[發明專利]一種雙回轉窯控制方法、系統、裝置、控制方法及應用

在審

• 申請號: 202010375619.6
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111471470A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 李輝;江世林;黃忠良;吳子劍;張軒;覃曉莉;黃兢;譚夢嬌
• 申請（專利權）人: 湖南省林業科學院
• 主分類號: C10B1/10
• 分類號: C10B1/10
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明屬于生物炭制備技術領域，公開了一種雙回轉窯控制方法、系統、裝置、控制方法及應用，實時監測鍋爐煙氣成分，并反饋至控制系統，控制系統通過當前設定所需的載氣含氧量計算并自動調節氧氣和氮氣流量計以實現氣體補償；實時監測烘焙產品的色值，基于MLR模型控制物料品質。本發明采用鍋爐煙氣為烘焙保護氣，通過氧化烘焙耦合熱解制備生物炭，合理利用了鍋爐煙氣，又提升了生物炭的品質；實現了資源化利用的優化，經濟環保，操作簡便。本發明可實時監測鍋爐煙氣成分，并反饋至控制系統自動調節氧氣和氮氣流量計以實現氣體補償；實時監測烘焙產品的色值；通過烘焙耦合熱解兩段式制備的生物炭，吸附性能較傳統直接熱解有較大提升。

技術領域

本發明屬于生物炭制備技術領域，尤其涉及一種雙回轉窯控制方法、系統、裝置、控制方法及應用。

背景技術

烘焙是一種低溫(200℃～300℃)、常壓、缺氧或低氧氛圍下的慢速熱解，是一種有效的降低原料氧含量、提高原料容重和質量的方法。生物質經過烘焙，其均勻性得到改善，含水率降低，熱值和能量密度增大，可磨性提高，疏水性增強，對物料的儲運有顯著的好處。更重要的是，生物質烘焙后再進行熱解可以提高熱解轉化效率和產品(生物炭)的質量。生物質能的利用主要有直接燃燒、熱化學轉換和生物化學轉換等3種途徑。其中熱化學轉化制備生物炭由于其環境友好和高效率而更具優勢。現有的生物炭制備方法是生物質在缺氧的條件下，直接慢速升溫至目標熱解溫度，采用氮氣作為保護氣可以保證良好的缺氧環境。然而大部分生物質原料存在水分、氧氣、堿金屬含量高，體積和能量密度低，可磨性差等缺點。這些缺點可能會導致生產出的生物炭質量低且不均勻。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：現有的生物炭制備方法導致生產出的生物炭質量低且不均勻。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種雙回轉窯控制方法、系統、裝置、控制方法及應用。

本發明是這樣實現的，一種雙回轉窯控制方法，所述雙回轉窯控制方法實時監測鍋爐煙氣成分，并反饋至控制系統，控制系統通過當前設定所需的載氣含氧量計算并自動調節氧氣和氮氣流量計以實現氣體補償；

控制臺可設定需要的氧含量，同時可分別實時調節第一回轉窯烘焙保護氣的流量和第二回轉窯熱解保護氣的流量。具體調節方式如下：

煙氣作為烘焙保護氣，其氧氣百分含量為3％-16％，當實時煙氣氧含量高于所需氧含量設定值時，程序將自動調節流量進行氮氣補償，補償流量通過下式算出：

QN＝[(4m/c₁)·(100-c₂)]/c₂-[4m/(100-c₁)]

其中，Q_N為補償氮氣的流量，m為進樣質量，c₁為實時煙氣氧含量，c₂為氧含量設定值。

同理，當實時煙氣氧含量低于所需氧含量設定值時，程序將自動調節流量進行氧氣補償，補償流量通過下式算出：

Qo＝{[4m/(100-c₁)]·(100-c₂)]}/(100-c₂)-(4m/c₁)

其中，Qo為補償氧氣的流量，m為進樣質量，c₁為實時煙氣氧含量，c₂為氧含量設定值。

第二回轉窯熱解保護氣的流量根據實際需求設定即可。

實時監測烘焙產品的色值，基于MLR模型控制物料品質；