CN110608440A - 一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制*** - Google Patents

一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制*** Download PDF

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Abstract

一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***，包括主控制***、流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***；主控制***分别与流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***连接。该***能便于实现对危险废弃物的自动化处理，并能实现全过程的监测和控制，能有效提高危险废弃物的处理效率，并能有利于降低处理过程对环境所造成的污染。

Description

一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***
技术领域
本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***。
背景技术
垃圾中的危险废弃物对全球环境和人类健康构成了严重的危害，而且它们的危害往往是长期的、潜在的。随着我国城市化和工业化进程加快，危险废弃物的产生量也在迅速增加，其中，我国主要产生的危险废物包括废碱、石棉废物、废酸、有色金属冶炼渣、无机氯化物、废矿物油和其他危险废物等，现有技术中，对这些废弃物多数只是进行简单的堆放，长期堆放的废弃物污染土地、地表水和地下水的事故屡有发生，使得环境污染日益严重。
目前，危险废弃物处理手段主要分为焚烧、固化和超临界氧化等工艺。上述工艺特点各异：焚烧处理工艺占比最大，焚烧产生的飞灰作为减量后的危废，具有高比表面面积的特点，同时，富集有大量的汞、镉、铅等有毒金属，并吸附了大量的二噁英类物质，对焚烧后的废气需要净化处理，尤其需要重视二噁英类物质的处理。固化处理工艺简单，但固化得到的固化体强度和浸水性较差，重金属的固定效果差，二次污染的风险较大。超临界氧化处理工艺投资大，处理范围小，通用性差。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***，该***能便于实现对危险废弃物的自动化处理，并能实现全过程的监测和控制，能有效提高危险废弃物的处理效率，并能有利于降低处理过程对环境所造成的污染。
为了实现上述目的，本发明提供一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***，包括主控制***、流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***；
所述流化床焚烧炉控制***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制一次供风设备的供风量、二次供风设备的供风量、炉排机构的动作和炉膛出口加热装置的加热量；用于采集焚烧炉的各部分的工作状态图像，并发送给主控制***，根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制焚烧炉燃烧状态；
所述垃圾飞灰等离子气化***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制等离子火炬的启动及垃圾飞灰的高温气化；
所述烟气连续测量监视***与主控制***连接，用于获取流化床焚烧炉出口和烟道中的氮氧化物状态数据，并将烟气状态数据发送给主控制***；
所述垃圾抓斗控制***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制垃圾抓斗设备抓取垃圾放入焚烧炉中；
所述烟气净化处理***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制烟气处理设备工作，对焚烧垃圾所产生的烟气进行处理；
所述汽轮机发电***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制汽轮机发电机的动作；
所述主控制***用于对所接收到的工作状态图像、烟气状态数据、温度数据以及垃圾焚烧工艺***中各设备的状态数据进行处理，并根据处理结果分别向流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***发出控制信号，以通过流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***控制垃圾焚烧处理线上的对应设备。
进一步，所述主控制***由人机接口设备、控制站和数据通讯总线组成，所述人机接口设备与控制站连接，用于提供人机交互接口，以便于向控制站输入控制指令与控制数据，所述数据通讯总线分别与流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***连接，用以建立控制站与流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***之间的通信连接。
