[發明專利]一種廢舊高分子物料裂解加熱功率控制方法

有效

• 申請號: 201210179210.2
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102707762A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 王海;陳德珍;馬曉波
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G05F1/66
• 分類號: G05F1/66;C10G1/00;C10B53/07
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明涉及一種固體廢棄物處理，具體涉及廢舊高分子物料處理，尤其涉及一種廢舊高分子物料裂解加熱功率控制方法。

背景技術

廢棄物處理廠商可采用多種工業處理方式對廢舊高分子物料進行處理，包括焚燒、填埋和裂解等。其中，采用加熱裂解方式能得到多種類型的油氣產物。為提高經濟效益，得到更多所需的油氣產物，裂解生產工藝需要采用多種過程自動控制方法，包括加熱功率控制，裂解溫度控制，壓力控制和執行機構控制等。在生產過程中，加熱功率控制方法需要滿足廢舊高分子物料的裂解規律才能更快處理物料，得到更多所需產物，節約加熱能源并防止超溫結焦。例如：1）當物料為多種混合比例難以預知的PE、PP和PVC組分的混合廢舊高分子物料時，按照預設加熱控制方案無法保證裂解規律不同的組分都能充分裂解。如果能根據物料裂解狀態實時調整加熱功率，則可保證物料的所有組分都能充分裂解。而且加熱功率能根據物料的實時裂解狀態調節有利于根據需要提高特定產物的產率并節約加熱能源。2）當加熱功率符合物料的實時裂解狀態時，還可根據不同組分的裂解特性分階段處理。如廢舊高分子物料中PVC組分在第一吸熱峰值所在溫度區間會裂解釋放大量CL^-1離子。當此階段的加熱功率可根據PVC的實時裂解狀態進行調整時，可保持釋放CL^-1離子最強烈的裂解反應溫度并且在該階段結束時及時進入下一階段的加熱功率控制策略。

為了保證在生產中廢舊高分子物料裂解反應過程安全有效運行，需要對裂解反應裝置進行加熱功率控制。現有技術中，功率控制的常用方法是根據某種預設的升溫曲線進行加熱功率控制。由于裂解處理的廢舊高分子物料組分品種復雜，混合比例難以預知，進入裂解裝置后，按照預設升溫曲線，實際物料加熱過程中預設溫度區間的停留時間和預設升溫速率無法保證未知數量的各種組分都能按照設定工況充分裂解。可能會出現某些組分的廢舊高分子物料未能在設定的加熱時間能完全裂解，而其他組分的廢舊高分子物料已經加熱過快而結焦。例如：1）在廢舊高分子物料裂解生產工藝，需根據特定的廢舊高分子物料組分比例而設計某種預設控制升溫曲線。比如當物料溫度達到380℃時需要保持該溫度水平20分鐘。而物料的實際組分比例與特定的組分比例有所偏差時，則15分鐘可能已經使得某種組分充分反應，而預設的20分鐘時間過長。但是根據溫度而提供加熱功率的控制方法，無法實時進行靈活調整。這樣會增加生產過程的時間并浪費能量。2）按照預設溫度控制曲線控制加熱功率的方法，當裂解裝置內出現溫度加熱不均勻時，可能出現局部加熱段出現過熱結焦，而加熱功率仍然維持很大。此時若不及時采取措施降低結焦處加熱功率，則很容易惡化裂解反應狀況，擴大結焦面積。

發明內容

本發明的目的在于提供一種廢舊高分子物料裂解加熱功率控制方法，本發明方法能根據實時獲得的廢舊高分子物料裂解過程各階段物料表面形貌參數變化狀況進行相應的功率調節。本發明所述的加熱功率控制方法要解決現有技術中廢舊高分子物料裂解處理的過程控制方法中加熱功率控制無法根據物料實際裂解狀況進行實時調整的技術問題。

本發明的這種加熱功率控制方法是應用于一個在裂解加熱裝置中進行廢舊高分子物料裂解全過程的控制系統中。該過程控制系統的控制對象是廢舊高分子物料，控制目標是實現物料裂解過程耗時短，物料裂解充分，裂解產物的產率符合預期目標等。其中，加熱功率控制是實現整個控制系統目標的必要組成部分。

本發明提出的廢舊高分子物料裂解加熱功率控制方法，具體步驟如下：?

(1)在廢舊高分子物料裂解裝置壁面上布置觀察窗。觀察窗的實際位置可根據具體裂解裝置的布置地點和裂解裝置大小來設定；

(2)安裝溫度測量裝置并進行裂解裝置內的溫度采集，以第一頻率進行溫度采集，頻率為1次/秒；

(3)采用高速攝像機在觀察窗外拍攝裂解裝置內物料表面形貌變化過程的彩色錄像；

(4)對步驟(3)中獲得的錄像文件以n幀/秒的采樣速率進行采集，得到物料形貌變化過程的原始圖像序列；

(5)對原始圖像序列中的每張圖像按照時間先后順序進行編號P1···Pk，k為序列的長度，然后將圖像序列傳輸到圖像存儲器；

(6)對圖像存儲器上的圖像序列中的每張圖像進行數字圖像處理，包括圖像區域剪裁、圖像效果增強和圖像對象特征識別；