【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种预测吸附塔烟气出口处so2浓度的方法，具体涉及一种预测吸附塔每一层烟气出口处so2浓度的方法，属于活性炭烟气净化。
技术介绍
1、活性炭烟气净化工艺具有多方面优势。目前双级烟气净化工艺在烧结烟气治理领域得到了广泛应用，也存在很多问题，如活性炭脱硫主要靠微孔及表面官能团，脱硝主要靠活性炭表面含氧官能团，粉尘则主要由烧结原始粉尘及炭粉组成。其中脱硫、脱硝、除尘能力均与活性炭循环量息息相关，活性炭循环量越大，脱硫、脱硝能力越强，但除尘能力减弱。针对目前通用的双级活性炭工艺或者活性炭+scr工艺而言，活性炭循环量由脱硫能力决定，当脱硫塔出口so2浓度＜35mg/nm3时，脱硝效率可以不受影响，达到80％左右。
2、当前活性炭循环量控制逻辑较为粗放，如上介绍通过控制一级塔烟气出口处so2浓度来调整循环量。一方面由于系统中活性炭含量高达几千吨，活性炭对so2吸附能力相较于其他污染物而言非常强，故而滞后性非常明显，如当出口so2超标时，说明活性炭循环量已经降低很长时间了，系统中的运行状态要恢复到最佳，需要较长的调整时间。另一方面，活性炭系统一般分为前、中、后三层，不同层位置活性炭对烟气中so2吸附速率也有较大的差异，如前层面对的烟气中so2浓度高，停留时间短，吸附速率快，中层速率较慢，后层最慢。第三，由于吸附塔内活性炭装填量大，前、中、后室之间无独立空间，不具备烟气检测条件，因此难以及时通过前、中、后室烟气浓度来调节相应的活性炭停留时间。
3、活性炭在从上往下运行过程中存在如下规律，以前室为例，顶部的
4、如前所述，吸附塔的活性炭循环量关乎脱硫、脱硝与除尘的能力，仅通过检测活性炭吸附塔烟气出口处的so2浓度变化来调节活性炭循环量具有明显的滞后性。而活性炭循环量由吸附塔各室的下料速度决定，各室下料速度又与各室出口so2浓度紧密相关。因此，可通过吸附塔各室出口烟气中so2浓度来调节相应的活性炭停留时间从而实现对活性炭循环量的精准控制。此时，在各室之间不具备烟气检测的条件下，如何快速判断活性炭吸附塔各室烟气出口处的so2浓度就显然尤为重要。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种预测吸附塔每一层烟气出口处so2浓度的方法。该方法根据活性炭脱硫的特征规律，建立了一级吸附塔各层烟气出口处so2浓度与各层活性炭下料速度关系的活性炭吸附速率方程，并结合工程实际参数，获得在不同活性炭下料速度下的一级吸附塔各层烟气出口处so2浓度，从而实现对一级吸附塔内各层烟气出口处so2浓度的预测，进而更加精准地控制活性炭循环量，指导工程的运行。
2、根据本专利技术的实施方案，提供一种预测吸附塔每一层烟气出口处so2浓度的方法。
3、一种预测吸附塔每一层烟气出口处so2浓度的方法，该方法包括以下步骤：
4、1)根据脱硫过程中活性炭吸附so2的量随时间的变化规律，绘制活性炭吸附速率曲线。
5、2)根据活性炭吸附速率曲线，建立活性炭吸附速率模型。
6、3)将一级吸附塔内的活性炭床层按照烟气走向划分为多层，输入模型常量，设定一级吸附塔烟气入口处so2浓度及一级吸附塔内各层活性炭的下料速度，对每一层活性炭进行脱硫过程模拟。
7、4)依次获取一级吸附塔内各层烟气出口处的so2浓度，从而实现对一级吸附塔内各层烟气出口处so2浓度的预测。
8、在本专利技术中，在步骤2)中，所述建立活性炭吸附速率模型具体包括以下子步骤：
9、201)根据一级吸附塔烟气出入口so2浓度比随时间的变化规律，将活性炭吸附so2的速率分为三个阶段，第一阶段为快速的恒速阶段，第二阶段为指数阶段，第三阶段为慢速的恒速阶段。
10、202)根据活性炭吸附速率曲线，结合活性炭吸附so2的速率在第一阶段与第三阶段均为恒速的特征，构建活性炭吸附速率方程。
11、203)将一级吸附塔内的活性炭床层进行网格划分，按照烟气走向，对每个网格依次适用活性炭吸附速率方程。
12、在本专利技术中，在子步骤202)中，所述活性炭吸附速率方程为：
13、
14、式中：q为活性炭的吸附量，mg/g。t为活性炭在一级吸附塔内的停留时间，h。α为修正项。c为烟气中的so2浓度，mg/m3。l为so2基元反应生产硫酸的反应级数。ea为活性炭的活化能，kj/mol。r为气体常数，j/(mol·k)。t为烟气温度，k。k1为活性炭吸附速率曲线中第一阶段硫酸积蓄过程对so2的吸附速度，h-1。k2为活性炭吸附速率曲线中第三阶段硫酸积蓄过程对so2的吸附速度，h-1。qs为活性炭对so2的表观饱和吸附量，mg/g。
15、在本专利技术中，子步骤203)具体为：将一级吸附塔内的活性炭床层划分网格，活性炭床层的高划分为m格，活性炭床层的宽划分为n格，对每个网格依次适用活性炭吸附速率方程，根据所述活性炭吸附速率方程迭代计算各网格的吸附量和so2浓度。其中，一级吸附塔最顶层网格的活性炭吸附量q[0，j]＝0，一级吸附塔烟气入口处网格的so2浓度c[i，0]＝c0。即有：
16、q[i，j]＝q[i-1，j]+dq[i，j]…(2)。
17、dt＝(h/m)/v…(3)。
18、c[i，j]＝c[i，j-1]-dc[i，j]…(4)。