进一步，所述流化床焚烧炉控制***包括一次风量及温度控制***、二次风量及温度控制***、炉墙温度控制子***、炉排控制子***、炉膛出口温度控制子***和工业电视***，
所述一次风量及温度控制***由一次供风设备、一次温度传感器和一次处理单元组成，一次供风设备用于根据一次处理单元的控制对焚烧炉进行一次供风控制；一次温度传感器用于采集焚烧炉一次进风附近的一次炉温数据，并发送给一次处理单元；一次处理单元用于对一次炉温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制二次供风设备的供风量；
所述二次风量及温度控制***由二次供风设备、二次温度传感器和二次处理单元组成，二次供风设备用于根据二次处理单元的控制对焚烧炉进行二次供风控制；二次温度传感器用于采集焚烧炉二次进风附近的二次炉温数据，并发送给二次处理单元；二次处理单元用于对二次炉温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制二次供风设备的供风量；
所述炉墙温度控制子***由炉墙温度传感器、炉墙供风设备和炉墙温度控制器组成，炉墙温度传感器用于采集焚烧炉炉墙处的温度数据，并发送给炉墙温度控制器；炉墙供风设备用于根据炉墙温度控制器的控制对焚烧炉炉墙处进行供风量控制，以控制炉墙处的温度在设定范围内；所述炉墙温度控制器用于对炉墙温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制炉墙供风设备的供风量；
所述炉排控制子***包括炉排驱动电机和炉排机构，炉排驱动电机用于根据主控制***的控制驱动控制回转窑的炉排机构的动作；
所述炉膛出口温度控制子***由炉膛出口温度传感器、炉膛出口加热装置和炉膛出口温度控制器组成，炉膛出口温度传感器用于采集焚烧炉炉膛出口处温度数据，并发送给炉膛温度控制器；炉膛出口加热装置用于根据炉膛温度控制器的控制对炉膛出口进行加热控制，以控制炉膛处的温度在设定范围内；所述炉膛温度控制器用于对炉膛温度数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制炉膛出口加热装置的加热量；
所述工业电视***由布置于焚烧炉工作现场的若干个摄像头组成，用于获取焚烧炉的各部分的工作状态图像，并发送给主控制***。
进一步，所述烟气连续测量监视***包括焚烧炉烟气出口获取子***和烟囱出口排放获取子***，所述焚烧炉烟气出口获取子***用于获取焚烧炉出口处的烟气状态信号，并发送给主控制***；所述烟囱出口排放获取子***获取焚烧炉的烟囱出口处烟气状态信号，并发送给主控制***。
本发明通过设置流化床焚烧炉控制***，能便于采集焚烧炉的各部分的工作状态图像给主控制***，还能方便根据主控制***的控制对一次供风设备、二次供风设备和炉墙供风设备的供风量进行控制，还可以对炉排机构的动作和炉膛出口加热装置的加热量进行控制，从而能对焚烧炉进行全面的精细化控制；通过垃圾飞灰等离子气化***与主控制***的连接能便于自动化地控制等离子火炬的启动和垃圾飞灰的高温气化作业；通过烟气连续测量监视***与主控制***的连接能自动化地采集流化床焚烧炉出口和烟道中的氮氧化物状态数据；通过垃圾抓斗控制***与主控制***的连接能自动化地控制垃圾抓斗设备抓取垃圾放入焚烧炉中；通过烟气净化处理***与主控制***的连接能自动化地控制烟气处理设备工作；汽轮机发电***与主控制***的连接能自动化地控制汽轮机发电机的发电作业。该***能便于实现对危险废弃物的自动化处理，并能实现全过程的监测和控制，能有效提高危险废弃物的处理效率，并能有利于降低处理过程对环境所造成的污染。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明中主控制***的原理框图；
图3是本发明中流化床焚烧炉控制***的原理框图；
图4是本发明中烟气连续测量监视***的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***，包括主控制***、流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***；
所述流化床焚烧炉控制***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制一次供风设备的供风量、二次供风设备的供风量、炉墙供风设备的供风量、炉排机构的动作和炉膛出口加热装置的加热量；用于采集焚烧炉的各部分的工作状态图像，并发送给主控制***，根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制焚烧炉燃烧状态；
所述垃圾飞灰等离子气化***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制等离子火炬的启动及垃圾飞灰的高温气化；
所述烟气连续测量监视***与主控制***连接，用于获取流化床焚烧炉出口和烟道中的氮氧化物状态数据，并将烟气状态数据发送给主控制***；
