括用于在线检测垃圾储存坑6中垃圾化学元素的元素检测装置2以及在线检测所述垃圾含水率的水分检测装置1，其中，所述在线元素检测装置包括用于发射中子的中子源和用于采集γ射线的γ探测器。

在一种可实现的方式中，所述在线检测设备还包括用于传送垃圾的垃圾传送装置8和用于称量垃圾重量的称重装置9。

根据在垃圾焚烧场中具体应用位置的不同，本申请提供的垃圾特征参数在线检测设备至少包括以下两种实施例。

实施例1

图1示出本申请一种应用于垃圾储存坑内的在线检测设备的示意图，如图1所示，所述在线检测设备安装于机械臂3上，用于在垃圾储存坑6中直接检测垃圾，所述在线检测设备在检测时与垃圾接触。

如图1所示，所述在线检测装置安装于机械臂3上，可以由机械臂3控制插入到垃圾堆内，由水分检测装置1测量垃圾堆的含水率，并由元素检测装置2测量垃圾堆内的元素含量。

在本实施例中，所述元素检测装置2主要包括D-T中子源和γ探测器，所述元素检测装置2分析的元素主要包括C、H、O、N、S、Cl等主要元素以及Si、Fe、Al、Ca、Na、Ti、 K等灰成分元素。

实施例2

图2示出本申请一种应用于垃圾储存坑外的在线检测设备的示意图，如图2所示，在垃圾焚烧炉进料斗与垃圾储存坑6之间设置有皮带式垃圾传送装置8，在垃圾焚烧炉进料斗与垃圾储存坑6之间还设置有用于抓取垃圾的垃圾抓取装置4，在所述垃圾传送装置8上进行在线检测。

如图2所示，所述在线检测设备包括用于将垃圾传送至焚烧炉进料斗5的垃圾传送装置 8、用于测量垃圾重量的称重装置9、用于在线检测垃圾水分的水分检测装置1以及元素检测装置2，其中，所述称重装置9安装于垃圾传送装置8下方，所述水分检测装置1设置于垃圾传送装置8的上方，所述元素检测装置2设置于所述垃圾传送装置8的下方。

在本实施例中，所述垃圾抓取装置4将垃圾储存坑6内垃圾抓到下料斗7中，然后由垃圾传送装置8传输到焚烧炉进料斗5中。在垃圾在传输的过程中，称重装置9、水分检测装置1、元素检测装置2分别对垃圾的重量、水分、元素含量分别进行检测。

本申请提供的垃圾特征参数在线检测设备可以应用于垃圾焚烧参数在线控制系统，所述在线控制系统包括所述垃圾特征参数在线检测设备。

在一种可实现的方式中，所述在线控制系统适应于垃圾焚烧厂，所述垃圾焚烧厂设置有焚烧控制系统，所述在线控制系统还包括用于处理数据的处理器，所述在线控制系统用于执行以下程序：

所述元素检测装置2采集垃圾的元素含量；

所述水分检测装置1采集垃圾的含水率；

所述称重装置9采集所述垃圾的重量；

所述处理器根据所述垃圾特征参数计算焚烧参数，所述垃圾特征参数包括垃圾的元素含量、含水率、热值、灰分、固定碳以及垃圾的重量；

所述焚烧控制系统接收所述焚烧参数，并根据所述焚烧参数控制焚烧装置。

所述焚烧参数包括辅助燃料掺烧比例、空气量和炉床速度等。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的垃圾特征参数在线检测装置，具有检测速度快、检测元素种类多，能够大体积检测等优点，避免了取样检测代表性差的问题，检测数据更加可靠；

(2)本实用新型提供的垃圾特征参数在线检测装置能够对垃圾进行全元素分析，获得垃圾含水率、热值、灰分等主要垃圾特征参数，将这些参数实时提供给垃圾焚烧参数在线控制系统，能够指导垃圾焚烧过程中辅助燃料的掺烧比例、助燃空气量、炉床速度等焚烧参数控制，因此，本实用新型在提高垃圾焚烧发电厂的经济性上具有重要意义；

(3)本实用新型提供的垃圾特征参数在线检测装置利用瞬发伽马射线中子活化分析检测垃圾元素成分含量，直接检测垃圾储存坑内或者焚烧炉进料斗处垃圾的元素成分含量，再根据元素成分含量计算出垃圾的特征参数，焚烧炉根据这些特征参数调整焚烧参数，从而保证焚烧过程优化运行，进而提高垃圾燃烧效率和经济性，减少污染物的产生。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种垃圾特征参数在线检测设备，其特征在于，所述在线检测设备包括用于在线检测垃圾储存坑(6)中垃圾化学元素的元素检测装置(2)以及在线检测垃圾含水率的水分检测装置(1)，其中，所述元素检测装置包括用于提供中子的中子源和用于采集γ射线的γ探测器。

2.根据权利要求1所述在线检测设备，其特征在于，所述中子源为同位素中子源或电可控中子源，进一步地，所述同位素中子源包括：Am-Be源或者Cf源；所述电可控中子源包括氘-氚中子发生器或氘-氘中子发生器。

3.根据权利要求2所述在线检测设备，其特征在于，所述在线检测设备还包括用于传送垃圾的垃圾传送装置(8)和用于称量垃圾重量的称重装置(9)。

4.根据权利要求3所述在线检测设备，其特征在于，所述元素检测装置(2)、所述水分检测装置(1)均安装于所述垃圾传送装置(8)上。

5.根据权利要求3所述在线检测设备，其特征在于，所述在线检测设备还包括垃圾传送装置(8)，所述元素检测装置(2)和水分检测装置(1)设置于所述垃圾传送装置(8)上。

6.根据权利要求1所述在线检测设备，其特征在于，所述在线检测设备还包括用于安装所述元素检测装置(2)的机械臂(3)，所述机械臂(3)的一端安装于所述垃圾储存坑(6)的池壁上或者吊装于所述垃圾储存坑(6)的上方，所述机械臂(3)的另一端安装有所述元素检测装置(2)和水分检测装置(1)。

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