一种垃圾分级热解气化系统的综合控制装置的制作方法

本实用新型属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种垃圾分级热解气化系统的综合控制装置。

背景技术：

随着城市化进程和经济的发展，垃圾的管理和处理现状已经不能适应社会发展的需要，也不能满足人民群众对生活环境日益提高的要求，更不能满足社会经济环境可持续发展的要求。

中国每年的生活垃圾增长率已经超过10％，比世界年均数字高出大约1.5个百分点，每年产生的城市生活垃圾总量将近1.5亿吨。中国除县城之外的668个城市中，有2/3的城市处于垃圾包围之中，1/4已经无垃圾填埋堆放场地。全国城市垃圾堆存累计侵占土地超过5亿平方米，每年的经济损失高达300亿元，全国城市生活垃圾累计堆存量已达70亿吨。同时，随着近年来农村经济的发展，城镇化进程的加快，农民生活水平的提高，农村生活垃圾的产量和堆积量也在与日俱增，预计农村生活垃圾产生量每年已经超过2亿吨。

以中国首都北京为例，因经济快速发展和城市人口的急剧膨胀，北京市生活垃圾每年以8%以上的速度增长，每天产生的生活垃圾量达1.8万吨以上。2015年后，年产生活垃圾总量将近1000万吨。生活垃圾采用填埋方式，必然消耗大量的土地资源和财政资金。北京市正在发展大规模的垃圾焚烧设施，但由于工艺技术落后而进展缓慢。其主要原因是在垃圾焚烧过程中会产生大量的二噁英、酸性气体和烟尘等有毒有害物质，污染大气环境，因此难以得到市民的全力支持。

据中国建设部的官方调查表明，全国600多座城市的垃圾已侵占土地5亿平方米，而且这种趋势正在加剧，这种状况必须得到改变。因此，发展更为先进的城市生活垃圾处理技术极有必要。

从化学角度看，城市生活垃圾以有机物质为主，本身是一种资源。研究表明，每公斤中国城市生活垃圾的热值远远高于3200千焦耳，大多数垃圾的热值达到6500千焦耳以上，即意味着它完全可以用来发电。但遗憾的是，目前已有的垃圾焚烧发电技术所排放的烟气中，二噁英、酸性气体和烟尘等有毒有害物质的浓度超标，严重污染了周边大气环境和威胁到当地居民的健康，故难以得到大规模推广。

生活垃圾热解是近年来新开发的技术，对垃圾资源利用率高，无二噁英的生成，但产生的油品成分复杂，利用难度大，且留下难以处理的酚水；生活垃圾气化对垃圾资源利用率高，二噁英生成少，但气体热值低，需要除去焦油、利用难度大，目前以固定床技术为主难以实现大规模生产。

技术实现要素：

为了克服背景技术所述的不足, 本实用新型提供了一种垃圾分级热解气化系统的综合控制装置，该综合控制装置通过设置温度传感器对分级热解气化系统的各个装置的温度进行监控，通过比例阀控制各个装置的进气量，同时通过加料控制系统控制进料口的进料，当温度超过设置范围时报警器报警，对分级热解气化系统各个装置的温度实现实时监控，保证各个装置的温度处于设定范围内，避免对垃圾进行分级热解气化处理过程中产生二噁英、酸性气体和烟尘等有毒有害物质。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种垃圾分级热解气化系统的综合控制装置，所述装置包括：

多个温度传感器，分别安装于分级热解气化系统的各个反应装置上，用于实时测量反应装置的温度，并将测量的结果反馈至单片机。

多个分管路控制阀，分别安装于分级热解气化系统的进气管路上，用于控制进气管路的开合，从而控制进入到各个装置的气体量，达到调节温度的目的。

多个比例阀，分别用来控制分管路控制阀的开度，单片机根据各个温度传感器检测到的温度值，分别通过各个比例阀调节相应分管路控制阀的开度，控制装置的进气量，从而控制分级热解气化系统的各个反应装置的温度在设定范围内。

