生物质可燃气的除尘除焦器及其过滤器智能切换方法技术

技术编号：40063002 阅读：6 留言：0更新日期：2024-01-16 22:59

本发明专利技术公开了生物质可燃气的除尘除焦器及其过滤器智能切换方法，属于可燃气净化领域，包括气化炉、第一气体管道、降温箱和过滤系统，所述气化炉水平设置在地面上，所述第一气体管道设置在气化炉上，且所述第一气体管道与气化炉相连通，所述降温箱设置在气化炉的旁侧，且所述降温箱与第一气体管道相连通，所述过滤系统设置在降温箱的旁侧，所述过滤系统与降温箱相连通，本发明专利技术采用过滤系统能够降低过滤的成本，同时在更换过滤器的同时不影响可燃气的过滤，提高了效率；系统能够根据实时数据和动力学模型的预测自动调整，提高适应性；通过预测过滤器性能下降，系统可以提前进行维护，避免突发故障。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物质可燃气净化领域，尤其涉及生物质可燃气的除尘除焦器及其过滤器智能切换方法。

技术介绍

1、生物质可燃气是指将通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物，如秸秆、稻壳、玉米芯、花生壳等废弃材料进行在热解气化过程中，会产生的粗燃气，生物质可燃气由于该技术具有原料适应性广，在环境污染加剧，寻找新型可再生能源和提高能源燃烧效率，化石源资价格日益攀升的形势下，已经逐渐引起世界各国的高度重视。

2、但是在生物质气化产生的可燃气会包含焦油和粉尘，所以需要对生物质气化产生的粗燃气进行净化，在对生物质可燃气进行干式过滤时，容易经常整体更换滤芯，成本相对较高，且在更换滤芯时，无法对生物质可燃气进行过滤，导致整个流程因为无法过滤生物质可燃气而停止，影响企业的生产效率，同时气化炉刚气化的滤生物质可燃气温度较高，可以对其进一步利用。

3、设备通过双过滤器设计可以实现气体的连续过滤，减少停机时间。当一个过滤器效率下降时需要及时切换到另一个过滤器。但是过滤器切换不能过于频繁,否则设备的寿命会缩短,同时切换过程中会短时间中断气体过滤影响系统稳定性。

4、那么确定何时切换过滤器就是一个值得研究的难题。简单的通过风速传感器读数判断无法准确把握过滤器内部的污染情况。如果过滤布上沉积的灰尘过多,即使风速未下降也应该切换。如果风速下降是由其他原因导致,频繁切换过滤器也是不必要的。

5、这个技术难题的根源在于无法实时准确判断过滤器内部的过滤效率和污染情况。导致的后果是过滤器切换时间难以准确确定

6、为解决这个难题,可以通过机器学习算法,结合多个传感器数据,对过滤器内部情况建模,训练模型实时评估过滤效率,据此确定最佳的过滤器切换时间。这可以避免盲目依赖单一传感器,实现更加智能化和优化的判断。该算法的研发将大大增强整个除尘除焦系统的智能决策与自主维护能力。

技术实现思路

1、本专利技术实施例提供生物质可燃气的除尘除焦器及其过滤器智能切换方法，以解决现有技术中的问题。

2、本专利技术实施例采用下述技术方案：生物质可燃气的除尘除焦器，包括气化炉、第一气体管道、降温箱和过滤系统，所述气化炉水平设置在地面上，所述第一气体管道设置在气化炉上，且所述第一气体管道与气化炉相连通，所述降温箱设置在气化炉的旁侧，且所述降温箱与第一气体管道相连通，所述过滤系统设置在降温箱的旁侧，所述过滤系统与降温箱相连通；所述降温箱包括水箱、加水口、水位报警器、管固支架和降温管道，所述水箱设置在气化炉的旁侧，所述加水口设置在水箱上且所述加水口与水箱相连通，所述水位报警器设置在水箱上，所述管固支架设置在水箱内，所述降温管道与第一气体管道相连通，所述降温管道与过滤系统相连通，所述降温管道固定设置在管固支架上。

3、所述降温箱还包括放水阀口、热量传送管和保温层，所述放水阀口设置在水箱侧端，且所述放水阀口与水箱相连通，所述热量传送管设置在水箱的顶端，且所述热量传送管与水箱相连通，所述保温层包覆在热量传送管上，所述降温箱内设有格栅；热量传送管采用多层螺旋盘管组合；所述降温管道在水箱内弯折设置。

