一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法和系统技术方案

一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法，该方法包括：将原烟气输送至一级吸附塔(1)内进行脱硫处理，经过脱硫处理后的烟气进入二级吸附塔(2)进行脱硝处理，经过脱硝处理后的净烟气从二级吸附塔(2)的烟气出口排放；其特征在于：在所述脱硫处理的过程中，实时监测烟气进入一级吸附塔(1)与排出一级吸附塔(1)前后的温度变化，监测脱硫过程烟气中SO2浓度的变化，依据热量平衡原理，通过计算脱硫过程中一级吸附塔(1)内活性炭的温度变化值，来判断系统内的活性炭温升范围。本发明专利技术能够实时在线对脱硫过程中一级吸附塔内的活性炭温升情况进行快速判断，从而准确指导工业生产，确保整个烟气净化系统安全稳定的运行。净化系统安全稳定的运行。净化系统安全稳定的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法和系统


[0001]本专利技术涉及活性炭吸附塔脱硫脱硝的方法，具体涉及一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法和系统，属于活性炭处理烟气


技术介绍

[0002]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，同时也推广到焦化、电力等多行业中，在当前超低排放背景下，具有很大的应用空间。
[0003]在现有技术中，活性炭烟气净化技术可采用一级或两级吸附模式。两级吸附烟气净化工艺流程如图1所示，即烟气先经过一级塔，再通过二级塔，活性炭先到二级塔再到一级塔，然后到解析塔再生后送往二级塔，实现循环利用。吸附塔结构如图2所示，活性炭从上到下充满吸附塔。吸附塔上部连接塔给料仓，下部连接塔底料斗，内部为空腔结构。活性炭排料采用旋转阀或者长轴辊式排料装置，活性炭在重力作用下，通过旋转阀旋转速度或长轴辊式排料装置频率实现活性炭下料速度控制。
[0004]系统正常运行过程中，通过调整吸附塔内活性炭下料速度，实现一级塔深度脱硫、初步脱硝、除尘，二级塔深度脱硝的目的，最终达到排放标准。一级塔脱硫效率的高低显著影响二级塔的脱硝效果，如果一级塔脱硫彻底，那么进入二级塔的烟气中主要为NO
x
，此时在二级塔入口加入氨气，可以在二级塔活性炭表面发生SCR反应。
[0005]活性炭脱硫原理为：2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4，该反应为剧烈的放热反应，1mol SO2转化为硫酸产生的热量为275.3kJ，活性炭比热容仅为1.059kJ/(kg
·
K)。而烧结烟气中含氧量高达16％，含水率达到10％，SO2含量一般为400
‑
2000mg/Nm3之间，烟气中SO2具备全部转化为H2SO4的条件。因此活性炭脱硫塔内发生脱硫反应而产生的大量化学反应热，极易造成塔内活性炭温度升高，而粉末状活性炭温度着火点仅在160℃左右，即在高硫状态下，活性炭烟气净化系统具有较大的安全隐患。由此，如何准确快速的判断脱硫过程中系统内的活性炭温升范围，就显得至关重要。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法和系统。该方法依据在一级吸附塔内热量衡算的原理，通过实时监测烟气进出一级吸附塔前后的温度变化，监测进出一级吸附塔前后的烟气中SO2浓度的变化，计算脱硫过程中一级吸附塔内活性炭的温度变化值，实现对脱硫过程中系统内的活性炭温升范围的判断，进而判断烟气净化系统的安全性，指导工业生产，保证烟气净化系统安全稳定的运行。
[0007]根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法。
[0008]一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法，该方法包括：将原烟气输送至一级吸附