所述垃圾抓斗控制***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制垃圾抓斗设备抓取垃圾放入焚烧炉中；
所述烟气净化处理***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制烟气处理设备工作，对焚烧垃圾所产生的烟气进行处理；
所述汽轮机发电***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制汽轮机发电机的动作；
所述主控制***用于对所接收到的工作状态图像、烟气状态数据、温度数据以及垃圾焚烧工艺***中各设备的状态数据进行处理，并根据处理结果分别向流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***发出控制信号，以通过流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***控制垃圾焚烧处理线上的对应设备。
所述主控制***由人机接口设备、控制站和数据通讯总线组成，所述人机接口设备与控制站连接，用于提供人机交互接口，以便于向控制站输入控制指令与控制数据，所述数据通讯总线分别与流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***连接，用以建立控制站与流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***之间的通信连接。
所述流化床焚烧炉控制***包括一次风量及温度控制***、二次风量及温度控制***、炉墙温度控制子***、炉排控制子***、炉膛出口温度控制子***和工业电视***，
所述一次风量及温度控制***由一次供风设备、一次温度传感器和一次处理单元组成，一次供风设备用于根据一次处理单元的控制对焚烧炉进行一次供风控制；一次温度传感器用于采集焚烧炉一次进风附近的一次炉温数据，并发送给一次处理单元；一次处理单元用于对一次炉温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制二次供风设备的供风量；
所述二次风量及温度控制***由二次供风设备、二次温度传感器和二次处理单元组成，二次供风设备用于根据二次处理单元的控制对焚烧炉进行二次供风控制；二次温度传感器用于采集焚烧炉二次进风附近的二次炉温数据，并发送给二次处理单元；二次处理单元用于对二次炉温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制二次供风设备的供风量；
所述炉墙温度控制子***由炉墙温度传感器、炉墙供风设备和炉墙温度控制器组成，炉墙温度传感器用于采集焚烧炉炉墙处的温度数据，并发送给炉墙温度控制器；炉墙供风设备用于根据炉墙温度控制器的控制对焚烧炉炉墙处进行供风量控制，以控制炉墙处的温度在设定范围内；所述炉墙温度控制器用于对炉墙温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制炉墙供风设备的供风量；
所述炉排控制子***包括炉排驱动电机和炉排机构，炉排驱动电机用于根据主控制***的控制驱动控制回转窑的炉排机构的动作；
所述炉膛出口温度控制子***由炉膛出口温度传感器、炉膛出口加热装置和炉膛出口温度控制器组成，炉膛出口温度传感器用于采集焚烧炉炉膛出口处温度数据，并发送给炉膛温度控制器；炉膛出口加热装置用于根据炉膛温度控制器的控制对炉膛出口进行加热控制，以控制炉膛处的温度在设定范围内；所述炉膛温度控制器用于对炉膛温度数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制炉膛出口加热装置的加热量；
所述工业电视***由布置于焚烧炉工作现场的若干个摄像头组成，用于获取焚烧炉的各部分的工作状态图像，并发送给主控制***。
所述烟气连续测量监视***包括焚烧炉烟气出口获取子***和烟囱出口排放获取子***，所述焚烧炉烟气出口获取子***用于获取焚烧炉出口处的烟气状态信号，并发送给主控制***；所述烟囱出口排放获取子***获取焚烧炉的烟囱出口处烟气状态信号，并发送给主控制***。
通过设置流化床焚烧炉控制***，能便于采集焚烧炉的各部分的工作状态图像给主控制***，还能方便根据主控制***的控制对一次供风设备、二次供风设备和炉墙供风设备的供风量进行控制，还可以对炉排机构的动作和炉膛出口加热装置的加热量进行控制，从而能对焚烧炉进行全面的精细化控制；通过垃圾飞灰等离子气化***与主控制***的连接能便于自动化地控制等离子火炬的启动和垃圾飞灰的高温气化作业；通过烟气连续测量监视***与主控制***的连接能自动化地采集流化床焚烧炉出口和烟道中的氮氧化物状态数据；通过垃圾抓斗控制***与主控制***的连接能自动化地控制垃圾抓斗设备抓取垃圾放入焚烧炉中；通过烟气净化处理***与主控制***的连接能自动化地控制烟气处理设备工作；汽轮机发电***与主控制***的连接能自动化地控制汽轮机发电机的发电作业。该***能便于实现对危险废弃物的自动化处理，并能实现全过程的监测和控制，能有效提高危险废弃物的处理效率，并能有利于降低处理过程对环境所造成的污染。

