多元有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺智能配比控制系统技术方案

本发明专利技术针对多元有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺提供一种依据合成气成分自动调控水煤浆制浆成分种类、比例及棒磨机转速的智能配比控制系统，通过控制不同制浆原料加入棒磨机的质量/流量并调节棒磨机转速，实现制备的废弃物水煤浆浓度满足气化要求的同时可产出符合工业需求的合成气流量及成分比例，将本发明专利技术提供的控制系统部署在有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺中或对普通水煤浆气化工艺进行简单改造，即可实现制备多元有机废液及固废水煤浆回收利用废弃物的同时，智能定向调整气化合成气成分，降低由于制浆原料变化或合成气成分需求变化带来的制浆人工成本及资源浪费，提高多元有机废液及固废水煤浆气化工艺的整体效率和经济效益。工艺的整体效率和经济效益。工艺的整体效率和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
多元有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺智能配比控制系统


[0001]本专利技术涉及一种有机废液及固废水煤浆气化工艺中浆料制备过程的智能配比控制系统，更具体而言，涉及一种依据气化炉产出合成气流量及成分调控水煤浆多元制浆原料种类及比例的智能化制浆配比控制系统。

技术介绍

[0002]中国化石能源呈现“富煤、贫油、少气”的特点，煤炭是我国最主要的能源，清洁高效煤炭利用技术的发展成为我国能源转型及实现碳中和目标的重要一环，煤转化技术正是实现清洁高效利用化石燃料的重要手段。煤气化技术是煤转化技术的核心技术之一，是一种清洁高效的热化学技术，通过煤的热化学反应生成含有H2、CO、CO2的合成气，合成气可用于发电或作为化学原料合成氨、合成甲醇等，还可用于煤的液化、循环联合发电和煤气化多联产等领域。
[0003]水煤浆是一种新型的煤基液态清洁代油燃料，由65%
‑
70%的煤，30
‑
35%的水以及少量添加剂组成，经过一定的加工工艺制成的流体燃料，是气化炉的重要原料形式，在煤化工生产合成气中扮演重要的角色。水煤浆气化逐渐成为主要的煤气化技术形式，在我国的煤化工领域呈现大规模应用，目前，我国已成为世界上水煤浆产能最大、应用行业最广泛、技术最先进的国家。
[0004]水煤浆的主要组成成分为清水及煤炭，而研究表明，成分复杂和难以生化处置的工业废水（化工废水、发酵废水、医药废水等）及部分有机固废（工业革渣、废旧塑胶、活性炭、城市污泥等），可以通过特定比例掺混协同制备水煤浆，不仅减少了清水及煤炭的使用，还可在制备能源的同时实现简便、高效的废物处理和再利用。同时，在废液/固废水煤浆气化过程中，废液/固废中的有害有机物质可通过气化反应转化为合成气供下游产业利用，重金属则被固定在熔融渣中用于建材等，整个过程实现了废弃物的无害化处理，因此废液/固废水煤浆气化工艺是一种兼具经济效益和环境效益的煤化工新技术，具有广阔的应用前景。
[0005]目前，已有部分企业开展废液/固废水煤浆气化工艺的应用，生产合成气为下游产业提供化学原料或提供燃气。而不同产业对合成气中成分需求不同，如合成气用作民用煤气、冶金还原气或联合循环发电燃气对CO和H2比例要求均不相同，若采用水煤浆气化工艺制备氢气则要求合成气中H2比例尽可能高。因此，能够根据需求及时准确的调整合成气比例是该工艺应用的重要环节之一。对于给定的气化炉而言，其燃烧室的形状和尺寸、气化压力已定,而气化温度、气化剂和煤浆的质量流量决定于氧煤比，则煤浆的成分和浓度就成为了影响气化的关键因素，目前针对废液/固废水煤浆成分和浓度的确定主要依靠人工选取废液、固废、添加剂、煤炭进行实验室试制水煤浆，当工业上废液、固废、煤炭、添加剂等原材料种类发生变化时就需要重复一次试验，再根据试验结果人工调整废液/固废水煤浆原料配比，不仅费时费力，且实验室数据与工程运行数据有较大差异，影响合成气产量及成分。
