一种热解气或气化气自动储存及检测系统和方法技术方案

本发明专利技术属于可燃气体储存与检测领域，涉及热解气或气化气的自动储存及检测系统和方法。所述系统包括储气罐、电磁阀、抽气泵、压力检测系统、PLC控制系统。不同储气罐通过通气管道分别连接对应的电磁阀，电磁阀通过通气管道连接抽气泵，抽气泵通过抽气管道连接热解气或气化气的气源；电磁阀还连接氩气的气源和气相色谱或排空处理装置；储气罐通过压力传感线连接压力检测系统，PLC控制系统通过电磁阀电线连接所有电磁阀、压力检测系统。利用PLC控制系统，通过电磁阀控制储气罐的储气和放气、热解气或气化气及氩气的开启、关闭和流向，进而储气或检测。本发明专利技术结构简单巧妙，能有效满足在线检测连续性和精准性，提高可燃气体检测效率。提高可燃气体检测效率。提高可燃气体检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种热解气或气化气自动储存及检测系统和方法


[0001]本专利技术属于气体储存与检测
，具体涉及一种热解气或气化气自动储存及检测系统和方法。

技术介绍

[0002]随着人类经济社会的快速发展，固体废弃物的产量和增量与日俱增，利用现代技术实现固体废弃物的高效能源转化是保护生态环境、减少对化石资源的长期依赖、应对气候变化和全球变暖的重要途径。高能量固体废物（如城市固体废物、工业废物、林业废物、农业废物）以及高能量固体废物（废橡胶、废轮胎和废塑料）的热能转化是固体废弃物规模化处理的快速途径。
[0003]固体废弃物热解技术是将固体废弃物在没有氧气或空气的情况下的热降解过程，产生各种气体成分、焦油和固体产物等。对于固体废弃物，热解能够释放出高能量密度的挥发性气体，可冷凝高分子量化合物和不可冷凝低分子量产品，即热解气，以及高能量密度的含碳固体产物等，其中热解成气除了直接用于热能生产外，还可用于合成燃料和高附加价值产品。固体废弃物气化技术可通过在中高温下对固体废弃物进行热分解，同时与适当的气化气氛（如氧气、空气、H2O或CO2为高热含量的合成气（含有H2、CO、 CO2、CH4、C2H6和其它碳氢化合物的气体），气化技术是缓解不可再生化石燃料消耗的主要方法，同样，气化气可以直接用于产生热能、合成燃料和高附加价值产品。
[0004]一般情况下，热解或气化的时间与反应温度、物料有关，反应温度越高热解或气化完成所需要的时间越短，物料越容易热解（如生物质相比废轮胎更容易热解），需要的时间也越短。目前，热解气或气化气的检测主要有两种方式，一种是在线检测的方式，一种是储气后再检测。固体废弃物热解或气化过程的前几分钟产气量较大，对检测手段和标准要求较高。
[0005]热解气或气化气的在线检测时利用气相色谱能够实现高分辨率和检测精度，然而目前市面上检测快的色谱需要大概2.5分钟时间才能检测出C4以下的气体，往往不能满足热解气或气化气的产生速度；储气罐的数量根据物料不同、热解气或气化气的反应温度不同进行选择，物料越易热解或气化，选择储气罐越少；反应温度越高选择储气罐越少。利用储气袋或储气罐检测时可以储存多个样品之后再进行检测，然而采用手动储气的效率低，采集气体样品多的时候还会出现储气袋多易混淆的现象。目前针对热解气或气化气的特点，巧妙地构思专利技术出自动储存和自动检测系统及方法还未见报道。

