一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法和系统技术方案

一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法，该方法包括：1)热成像仪(1)获取进入振动筛(2)尾部成像区(3)内的物料的热成像图像；2)根据热成像图像判断进入成像区(3)内的物料是否具有高温点；若判断所述热成像图像具有高温点，记录该高温点处的物料在振动筛(2)尾部成像区(3)内的发现位置；3)当所述高温点处的物料移动至与输送机(4)卸料口连接的料仓(5)内，通过设置在料仓(5)顶部的自燃活性炭熄灭冷却装置对相应高温物料进行灭火降温处理。本发明专利技术在振动筛尾部对高温活性炭进行检测，并在高温活性炭落至料仓的流动下落状态对其进行处理，解决了高温活性炭颗粒难以全面检测和处置的问题，提高了系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法和系统
本专利技术涉及活性炭烟气净化装置中高温活性炭颗粒的检测及处理，具体涉及一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法和系统，属于活性炭烟气净化

技术介绍
烧结工序产生的烟气量约占钢铁全流程中的70％左右，烧结烟气中的主要污染物成分为为粉尘、SO2、NOX；另外还有少量VOCs、二噁英、重金属等；需净化处理后才能外排。目前活性炭脱硫脱硝装置处理烧结烟气的技术已经成熟，在国内开始推广使用，取得了良好的效果。现有技术中活性炭脱硫脱硝装置工作示意图如图１所示：烧结工序产生的原烟气(污染物主要成分为SO2)经过吸附塔活性炭床层后成为净烟气外排；吸附了烟气中污染物(污染物主要成分为SO2)的活性炭经活性炭输送机S1送入解析塔，在解析塔内吸附了污染物的活性炭加热到400℃～430℃进行解析活化，解析活化后释放出的SRG(富硫)气体去制酸工序，解析活化后的活性炭冷却到110℃～130℃后排出解析塔，振动筛筛分掉活性炭粉尘，筛上活性炭颗粒经活性炭输送机S2重新进入吸附塔；补充的新活性炭加在输送机S1上(活性炭烟气净化装置使用的活性炭为圆柱状的活性炭颗粒，典型尺寸：直径9mm，高度11mm)。如图1所示，活性炭在解析塔中加热到了400℃～430v，活性炭烟气净化装置所用的活性炭燃点温度在420℃；解析塔是气密结构，并充满氮气。现有技术中解析塔结构示意图如图2所示：活性炭在解析塔中不与空气接触，以保证活性炭在解析塔内不燃烧；活性炭在解析塔内解析加热和冷却的过程中，偶尔会发生少量加热的活性炭颗粒在冷却段未能充分冷却，少量未冷却到安全温度的高温活性炭颗粒从解析塔排出的情况(烧结烟气净化装置的解析塔内装填的活性炭颗粒超过百吨，活性炭颗粒在解析塔内流动和冷却加热及热传导等过程复杂)。高温活性炭颗粒从解析塔排出后和空气接触，会发生自燃(阴燃，无焰)，自燃的少量高温活性炭颗粒可能会引燃其周围的低温活性炭颗粒，这些自燃的高温活性炭颗粒会随活性炭循环进入烟气净化装置各个环节，威胁到烧结活性炭烟气净化系统的安全稳定运行，烧结活性炭烟气净化装置有对高温自燃活性炭颗粒进行检测和处置的要求。如图1所示，烧结活性炭烟气净化装置在解析塔和吸附塔之间循环，解析塔、吸附塔、输送机、振动筛、缓冲仓等各环节均为气密结构，现有烧结活性炭烟气净化装置未能解决对局部少量高温活性炭进行检测、定位和处理的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法和系统。本专利技术在活性炭烟气净化装置的振动筛尾部的盖板上方设置热成像仪，热成像仪对进入成像区内的物料进行拍摄获取热成像图像，进而分析判断物料中是否具有高温点，记录相应高温点处物料在成像区内的发现位置，待高温物料移动至与输送机卸料口连接的料仓内，通过设置在料仓顶部的自燃活性炭熄灭冷却装置对高温物料进行灭火降温处理。本专利技术提出的技术方案在振动筛尾部下落段检测出自燃或高温的活性炭，及时对自燃或高温的活性炭进行定位，并在料仓内进行活性炭的灭火降温处理，解决了高温活性炭颗粒难以全面检测和处置的问题，提高了系统的安全性。根据本专利技术的第一种实施方案，提供一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法。一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法，该方法包括以下步骤：1)热成像仪对进入振动筛尾部成像区内的物料进行实时拍摄，得到热成像图像；2)根据所述热成像图像分析判断进入成像区内的物料是否具有高温点；2a)若判断所述热成像图像不具有高温点，则重复步骤1)；2b)若判断所述热成像图像具有高温点，记录该高温点处的物料在振动筛尾部成像区内的发现位置；3)当所述高温点处的物料移动至与输送机卸料口连接的料仓内，通过设置在料仓顶部的自燃活性炭熄灭冷却装置对相应高温物料进行灭火降温处理。在本专利技术中，所述自燃活性炭熄灭冷却装置为灭火气体喷吹装置。灭火气体喷吹装置上设有灭火气体阀。