一个加料控制系统，用来控制分级热解气化系统的进料，当温度传感器检测到携带反应器内的温度过高时，单片机指示加料控制系统控制其加料，可以适当降低温度，达到预期需求。

一个报警器，用于当温度超过设置值时，单片机指示其报警，方便工作人员及时了解系统的情况，根据实际情况做出相应的处置。

一个单片机，为该装置的大脑，收集并处理数据，然后根据设定情况下达相应的指令。其分别信号连接温度传感器、分管路控制阀、比例阀、加料控制系统和报警器，根据各个温度传感器检测到的温度值，分别通过各个比例阀调节相应分管路控制阀的开度，从而控制分级热解气化系统的各个反应装置的温度在设定范围内。

所述的加料控制系统包括控制终端，控制终端电连接单片机，控制终端分别信号连接料位检测装置和驱动装置；所述的控制终端用于接收单片机的指令，收集料位检测装置的信息，并指令驱动装置打开或者关闭进料口；所述的料位检测装置用于检测目标料仓的实时料位信息，并将实时料位信息发送给控制终端；所述的驱动装置用于控制目标料仓进料口的开合。

优选的，所述的分级热解气化系统包括湍流流化床，湍流流化床顶部设置有携带反应器，携带反应器侧边设置有进料口，携带反应器顶部通过管道连接一级分离器的一侧，一级分离器底部通过管道连接至携带反应器内，一级分离器另一侧通过管道连接至二级分离器，二级分离器顶部设置有排气口，二级分离器底部通过管道连接有气流流化床，气流流化床通过管道连接至湍流流化床；湍流流化床底部设置有补气装置，湍流流化床底部设置有排灰口；该分级热解气化系统外部还设置有进气管道，进气管道分别连接至补气装置和气流流化床。在分级热解气化过程中，由于热解产生氢气，使反应实现加氢热解，在分级热解气化过程中，控制湍流流化床的反应温度为800-1200℃、气流流化床的反应温度为1200-1600℃、携带反应器的固体进料口处的反应温度为700-1000℃、携带反应器上部的反应温度为600-900℃，湍流流化床排灰口的反应温度为30-80℃；在这样的反应温度下，垃圾颗粒经过循环热解处理，垃圾的分解度能够达到99%以上，转化效率较高；并且湍流流化床排灰口进行灰渣玻璃化处理，处理后的灰渣可以用做建筑材料，实现废渣回收运用，实现绿色发展；并且避免垃圾分级热解气化处理过程中产生二噁英、酸性气体和烟尘等有毒有害物质。

优选的，所述的温度传感器设置有五个，分别安装于湍流流化床、气流流化床、携带反应器进料口、携带反应器上部和湍流流化床排灰口上；所述的分管路控制阀设置有两个，分别安装于分级热解气化系统的进气管路上，控制不同的支路；所述的比例阀设置有两个，分别连接两个分管路控制阀；所述的加料控制系统设置于进料口处。

优选的，所述的单片机信号连接一个显示屏或上位机，单片机把信息传送到显示屏或上位机上，通过显示屏或上位机能够实时显示出信息，方便工作人员直观监控。

优选的，所述的温度传感器为JCJ100ZB螺纹固定式温度传感器，由接线盒、固定螺纹和保护管三部分组成，可选用铂热电阻，铜热电阻感温度元件，具有10MPa 的耐压。

优选的，所述的单片机为AT89X51型号的单片机。

本实用新型的优点是：本实用新型通过设置温度传感器对分级热解气化系统的各个装置的温度进行监控，通过比例阀控制各个装置的进气量，同时通过加料控制系统控制进料数量，当温度超过设置范围时报警器报警，对分级热解气化系统各个装置的温度实现实时监控，保证各个装置的温度处于设定范围内，避免对垃圾进行分级热解气化处理过程中产生二噁英、酸性气体和烟尘等有毒有害物质。

