[发明专利]等离子体垃圾气化炉及其处理方法、计算机存储介质

说明书

本发明实施例提供了一种等离子体垃圾气化炉及其处理方法、计算机存储介质，该方法包括：在假设等离子体垃圾气化炉中的温度为T的情况下，计算所述气化炉的系统的Gibbs自由能；基于Gibbs自由能最小化原则，确定所述气化炉中物料的组份和含量；根据所述气化炉中所述物料的组份和含量，计算所述系统在反应前的总能量与反应后的总能量；根据所述反应前的总能量与所述反应后的总能量的差值，判断所述假设的温度是否正确。由此可见，本发明实施例反应前后总能量的比较，输出反应的温度以及物料的组份和含量，能够作为气化炉工艺设计的参考，例如，可以基于该输出设计气化炉的工作功率等。

技术领域

本发明总体地涉及生活垃圾焚烧发电领域，具体地涉及一种等离子体垃圾气化炉及其处理方法、计算机存储介质。

背景技术

随着经济的发展和人民生活水平的提高，城市垃圾的产量也在不断增加。城市垃圾的常用处理方法有填埋法、堆肥法和焚烧法，但是现有的垃圾焚烧炉，是在富氧条件下反应，气体产物主要是二氧化碳和水，热值很低。而且焚烧过程中容易产生二噁英等有害物质，无机物主要转化为飞灰和底渣，也很难处理，可见这些常用的方法无法实现垃圾的彻底处理。等离子体气化法是一种更加清洁、高效、经济的处理方法。等离子体气化法处理城市垃圾，其具有高温、高焓和高反应活性等优点，有机物转化为一氧化碳和氢气等可燃气体，热值很高，无机物转化为熔融物质，可以形成玻璃体作为建筑用材。可以实现垃圾的减量化、无害化和资源化，因此，等离子体气化法是更加清洁、高效、经济的垃圾处理方法。在等离子体气化过程中，气化炉中的各种组份处于不断变化中，因此，亟需一种能够作为气化炉工艺设计的参考，以保证气化过程对垃圾的处理。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。本发明提供了一种等离子体垃圾气化炉及其处理方法、计算机存储介质，提出了等离子体垃圾气化炉的动态平衡建模方法，能够为气化炉工艺设计提供参考。

本发明提供了一种等离子体垃圾气化炉的处理方法，包括：

在假设等离子体垃圾气化炉中的温度为T的情况下，计算所述气化炉的系统的吉布斯(Gibbs)自由能；

基于Gibbs自由能最小化原则，确定所述气化炉中物料的组份和含量；

根据所述气化炉中所述物料的组份和含量，计算所述系统在反应前的总能量与反应后的总能量；

根据所述反应前的总能量与所述反应后的总能量的差值，判断所述假设的温度是否正确。

示例性地，还包括：

如果所述差值的绝对值大于或等于预设的误差值，则重新执行所述处理方法；

如果所述差值的绝对值小于所述预设的误差值，则输出所述假设的温度以及所述物料的组份和含量。

示例性地，所述反应前的总能量为所述物料的所有组份的能量之和减去固态惰性物质的能量。

示例性地，所述固态惰性物质的能量表示为：

Q_s＝cm(T-T₀)+mΛ，

其中，c表示所述固态惰性物质的比热容，m表示所述固态惰性物质的质量，Λ表示所述固态惰性物质的溶解热，T₀表示初始温度。

示例性地，所述反应前的总能量表示为：

其中，G_t表示在t时刻所述物料的总能量，F_in,t表示组份i的摩尔流量，G_i,t表示在t时刻组份i的Gibbs自由能，Q_h表示外界提供的热量，Q_s表示所述固态惰性物质的能量。