[发明专利]一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法及系统

说明书

本发明提出一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法及系统，根据在活性炭解析塔冷却段内活性炭与冷却介质进行换热的热量平衡原理，通过监测冷却介质进入冷却段时的温度与排出冷却段时的温度判断活性炭在冷却段内的冷却效果及预判解析塔工作状态。本发明提出的方法和系统从热量平衡角度能够快速、准确的判断活性炭在冷却段内的冷却效果及预判解析塔工作状态。

技术领域

本发明涉及一种解析塔处理活性炭的方法及系统，具体涉及一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法及系统，属于活性炭处理烟气技术领域。

背景技术

活性炭烟气净化技术具有多污染物协同高效净化的优势，适应烧结烟气组分复杂(SO₂、NO_x、粉尘、O₂、水蒸气、重金属)、温度波动大(110-180℃)的特点，已经成功应用到烧结烟气净化系统中。

活性炭烟气净化系统设置有吸附系统、解析系统、制酸系统等多个子系统，烟气经过活性炭吸附单元后净化，活性炭颗粒在吸附单元和解析单元之间循环流动，实现“吸附污染物-加温解析活化(使污染物逸出)-冷却-吸附污染物”的循环利用。吸附系统是活性炭对烧结烟气中污染物进行吸附的过程，解吸系统是将吸附了污染物的活性炭进行加热再生，保证活性炭恢复活性。

现有技术中的解吸塔结构主要由同管簇的不锈钢列管组成，从上到下依次分为加热段、SRG段、冷却段三部分，正常运转过程中，活性炭走管内，空气走管外，管内通入氮气。加热段是将吸附了污染物的活性炭进行高温加热至400℃左右，保证吸附的污染物从活性炭中再生释放处出来，冷却段是将再生之后的400℃高温活性炭进行冷却到50℃左右，其中解析之后的活性炭采取风冷间接换热形式，冷却风采用空气，下进上出。

解析塔工作过程中，加热段涉及的化学反应最复杂，条件最恶劣，而冷却段仅仅涉及到热量交换，无化学反应，目的是将解析之后400℃左右的活性炭冷却至目标温度50℃左右，因此冷却段列管中温差比较大，如果解析气体下游管路存在堵塞或运行不畅情况，既有可能出现解析气体反窜到冷却段列管内，可能在冷却段中出现结露现象，并与解析塔内粉末状活性炭结合，造成冷却段列管流动不畅或者完全堵塞，这样将会造成极大的危害。列管起始堵塞阶段，由于活性炭下料总量要求一定，势必造成未堵塞的列管中活性炭下料速度增加，活性炭与冷却气体接触时间减少，冷却段下料活性炭温度增加，在检测手段不能完全覆盖的情况下，温度较高的活性炭对后续的吸附系统造成安全隐患；同时堵塞的列管随着时间的延长很有可能腐蚀穿孔，使空气泄露到冷却段，造成解析塔列管内活性炭中氧气浓度增加，塔内具备燃烧条件，一旦控制不稳，将会造成燃烧失控，对解析塔塔体，对系统运行安全，造成巨大损失。因此，解析塔冷却段的工作状态、冷却效率对整个烟气净化系统的稳定运行具有积极作用。

工程上对冷却段出口处活性炭进行点位温度测量的方式，不能对整个活性炭料面进行温度检测，当解析塔内活性炭下料流量均匀时，测量数据可以认为准确可信，但鉴于解析塔下料列管多达上百根，当出现异常时，单纯依靠数量较少的温度检测点不能准确判断冷却段列管的工作状态，如果出现未被检测出来的高温活性炭进入吸附系统，在有氧条件下，将会对吸附系统造成更大的危害。因此如何对冷却段出口活性炭温度进行实时、准确的控制，就显得至关重要。

目前当冷却段出口活性炭温度升高时，采取提高冷却风量增加冷却换热量方法，但这种处理方式较为粗放，并且冷却风量也会受到冷却风机设备选型的限制，因此如果能够提前预判解析塔冷却段内状态，将会对系统稳定生产，降低成本具有积极意义。

发明内容

针对现有技术中活性炭在活性炭解析塔冷却段内发生堵塞以活性炭冷却效果无法准确判断的问题，本发明提出一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法及系统，根据在活性炭解析塔冷却段内活性炭与冷却介质进行换热的热量平衡原理，通过监测冷却介质进入冷却段时的温度与排出冷却段时的温度判断活性炭在冷却段内的冷却效果及预判解析塔工作状态。本发明提出的方法和系统从热量平衡角度能够快速、准确的判断活性炭在冷却段内的冷却效果及预判解析塔工作状态。