作为优选，在步骤2b)中，当判断所述热成像图像具有高温点，记录当前时刻t0。步骤3)中所述的灭火降温处理具体包括以下步骤：3a1)获取所述发现位置至振动筛卸料口的距离XL1，振动筛卸料口至输送机卸料口的输送距离XL2，及输送机卸料口至料仓顶部的输送距离XL3，结合振动筛上物料运行速度V1，输送机上物料的运行速度V2，及输送机卸料口至料仓的卸料速度V3，得到所述高温点处物料从发现位置运行到所述灭火气体喷吹装置的位置所需的时间t1：3a2)从t0时刻开始，经过t1时间后，打开所述灭火气体喷吹装置的灭火气体阀，所述灭火气体喷吹装置对进入料仓内的高温物料喷吹灭火气体。3a3)灭火气体喷吹装置对高温物料喷吹灭火气体持续时间t2后，关闭灭火气体阀，所述高温物料达到熄灭冷却的效果；其中喷吹灭火气体持续时间t2满足下述关系式：其中：t2为灭火气体喷吹装置喷吹灭火气体的持续时间，s。Ch为活性炭比热容，kJ/(kg·℃)。Mh为待冷却的活性炭量，kg。Δth为活性炭降温目标，℃。Cn为灭火气体的比热容，kJ/(kg·℃)。ρn为灭火气体的密度，kg/m3。Δtn为灭火气体经过灭火降温后升高的温度，℃。S1为灭火气体喷吹装置的喷孔截面积，m2。v1为灭火气体喷吹装置喷出灭火气体的流速，m/s。k1为安全系数，取值为1.5～2.5。在本专利技术中，所述输送机与料仓之间还设有卸料斗。输送机的卸料口通过卸料导管与卸料斗入口连接。卸料斗出口通过进料管与料仓入口连接。作为优选，所述输送机上间隔设置多个卸料口。每个输送机卸料口下方对应设置一组卸料导管、卸料斗、进料管和料仓。每个料仓顶部均设置有自燃活性炭熄灭冷却装置。每个料仓下方对应设置一个吸附塔。优选的是，所述输送机卸料口的数量为m，按照输送机的输送方向，依次将输送机卸料口编号为1，2，3……m。当输送机上设置有多个卸料口时，根据各吸附塔内活性炭料位计的检测来判断当前需要下料的料仓，再根据当前需要下料的料仓来确定对应的输送机卸料口。相邻两输送机卸料口的中心点之间的距离为L。由此，公式1转化为：其中：t4为所述高温点处物料从发现位置运行至第m个料仓的位置所需的时间，s。在本专利技术中，所述振动筛上设有盖板，进入振动筛内的物料沿振动筛的长度方向运动。优选，所述成像区包括第一成像区和第二成像区。在振动筛的尾部，第一成像区位于第二成像区的上游。在步骤1)中，所述热成像仪对进入振动筛尾部成像区内的物料进行实时拍摄，得到热成像图像，具体为：1a)在振动筛尾部的盖板上设置遮光罩，热成像仪设置在遮光罩的顶部；1b)以热成像仪与遮光罩的连接位置为基点，所述热成像仪绕着该基点做往复摆动。所述热成像仪对进入振动筛尾部第一成像区和/或第二成像区内的物料进行实时拍摄，获取一次热成像图像和/或二次热成像图像。在本专利技术中，在步骤2)中，根据所述热成像图像分析判断进入成像区内的物料是否具有高温点，具体为：热成像仪对进入振动筛尾部第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法，该方法包括以下步骤：/n1)热成像仪(1)对进入振动筛(2)尾部成像区(3)内的物料进行实时拍摄，得到热成像图像；/n2)根据所述热成像图像分析判断进入成像区(3)内的物料是否具有高温点；/n2a)若判断所述热成像图像不具有高温点，则重复步骤1)；/n2b)若判断所述热成像图像具有高温点，记录该高温点处的物料在振动筛(2)尾部成像区(3)内的发现位置；/n3)当所述高温点处的物料移动至与输送机(4)卸料口连接的料仓(5)内，通过设置在料仓(5)顶部的自燃活性炭熄灭冷却装置对相应高温物料进行灭火降温处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种吸附塔前料仓活性炭灭火降温的方法，该方法包括以下步骤：
1)热成像仪(1)对进入振动筛(2)尾部成像区(3)内的物料进行实时拍摄，得到热成像图像；
2)根据所述热成像图像分析判断进入成像区(3)内的物料是否具有高温点；
2a)若判断所述热成像图像不具有高温点，则重复步骤1)；
2b)若判断所述热成像图像具有高温点，记录该高温点处的物料在振动筛(2)尾部成像区(3)内的发现位置；
3)当所述高温点处的物料移动至与输送机(4)卸料口连接的料仓(5)内，通过设置在料仓(5)顶部的自燃活性炭熄灭冷却装置对相应高温物料进行灭火降温处理。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述自燃活性炭熄灭冷却装置为灭火气体喷吹装置(6)；灭火气体喷吹装置(6)上设有灭火气体阀(601)；
作为优选，在步骤2b)中，当判断所述热成像图像具有高温点，记录当前时刻t0；步骤3)中所述的灭火降温处理具体包括以下步骤：
3a1)获取所述发现位置至振动筛(2)卸料口的距离XL1，振动筛(2)卸料口至输送机(4)卸料口的输送距离XL2，及输送机(4)卸料口至料仓(5)顶部的输送距离XL3，结合振动筛(2)上物料运行速度V1，输送机(4)上物料的运行速度V2，及输送机(4)卸料口至料仓(5)的卸料速度V3，得到所述高温点处物料从发现位置运行到所述灭火气体喷吹装置(6)的位置所需的时间t1：



