立式移动床的重整制气控制方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及化工工艺领域，特别涉及立式移动床的重整制气控制方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、生物质气化，通常是指在无氧或低氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生大量气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。

2、在生物质气化过程中，得到的产品气中的h2和co是合成气的主要产品，但这些产品气通常伴随着焦油的产生，无法避免。现有技术对生物质热解产生的焦油进行脱除，在高温环境下主要采用可燃性气体进行燃烧脱除，方法虽然有效但不可避免的在焦油的脱除过程中损耗掉部分产品气，因此重整制气就成为了保证生物质气化产量的有效手段。

3、现有技术对生物质热解产生的焦油进行脱除的技术中包括：采用通入可燃性或重整气体，如空气、氧气、水蒸气等，对焦油进行二次裂解并重整，在消除焦油的同时产生所需要的合成气产品。

4、发明人经过研究发现，现有技术中的进行重整制气的方式至少存在以下缺陷：

5、采用立式移动床进行生物质气化过程，其重整制气过程往往在反应器的中后期，因此对于整个重整反应而言，较难把握原料及产品气进入重整反应阶段的时机和工况情况；而物料在下落过程中停留时间较短，落入料层后又急需排料避免管口堵塞，故对重整气化的响应速度和效率有较高的要求。二现有技术是通过经验和大量试验校准的方法进行产物的调节，无法做到快速精确控制，从而导致重整制气控制的效果较差。

6、上述公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于可以提高立式移动床的重整制气的控制效果。

2、本发明提供了一种立式移动床的重整制气控制方法，包括步骤：

3、s11、生成连续进料的立式移动床的三维热力学模型并进行网格化；所述立式移动床用于生物质气化；

4、s12、根据所述三维热力学模型，将所述立式移动床的内腔划分为热解段、除焦油段和重整段；

5、s13、获取所述三维热力学模型的输入参数，所述输入参数包括：物料初始进料体积通量、物料初始进料温度、惰性?；て咸寤?、物料热解段加热功率、重整气体进料体积通量、重整气体进料温度、重整段物料停留时间和出口压力；

6、s14、以预设的时间步长为计算周期，根据所述输入参数计算获得所述三维热力学模型的模拟结果，所述模拟结果包括一个时间步长后重整段的气体产量预测值、温度分布预测值，和，氢碳比预测值；

7、s15、以所述气体产量预测值和预设的目标气体产量为参数，通过所述三维热力学模型生成重整段物料停留时间适配值和各个重整气体进料体积通量适配值，并返回步骤s14；

8、s16、以所述氢碳比预测值和预设的目标氢碳比为参数，通过所述三维热力学模型生成各个重整气体进料口的气相比例适配值，并返回步骤s14；

9、s17、以所述温度分布预测值和预设温度范围为参数，通过所述三维热力学模型生成各个重整气体进料口的温度适配值，并返回步骤s14。

10、优选的，在本发明中，还包括：

11、s18、当在当前重整气体进料温度下，经预设个数的计算周期所述重整段的依然包括有超出预设的目标温度区间的网格时，则将所述物料热解段加热功率调节至上一次更新前的数值。

12、在本发明的另一面，还提供了一种立式移动床的重整制气控制设备，包括：

13、存储器，用于存储计算机程序；

14、处理器，用于调用并执行所述计算机程序，以实现如上任一项所述的立式移动床的重整制气控制方法的各个步骤。

15、在本发明实施例的另一面，还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上任一项所述的立式移动床的重整制气控制方法的各个步骤。

16、所述立式移动床的重整制气控制设备包括存储在介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

18、本发明根据立式移动床建模生成对应的三维热力学模型，并细化了立式移动床的腔体内部结构，根据生物质气化反应在立式移动床的腔体内呈现的特殊性，将三维热力学模型中的腔体分为了热解段、除焦油段和重整段；通过本发明中的三维热力学模型，可以计算出一个时间步长后重整段的气体产量预测值、温度分布预测值，和，氢碳比预测值；这样，首先根据重整段的气体产量预测值和氢碳比预测值来预判下一时刻是否能够达到目标气体产量和气体目标氢碳比，作为本发明方法最为重要的两项评判指标，决定了该工艺所制产品气的规模和用途，通过快速精准地调节各个重整气体进料口的体积通量以及气相比例，即设立一个初步的调节基准来满足需求；而后在此基础上通过对重整段物料停留时间和热解段加热功率的滞后控制，来进一步辅助调节工艺工况，以确保工艺的经济性和降低飞温、失温风险；这样，本发明通过工况预判的方式，根据不同的工况来预先进行多种应对策略的调节，从而可以有效的提高对于立式移动床控制的响应速度，进而提高对于重整制气的控制效果。

19、此外，本发明在立式移动床的热解过程中对重整段的气体进料体积通量、气相比例、温度，以及重整段物料停留时间和热解段加热功率控制的同时，还可以避免出现产品气量及比例不达标或者温度失控的现象，从而有效提高立式移动床的制气效果。

20、上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。

技术特征：

1.一种立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1或2所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，所述步骤s11，包括：

4.根据权利要求1或2所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，所述步骤s15，包括：

5.根据权利要求1或2所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，所述步骤s16，包括：

6.根据权利要求1或2所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，所述步骤s17，包括：

7.根据权利要求2所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，所述预设个数的计算周期，包括：

8.根据权利要求4所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，

9.根据权利要求5所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，所述重整气体含量的设定值包括：

10.根据权利要求6所述的立式移动床的重整制气控制方法，其特征在于，

11.一种立式移动床的重整制气控制装置，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的立式移动床的重整制气控制装置，其特征在于，还包括：

13.一种立式移动床的重整制气控制设备，其特征在于，包括：

14.一种存储介质，其特征在于，包括软件程序，所述软件程序适于由处理器执行如权利要求1-10中任一所述立式移动床的重整制气控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了立式移动床的重整制气控制方法、装置、设备和存储介质，所述方法包括步骤：生成三维热力学模型进行网格化后，在其内腔划分出重整段，根据三维热力学模型的计算出一个时间步长后重整段的气体产量预测值、温度分布预测值，和，氢碳比预测值；这样，首先根据重整段的气体产量预测值和氢碳比预测值来预判是否能够达到目标气体产量和气体目标氢碳比，然后通过快速精准地调节各个重整气体进料口的体积通量以及气相比例；本发明通过工况预判的方式，根据不同的工况来预先进行多种应对策略的调节，从而可以有效的提高对于立式移动床控制的响应速度，进而提高对于重整制气的控制效果。

技术研发人员：吴斯侃,张彪,肖彬,王鑫,宋永一
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10