專利名稱：醫(yī)療廢棄物熱分解爐及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療廢棄物處理領(lǐng)域，特別涉及一種醫(yī)療廢棄物熱分解爐及其控制方法，用于對(duì)醫(yī)療廢棄物進(jìn)行熱分解處理，使經(jīng)過熱分解爐后醫(yī)療廢棄物實(shí)現(xiàn)無害化、資源化和減量化的要求。
背景技術(shù)：
醫(yī)療廢棄物俗稱醫(yī)療垃圾，是指在對(duì)人和動(dòng)物診斷、化驗(yàn)、處置、疾病預(yù)防和醫(yī)療活動(dòng)和研究過程中產(chǎn)生的固態(tài)和液態(tài)廢物，主要包括傳染性廢物、病理廢物、利器廢物、制藥廢物、基因污染物、化學(xué)品廢物、放射性廢物等。其具有極強(qiáng)的傳染性、生物病毒性和腐蝕性，排放管理不嚴(yán)或處理不當(dāng)，會(huì)造成對(duì)水體、大氣、土壤的污染及對(duì)人體的直接危害；因此，處理醫(yī)療廢氣物具有非常重要的意義。目前對(duì)于小型的熱分解爐國(guó)際上也只有瑞士、日本和韓國(guó)的公司開發(fā)此產(chǎn)品，生產(chǎn)規(guī)模不大，其產(chǎn)品也僅能滿足其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)及西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家的需要，國(guó)內(nèi)尚無此類產(chǎn)品廠家。本發(fā)明和國(guó)外產(chǎn)品相比具有技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)高，價(jià)格便宜等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種醫(yī)療廢棄物熱分解爐及其控制方法，其具有自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單、處理能力強(qiáng)、殘?jiān)佟⒕偷靥幚?、?jié)能環(huán)保和可靠性高等特點(diǎn)。為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的一種醫(yī)療廢棄物熱分解爐，主要由熱分解室、燃燒室、熱交換器、空氣預(yù)熱塔、水池、布袋除塵器、脫鹽塔、鼓風(fēng)機(jī)、煙 、中和塔、吸收塔、及控制系統(tǒng)組成。其中熱分解室套在燃燒室內(nèi)；熱分解室上設(shè)有分解進(jìn)料口、分解進(jìn)氣口和分解出風(fēng)口 ；分解進(jìn)料口供醫(yī)療廢棄物投入；分解出風(fēng)口與燃燒室相連通；燃燒室上設(shè)有燃燒進(jìn)氣口和燃燒出風(fēng)口 ；燃燒出風(fēng)口與熱交換器輸入口連接；熱交換器被環(huán)形的空氣預(yù)熱塔包圍；空氣預(yù)熱塔包括預(yù)熱進(jìn)氣口和預(yù)熱排氣口 ；預(yù)熱進(jìn)氣口與大氣相通，預(yù)熱排氣口分成兩路，一路與熱分解室的分解進(jìn)氣口相連，另一路與燃燒室的燃燒進(jìn)氣口相連；熱交換器輸出口分為兩路，一路與中和塔相連，另一路與布袋除塵器輸入口相連；中和塔輸出口與吸收塔輸入口相連；中和塔和吸收塔均與水池連接；布袋除塵器輸出口與脫鹽塔輸入口相連，脫鹽塔輸出口連接鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)與煙 連接?？刂葡到y(tǒng)包括電源、控制中心、溫度檢測(cè)電路、氣壓檢測(cè)電路、重量檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和人機(jī)界面；溫度檢測(cè)電路和氣壓檢測(cè)電路均設(shè)置在熱分解室的內(nèi)部，重量檢測(cè)電路安裝在熱分解室的底部；溫度檢測(cè)電路、重量檢測(cè)電路和氣壓檢測(cè)電路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制中心的輸入端連接；控制中心的輸出端經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊與熱分解室?guī)в械募訜崞鳌⒐娘L(fēng)機(jī)上的變頻器、預(yù)熱進(jìn)氣口上設(shè)的進(jìn)氣閥和電源相連；另外，控制中心還與人機(jī)界面連接。