3a2)从t0时刻开始，经过t1时间后，打开所述灭火气体喷吹装置(6)的灭火气体阀(601)，所述灭火气体喷吹装置(6)对进入料仓(5)内的高温物料喷吹灭火气体；
3a3)灭火气体喷吹装置(6)对高温物料喷吹灭火气体持续时间t2后，关闭灭火气体阀(601)，所述高温物料达到熄灭冷却的效果；其中喷吹灭火气体持续时间t2满足下述关系式：



其中：t2为灭火气体喷吹装置喷吹灭火气体的持续时间，s；Ch为活性炭比热容，kJ/(kg·℃)；Mh为待冷却的活性炭量，kg；Δth为活性炭降温目标，℃；Cn为灭火气体的比热容，kJ/(kg·℃)；ρn为灭火气体的密度，kg/m3；Δtn为灭火气体经过灭火降温后升高的温度，℃；S1为灭火气体喷吹装置的喷孔截面积，m2；v1为灭火气体喷吹装置喷出灭火气体的流速，m/s；k1为安全系数，取值为1.5～2.5。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述自燃活性炭熄灭冷却装置为冷却水喷洒装置(7)；冷却水喷洒装置(7)上设有冷却水阀(701)；
作为优选，在步骤2b)中，当判断所述热成像图像具有高温点，记录当前时刻t0；步骤3)中所述的灭火降温处理具体包括以下步骤：
3b1)获取所述发现位置至振动筛(2)卸料口的距离XL1，振动筛(2)卸料口至输送机(4)卸料口的输送距离XL2，及输送机(4)卸料口至料仓(5)顶部的输送距离XL3，结合振动筛(2)上物料运行速度V1，输送机(4)上物料的运行速度V2，及输送机(4)卸料口至料仓(5)的卸料速度V3，得到所述高温点处物料从发现位置运行到所述冷却水喷洒装置(7)的位置所需的时间t1：



3b2)从t0时刻开始，经过t1时间后，打开所述冷却水喷洒装置(7)的冷却水阀(701)，所述冷却水喷洒装置(7)对进入料仓(5)内的高温物料喷水降温；
3b3)冷却水喷洒装置(7)对高温物料喷水持续时间t3后，关闭冷却水阀(701)，所述高温物料达到熄灭冷却的效果；其中喷水持续时间t3满足下述关系式：



