一种提高垃圾制气热值添加剂的智能添加装置的制作方法

本实用新型涉及一种通过投入添加剂以提高垃圾热解电厂产气热值的装置，属于垃圾气化辅助设备技术领域，具体的说是一种高热值添加剂的智能添加装置。

背景技术：

随着社会经济的快速发展，我国城市化的进程加快，工业生产水平和生活品质的提高以及城市人口的增多，导致城市生活垃圾产量也日益剧增。当前国内主要的垃圾处理方式为垃圾填埋和焚烧技术。卫生填埋处理方式在我国大部分城市的生活垃圾消纳方面都占有着绝对优势，但是随着人们环保意识的提升和土地污染控制及使用标准越来越严格，卫生填埋的处理方式受到很大的限制。另外，垃圾焚烧电厂可能产生二恶因等其他污染物的原因遭到民众的强烈抵制。垃圾热解电厂作为新型的垃圾处理模式，从原理上杜绝二噁英产生，也避免了传统焚烧垃圾产生危险废弃物—飞灰的问题。不仅可以从垃圾中提取高热值的燃油和燃气直接出售，还可以就地发电，商业模式灵活多样，达到更好的经济效益，是国内未来垃圾处理的有力发展方向。

垃圾气化按照加热方式可以分为内热式和外热式，部分垃圾在缺氧环境中燃烧产生热量来启动反应成为内热式，原料在完全隔绝空气进行反应，加热器的热量为外部装置供应，就是外热式。外热式的生产工艺产生燃气热值高，具有很好的发展前景。在垃圾热解电厂采取外热式的工艺时，其利用绝氧热解原理，不焚烧垃圾，热解炉内为高温绝氧环境，能获得高温油气和热解碳。其后可将油气分离净化，热解碳气化自用，热解气和热解油可以作为外售产品。热解气的热值是售卖过程中的一个重要的参数指标，但由于垃圾成分的变化，热解气的热值也处于一个波动的状态。其中最大的问题是热解气热值可能会处于偏低的状态，难以进入燃气管网进行售卖。增加垃圾热解气的热值可以通过控制入炉垃圾含水量、减少垃圾入炉时带入空气量或入炉垃圾中掺入一定量高分子有机物等方法进行。

由于不同批次垃圾成分不同，垃圾热解气热值一直处于不断变化的波动状态，当热解气热值过低时可通过投入部分热值高、产气率高的添加剂来保证垃圾热解气的热值。

添加剂的使用对垃圾热解产气的热值具有重要影响，为了达到理想的产气热值水平，设计合适的添加装置十分必要。目前传统的添加装置大部分是通过燃料供给量控制添加剂的添加量，但是对于旨在提升垃圾产气热值的添加装置，添加量不仅受垃圾入炉量影响，还受垃圾产气量和热值的影响，只通过燃料供给量控制添加剂的添加量达不到理想的添加效果。因此，设计合理的垃圾制气热值提升添加装置对垃圾制气电站具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种垃圾制气热值提升的添加剂智能添加装置，其具有添加剂添加量精确、利用效率高和垃圾产气热值调节效果好的特点。

本实用新型的目的是通过以下的技术措施来实现的：

一种垃圾制气热值提升的添加剂的智能添加装置，其包括添加剂储存料仓；还包括螺旋给料机、智能控制装置和气流气热监测装置；所述螺旋给料机设置于所述添加剂储存料仓的出口端；所述气流气热监测装置设置于外热式垃圾气化炉的废气出口端；所述智能控制装置的信号输入端与所述气流气热监测装置的信号输出端连接；所述智能控制装置的信号输出端与所述螺旋给料机连接从而实现螺旋给料机的开启或关闭。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述气流气热监测装置包括垃圾产气流量检测仪和垃圾产气热值检测仪；所述垃圾产气流量检测仪和所述垃圾产气热值检测仪均设置于外热式垃圾气化炉的尾部废气排出管道中。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述外热式垃圾气化炉的尾部废气排出管道内安装有引风机。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述智能控制装置包括电动机和控制器；所述控制器的信号输入端与所述气流气热监测装置的信号输出端电连接；所述控制器的信号输出端与所述电动机的输入端电连接；所述电动机和所述螺旋给料机机械连接并可带动所述螺旋给料机转动。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述控制器包括依次串联的乘法器X、函数发生器F(x)和PID控制器；所述乘法器X的输入端与所述气流气热监测装置的信号输出端电连接；所述乘法器X的输出端通过函数发生器F(x)与所述PID控制器的sp端口电连接；所述PID控制器的pv端口与所述电动机的转速信号输出端电连接；所述PID控制器的输出端与所述电动机的工作控制端电连接。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述添加剂储存料仓的出料口与外热式垃圾气化炉入料口连通。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述添加剂储存料仓设置于与外热式垃圾气化炉的入料口连通的入炉通道的上端；所述添加剂储存料仓的出料口与所述入炉通道连通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的垃圾制气热值提升的智能添加装置通过垃圾产气流量测量仪和垃圾产气热值测量仪测得的垃圾实时产量和产气热值，再由智能控制装置计算所需添加剂的供给量，控制螺旋给料机根据该实时所需供给量调整添加剂的给料速度，利于控制垃圾在热解炉中产气热值控制。因此，本实用新型具有添加剂添加量精确、利用效率高和垃圾热解产气品质稳定的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为垃圾热解电站中垃圾制气热值提升的智能添加装置布置示意图；

