一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的工艺及装置，包括气化炉和控制系统，气化炉的一侧设置有合成气出口，气化炉的顶部安装有搅拌结构，搅拌结构包括位于气化炉顶部的旋转电机，旋转电机的底部连接有搅拌轴，搅拌轴的底端贯穿气化炉并延伸至气化炉的内部，搅拌轴的底端连接有搅拌釜，搅拌结构的一侧安装有生物质进料口，搅拌结构的另一侧安装有催化剂进料口，气化炉的另一侧安装有空气预热器。本发明专利技术采用感应器代替人眼进行观察，并采用特征提取模块对观察到的数据进行特征提取，有利于快速识别气化炉内部的反应情况，并根据实际情况进行自动化调整，降低运行成本，且进料控制结构更具灵敏性，更方便进行实时调控。时调控。时调控。

【技术实现步骤摘要】
一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的工艺及装置


[0001]本专利技术涉及通过废弃生物质气化催化制备合成气的技术，特别涉及一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的工艺及装置。

技术介绍

[0002]生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。具有可再生性、低污染性、广泛分布性、资源丰富的特点，生物质能是可再生能源的重要组成部分，生物质能的高效开发利用，对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用，在利用生物质制备合成气的过程中，由于反应的不确定性，需要实时调控气化所需的温度以及生物质和催化剂的比例，一些生物质和催化剂并没有完全发生反应，需要人工及时察觉，并调整用量比例、搅拌功率和气化时的温度，但人工调控增加了运行成本，不利于制备合成气的自动化。