4、所述过滤系统包括旋转球阀、连接管、过滤器、三通管、电磁阀、固定支架、电控箱、控制器、测风速仪和吸风机，所述旋转球阀设置在降温管道上，所述连接管有两个，两个所述连接管分别设置在旋转球阀的两端，所述过滤器有两个，两个所述过滤器的一端分别螺纹连接在两个连接管上，所述三通管螺纹连接在两个过滤器的另一端，所述电磁阀有两个，两个所述电磁阀对称设置在三通管上，所述测风速仪设置在三通管上，所述吸风机设置在测风速仪的背端，所述固定支架水平设置在地面上，且所述固定支架两端分别固定连接在两个连接管和三通管上，所述电控箱设置在固定支架上，所述控制器设置在电控箱内。

5、所述过滤器包括过滤箱、滤盖、驱动电机、过滤布、转轴、从动轴、传动轴、滤盒、滤布口、滤管、调节支架、行程开关和快速连接器，所述滤盒设置在过滤箱内，所述滤布口有若干个，若干个所述滤布口设置在滤盒的上下两端，所述驱动电机设置在过滤箱的外侧一端，所述传动轴设置在过滤箱内侧，且所述传动轴与驱动电机的主轴传动连接，所述转轴有若干个，若干个所述转轴转动连接在过滤箱内，所述从动轴转动连接在过滤箱上，所述过滤布首端缠绕包裹在从动轴上，且所述过滤布尾端内外交错穿过滤布在滤盒内形成若干个过滤层，且所述过滤布抵触在转轴上，所述过滤布尾端最终缠绕包裹在传动轴上，所述滤管有两个，两个过滤器分别螺纹连接在三通管的两端，所述快速连接器有两个，两个所述快速连接器的一端分别螺纹连接在两个滤管上，位于进气端的快速连接器另一端螺纹连接在连接管上，位于出气端的快速连接器另一端螺纹连接在三通管上，所述调节支架设置在过滤箱内，所述行程开关设置在调节支架上，且所述行程开关一端抵触在过滤布上。

6、所述降温箱与过滤系统之间电性连接；所述快速连接器包括中接管、侧接管、第一密封圈、第二密封圈和转动杆，所述侧接管有两个，所述中接管滑动连接在两个中接管内，所述第一密封圈有两个，两个所述第一密封圈对称设置在中接管的两端部处，所述第二密封圈有两个，两个所述第二密封圈分别设置在两个侧接管上，所述转动杆有两个，两个所述侧接管分别固定连接在两个侧接管上；所述快速连接器上设有压紧机构，所述压紧机构包括上压紧片和下压紧片，所述上压紧片和下压紧片的一端铰接，所述上压紧片和下压紧片为半弧形形状套设在中接管和两个侧接管之间，所述上压紧片和下压紧片的另一端之间通过螺栓锁紧；所述格栅采用多层间隔设置的波纹板结构。

7、上述生物质可燃气的除尘除焦器的过滤器智能切换方法，包括以下步骤：

8、s1.数据收集与状态建模

9、s11.收集数据：从生物质可燃气除尘除焦器的各个传感器收集数据，包括温度t，压力p，粉尘浓度d，振动v，以及过滤器效率e；

10、s12.构建矩阵s：

11、

12、s2：动态分析与预测

13、s21.计算时间导数，以分析状态随时间的变化：

14、

15、s22.应用微分方程，描述过滤器效率与其他参数的动态关系：

16、

17、s3.统计分析与异常检测，应用概率分布函数f(s)，分析状态矩阵的统计特性：

18、

19、s4.频率域分析，进行复频率分析f(s)，识别异常频率成分：

20、

21、s5.动力学行为分析，应用拉格朗日方程，描述系统的动力学行为：

22、

23、s6.控制系统根据动力学行为分析的结果，自动调整过滤器的工作状态。

24、s22中，该方程基于动态系统理论，其中二阶导数表示过滤器效率变化的加速度，一阶导数表示过滤器效率变化的速度；

25、α，β：是系统特有的常数，代表过滤器效率变化的内在特性；

...

【技术保护点】

1.生物质可燃气的除尘除焦器，其特征在于：包括气化炉(1)、第一气体管道(2)、降温箱(21)和过滤系统(3)，所述气化炉(1)水平设置在地面上，所述第一气体管道(2)设置在气化炉(1)上，且所述第一气体管道(2)与气化炉(1)相连通，所述降温箱(21)设置在气化炉(1)的旁侧，且所述降温箱(21)与第一气体管道(2)相连通，所述过滤系统(3)设置在降温箱(21)的旁侧，所述过滤系统(3)与降温箱(21)相连通；所述降温箱(21)包括水箱(22)、加水口(23)、水位报警器(24)、管固支架(25)和降温管道(26)，所述水箱(22)设置在气化炉(1)的旁侧，所述加水口(23)设置在水箱(22)上且所述加水口(23)与水箱(22)相连通，所述水位报警器(24)设置在水箱(22)上，所述管固支架(25)设置在水箱(22)内，所述降温管道(26)与第一气体管道(2)相连通，所述降温管道(26)与过滤系统(3)相连通，所述降温管道(26)固定设置在管固支架(25)上。

