一种检测解析塔生产安全性的方法和系统

摘要

一种检测解析塔生产安全性的方法，包括：1)吸附了污染物的活性炭在解析塔内依次经过加热段、SRG段、冷却段；2)SRG气体从解析塔的SRG段的SRG气体出口排出，SRG气体通过SRG气体输送管道送至水洗装置进行水洗；水洗后得到的第一气体通过第一管道送至干燥装置进行干燥；干燥后得到的第二气体在兑入空气后通过第二管道送至转化系统进行转化；转化后得到的第三气体通过第三管道送至干吸系统进行干吸；干吸处理后的制酸尾气通过尾气输送管道排出；3)经过冷却段冷却后的活性炭从解析塔的排料口排出；其中：通过检测第一气体中O2或CO2的含量判断解析塔的工作状态。通过对O2或CO2含量的检测，对解析塔的工作状态进行提前预警，为系统稳定生产提供指导。

说明书

技术领域

本发明涉及检测解析塔工作状态的方法，具体涉及一种检测解析塔生产安全性的方法和系统，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(SO

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。解析塔内发生的主要化学反应如下：

H

SO

解吸塔的结构主要分为加热段、SRG段、冷却段三部分，其中加热段是对吸附了污染物的活性炭进行加热再生，SRG段是将再生气体带出塔外，冷却段是将再生后的活性炭进行冷却，冷却温度要求在120℃以下。活性炭走管内，空气走管外，管内通入氮气，解析塔的解吸效率、工作安全性对活性炭烟气净化系统具有重要作用。解析塔工作环境较恶劣，加热段处于高温高腐蚀性高水蒸汽环境，并且从解吸塔上部到下部，温差极大，对解析塔内的生产工艺制备水平要求极高，尤其是对塔体密封性要求极为严格。

活性炭烟气净化工艺中，解析塔的工作状态对整个系统影响显得极为重要，若解吸塔中出现空气泄露到列管现象，列管内高温活性炭将会与空气中的氧气反应，发生高温燃烧现象，对整个解析塔的安全造成极大的隐患，同时解析塔排出系统的活性炭温度也较高，高温活性炭进入吸附塔，在烧结烟气中氧气的作用下，也会发生燃烧现象，造成更大的危害，因此对解析塔运行状态的实时、准确判断显得格外重要。

目前可以通过两种方法判断解析塔的工作状态，一是测量塔内温度，二是测量塔内气体组分。目前工程上对解析塔安全运行主要采用多点测温方式，检测点位在加热段出口、冷却段出口等活性炭层，通过温度变化判断解吸塔内的工作状态。但采用温度计测温只能测量到点位，而不能测量一个平面，假如某一高温点的活性炭错过了温度检测点，通过输送系统进入到吸附塔，吸附塔内处于有氧状态，高温活性炭极有可能燃烧，对吸附系统的安全运行存在巨大隐患。另外也可以通过对解析塔内气体CO

发明内容

目前对SRG气体资源化处理一般为制备98％浓硫酸，制酸系统主要包括净化工序、转化、干吸三大系统。净化工序主要包括喷淋洗涤和除雾，主要用于去除烟气和SRG气体中的水分、氟、氨、氯、尘等杂质。硫酸干吸工段采用了常规的一级干燥、二次吸收、循环酸泵后冷却的流程，主要用于吸收SO

针对上述现有技术存在的问题，基于全工序全流程分析，本发明从制酸工艺流程角度出发，提出一种检测解析塔生产安全性的方法和系统。本发明对制酸工艺中具备检测条件的气体进行检测，在多个检测点均安装气体分析仪，通过气体分析检测对解析塔的安全稳定运行进行判定，指导工业化生产。

根据本发明的第一种实施方案，提供一种检测解析塔生产安全性的方法。

一种检测解析塔生产安全性的方法，该方法包括以下步骤：

1)将吸附了污染物的活性炭输送至解析塔的进料口，吸附了污染物的活性炭在解析塔内依次经过加热段、SRG段、冷却段；

2)SRG气体从解析塔的SRG段的SRG气体出口排出，SRG气体通过SRG气体输送管道送至水洗装置进行水洗；水洗后得到的第一气体通过第一管道送至干燥装置进行干燥；干燥后得到的第二气体在兑入空气后通过第二管道送至转化系统进行转化；转化后得到的第三气体通过第三管道送至干吸系统进行干吸；干吸处理后的制酸尾气通过尾气输送管道排出；