塔内进行脱硫处理，经过脱硫处理后的烟气进入二级吸附塔进行脱硝处理，经过脱硝处理后的净烟气从二级吸附塔的烟气出口排放。在所述脱硫处理的过程中，实时监测烟气进入一级吸附塔与排出一级吸附塔前后的温度变化，监测脱硫过程烟气中SO2浓度的变化，依据热量平衡原理，通过计算脱硫过程中一级吸附塔内活性炭的温度变化值，来判断系统内的活性炭温升范围。
[0009]在本专利技术中，所述通过计算脱硫过程中一级吸附塔内活性炭的温度变化值，来判断系统内的活性炭温升范围，具体为：在所述脱硫处理的过程中，检测并计算在一级吸附塔内所产生的热量和一级吸附塔所消耗及排出的热量。其中，所述在一级吸附塔内所产生的热量包括原烟气进入一级吸附塔所带入的热量、脱硫反应所放出的热量、循环活性炭进入一级吸附塔所带入的热量。所述一级吸附塔所消耗及排出的热量包括外排活性炭排出一级吸附塔所带出的热量、脱硫后烟气排出一级吸附塔所带出的热量、活性炭在一级吸附塔内所吸附的热量及热损失。依据热量平衡原理，即根据在一级吸附塔内所产生的热量与一级吸附塔所消耗及排出的热量相等，计算脱硫过程中一级吸附塔内活性炭的温度变化值，从而判断活性炭脱硫过程中系统内的活性炭温升范围。
[0010]在本专利技术中，所述在一级吸附塔内所产生的热量与一级吸附塔所消耗及排出的热量相等，具体为：
[0011]1)计算原烟气、循环活性炭进入一级吸附塔所带入的热量与脱硫反应在一级吸附塔内所释放的热量之和：
[0012]原烟气进入一级吸附塔所带入的热量为Q1，脱硫反应所放出的热量为Q2，循环活性炭进入一级吸附塔所带入的热量为Q
f
，由此，在一级吸附塔内所产生的热量之和Q
入
为：
[0013]Q
入
＝Q
1+
Q
2+
Q
f
…
(1)。
[0014]2)计算外排活性炭、脱硫后烟气排出一级吸附塔所带出的热量，活性炭在一级吸附塔内所吸收的热量，及热损失之和：
[0015]外排活性炭排出一级吸附塔所带出的热量为Qc，脱硫后烟气排出一级吸附塔所带出的热量为Q3，活性炭在一级吸附塔内所吸收的热量为Q4，热损失为Q5，由此，一级吸附塔所消耗及排出的热量之和Q
出
为：
[0016]Q
出
＝Q
3+
Q
4+
Qc+Q5…
(2)。
[0017]3)根据热量平衡原理，在一级吸附塔内所产生的热量之和Q
入
与一级吸附塔内所消耗及排出的热量之和Q
出
相等，即得：
[0018]Q
1+
Q
2+
Q
f
＝Q
3+
Q
4+
Qc
+
Q5…
(3)。
[0019]优选的是，在所述一级吸附塔所消耗及排出的热量中，热损失Q5≈0，由此，公式3可简化为：
[0020]Q
1+
Q
2+
Q
f
＝Q
3+
Q
4+
Qc
…
(4)。
[0021]在本专利技术中，根据单位时间内进出一级吸附塔的活性炭质量保持一致，且循环活性炭或外排活性炭的质量占一级吸附塔内活性炭装填质量的比例≈0，即不考虑循环活性炭进入一级吸附塔所带入的热量与外排活性炭排出一级吸附塔所带出的热量，由此，公式4可简化为：
[0022]Q
1+
Q2＝Q
3+
Q4…
(5)。
[0023]在本专利技术中，根据公式5，计算脱硫过程中一级吸附塔内活性炭的温度变化值，具
体包括以下步骤：
[0024]计算原烟气进入一级吸附塔所带入的热量Q1：
[0025][0026]其中：Q1为原烟气进入一级吸附塔所带入的热量，kJ；q1为一级吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法，该方法包括：将原烟气输送至一级吸附塔(1)内进行脱硫处理，经过脱硫处理后的烟气进入二级吸附塔(2)进行脱硝处理，经过脱硝处理后的净烟气从二级吸附塔(2)的烟气出口排放；其特征在于：在所述脱硫处理的过程中，实时监测烟气进入一级吸附塔(1)与排出一级吸附塔(1)前后的温度变化，监测脱硫过程烟气中SO2浓度的变化，依据热量平衡原理，通过计算脱硫过程中一级吸附塔(1)内活性炭的温度变化值，来判断系统内的活性炭温升范围。