2.根据权利要求1所述的生物质可燃气的除尘除焦器，其特征在于：所述降温箱(21)还包括放水阀口(27)、热

3.根据权利要求1所述的生物质可燃气的除尘除焦器，其特征在于：所述过滤系统(3)包括旋转球阀(31)、连接管(32)、过滤器(4)、三通管(33)、电磁阀(34)、固定支架(35)、电控箱(36)、控制器(37)、测风速仪(38)和吸风机(39)，所述旋转球阀(31)设置在降温管道(26)上，所述连接管(32)有两个，两个所述连接管(32)分别设置在旋转球阀(31)的两端，所述过滤器(4)有两个，两个所述过滤器(4)的一端分别螺纹连接在两个连接管(32)上，两个过滤器(4)分别螺纹连接在三通管(33)的两端，所述电磁阀(34)有两个，两个所述电磁阀(34)对称设置在三通管(33)上，所述测风速仪(38)设置在三通管(33)上，所述吸风机(39)设置在测风速仪(38)的背端，所述固定支架(35)水平设置在地面上，且所述固定支架(35)两端分别固定连接在两个连接管(32)和三通管(33)上，所述电控箱(36)设置在固定支架(35)上，所述控制器(37)设置在电控箱(36)内,所述过滤器(4)包括过滤箱(41)、滤盖(42)、驱动电机(43)、过滤布(44)、转轴(45)、从动轴(46)、传动轴(47)、滤盒(5)、滤布口(51)、滤管(52)、调节支架(53)、行程开关(54)和快速连接器(6)，所述滤盒(5)设置在过滤箱(41)内，所述滤布口(51)有若干个，若干个所述滤布口(51)设置在滤盒(5)的上下两端，所述驱动电机(43)设置在过滤箱(41)的外侧一端，所述传动轴(47)设置在过滤箱(41)内侧，且所述传动轴(47)与驱动电机(43)的主轴传动连接，所述转轴(45)有若干个，若干个所述转轴(45)转动连接在过滤箱(41)内，所述从动轴(46)转动连接在过滤箱(41)上，所述过滤布(44)首端缠绕包裹在从动轴(46)上，且所述过滤布(44)尾端内外交错穿过滤布(44)在滤盒(5)内形成若干个过滤层，且所述过滤布(44)抵触在转轴(45)上，所述过滤布(44)尾端缠绕包裹在传动轴(47)上，所述滤管(52)有两个，两个所述滤管(52)连通在滤盒(5)和过滤箱(41)上，所述快速连接器(6)有两个，两个所述快速连接器(6)的一端分别螺纹连接在两个滤管(52)上，位于进气端的快速连接器(6)另一端螺纹连接在连接管(32)上，位于出气端的快速连接器(6)另一端螺纹连接在三通管(33)上，所述调节支架(53)设置在过滤箱(41)内，所述行程开关(54)设置在调节支架(53)上，且所述行程开关(54)一端抵触在过滤布(44)上,所述降温箱(21)与过滤系统(3)之间电性连接。

4.根据权利要求3所述的生物质可燃气的除尘除焦器，其特征在于：所述快速连接器(6)包括中接管(61)、侧接管(62)、第一密封圈(63)、第二密封圈(64)和转动杆(65)，所述侧接管(62)有两个，所述中接管(61)滑动连接在两个中接管(61)内，所述第一密封圈(63)有两个，两个所述第一密封圈(63)对称设置在中接管(61)的两端部...

【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的生物质可燃气的除尘除焦器，其特征在于：所述降温箱(21)还包括放水阀口(27)、热量传送管(28)和保温层(29)，所述放水阀口(27)设置在水箱(22)侧端，且所述放水阀口(27)与水箱(22)相连通，所述热量传送管(28)设置在水箱(22)的顶端，且所述热量传送管(28)与水箱(22)相连通，所述保温层(29)包覆在热量传送管(28)上，所述降温箱(21)内设有格栅(7)；热量传送管(28)采用多层螺旋盘管组合,所述降温管道(26)在水箱(22)内弯折设置,所述格栅(7)采用多层间隔设置的波纹板结构。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈悦飞，陈恩富，
申请(专利权)人：广东宝杰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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