技术实现思路

[0006]针对现有热解气或气化气储存和检测的缺陷和不足以及需求，本专利技术提供一种热解气或气化气自动储存及自动检测系统和方法，其具有结构简单巧妙，储气罐的储气和放气方便快捷，能有效克服手动储气和放气效率低、使用储气袋的易漏气和易混淆、便携式检测器分析不精确等缺点，解决气相色谱检测时间相对于热解气或气化气的产生时间长的客
观矛盾，满足热解气或气化气的在线检测连续性和精准性，提高气体检测效率。进而提升有机固体废弃物的能源化和利用效率，加快保护环境和加速碳中和目标实现。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种热解气或气化气自动储存及检测系统，其特征在于，包括若干平行排列的储气罐、与储气罐数量相应的电磁阀、抽气泵、气相色谱、排空处理装置、压力检测系统、PLC控制系统；每个储气罐的进气端和出气端分别通过通气管道分别连接进口电磁阀和出口电磁阀；第一电磁阀通过通气管道连接抽气泵，抽气泵通过抽气管道连接热解气或气化气的气源；第二电磁阀通过通气管道连接冲刷气体（如氩气）的气源，第三电磁阀为三通电磁阀，可分别通过通气管道与每个储气罐的出气端连接的出口电磁阀、检测装置（如气相色谱）或排空处理装置相连接；通过第一电磁阀的热解气或气化气可通过通气管道与旁通管道的第四电磁阀以及与每个储气罐的进气端连接的进口电磁阀相连，旁通管道与所有储气罐并联，通过第二电磁阀的氩气可通过通气管道与旁通管道的第四电磁阀以及与每个储气罐的进气端连接的进口电磁阀相连；各储气罐分别通过压力传感线连接压力检测系统，压力检测系统通过信号传输线连接PLC控制系统，PLC控制系统通过电磁阀电线连接所有电磁阀。
[0008]优选的，储气罐的数量根据不同的反应温度和物料来确定，例如通常为3
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5个储气罐；对于废塑料原料，则为5
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7个储气罐；对于废轮胎原料，则为6
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8个储气罐。
[0009]优选的，PLC控制系统用于启动自动储气阶段、储气罐气体自动检测阶段和检测后续阶段，进行关键环节的顺序控制、定时控制、压力控制；电磁阀和PLC控制系统均为防爆级别。
[0010]优选的，利用PLC控制系统，启动自动储气阶段、储气罐气体自动检测阶段和检测后续阶段，进行关键环节的顺序控制、定时控制、压力控制。
[0011]优选的，所述自动储气阶段的关键环节包括储气罐置空环节、储气罐待用环节、储气罐储气环节。
[0012]优选的，所述储气罐置空环节操作如下，在上一个储气罐内气体分析完毕之前完成气体管路的冲刷任务，依次关闭氩气冲刷电磁阀，上一个储气罐的进口阀和出口阀，并调整三通阀至气相色谱方向。重复以上方法，直至所有储气罐内气体分析完毕。
[0013]所述储气罐待用环节：待确定储气罐被置空后，控制每个储气罐的进气端和出气端分别连接的进口电磁阀和出口电磁阀为关闭状态，之后控制旁通管道的第四电磁阀为开启状态、控制第三电磁阀转向至排空方向；所述储气罐储气环节：待热解气和气化气产生之前，第三电磁阀一直转向至排空处理装置；启动固体废弃物热解气或气化气系统，产生的气体后，通过抽气泵注入储气罐开始储气阶段，具体操作是：加大抽气泵的速度；等待抽气泵运行至热解气或气化气开始快速产生时(约30秒)，立刻关闭旁通管道的第四电磁阀，同时打开为首的第一个储气罐进气端的电磁阀和出气端的电磁阀，待压力检测系统显示预定值后（例如预设为1个大气压），关闭该电磁阀，同时打开后续紧接的下一个储气罐的进气端的电磁阀和出气端的电磁阀；等待抽气泵运行至热解气或气化气开始快速上升(约60秒)，立刻关闭该储气罐出气端的电磁阀，待压力检测系统为压力表显示预定值后（例如预设1个大气压），关闭该储气罐进气端的电磁阀，同时打开再后续紧接的下一个储气罐的进气端的电磁阀和出气端的电磁阀；等待抽气泵运行至热解气或气化气开始快速上升(约90秒)，立刻关闭该储气罐出气端的电磁
阀，待压力检测系统压力表显示预定值后（例如预设为1个大气压），关闭电磁阀该储气罐进气端的电磁阀，同时打开再后续紧接的储气罐的进气端的电磁阀和出气端的电磁阀；优选的，进行后续的热解气或气化气的在线检测，具体是在储气结束后，PLC控制系统依据气相色谱检测时间，对储气罐进行逐个放气检测和管路冲刷，直至所有储气罐的气体被检测。