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述通过计算脱硫过程中一级吸附塔(1)内活性炭的温度变化值，来判断系统内的活性炭温升范围，具体为：在所述脱硫处理的过程中，检测并计算在一级吸附塔(1)内所产生的热量和一级吸附塔(1)所消耗及排出的热量；其中，所述在一级吸附塔(1)内所产生的热量包括原烟气进入一级吸附塔(1)所带入的热量、脱硫反应所放出的热量、循环活性炭进入一级吸附塔(1)所带入的热量；所述一级吸附塔(1)所消耗及排出的热量包括外排活性炭排出一级吸附塔(1)所带出的热量、脱硫后烟气排出一级吸附塔(1)所带出的热量、活性炭在一级吸附塔(1)内所吸附的热量及热损失；依据热量平衡原理，即根据在一级吸附塔(1)内所产生的热量与一级吸附塔(1)所消耗及排出的热量相等，计算脱硫过程中一级吸附塔(1)内活性炭的温度变化值，从而判断活性炭脱硫过程中系统内的活性炭温升范围。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述在一级吸附塔(1)内所产生的热量与一级吸附塔(1)所消耗及排出的热量相等，具体为：1)计算原烟气、循环活性炭进入一级吸附塔(1)所带入的热量与脱硫反应在一级吸附塔(1)内所释放的热量之和：原烟气进入一级吸附塔(1)所带入的热量为Q1，脱硫反应所放出的热量为Q2，循环活性炭进入一级吸附塔(1)所带入的热量为Q
f
，由此，在一级吸附塔(1)内所产生的热量之和Q
入
为：Q
入
＝Q1+Q2+Q
f
…
(1)；2)计算外排活性炭、脱硫后烟气排出一级吸附塔(1)所带出的热量，活性炭在一级吸附塔(1)内所吸收的热量，及热损失之和：外排活性炭排出一级吸附塔(1)所带出的热量为Qc，脱硫后烟气排出一级吸附塔(1)所带出的热量为Q3，活性炭在一级吸附塔(1)内所吸收的热量为Q4，热损失为Q5，由此，一级吸附塔(1)所消耗及排出的热量之和Q
出
为：Q
出
＝Q3+Q4+Qc+Q5…
(2)；3)根据热量平衡原理，在一级吸附塔(1)内所产生的热量之和Q
入
与一级吸附塔(1)内所消耗及排出的热量之和Q
出
相等，即得：Q1+Q2+Q
f
＝Q3+Q4+Qc+Q5…
(3)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述一级吸附塔(1)所消耗及排出的热量中，热损失Q5≈0，由此，公式3可简化为：Q1+Q2+Q
f
＝Q3+Q4+Qc
…
(4)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：根据单位时间内进出一级吸附塔(1)的活性炭质量保持一致，且循环活性炭或外排活性炭的质量占一级吸附塔(1)内活性炭装填质量的比例≈0，即不考虑循环活性炭进入一级吸附塔(1)所带入的热量与外排活性炭排出一
级吸附塔(1)所带出的热量，由此，公式4可简化为：Q1+Q2＝Q3+Q4…
(5)。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：根据公式5，计算脱硫过程中一级吸附塔(1)内活性炭的温度变化值，具体包括以下步骤：计算原烟气进入一级吸附塔(1)所带入的热量Q1：其中：Q1为原烟气进入一级吸附塔所带入的热量，kJ；q1为一级吸附塔烟气入口处的原烟气的流量，Nm3/h；c
p
为烟气的比热容，kJ/(mol*K)；v
m
为标准摩尔体积，L/mol；t0为温度基准值，℃；t1为原烟气的温度值，℃；T0为原烟气进入一级吸附塔的初始时刻，h；T1为原烟气进入一级吸附塔的末尾时刻，h；计算脱硫反应所放出的热量Q2：其中：Q2为脱硫反应所放出的热量，kJ；q1为一级吸附塔烟气入口处的原烟气的流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，刘雁飞，魏进超，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
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