附图说明

图1为分级热解气化系统的结构示意图；

图2为综合控制装置的系统结构框图；

图3为加料控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示，该分级热解气化系统包括湍流流化床10，湍流流化床10上部设置有携带反应器11，携带反应器11侧边设置有进料口12，携带反应器11上端通过管道连接一级分离器13的一侧，一级分离器13底部通过管道连接到携带反应器11内，一级分离器13另一侧通过管道连接二级分离器14，二级分离器14顶部设置有排气口，二级分离器14底部通过管道连接有气流流化床15，气流流化床15通过管道连接至湍流流化床10。湍流流化床10底部设置有补气装置，湍流流化床10底部设置有排灰口16。该分级热解气化系统外部还设置有进气管道17，进气管道17分别连接至湍流流化床10底部的补气装置、气流流化床15，进气管道17上多处设置有分管路控制阀18。在该装置中，通过进料口12进入垃圾颗粒，首先在湍流流化床10中热解，热解后的垃圾产生的气体经过湍流流化床10上面的管道进入一级分离器13进行分离，分离后的气体经过管道到达二级分离器14再次进行分离，分离后得到的纯净甲烷气体通过二级分离器14的排气口排出，一级分离器13分离出的粗渣经过管道进入到携带反应器11中再次进行热解，二级分离器14分离出的细渣经过管道进入到气流流化床15中再次进行热解燃烧。

如图2所示，包括：五个温度传感器20、两个分管路控制阀18、两个比例阀21、一个加料控制系统22、一个报警系统23、一个单片机24。五个温度传感器20分别安装于湍流流化床、气流流化床、携带反应器进料口、携带反应器上部和湍流流化床排灰口处；两个分管路控制阀18分别安装于进气管路上；两个比例阀21分别用来控制分管路控制阀18的开度；一个加料控制系统22安装于携带反应器进料口处，用来控制分级热解气化处理装置的进料；一个报警系统23，当温度超过设置值时报警；一个单片机24，分别信号连接温度传感器20、分管路控制阀18、比例阀21、加料控制系统22和报警系统23，单片机24根据各个温度传感器20检测到的温度值，分别通过各个比例阀21调节相应分管路控制阀18的开度，控制气体进入装置内部的量，从而控制分级热解气化系统的各个反应装置的温度在设定范围内。为了方便工作人员直观监控，所述的单片机24信号连接一个显示屏25，单片机24把信息传送到显示屏25上，通过显示屏25能够实时显示出相关温度信息。

所述的温度传感器20为JCJ100ZB螺纹固定式温度传感器。

所述的单片机24为AT89X51型号的单片机。

如图3所示，加料控制系统包括控制终端30，控制终端30电连接单片机，控制终端30分别信号连接料位检测装置31和驱动装置32；控制终端30用于接收单片机的指令，收集料位检测装置31的信息，并指令驱动装置32打开或者关闭进料口；所述的料位检测装置31用于检测目标料仓的实时料位信息，并将实时料位信息发送给控制终端30；所述的驱动装置32用于控制目标料仓进料口的开合。

在分级热解气化系统、综合控制装置和加料控制系统的综合控制下，在热解燃烧的过程中，控制湍流流化床10的反应温度为800-1200℃、气流流化床15的反应温度为1200-1600℃、携带反应器11的固体进料口12处的反应温度为700-1000℃、携带反应器11上部的反应温度为600-900℃，湍流流化床排灰口16的反应温度为30-80℃； 由于热解产生氢气，使反应实现加氢热解，在这样的反应温度下，垃圾颗粒经过循环热解处理，垃圾的分解度能够达到99%以上，转化效率较高；并且湍流流化床10排灰口进行灰渣玻璃化处理，处理后的灰渣可以用做建筑材料，实现废渣回收运用，实现绿色发展；并且避免垃圾分级热解气化处理过程中产生二噁英、酸性气体和烟尘等有毒有害物质。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。