因此，开发一种可根据水煤浆气化合成气组分需求自动调整废液/固废水煤浆制浆原料配比的智能系统尤为重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，针对多元有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺提供一种依据水煤浆浓度及合成气成分自动调控水煤浆制浆原料（包括：有机废液、有机固废、煤炭、添加剂）种类及比例的智能制浆配比控制系统，通过该系统控制不同制浆原料加入棒磨机的质量并调节棒磨机转速，实现制备的废弃物水煤浆满足气化要求的同时可产出符合工业需求的合成气流量及成分比例，降低由于制浆原料变化或合成气成分需求变化带来的人工成本及资源浪费，提高有机废液及固废水煤浆气化工艺的整体效率和经济效益。
[0007]为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：多元有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺智能配比控制系统包括：煤炭质量控制回路、有机固废质量控制回路、有机废液流量控制回路、添加剂流量控制回路、水煤浆棒磨机转速控制回路、水煤浆气化炉合成气分析控制回路、智能预测配比专家系统；所述煤炭质量控制回路、有机固废质量控制回路、有机废液流量控制回路、添加剂流量控制回路分别与水煤浆棒磨机对应进料口相连接；所述水煤浆棒磨机出料口与水煤浆气化炉喷嘴相连接；所述煤炭质量控制回路包括：煤炭称重式给料机，煤炭称重式给料机负荷传感器，煤炭称重式给料机转速传感器，煤炭称重式给料机控制器，煤炭称重式给料机变频电动机；其中，所述煤炭称重式给料机负荷传感器将称重式给料机单位长度煤炭重量信息经煤炭称重式给料机控制器连接至智能预测配比专家系统，所述煤炭称重式给料机转速传感器将称重式给料机皮带运动速度信息经煤炭称重式给料机控制器连接至智能预测配比专家系统，所述煤炭称重式给料机控制器接收来自智能预测配比专家系统的信号调整称重式给料机变频电动机的转速进而调整称重式给料机运送的煤炭质量，所述煤炭质量控制回路与棒磨机煤炭进料口相连接。
[0008]所述有机固废质量控制回路包括：有机固废称重式给料机，有机固废称重式给料机负荷传感器，有机固废称重式给料机转速传感器，有机固废称重式给料机控制器，有机固废称重式给料机变频电动机；其中，所述有机固废称重式给料机负荷传感器将称重式给料机单位长度有机固废重量信息经有机固废称重式给料机控制器连接至智能预测配比专家系统，所述有机固废称重式给料机转速传感器将称重式给料机皮带运动速度信息经有机固废称重式给料机控制器连接至智能预测配比专家系统，所述有机固废称重式给料机控制器接收来自智能预测配比专家系统的信号调整称重式给料机变频电动机的转速进而调整称重式给料机运送的有机固废质量，所述有机固废质量控制回路与棒磨机有机固废进料口相连接。
[0009]所述有机废液流量控制回路包括多个结构相同的有机废液流量控制子回路，其中有机废液流量控制子回路包括：有机废液搅拌罐，有机废液变频电动泵，有机废液流量计、有机废液流量控制器；其中，不同有机废液流量控制子回路存储并控制不同种类有机废液流量；
其中，所述有机废液搅拌罐用于储存和搅拌单种有机废液并经有机废液变频电动泵将有机废液送出，所述有机废液变频电动泵将转速信息经有机废液流量控制器连接至智能预测配比专家系统，所述有机废液流量计将有机废液流量信息经有机废液流量控制器连接至智能预测配比专家系统，所述有机废液流量控制器接收来自智能预测配比专家系统的信号调整有机废液变频电动泵的转速进而调整有机废液的流量，所述多个有机废液流量控制子回路共同组成有机废液流量控制回路并与棒磨机有机废液进料口相连接；所述添加剂流量控制回路包括多个相同的添加剂流量控制子回路，其中添加剂流量控制子回路包括：添加剂搅拌罐，添加剂变频电动泵，添加剂流量计、添加剂流量控制器；其中，不同添加剂流量控制子回路存储并控制不同种类添加剂流量；其中，所述添加剂搅拌罐用于制备、储存和搅拌单种添加剂溶液并经添加剂变频电动泵将添加剂送出，所述添加剂变频电动泵将转速信息经添加剂流量控制器连接至智能预测配比专家系统，所述添加剂流量计将添加剂流量信息经添加剂流量控制器连接至智能预测配比专家系统，所述有机废液流量控制器接收来自智能预测配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺智能配比控制系统，其特征在于：所述多元有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺智能配比控制系统包括：煤炭质量控制回路（10）、有机固废质量控制回路（20）、有机废液流量控制回路（345）、添加剂流量控制回路（67）、水煤浆棒磨机转速控制回路（80）、水煤浆气化炉合成气分析控制回路（90）、智能预测配比专家系统（500）；所述煤炭质量控制回路（10）、有机固废质量控制回路（20）、有机废液流量控制回路（345）、添加剂流量控制回路（67）分别与水煤浆棒磨机对应进料口相连接；所述煤炭质量控制回路（10）包括：煤炭称重式给料机（11），煤炭称重式给料机负荷传感器（12），煤炭称重式给料机转速传感器（13），煤炭称重式给料机控制器（14），以及煤炭称重式给料机变频电动机（15）；所述有机固废质量控制回路（20）包括：有机固废称重式给料机（21），有机固废称重式给料机负荷传感器（22），有机固废称重式给料机转速传感器（23），有机固废称重式给料机控制器（24），以及有机固废称重式给料机变频电动机（25）；所述有机废液流量控制回路（345）包括多个有机废液流量控制子回路，多个有机废液流量控制子回路分别用于储存和搅拌不同种类有机废液；其中，有机废液流量控制子回路包括：有机废液搅拌罐，有机废液变频电动泵，有机废液流量计，有机废液流量控制器；所述添加剂流量控制回路（67）中包括多个添加剂流量控制子回路，多个添加剂流量控制子回路分别用于制备、存储和搅拌不同种类添加剂；其中，添加剂流量控制子回路包括：添加剂搅拌罐，添加剂变频电动泵，添加剂流量计，添加剂流量控制器；所述水煤浆棒磨机转速控制回路（80）包括：水煤浆棒磨机（81），水煤浆棒磨机转速传感器（82），水煤浆在线水分测量仪（83），水煤浆棒磨机转速控制器（84），以及水煤浆棒磨机变频电动机（85）；所述水煤浆气化炉合成气分析控制回路（90）包括：水煤浆气化炉（91），水煤浆气化炉合成气流量计（92），水煤浆气化炉合成气气体分析仪（93），以及水煤浆气化炉合成气分析控制器（94）；所述智能预测配比专家系统（500）包括：水煤浆制浆及气化数据仓库模块（100）、水煤浆气化合成气预测模块（200）、水煤浆智能制浆配比模块（300），以及水煤浆制浆调节控制模块（400）。2.根据权利要求1所述的多元有机废液及固废协同制备水煤浆气化工艺智能配比控制系统，其特征在于：所述智能预测配比专家系统（500）中的水煤浆制浆及气化数据仓库模块（100）包括：煤炭种类数据库（101），所述煤炭种类数据库（101）用于输入和存储制浆采用的煤种数据，包含煤炭名称、产地、理化性质；煤炭质量数据库（102），所述煤炭质量数据库（102）用于接收和存储来自煤炭质量控制回路（10）的制浆煤炭原料质量实时数据；有机固废种类数据库（103），所述有机固废种类数据库（103）用于输入和存储制浆采用的有机固废种类数据，包含有机固废名称、产地、理化性质；有机固废质量数据库（104），所述有机固废质量数据库（104）用于接收和存储来自有机固废质量控制回路（20）的制浆有机固废原料质量实时数据；
有机废液种类数据库（105），所述有机废液种类数据库（105）用于输入和存储制浆采用的有机废液种类数据，包含有机废液名称、产地、理化性质；有机废液流量数据库（106），所述有机废液流量数据库（106）用于接收和存储来自有机废液流量控制回路（345）的多种有机废液流量实时数据；添加剂种类数据库（107），所述添加剂种类数据库（107）用于输入和存储制浆采用的添加剂种类数据，包含添加剂名称、产地、理化性质；添加剂流量数据库（108），所述添加剂流量数据库（108）用于接收和存储来自添加剂流量控制回路（67）的多种添加剂流量实时数据；棒磨机转速数据库（109），所述棒磨机转速数据库（109）用于接收和存储来自水煤浆棒磨机转速控制回路（80）的棒磨机转速实时数据；水煤浆浓度数据库（110），所述水煤浆浓度数据库（110）用于接收来自水煤浆棒磨机转速控制回路（80）的水煤浆水分含...

【专利技术属性】
技术研发人员：李得第，宗悦，赖昕杰，罗远林，吴月超，黄慧民，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：