[發明專利]等離子體垃圾氣化爐及其處理方法、計算機存儲介質

有效

• 申請號: 201710508265.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107391806B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 徐鵬程;胡明;宮臣;王婷婷
• 申請（專利權）人: 光大環保技術研究院（南京）有限公司;光大環境科技（中國）有限公司;光大環保技術研究院（深圳）有限公司;光大環保技術裝備（常州）有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F119/08
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉;劉愛平

本發明實施例提供了一種等離子體垃圾氣化爐及其處理方法、計算機存儲介質，該方法包括：在假設等離子體垃圾氣化爐中的溫度為T的情況下，計算所述氣化爐的系統的Gibbs自由能；基于Gibbs自由能最小化原則，確定所述氣化爐中物料的組份和含量；根據所述氣化爐中所述物料的組份和含量，計算所述系統在反應前的總能量與反應后的總能量；根據所述反應前的總能量與所述反應后的總能量的差值，判斷所述假設的溫度是否正確。由此可見，本發明實施例反應前后總能量的比較，輸出反應的溫度以及物料的組份和含量，能夠作為氣化爐工藝設計的參考，例如，可以基于該輸出設計氣化爐的工作功率等。

技術領域

本發明總體地涉及生活垃圾焚燒發電領域，具體地涉及一種等離子體垃圾氣化爐及其處理方法、計算機存儲介質。

背景技術

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，城市垃圾的產量也在不斷增加。城市垃圾的常用處理方法有填埋法、堆肥法和焚燒法，但是現有的垃圾焚燒爐，是在富氧條件下反應，氣體產物主要是二氧化碳和水，熱值很低。而且焚燒過程中容易產生二噁英等有害物質，無機物主要轉化為飛灰和底渣，也很難處理，可見這些常用的方法無法實現垃圾的徹底處理。等離子體氣化法是一種更加清潔、高效、經濟的處理方法。等離子體氣化法處理城市垃圾，其具有高溫、高焓和高反應活性等優點，有機物轉化為一氧化碳和氫氣等可燃氣體，熱值很高，無機物轉化為熔融物質，可以形成玻璃體作為建筑用材?？梢詫崿F垃圾的減量化、無害化和資源化，因此，等離子體氣化法是更加清潔、高效、經濟的垃圾處理方法。在等離子體氣化過程中，氣化爐中的各種組份處于不斷變化中，因此，亟需一種能夠作為氣化爐工藝設計的參考，以保證氣化過程對垃圾的處理。

發明內容

考慮到上述問題而提出了本發明。本發明提供了一種等離子體垃圾氣化爐及其處理方法、計算機存儲介質，提出了等離子體垃圾氣化爐的動態平衡建模方法，能夠為氣化爐工藝設計提供參考。

本發明提供了一種等離子體垃圾氣化爐的處理方法，包括：

在假設等離子體垃圾氣化爐中的溫度為T的情況下，計算所述氣化爐的系統的吉布斯(Gibbs)自由能；

基于Gibbs自由能最小化原則，確定所述氣化爐中物料的組份和含量；

根據所述氣化爐中所述物料的組份和含量，計算所述系統在反應前的總能量與反應后的總能量；

根據所述反應前的總能量與所述反應后的總能量的差值，判斷所述假設的溫度是否正確。

示例性地，還包括：

如果所述差值的絕對值大于或等于預設的誤差值，則重新執行所述處理方法；

如果所述差值的絕對值小于所述預設的誤差值，則輸出所述假設的溫度以及所述物料的組份和含量。

示例性地，所述反應前的總能量為所述物料的所有組份的能量之和減去固態惰性物質的能量。

示例性地，所述固態惰性物質的能量表示為：

Q_s＝cm(T-T₀)+mΛ，

其中，c表示所述固態惰性物質的比熱容，m表示所述固態惰性物質的質量，Λ表示所述固態惰性物質的溶解熱，T₀表示初始溫度。

示例性地，所述反應前的總能量表示為：

其中，G_t表示在t時刻所述物料的總能量，F_in,t表示組份i的摩爾流量，G_i,t表示在t時刻組份i的Gibbs自由能，Q_h表示外界提供的熱量，Q_s表示所述固態惰性物質的能量。