上述方案中，所述控制中心最好包括有溫度信號(hào)處理模塊、氣壓信號(hào)處理模塊、重量信號(hào)處理模塊、模糊控制模塊、及比例積分控制模塊；溫度信號(hào)處理模塊，先將溫度檢測(cè)電路所測(cè)溫度信號(hào)處理后得到熱分解室的溫度t,并計(jì)算熱分解室的溫度t與設(shè)定值溫度t’之差，獲得溫度誤差et，即et=t’ -t ;再對(duì)溫度誤差et進(jìn)行微分計(jì)算，獲得溫度誤差變化率etc ;最后對(duì)溫度誤差et進(jìn)行判斷，當(dāng)溫度誤差et大于溫度閾值時(shí)，將溫度t、溫度誤差et和溫度誤差變化etc送入模糊控制模塊；當(dāng)溫度誤差et小于溫度閾值時(shí)，將溫度誤差et送入比例積分控制模塊；此時(shí)，模糊控制模塊，以溫度誤差et、溫度誤差變化率etc和溫度t為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器；
比例積分控制模塊，以溫度誤差et為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器；氣壓信號(hào)處理模塊，先將氣壓檢測(cè)電路所測(cè)氣壓信號(hào)處理后得到熱分解室內(nèi)壓強(qiáng)P，并計(jì)算熱分解室的壓強(qiáng)P與設(shè)定值壓強(qiáng)P’之差，獲得壓強(qiáng)誤差ep，即ep=p’ -P ;再對(duì)壓強(qiáng)誤差ep進(jìn)行微分計(jì)算，獲得壓強(qiáng)誤差變化率epc ;最后對(duì)壓強(qiáng)誤差ep進(jìn)行判斷，當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep大于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)P、壓強(qiáng)誤差ep和壓強(qiáng)誤差變化epc送入模糊控制模塊；當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep小于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)誤差ep送入比例積分控制模塊；此時(shí)，模糊控制模塊，以壓強(qiáng)誤差ep、壓強(qiáng)誤差變化率epc和壓強(qiáng)P為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器；比例積分控制模塊，以壓強(qiáng)誤差ep為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器；重量信號(hào)處理模塊，將重量檢測(cè)電路所測(cè)重量信號(hào)處理后得到熱分解室內(nèi)醫(yī)療廢棄物的重量m，然后將該重量m送至控制中心，控制中心通過查表確定進(jìn)氣閥的開度和電源接通時(shí)間。上述方案中，所述模糊控制模塊最好包括模糊化接口、數(shù)據(jù)庫、規(guī)則庫、模糊推理機(jī)和解模糊接口；模糊化接口，連接溫度信號(hào)處理模塊和氣壓信號(hào)處理模塊，對(duì)輸入精確量進(jìn)行模糊化處理,形成模糊量；模糊推理機(jī)，連接所述模糊化接口、數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，用于根據(jù)模糊接口輸入的數(shù)據(jù)、從所述數(shù)據(jù)庫中查找相關(guān)數(shù)據(jù)并依據(jù)所述規(guī)則庫里的模糊邏輯推理演算；解模糊接口，用于將模糊推理機(jī)獲得的模糊控制量解模糊后經(jīng)輸出至加熱器和變頻器。上述方案中，所述熱交換器最好為列管式(又稱管殼式)換熱器。一種醫(yī)療廢棄物熱分解爐的控制方法，包括如下步驟①溫度檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)熱分解室內(nèi)的溫度，并將該溫度信號(hào)送至控制中心；②控制中心的溫度信號(hào)處理模塊，先將溫度檢測(cè)電路所測(cè)溫度信號(hào)處理后得到熱分解室的溫度t，并計(jì)算熱分解室的溫度t與設(shè)定值溫度t’之差，獲得溫度誤差％，即et=f -t ;再對(duì)溫度誤差et進(jìn)行微分計(jì)算，獲得溫度誤差變化率etc ;最后對(duì)溫度誤差et進(jìn)行判斷，當(dāng)溫度誤差et大于溫度閾值時(shí)，將溫度t、溫度誤差et和溫度誤差變化etc送入模糊控制模塊；當(dāng)溫度誤差et小于溫度閾值時(shí)，將溫度誤差et送入比例積分控制模塊；③控制中心的模糊控制模塊，以溫度誤差et、溫度誤差變化率etc和溫度t為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器；④控制中心的比例積分控制模塊，以溫度誤差et為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器；⑤氣壓檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)熱分解室內(nèi)的壓強(qiáng)，并將該壓強(qiáng)信號(hào)送至控制中心；
⑥控制中心的氣壓信號(hào)處理模塊，先將氣壓檢測(cè)電路所測(cè)氣壓信號(hào)處理后得到熱分解室內(nèi)壓強(qiáng)P，并計(jì)算熱分解室的壓強(qiáng)P與設(shè)定值壓強(qiáng)P’之差，獲得壓強(qiáng)誤差ep，即ep=p’-p ;再對(duì)壓強(qiáng)誤差ep進(jìn)行微分計(jì)算，獲得壓強(qiáng)誤差變化率epc ;最后對(duì)壓強(qiáng)誤差^進(jìn)行判斷，當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep大于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)P、壓強(qiáng)誤差ep和壓強(qiáng)誤差變化epc送入模糊控制模塊；當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep小于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)誤差ep送入比例積分控制模塊；⑦控制中心的模糊控制模塊，以壓強(qiáng)誤差ep、壓強(qiáng)誤差變化率epc和壓強(qiáng)P為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器；⑧控制中心的比例積分控制模塊，以壓強(qiáng)誤差ep為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器；⑨重量信號(hào)處理模塊，將重量檢測(cè)電路所測(cè)重量信號(hào)處理后得到熱分解室內(nèi)醫(yī)療廢棄物的重量m，然后將該重量m送至控制中心，控制中心通過查表確定進(jìn)氣閥的開度和電源接通時(shí)間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)I、廢棄物先經(jīng)熱分解室高溫分解后，產(chǎn)生的氣體流入燃燒室燃燒，燃燒后再經(jīng)過熱交換后，分成兩路；一路是廢水經(jīng)過中和塔和吸收塔后排出；另一路廢氣和粉塵經(jīng)過除塵器、脫鹽塔、鼓風(fēng)機(jī)后從煙 排出；這不僅能夠?qū)⑨t(yī)療廢棄物進(jìn)行有效分解，而且使得熱分解后廢氣和廢水均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；2、熱分解室套在燃燒室的內(nèi)部，熱分解室中分解得到的可燃性氣體在燃燒室里燃燒可以給熱分解室提供熱量，從而達(dá)到能量的重復(fù)利用的效果，節(jié)約能源；另外，熱交換器被環(huán)形的空氣預(yù)熱塔包圍，從燃燒室排出的廢氣和廢物攜帶的熱量通過熱交換將待送入熱分解室和燃燒室的空氣進(jìn)行預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)了能量的回收利用；3、熱分解室的溫度由電加熱器提供，減少了使用煤或燃油帶來的二次污染問題，并且在爐體制作方面選用了特殊的耐火保溫材料和整體銑鋳工藝，不僅有很好的保溫和節(jié)能效果，還防止了危險(xiǎn)氣體和臭味的外溢；熱交換器使用管殼式(又稱列管式)換熱器，最大限度的增加湍流效果，加大換熱效率，達(dá)到急冷卻的作用，抑制了二噁英的合成；除塵器使用的是布袋除塵器，其具有耐高溫耐高速煙氣沖刷、耐酸堿腐蝕和耐水解性能，阻燃性好等優(yōu)點(diǎn)；4、醫(yī)用廢棄物處理實(shí)現(xiàn)全程電腦控制，自動(dòng)啟動(dòng)或停止運(yùn)行；爐內(nèi)溫度在電腦的控制下可保持溫度基本不變、自動(dòng)殺菌；變頻器在電腦控制下實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，以達(dá)到控制排氣和節(jié)能的目的；電腦可還通過測(cè)定爐內(nèi)垃圾重量和爐內(nèi)溫度，從而直接控制燃燒時(shí)間，提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率；