其中：t2为冷却水喷洒装置喷水的持续时间，s；Ch为活性炭比热容，kJ/(kg·℃)；Mh为待冷却的活性炭量，kg；Δth为活性炭降温目标，℃；Cw1为蒸发温度的水的比热容，kJ/(kg·℃)；Cw2为初始温度的水的比热容，kJ/(kg·℃)；Tw1为水的蒸发温度，℃；ρw为冷却水的密度，kg/m3；Tw2为冷却水喷洒装置喷出水的初始温度，℃；hw为水在蒸发温度下的汽化潜热，kJ/kg；S2为冷却水喷洒装置的喷孔截面积，m2；v2为冷却水喷洒装置喷出水的流速，m/s；k2为安全系数，取值为1.2～1.9。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述输送机(4)与料仓(5)之间还设有卸料斗(8)；输送机(4)的卸料口通过卸料导管(9)与卸料斗(8)入口连接；卸料斗(8)出口通过进料管(10)与料仓(5)入口连接；作为优选，所述输送机(4)上间隔设置多个卸料口；每个输送机(4)卸料口下方对应设置一组卸料导管(9)、卸料斗(8)、进料管(10)和料仓(5)；每个料仓(5)顶部均设置有自燃活性炭熄灭冷却装置；每个料仓(5)下方对应设置一个吸附塔；
优选的是，所述输送机(4)卸料口的数量为m，按照输送机(4)的输送方向，依次将输送机(4)卸料口编号为1,2,3……m；当输送机(4)上设置有多个卸料口时，根据各吸附塔内活性炭料位计的检测来判断当前需要下料的料仓(5)，再根据当前需要下料的料仓(5)来确定对应的输送机(4)卸料口；相邻两输送机(4)卸料口的中心点之间的距离为L；由此，公式1转化为：



其中：t4为所述高温点处物料从发现位置运行至第m个料仓的位置所需的时间，s。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述振动筛(2)上设有盖板(201)，进入振动筛(2)内的物料沿振动筛(2)的长度方向运动；优选，所述成像区(3)包括第一成像区(301)和第二成像区(302)；在振动筛(2)的尾部，第一成像区(301)位于第二成像区(302)的上游；
在步骤1)中，所述热成像仪(1)对进入振动筛(2)尾部成像区(3)内的物料进行实时拍摄，得到热成像图像，具体为：
1a)在振动筛(2)尾部的盖板(201)上设置遮光罩(11)，热成像仪(1)设置在遮光罩(11)的顶部；
1b)以热成像仪(1)与遮光罩(11)的连接位置为基点，所述热成像仪(1)绕着该基点做往复摆动；所述热成像仪(1)对进入振动筛(2)尾部第一成像区(301)和/或第二成像区(302)内的物料进行实时拍摄，获取一次热成像图像和/或二次热成像图像。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在步骤2)中，根据所述热成像图像分析判断进入成像区(3)内的物料是否具有高温点，具体为：
热成像仪(1)对进入振动筛(2)尾部第一成像区(301)内的物料进行实时拍摄，得到一次热成像图像；获取一次热成像图像中的最高温度值T1，将该最高温度值T1与设定的目标温度T0进行对比；若T1≤T0，则判断所述一次热成像图像不具有高温点，重复步骤1)；若T1＞T0，则判断所述一次热成像图像具有疑似高温点；优选，T0的取值范围为390～425℃，优选为400～420℃；
当判断一次热成像图像具有疑似高温点，则热成像仪(1)追踪拍摄所述疑似高温点处的物料进入振动筛(2)尾部第二成像区(302)内的二次热成像图像，进一步判断所述疑似高温点是否为高温点；
将所述二次热成像图像划分为n个区域，获取n个区域中每个区域的最高温度，选取n个最高温度中的最高温度值T2，将该最高温度值T2与设定的目标温度T0进行对比；若T2≤T0，则判断所述疑似高温点为假高温点，重复步骤1)；若T2＞T0，则确认所述疑似高温点为高温点；通过该最高温度值T2对应在二次热成像图像上的区域，从而...

【专利技术属性】
技术研发人员：周浩宇，陈思墨，刘雁飞，刘前，李谦，王业峰，
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：湖南;43