[0014]更具体的操作如下：（1）待热解气或气化气的在线检测结束后，利用PLC控制系统依次关闭抽气泵和第一电磁阀，之后开启第二电磁阀，间隔交替开启第三电磁阀至排空处理装置和至气相色谱方向，利用氩气冲刷色谱30
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90秒，优选60秒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热解气或气化气自动储存及检测系统，其特征在于，包括若干平行排列的储气罐、与储气罐数量相应的电磁阀、抽气泵、气相色谱、排空处理装置、压力检测系统、PLC控制系统；每个储气罐的进气端和出气端分别通过通气管道分别连接进口电磁阀和出口电磁阀；第一电磁阀通过通气管道连接抽气泵，抽气泵通过抽气管道连接热解气或气化气的气源；第二电磁阀通过通气管道连接冲刷气体（如氩气）的气源，第三电磁阀为三通电磁阀，可分别通过通气管道与每个储气罐的出气端连接的出口电磁阀、检测装置（如气相色谱）或排空处理装置相连接；通过第一电磁阀的热解气或气化气可通过通气管道与旁通管道的第四电磁阀以及与每个储气罐的进气端连接的进口电磁阀相连，旁通管道与所有储气罐并联，通过第二电磁阀的氩气可通过通气管道与旁通管道的第四电磁阀以及与每个储气罐的进气端连接的进口电磁阀相连；各储气罐分别通过压力传感线连接压力检测系统，压力检测系统通过信号传输线连接PLC控制系统，PLC控制系统通过电磁阀电线连接所有电磁阀。2.如权利要求1所述的热解气或气化气自动储存及检测系统，其特征在于，其中，储气罐的数量根据不同的反应温度和物料来确定，例如通常为3
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5个储气罐；对于废塑料原料，则为5
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7个储气罐；对于废轮胎原料，则为6
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8个储气罐。3.如权利要求1所述的热解气或气化气自动储存及检测系统，其特征在于，PLC控制系统用于启动自动储气阶段、储气罐气体自动检测阶段和检测后续阶段，进行关键环节的顺序控制、定时控制、压力控制；电磁阀和PLC控制系统均为防爆级别。4.采用如权利要求1至3任一项所述的系统进行热解气或气化气自动储存及检测的方法，其特征在于，利用PLC控制系统，启动自动储气阶段、储气罐气体自动检测阶段和检测后续阶段，进行关键环节的顺序控制、定时控制、压力控制。5.采用如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述自动储气阶段的关键环节包括储气罐置空环节、储气罐待用环节、储气罐储气环节。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述储气罐置空环节操作如下，在上一个储气罐内气体分析完毕之前完成气体管路的冲刷任务，依次关闭氩气冲刷电磁阀，上一个储气罐的进口阀和出口阀，并调整三通阀至气相色谱方向；重复以上方法，直至所有储气罐内气体分析完毕；更具体的操作如下：通过PLC控制系统控制第三电磁阀至排空处理装置，控制第一电磁阀为关闭状态、第二电磁阀为开启状态，且所有与储气罐的相连接的所有电磁阀为开启状态；通入氩气，利用氩气冲刷所有储气罐（优选为30
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90秒，更优选为60秒）；之后关闭第二电磁阀；调整氩气流量满足气相色谱的进气流量，同时控制第三电磁阀转向气相色谱，通过气相色谱分析所有储气罐是否被置空，至色谱分析检测不到氩气时该环节完成；所述储气罐待用环节：待确定储气罐被置空后，控制每个储气罐的进气端和出气端分别连接的进口电磁阀和出口电磁阀为关闭状态，之后控制旁通管道的第四电磁阀为开启状态、控制第三电磁阀转向至排空方向；所述储气罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宇辉，王志伟，雷廷宙，杨树华，陈高峰，李学琴，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：