Claims (4)

1.一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***，包括主控制***、流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***；
其特征在于；
所述流化床焚烧炉控制***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制一次供风设备的供风量、二次供风设备的供风量、炉墙供风设备的供风量、炉排机构的动作和炉膛出口加热装置的加热量；用于采集焚烧炉的各部分的工作状态图像，并发送给主控制***，根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制焚烧炉燃烧状态；
所述垃圾飞灰等离子气化***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制等离子火炬的启动及垃圾飞灰的高温气化；
所述烟气连续测量监视***与主控制***连接，用于获取流化床焚烧炉出口和烟道中的氮氧化物状态数据，并将烟气状态数据发送给主控制***；
所述垃圾抓斗控制***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制垃圾抓斗设备抓取垃圾放入焚烧炉中；
所述烟气净化处理***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制烟气处理设备工作，对焚烧垃圾所产生的烟气进行处理；
所述汽轮机发电***与主控制***连接，用于根据所接收到的主控制***发出的控制信号控制汽轮机发电机的动作；
所述主控制***用于对所接收到的工作状态图像、烟气状态数据、温度数据以及垃圾焚烧工艺***中各设备的状态数据进行处理，并根据处理结果分别向流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***发出控制信号，以通过流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***控制垃圾焚烧处理线上的对应设备。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***，其特征在于，所述主控制***由人机接口设备、控制站和数据通讯总线组成，所述人机接口设备与控制站连接，用于提供人机交互接口，以便于向控制站输入控制指令与控制数据，所述数据通讯总线分别与流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***连接，用以建立控制站与流化床焚烧炉控制***、垃圾飞灰等离子气化***、烟气连续测量监视***、垃圾抓斗控制***、烟气净化处理***和汽轮机发电***之间的通信连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***，其特征在于，所述流化床焚烧炉控制***包括一次风量及温度控制***、二次风量及温度控制***、炉墙温度控制子***、炉排控制子***、炉膛出口温度控制子***和工业电视***，
所述一次风量及温度控制***由一次供风设备、一次温度传感器和一次处理单元组成，一次供风设备用于根据一次处理单元的控制对焚烧炉进行一次供风控制；一次温度传感器用于采集焚烧炉一次进风附近的一次炉温数据，并发送给一次处理单元；一次处理单元用于对一次炉温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制二次供风设备的供风量；
所述二次风量及温度控制***由二次供风设备、二次温度传感器和二次处理单元组成，二次供风设备用于根据二次处理单元的控制对焚烧炉进行二次供风控制；二次温度传感器用于采集焚烧炉二次进风附近的二次炉温数据，并发送给二次处理单元；二次处理单元用于对二次炉温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制二次供风设备的供风量；
所述炉墙温度控制子***由炉墙温度传感器、炉墙供风设备和炉墙温度控制器组成，炉墙温度传感器用于采集焚烧炉炉墙处的温度数据，并发送给炉墙温度控制器；炉墙供风设备用于根据炉墙温度控制器的控制对焚烧炉炉墙处进行供风量控制，以控制炉墙处的温度在设定范围内；所述炉墙温度控制器用于对炉墙温数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制炉墙供风设备的供风量；
所述炉排控制子***包括炉排驱动电机和炉排机构，炉排驱动电机用于根据主控制***的控制驱动控制回转窑的炉排机构的动作；
所述炉膛出口温度控制子***由炉膛出口温度传感器、炉膛出口加热装置和炉膛出口温度控制器组成，炉膛出口温度传感器用于采集焚烧炉炉膛出口处温度数据，并发送给炉膛温度控制器；炉膛出口加热装置用于根据炉膛温度控制器的控制对炉膛出口进行加热控制，以控制炉膛处的温度在设定范围内；所述炉膛温度控制器用于对炉膛温度数据进行处理，并根据接收到的主控制***发出的控制信号控制炉膛出口加热装置的加热量；
所述工业电视***由布置于焚烧炉工作现场的若干个摄像头组成，用于获取焚烧炉的各部分的工作状态图像，并发送给主控制***。
4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧及等离子气化耦合工艺控制***，其特征在于，所述烟气连续测量监视***包括焚烧炉烟气出口获取子***和烟囱出口排放获取子***，所述焚烧炉烟气出口获取子***用于获取焚烧炉出口处的烟气状态信号，并发送给主控制***；所述烟囱出口排放获取子***获取焚烧炉的烟囱出口处烟气状态信号，并发送给主控制***。
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