5、根據(jù)熱分解室的氣壓，通過模糊控制方式自動(dòng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制其出氣量，防止因氣壓過大爆炸的發(fā)生；根據(jù)燃燒室中溫度的高低、通過模糊控制的方式自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱器的加熱功率，合理的節(jié)約能源；本發(fā)明具有就地處理、體積小、價(jià)格便宜、二次污染小、處理醫(yī)療廢棄物能力強(qiáng)、易操作和可靠性高等特點(diǎn)。6、該設(shè)備由于體積小、操作簡(jiǎn)單和污染小，可以放在醫(yī)院或鄉(xiāng)村的衛(wèi)生所就地使用，減少了醫(yī)療廢棄物運(yùn)輸?shù)酱笮吞幚韴?chǎng)所帶來的運(yùn)輸費(fèi)用和二次污染。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的工藝流程圖。圖3為本發(fā)明的控制系統(tǒng)電路圖。 圖4為本發(fā)明的模糊控制流程圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，一種醫(yī)療廢棄物熱分解爐，主要由熱分解室(I)、燃燒室(2)、熱交換器(3)、空氣預(yù)熱塔(4)、水池(5)、布袋除塵器(6)、脫鹽塔(7)、鼓風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、中和塔
(10)、吸收塔(11)、及控制系統(tǒng)組成。其中熱分解室(I)套在燃燒室(2)內(nèi)。熱分解室(I)上設(shè)有分解進(jìn)料口(12)、分解進(jìn)氣口(13)和分解出風(fēng)口(14)。分解進(jìn)料口(12)供醫(yī)療廢棄物投入。分解出風(fēng)口(14)與燃燒室(2)相連通。燃燒室(2)上設(shè)有燃燒進(jìn)氣口(15)和燃燒出風(fēng)口(16)。燃燒出風(fēng)口(16)與熱交換器(3)輸入口連接。熱交換器(3)被環(huán)形的空氣預(yù)熱塔(4)包圍。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述熱交換器(3)采用列管式換熱器?？諝忸A(yù)熱塔(4)包括預(yù)熱進(jìn)氣口( 17)和預(yù)熱排氣口( 18)。預(yù)熱進(jìn)氣口( 17)與大氣相通，預(yù)熱排氣口( 18)分成兩路，一路與熱分解室(I)的分解進(jìn)氣口( 13)相連，另一路與燃燒室(2)的燃燒進(jìn)氣口(15)相連。熱交換器(3)輸出口分為兩路，一路與中和塔(10)相連，另一路與布袋除塵器(6)輸入口相連。中和塔(10)輸出口與吸收塔(11)輸入口相連。中和塔(10)和吸收塔(11)均與水池(5)連接。布袋除塵器(6)輸出口與脫鹽塔(7)輸入口相連，脫鹽塔
(7)輸出口連接鼓風(fēng)機(jī)(8)，鼓風(fēng)機(jī)(8)與煙 (9)連接。醫(yī)療廢棄物經(jīng)過熱分解室(I)厭氧或缺氧分解(保證溫度在600°C _850°C左右)后產(chǎn)生的氣體輸出到燃燒室(2)，氣體在足夠氧的燃燒室(2)里燃燒。燃燒室(2)的燃燒出風(fēng)口與熱交換器(3)輸入口連接；熱交換器(3)輸出口分為兩個(gè)部分一部分與布袋除塵器
(6)連接，布袋除塵器(6)輸出口與脫鹽塔(7)輸入口連接，脫鹽后經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)(8)排入煙囪(9)，以使其能夠充分保證熱分解后的廢氣能夠達(dá)標(biāo)排出；另一部分連接中和塔(10)和吸收塔(11)，以使其能夠充分保證熱分解后的廢水能夠達(dá)標(biāo)排放。參見圖2。為實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)療廢棄物熱分解的自動(dòng)控制，本發(fā)明的控制系統(tǒng)包括電源、控制中心、溫度檢測(cè)電路、氣壓檢測(cè)電路、重量檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和人機(jī)界面。溫度檢測(cè)電路和氣壓檢測(cè)電路均設(shè)置在熱分解室(I)的內(nèi)部，重量檢測(cè)電路安裝在熱分解室