19、式中：q[i，j]表示在活性炭床层高度方向上第i格与宽度方向上第j格所在位置对应网格的吸附量，dq[i，j]表示活性炭在当前网格的新增吸附量。c[i，j]表示在活性炭床层高度方向上第i格与宽度方向上第j格所在位置对应网格的so2浓度，dc[i，j]表示在当前网格活性炭的吸附下所减少的so2浓度。其中，i≤m，j≤n。dt表示活性炭在当前网格的停留时间。h为一级吸附塔内活性炭床层的高度。v为一级吸附塔内对应位置的活性炭下料速度。c0为一级吸附塔烟气入口处so2浓度。
20、在本专利技术中，在步骤3)中，将一级吸附塔内的活性炭床层按照烟气走向划分为z层，分别为第1层活性炭、第2层活性炭……第z层活性炭，各层活性炭对应的厚度分别为l1、l2……lz。其中：l1＜l2≤……≤lz，z≥2。
21、在本专利技术中，按照烟气走向，一级吸附塔内各层活性炭的下料速度依次为v1、v2……vz。其中，v1＞v2＞……＞本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预测吸附塔每一层烟气出口处SO2浓度的方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，所述建立活性炭吸附速率模型具体包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在子步骤202)中，所述活性炭吸附速率方程为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：子步骤203)具体为：将一级吸附塔内的活性炭床层划分网格，活性炭床层的高划分为m格，活性炭床层的宽划分为n格，对每个网格依次适用活性炭吸附速率方程，根据所述活性炭吸附速率方程迭代计算各网格的吸附量和SO2浓度；其中，一级吸附塔最顶层网格的活性炭吸附量Q[0，j]＝0，一级吸附塔烟气入口处网格的SO2浓度C[i，0]＝C0；即有：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，将一级吸附塔内的活性炭床层按照烟气走向划分为z层，分别为第1层活性炭、第2层活性炭……第z层活性炭，各层活性炭对应的厚度分别为L1、L2……Lz；其中：L1＜L2≤……≤Lz，z≥2。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，对每一层活性炭进行脱硫过程模拟，具体为：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在步骤4)中，根据步骤3)对一级吸附塔内第z层活性炭的脱硫过程模拟，以计算得到的第z-1层活性炭的烟气出口处的SO2浓度Cz-1和在线检测的第z层活性炭的下料速度Vz作为第z层活性炭模拟脱硫的初始条件，通过活性炭吸附速率方程计算得到第z层活性炭的烟气出口处的SO2浓度Cz，即得到一级吸附塔烟气出口处的模拟SO2浓度，并以此实现对一级吸附塔脱硫能力的预判。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：根据计算得到的一级吸附塔烟气出口处的模拟SO2浓度Cz，实现对一级吸附塔脱硫能力的预判，具体为：
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，所述模型常量包括：一级吸附塔内活性炭床层的宽度、高度，以及一级吸附塔内各层活性炭的厚度。
...【技术特征摘要】
1.一种预测吸附塔每一层烟气出口处so2浓度的方法，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，所述建立活性炭吸附速率模型具体包括以下子步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在子步骤202)中，所述活性炭吸附速率方程为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：子步骤203)具体为：将一级吸附塔内的活性炭床层划分网格，活性炭床层的高划分为m格，活性炭床层的宽划分为n格，对每个网格依次适用活性炭吸附速率方程，根据所述活性炭吸附速率方程迭代计算各网格的吸附量和so2浓度；其中，一级吸附塔最顶层网格的活性炭吸附量q[0，j]＝0，一级吸附塔烟气入口处网格的so2浓度c[i，0]＝c0；即有：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：在步骤3)中，将一级吸附塔内的活性炭床层按照烟气走向划分为z层，分别为第1层活性炭、第2层活性炭……第z层活性炭，各层活性炭对应的厚度分别为l1、l2……lz；其中：l1＜l2≤……≤lz，z≥2。
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，文武，刘前，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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