技术实现思路

[0003]为了至少解决或部分解决上述问题，提供一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的工艺及装置。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0005]本专利技术一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的装置，包括气化炉和控制系统，所述气化炉的一侧设置有合成气出口，所述气化炉的顶部安装有搅拌结构，所述搅拌结构包括位于气化炉顶部的旋转电机，所述旋转电机的底部连接有搅拌轴，所述搅拌轴的底端贯穿气化炉并延伸至气化炉的内部，所述搅拌轴的底端连接有搅拌釜，所述搅拌结构的一侧安装有生物质进料口，所述搅拌结构的另一侧安装有催化剂进料口，所述气化炉的另一侧安装有空气预热器，所述空气预热器的一端连接有风机，所述空气预热器、生物质进料口和催化剂进料口向着气化炉的一端连接有进料管道，所述进料管道上安装有进料控制结构，所述气化炉的内壁上安装有摄像头，所述控制系统包括信号接收模块、数据分析模块、控制模块和通信模块，所述控制系统通过通信模块与风机、空气预热器和进料控制结构信号连接，所述摄像头通过通信模块发送数据信号至信号接收模块，所述信号接收模块将视频信号发送至数据分析模块，所述数据分析模块包括特征提取模块和策略生成模块，所述特征提取模块用于提取气化炉内部催化剂和生物质的特征数据，并将数据发送至策略生成模块，所述策略生成模块根据知识图谱确定关系增强的矩阵，根据确定关系增强的矩阵得到当前最佳的策略指令，并将该指令发送至控制模块，所述控制模块根据该指令控制风机、空气预热器和进料控制结构进行调整。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述进料控制结构包括驱动电机，所述驱动电机的一端连接有转动轴，所述转动轴的一端连接有挡板，所述挡板的横截面大小与进料管道的横截面大小相同。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述数据分析模块还包括图像预处理模块，所
述预处理模块依次执行灰度处理、归一化处理进行降噪，得到预处理图像。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述特征提取模块采用ResNet
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50网络结构，所述ResNet
‑
50网络结构包括由卷积到批标准化到激活Relu函数的卷积单元形式的网络结构。
[0009]本专利技术还提供了另一种技术方案，一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的工艺，包括以下步骤：
[0010]1、采用摄像头拍摄气化炉内部催化剂和生物质的图像数据，并将数据发送至控制端；
[0011]2、采用灰度处理、归一化处理进行降噪，得到预处理图像,采用特征提取提取气化炉内部催化剂和生物质的特征数据；
[0012]3、根据知识图谱确定关系增强的矩阵，根据确定关系增强的矩阵得到当前最佳的策略指令，所述策略指令指的是对风机、空气预热器和进料控制结构的调整数据；
[0013]4、根据调整数据控制风机、空气预热器和进料控制结构的功率，将合适比例的催化剂和生物质加入至气化炉中，并采用风机进行鼓风，空气经过合适温度的空气预热器进入气化炉中进行换热，并利用搅拌电机控制搅拌釜旋转，对内部材料进行搅拌，得到的合成气由合成气出口排出。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0015]本专利技术采用感应器代替人眼进行观察，并采用特征提取模块对观察到的数据进行特征提取，有利于快速识别气化炉内部的反应情况，并根据实际情况进行自动化调整，降低运行成本，且进料控制结构更具灵敏性，更方便进行实时调控。
附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0017]图1是本专利技术气化炉的整体结构示意图；
[0018]图2是本专利技术进料控制结构的整体结构示意图；
[0019]图3是本专利技术的整体系统模块图；
[0020]图中：1、气化炉；2、控制系统；3、合成气出口；4、搅拌结构；5、旋转电机；6、搅拌轴；7、搅拌釜；8、生物质进料口；9、催化剂进料口；10、空气预热器；11、风机；12、进料管道；13、进料控制结构；14、摄像头；15、信号接收模块；16、数据分析模块；17、控制模块；18、通信模块；19、特征提取模块；20、策略生成模块；21、驱动电机；22、转动轴；23、挡板；24、图像预处理模块。
具体实施方式
[0021]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。
[0022]此外，如果已知技术的详细描述对于示出本专利技术的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中
心的方向。
[0023]还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0024]实施例1
[0025]如图1
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3所示，本专利技术提供一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的装置，包括气化炉1和控制系统2，气化炉1的一侧设置有合成气出口3，气化炉1的顶部安装有搅拌结构4，搅拌结构4包括位于气化炉1顶部的旋转电机5，旋转电机5的底部连接有搅拌轴6，搅拌轴6的底端贯穿气化炉1并延伸至气化炉1的内部，搅拌轴6的底端连接有搅拌釜7，搅拌结构4的一侧安装有生物质进料口8，搅拌结构4的另一侧安装有催化剂进料口9，气化炉1的另一侧安装有空气预热器10，空气预热器10的一端连接有风机11，空气预热器10、生物质进料口8和催化剂进料口9向着气化炉1的一端连接有进料管道12，进料管道12上安装有进料控制结构13，气化炉1的内壁上安装有摄像头14，控制系统2包括信号接收模块15、数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过废弃生物质气化催化制备合成气的装置，其特征在于，包括气化炉(1)和控制系统(2)，所述气化炉(1)的一侧设置有合成气出口(3)，所述气化炉(1)的顶部安装有搅拌结构(4)，所述搅拌结构(4)包括位于气化炉(1)顶部的旋转电机(5)，所述旋转电机(5)的底部连接有搅拌轴(6)，所述搅拌轴(6)的底端贯穿气化炉(1)并延伸至气化炉(1)的内部，所述搅拌轴(6)的底端连接有搅拌釜(7)，所述搅拌结构(4)的一侧安装有生物质进料口(8)，所述搅拌结构(4)的另一侧安装有催化剂进料口(9)，所述气化炉(1)的另一侧安装有空气预热器(10)，所述空气预热器(10)的一端连接有风机(11)，所述空气预热器(10)、生物质进料口(8)和催化剂进料口(9)向着气化炉(1)的一端连接有进料管道(12)，所述进料管道(12)上安装有进料控制结构(13)，所述气化炉(1)的内壁上安装有摄像头(14)，所述控制系统(2)包括信号接收模块(15)、数据分析模块(16)、控制模块(17)和通信模块(18)，所述控制系统(2)通过通信模块(18)与风机(11)、空气预热器(10)和进料控制结构(13)信号连接，所述摄像头(14)通过通信模块(18)发送数据信号至信号接收模块(15)，所述信号接收模块(15)将视频信号发送至数据分析模块(16)，所述数据分析模块(16)包括特征提取模块(19)和策略生成模块(20)，所述特征提取模块(19)用于提取气化炉(1)内部催化剂和生物质的特征数据，并将数据发送至策略生成模块(20)，所述策略生成模块(20)根据知识图谱确定关系增强的矩阵，根据确定关系增强的矩阵得到当前最佳的策略指令，并将该指令发送至控制模块(17)，所述控制模块(17)根据该指令控制风机(11)、空气预热器(10)和进料控制结构(13)进行调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧敏，李敏，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：