(I)的底部。溫度檢測(cè)電路、重量檢測(cè)電路和氣壓檢測(cè)電路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制中心的輸入端連接?？刂浦行牡妮敵龆私?jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊與熱分解室(I)帶有的加熱器、鼓風(fēng)機(jī)(8)上的變頻器、預(yù)熱進(jìn)氣口(17)上設(shè)的進(jìn)氣閥和電源相連。另外，控制中心還與人機(jī)界面連接。參見圖3。上述控制中心包括有溫度信號(hào)處理模塊、氣壓信號(hào)處理模塊、重量信號(hào)處理模塊、模糊控制模塊、及比例積分控制模塊。溫度信號(hào)處理模塊先將溫度檢測(cè)電路所測(cè)溫度信號(hào)處理后得到熱分解室(I)的溫度t，并計(jì)算熱分解室(I)的溫度t與設(shè)定值溫度t’之差，獲得溫度誤差et，即et=t’ -t ;再對(duì)溫度誤差et進(jìn)行微分計(jì)算，獲得溫度誤差變化率etc ;最后對(duì)溫度誤差et進(jìn)行判斷，當(dāng)溫度誤差et大于溫度閾值時(shí)，將溫度t、溫度誤差et和溫度誤差變化etc送入模糊控制模塊；當(dāng)溫度誤差et小于溫度閾值時(shí)，將溫度誤差et送入比例積分控制模塊。此時(shí)，模糊控制模塊以溫度誤差et、溫度誤差變化率etc和溫度t為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器。比例積分控 制模塊以溫度誤差et為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器。氣壓信號(hào)處理模塊，先將氣壓檢測(cè)電路所測(cè)氣壓信號(hào)處理后得到熱分解室(I)內(nèi)壓強(qiáng)P，并計(jì)算熱分解室(I)的壓強(qiáng)P與設(shè)定值壓強(qiáng)P’之差，獲得壓強(qiáng)誤差％，即ep=p’-p ；再對(duì)壓強(qiáng)誤差ep進(jìn)行微分計(jì)算，獲得壓強(qiáng)誤差變化率epc ;最后對(duì)壓強(qiáng)誤差ep進(jìn)行判斷，當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep大于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)P、壓強(qiáng)誤差ep和壓強(qiáng)誤差變化epc送入模糊控制模塊；當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep小于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)誤差ep送入比例積分控制模塊。此時(shí)，模糊控制模塊以壓強(qiáng)誤差ep、壓強(qiáng)誤差變化率epc和壓強(qiáng)P為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器。比例積分控制模塊以壓強(qiáng)誤差ep為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器。 重量信號(hào)處理模塊將重量檢測(cè)電路所測(cè)重量信號(hào)處理后得到熱分解室內(nèi)醫(yī)療廢棄物的重量m，然后將該重量m送至控制中心，控制中心通過查表確定進(jìn)氣閥的開度和電源接通時(shí)間。上述模糊控制模塊包括模糊化接口、數(shù)據(jù)庫、規(guī)則庫、模糊推理機(jī)和解模糊接口。模糊化接口，連接溫度信號(hào)處理模塊和氣壓信號(hào)處理模塊，對(duì)輸入精確量進(jìn)行模糊化處理，形成模糊量。模糊推理機(jī)，連接所述模糊化接口、數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，用于根據(jù)模糊接口輸入的數(shù)據(jù)、從所述數(shù)據(jù)庫中查找相關(guān)數(shù)據(jù)并依據(jù)所述規(guī)則庫里的模糊邏輯推理演算。解模糊接口，用于將模糊推理機(jī)獲得的模糊控制量解模糊后經(jīng)輸出至加熱器和變頻器。