3)经过冷却段冷却后的活性炭从解析塔的排料口排出；

其中：通过检测第一气体或第二气体中O

在本发明中，所述通过检测第一气体中O

在第一管道上设置第一监测点，第一监测点处设置第一气体分析仪。若第一气体分析仪检测到第一管道内的第一气体中O

在本发明中，所述通过检测第二气体中O

在第二管道上兑入空气之前的位置设置第二监测点，第二监测点处设置第二气体分析仪。若第二气体分析仪检测到第二管道内的第二气体中O

根据本发明的第二种实施方案，提供一种检测解析塔生产安全性的方法。

一种检测解析塔生产安全性的方法，该方法包括以下步骤：

1)将吸附了污染物的活性炭输送至解析塔的进料口，吸附了污染物的活性炭在解析塔内依次经过加热段、SRG段、冷却段；

2)SRG气体从解析塔的SRG段的SRG气体出口排出，SRG气体通过SRG气体输送管道送至水洗装置进行水洗；水洗后得到的第一气体通过第一管道送至干燥装置进行干燥；干燥后得到的第二气体在兑入空气后通过第二管道送至转化系统进行转化；转化后得到的第三气体通过第三管道送至干吸系统进行干吸；干吸处理后的制酸尾气通过尾气输送管道排出；

3)经过冷却段冷却后的活性炭从解析塔的排料口排出；

其中：通过检测第一气体、第二气体、第二气体兑入空气后的气体、第三气体、制酸尾气中任一种气体中CO

在本发明中，所述通过检测第一气体、第二气体或第二气体兑入空气后的气体中CO

在第一管道上设置第一监测点，第一监测点处设置第一气体分析仪。在第二管道上兑入空气之前的位置设置第二监测点，第二监测点处设置第二气体分析仪。在第二管道上兑入空气之后的位置设置第三监测点，第三监测点处设置第三气体分析仪。

①计算单位时间内CO

正常工况下，制酸工序中单位时间内硫酸的产量为m

其中：M

根据解析塔内发生的主要化学反应，可知制酸工序中气体中的CO

②计算CO

a)计算CO

b)测得第n监测点处气体的温度t

其中，n＝1,2或3；Q

③计算CO

测得第n监测点处气体的流量Q

其中：n＝1,2或3；Φ

设定正常工况下，制酸工序中每一监测点处CO

计算在制酸工序中不同监测点处CO

其中，δ

当0％≤δ

当δ

在本发明中，由于制酸产量与解析塔再生产生CO

其中：η为工况系数，取值为0.5-0.99，优选为0.6-0.98，更优选为0.7-0.95；Φ

计算在制酸工序中不同监测点处具体工况下CO

其中，δ

当0％≤δ

当δ

在本发明中，所述通过检测第三气体或制酸尾气中CO

在第三管道上设置第四监测点，第四监测点处设置第四气体分析仪。在尾气输送管道上设置第五监测点，第五监测点处设置第五气体分析仪。

测得第三监测点处CO的体积分数X

V

根据式(5)和(6)，可得第四监测点处CO

由于制酸工序中，第三监测点、第四监测点和第五监测点的气体流量基本不变，即Q

第四监测点处CO

第五监测点处CO

即：

计算在制酸工序中第三气体或制酸尾气中CO

其中，n为4或5；δ

当0％≤δ

当δ

在本发明中，所述通过检测第三气体或制酸尾气中CO

在第三管道上设置第四监测点，第四监测点处设置第四气体分析仪。在尾气输送管道上设置第五监测点，第五监测点处设置第五气体分析仪。

测得第二监测点处CO的体积分数X

V

根据式(5)和(11)，可得第四监测点处CO

同理，可得第五监测点处CO

由于制酸工序中，第四监测点和第五监测点的气体流量基本不变，即Q

计算在制酸工序中第三气体或制酸尾气中CO

其中，n为4或5；δ

当0％≤δ

当δ

根据本发明的第三种实施方案，提供一种检测解析塔生产安全性的系统。

一种检测解析塔生产安全性的系统或使用上述方法来检测解析塔生产安全性的系统，该系统包括解析塔。解析塔内自上而下设有加热段、SRG段和冷却段。SRG段的侧壁上设有SRG气体出口。从SRG气体出口引出的SRG气体输送管道连接至水洗装置。水洗装置的气体出口经由第一管道连接至干燥装置。从干燥装置的气体出口引出的第二管道连接至转化系统。转化系统的气体出口经由第三管道连接至干吸系统。干吸系统的气体出口连接有尾气输送管道。第二管道上连接有空气管道。第一管道上设有第一监测点。第二管道上且位于空气管道与第二管道连接位置的上游设有第二监测点。