图2为本实用新型中智能控制装置的电路原理框图；

图1中，1-外热式垃圾气化炉，2-破碎装置，3-垃圾进炉输送装置，4-添加剂储存料仓，5-螺旋给料机，6-电动机，7-垃圾产气流量检测仪，8-垃圾产气热值检测仪，9-引风机。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的垃圾制气热值提升的智能添加装置包括添加剂储存料仓4、螺旋给料机5、电动机6、垃圾产气流量检测仪7、垃圾产气热值检测仪8和智能控制装置。其中，添加剂储存料仓4的出口和螺旋给料机5的入口相连通，添加剂的供给量由电动机6的运转速度控制。螺旋给料机5的出口与垃圾破碎后的入炉通道相连通。垃圾产气流量检测仪7和垃圾产气热值检测仪8的监测探头设置在垃圾产气的尾部引出管道中，检测得到垃圾热解产气的实时流量与产气热值，引风机9安装在垃圾产气引出管道中。

如图2所示，智能控制装置包括电动机6和用于控制螺旋给料机5转速的控制器；控制器包括乘法器X、函数发生器F(x)和PID控制器，乘法器的两个输入端分别与垃圾产气流量检测仪7的流量信号输出端和垃圾产气热值检测仪8的产气热值信号输出端电气连接，乘法器的输出端通过函数发生器与PID控制器的sp端口电气连接，PID控制器的pv端口与电动机6的转速信号输出端电气连接，PID控制器的输出端与电动机6的工作控制端电气连接。乘法器接收垃圾产气流量检测仪7输出的产气实时流量信息与垃圾产气热值检测仪8输出的产气热值信息，计算出单位时间垃圾产气热值。在已知单位质量添加剂产气量和单位体积添加剂产气热值的条件下，函数发生器依据预先给定的目标垃圾产气单位体积热值生成相应的函数，最终计算出电动机6的转速信号给定值，该转速信号给定值与电动机6实际转速的偏差经PID控制器运算后得出电动机转速指令来控制电机的转速，电动机6带动螺旋给料机5转动，使添加剂按垃圾热解产气热值要求的信号添加。

本实用新型脱汞添加剂的智能添加装置的工作原理如下：

垃圾热解产气电站中运输到厂的垃圾经过初步处理，经破碎装置2处理后进入入炉通道，同时电动机6带动螺旋给料机5转动，使添加剂储存料仓4中的添加剂通过螺旋给料机按照一定的质量流速与破碎后的垃圾混合送入入炉通道。垃圾与添加剂的混合物通过垃圾进炉输送装置3进入外热式垃圾气化炉1。垃圾在外热式垃圾气化炉1中充分热解气化，产生的热解产气通过炉后的尾部引出管道进入后续处理阶段。智能控制装置依据垃圾产气流量检测仪7在线监测得到产气实时流量与垃圾产气热值检测仪8测得产气热值，经过运算处理后得出控制电动机6的转速。电动机6控制螺旋给料机5输出添加剂混入破碎后的垃圾，最后经外热式垃圾气化炉1的高温热解作用产生热解气。由此垃圾热解产气热值可达到预先给定垃圾产气热值的目标值。

本实用新型不局限与上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。