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，模糊化接口采用三角型模糊器來構(gòu)造隸屬度函數(shù)，得出溫度t、誤差et和溫度誤差變化率etc為輸入變量的模糊子集Et、Etc、T，以及壓強(qiáng)P、壓強(qiáng)誤差ep和壓強(qiáng)誤差變化epc為輸入變量的模糊子集Ep、Epc、P。模糊化接口將溫度和氣壓模糊化的過程相近似，下面以溫度模糊化過程為例，對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的模糊化的具體過程進(jìn)行舉例說明，參見圖4 溫度t的基本論域?yàn)閇650，850]，溫度所取的語言變量T的論域?yàn)?br> 語言變量T選取3個(gè)語言值{L, M, B}。誤差et的基本論域?yàn)閇-10，+10]，誤差所取的語言變量Et的論域?yàn)閇_6，-5，…，-O, +0，· ·，+5，+6]，語言變量 Et 選取 6 個(gè)語言值{PB, PS, PO, NS, NO,，NB}。誤差變化率etc的基本論域?yàn)閇-24，+24]，ec所取的語言變量EtC的論域?yàn)閇-6，-5，...，-O, +0，· ·，+5，+6]，語言變量 EtC 選取 5 個(gè)語言值{PB, PS, O, NS, NB}。輸出控制量Ut的論域?yàn)?br> ，Ut所取的語言變量Ut的論域?yàn)閇O, I, 2，3，4，5，6，7，8，9，10]，語言變量 Ut 選取 5 個(gè)語言值；{Cl，C2，C3，C4，C5}。當(dāng)誤差所取的語言變量Et的語言值不為“零”時(shí)，用模糊控制；當(dāng)誤差所取的語言變量Et的語言值減小為“零”時(shí)切換到比例積分控制。數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的各語言變量的賦值表。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，有關(guān)溫度的各語言變量的賦值表如下表I.溫度T語言變量的賦值表
權(quán)利要求
1.醫(yī)療廢棄物熱分解爐，其特征在于它主要由熱分解室(I)、燃燒室(2)、熱交換器(3)、空氣預(yù)熱塔(4)、水池(5)、布袋除塵器(6)、脫鹽塔(7)、鼓風(fēng)機(jī)(8)、煙囪(9)、中和塔(10)、吸收塔(11)、及控制系統(tǒng)組成； 熱分解室(I)套在燃燒室(2)內(nèi)；熱分解室(I)上設(shè)有分解進(jìn)料口(12)、分解進(jìn)氣口(13)和分解出風(fēng)口(14);分解進(jìn)料口(12)供醫(yī)療廢棄物投入；分解出風(fēng)口(14)與燃燒室(2)相連通；燃燒室(2)上設(shè)有燃燒進(jìn)氣口(15)和燃燒出風(fēng)口(16);燃燒出風(fēng)口(16)與熱交換器(3)輸入口連接；熱交換器(3)被環(huán)形的空氣預(yù)熱塔(4)包圍；空氣預(yù)熱塔(4)包括預(yù)熱進(jìn)氣口( 17)和預(yù)熱排氣口( 18);預(yù)熱進(jìn)氣口( 17)與大氣相通，預(yù)熱排氣口( 18)分成兩路，一路與熱分解室(I)的分解進(jìn)氣口( 13)相連，另一路與燃燒室(2)的燃燒進(jìn)氣口( 15)相連；熱交換器(3)輸出口分為兩路，一路與中和塔(10)相連，另一路與布袋除塵器(6)輸入口相連；中和塔(10)輸出口與吸收塔(11)輸入口相連；中和塔(10)和吸收塔(11)均與水池(5)連接；布袋除塵器(6)輸出口與脫鹽塔(7)輸入口相連，脫鹽塔(7)輸出口連接鼓風(fēng)機(jī)(8)，鼓風(fēng)機(jī)(8)與煙 (9)連接； 控制系統(tǒng)包括電源、控制中心、溫度檢測(cè)電路、氣壓檢測(cè)電路、重量檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和人機(jī)界面；溫度檢測(cè)電路和氣壓檢測(cè)電路均設(shè)置在熱分解室(I)的內(nèi)部，重量檢測(cè)電路安裝在熱分解室(I)的底部；溫度檢測(cè)電路、重量檢測(cè)電路和氣壓檢測(cè)電路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與控制中心的輸入端連接；控制中心的輸出端經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊與熱分解室(I)帶有的加熱器、鼓風(fēng)機(jī)(8)上的變頻器、預(yù)熱進(jìn)氣口(17)上設(shè)的進(jìn)氣閥和電源相連；另外，控制中心還與人機(jī)界面連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述醫(yī)療廢棄物熱分解爐，其特征在于所述控制中心包括有溫度信號(hào)處理模塊、氣壓信號(hào)處理模塊、重量信號(hào)處理模塊、模糊控制模塊、及比例積分控制模塊； 溫度信號(hào)處理模塊，先將溫度檢測(cè)電路所測(cè)溫度信號(hào)處理后得到熱分解室(I)的溫度t,并計(jì)算熱分解室(I)的溫度t與設(shè)定值溫度t’之差，獲得溫度誤差％，即et=t’_t;再對(duì)溫度誤差et進(jìn)行微分計(jì)算，獲得溫度誤差變化率etc ;最后對(duì)溫度誤差et進(jìn)行判斷，當(dāng)溫度誤差et大于溫度閾值時(shí)，將溫度t、溫度誤差et和溫度誤差變化etc送入模糊控制模塊；當(dāng)溫度誤差et小于溫度閾值時(shí)，將溫度誤差et送入比例積分控制模塊； 此時(shí)， 模糊控制模塊，以溫度誤差et、溫度誤差變化率etc和溫度t為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器； 比例積分控制模塊，以溫度誤差et為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器； 氣壓信號(hào)處理模塊，先將氣壓檢測(cè)電路所測(cè)氣壓信號(hào)處理后得到熱分解室(I)內(nèi)壓強(qiáng)P，并計(jì)算熱分解室(I)的壓強(qiáng)P與設(shè)定值壓強(qiáng)P’之差，獲得壓強(qiáng)誤差％，即ep=p’-p ;再對(duì)壓強(qiáng)誤差ep進(jìn)行微分計(jì)算，獲得壓強(qiáng)誤差變化率epc ;最后對(duì)壓強(qiáng)誤差ep進(jìn)行判斷，當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep大于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)P、壓強(qiáng)誤差ep和壓強(qiáng)誤差變化epc送入模糊控制模塊；當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep小于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)誤差ep送入比例積分控制模塊； 此時(shí)， 模糊控制模塊，以壓強(qiáng)誤差ep、壓強(qiáng)誤差變化率epc和壓強(qiáng)P為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器； 比例積分控制模塊，以壓強(qiáng)誤差ep為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器； 重量信號(hào)處理模塊，將重量檢測(cè)電路所測(cè)重量信號(hào)處理后得到熱分解室內(nèi)醫(yī)療廢棄物的重量m，然后將該重量m送至控制中心，控制中心通過查表確定進(jìn)氣閥的開度和電源接通時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述醫(yī)療廢棄物熱分解爐，其特征在于所述模糊控制模塊包括模糊化接口、數(shù)據(jù)庫、規(guī)則庫、模糊推理機(jī)和解模糊接口 ； 模糊化接口，連接溫度信號(hào)處理模塊和氣壓信號(hào)處理模塊，對(duì)輸入精確量進(jìn)行模糊化處理，形成模糊量； 模糊推理機(jī)，連接所述模糊化接口、數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，用于根據(jù)模糊接口輸入的數(shù)據(jù)、從所述數(shù)據(jù)庫中查找相關(guān)數(shù)據(jù)并依據(jù)所述規(guī)則庫里的模糊邏輯推理演算； 解模糊接口，用于將模糊推理機(jī)獲得的模糊控制量解模糊后經(jīng)輸出至加熱器和變頻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的醫(yī)療廢棄物熱分解爐，其特征在于熱交換器(3)為列管式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述醫(yī)療廢棄物熱分解爐的控制方法，其特征是包括如下步驟 ①溫度檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)熱分解室(I)內(nèi)的溫度，并將該溫度信號(hào)送至控制中心； ②控制中心的溫度信號(hào)處理模塊，先將溫度檢測(cè)電路所測(cè)溫度信號(hào)處理后得到熱分解室(I)的溫度t，并計(jì)算熱分解室(I)的溫度t與設(shè)定值溫度t’之差，獲得溫度誤差et，即et=f -t ;再對(duì)溫度誤差et進(jìn)行微分計(jì)算，獲得溫度誤差變化率etc ;最后對(duì)溫度誤差et進(jìn)行判斷，當(dāng)溫度誤差et大于溫度閾值時(shí)，將溫度t、溫度誤差et和溫度誤差變化etc送入模糊控制模塊；當(dāng)溫度誤差et小于溫度閾值時(shí)，將溫度誤差et送入比例積分控制模塊； ③控制中心的模糊控制模塊，以溫度誤差et、溫度誤差變化率etc和溫度t為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器； ④控制中心的比例積分控制模塊，以溫度誤差et為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的溫度控制量，然后將該溫度控制量信號(hào)輸出到加熱器； ⑤氣壓檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)熱分解室(I)內(nèi)的壓強(qiáng)，并將該壓強(qiáng)信號(hào)送至控制中心； ⑥控制中心的氣壓信號(hào)處理模塊，先將氣壓檢測(cè)電路所測(cè)氣壓信號(hào)處理后得到熱分解室(I)內(nèi)壓強(qiáng)P，并計(jì)算熱分解室(I)的壓強(qiáng)P與設(shè)定值壓強(qiáng)P’之差，獲得壓強(qiáng)誤差ep，即ep=t’_t ;再對(duì)壓強(qiáng)誤差ep進(jìn)行微分計(jì)算，獲得壓強(qiáng)誤差變化率epc ;最后對(duì)壓強(qiáng)誤差^進(jìn)行判斷，當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep大于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)P、壓強(qiáng)誤差ep和壓強(qiáng)誤差變化epc送入模糊控制模塊；當(dāng)壓強(qiáng)誤差ep小于壓強(qiáng)閾值時(shí)，將壓強(qiáng)誤差ep送入比例積分控制模塊； ⑦控制中心的模糊控制模塊，以壓強(qiáng)誤差ep、壓強(qiáng)誤差變化率epc和壓強(qiáng)ep為輸入變量，按模糊控制規(guī)則計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器； ⑧控制中心的比例積分控制模塊，以壓強(qiáng)誤差ep為輸入量，按比例積分算法計(jì)算下一時(shí)刻的氣壓控制量，然后將該氣壓控制量信號(hào)輸出到變頻器； ⑨重量信號(hào)處理模塊，將重量檢測(cè)電路所測(cè)重量信號(hào)處理后得到熱分解室內(nèi)醫(yī)療廢棄物 的重量m，然后將該重量m送至控制中心，控制中心通過查表確定進(jìn)氣閥的開度和電源接通時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種醫(yī)療廢棄物熱分解爐及其控制方法，主要由熱分解室、燃燒室、熱交換器、空氣預(yù)熱塔、水池、布袋除塵器、脫鹽塔、鼓風(fēng)機(jī)、煙囪、中和塔、吸收塔、及控制系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)包括電源、控制中心、溫度檢測(cè)電路、氣壓檢測(cè)電路、重量檢測(cè)電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊和人機(jī)界面。本發(fā)明具有自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單、處理能力強(qiáng)、殘?jiān)?、就地處理、?jié)能環(huán)保和可靠性高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23G7/00GK102966960SQ20121051066
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者韋壽祺, 朱思思, 劉志杰, 蘇振源, 黎明, 陳敘 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)