优选的是，第二管道上且位于空气管道与第二管道连接位置的下游设有第三监测点。第三管道上设有第四监测点；尾气输送管道上设有第五监测点。

在本发明中，第一监测点设有第一气体分析仪。第二监测点设有第二气体分析仪。第三监测点设有第三气体分析仪。第四监测点设有第四气体分析仪。第五监测点设有第五气体分析仪。

根据本发明的第四种实施方案，提供一种检测解析塔生产安全性的系统。

一种检测解析塔生产安全性的系统或使用上述方法来检测解析塔生产安全性的系统，该系统包括解析塔。解析塔内自上而下设有加热段、SRG段和冷却段。SRG段的侧壁上设有SRG气体出口。从SRG气体出口引出的SRG气体输送管道连接至水洗装置。水洗装置的气体出口经由第一管道连接至干燥装置。从干燥装置的气体出口引出的第二管道连接至转化系统。转化系统的气体出口经由第三管道连接至干吸系统。干吸系统的气体出口连接有尾气输送管道。第二管道上连接有空气管道。第一管道上设有第一监测点。第二管道上且位于空气管道与第二管道连接位置的上游设有第二监测点。

优选的是，第二管道上且位于空气管道与第二管道连接位置的下游设有第三监测点。第三管道上设有第四监测点；尾气输送管道上设有第五监测点。

在本发明中，该系统还包括气体分析仪，气体分析仪分别与第一监测点、第二监测点、第三监测点、第四监测点、第五监测点连接。

在本发明中，由于SRG气体中不含O

在本发明中，经过干燥工序后的第二气体在第二管道上补充了空气。补充空气的目的是为了引入O

在本发明中，解析塔内发生的主要化学反应如下：

H

SO

根据上述反应式，可知制酸工序中气体中的CO

实际工序中，CO

在本发明中，对于第一监测点、第二监测点或第三监测点处气体中CO

由于制酸产量与解析塔再生产生CO

其中：η为工况系数，取值为0.5-0.99，优选为0.6-0.98，更优选为0.7-0.95。

对于第四监测点或第五监测点处气体中CO

其中，第三监测点到第四监测点之间，气体经过转化工序，气体中的CO与O

此外，第四监测点或第五监测点处气体中CO

设定正常工况下，制酸工序中各监测点处CO

本发明的进一步优选方案，通过计算各监测点处CO

当10％≤δ

正常工况下，各监测点处CO

在制酸工序中，CO来源于活性炭吸附的烟气中的CO，而活性炭对烟气中CO吸附量少。因此，在本发明中，CO含量较为稳定，正常情况下为1％左右，一般不会出现大的波动，在第四监测点、第五监测点后，CO含量极低，正常情况下在100ppm左右，可以忽略。此外，制酸工序比较复杂，本申请中仅仅针对制酸工序中的主要流程单元进行检测，实际上检测点位可以更多。

在本发明中，解析塔的高度为8-80m，优选为12-60m，进一步优选为14-40m，更优选为16-36m。

与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

1、本发明的方法和系统通过气体分析仪对制酸工序中多个位置进行检测，通过O

2、本发明的方法和系统在制酸工序中多个检测位置，量化了CO

3、本发明不依赖于测温装置，不受测温装置数量或是损坏等影响，在现有技术温度检测的基础上，为整个烟气净化系统的正常稳定运行提供了多重保障。

附图说明

图1为本发明一种检测解析塔生产安全性的系统的结构示意图；

图2为本发明一种检测解析塔生产安全性的方法的工艺流程图；

图3为本发明系统中气体分析仪的另一种设置的示意图。

附图标记：A：解析塔；1：加热段；2：SRG段；201：SRG气体出口；3：冷却段；4：水洗装置；5：干燥装置；6：转化系统；7：干吸系统；8：第一气体分析仪；9：第二气体分析仪；10：第三气体分析仪；11：第四气体分析仪；12：第五气体分析仪；13：气体分析仪；

L0：SRG气体输送管道；L1：第一管道；L2：第二管道；L3：第三管道；L4：尾气输送管道；L5：空气管道；

P1：第一监测点；P2：第二监测点；P3：第三监测点；P4：第四监测点；P5：第五监测点。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。

根据本发明的第三种实施方案，提供一种检测解析塔生产安全性的系统。

一种检测解析塔生产安全性的系统，该系统包括解析塔A。解析塔A内自上而下设有加热段1、SRG段2和冷却段3。SRG段2的侧壁上设有SRG气体出口201。从SRG气体出口201引出的SRG气体输送管道L0连接至水洗装置4。水洗装置4的气体出口经由第一管道L1连接至干燥装置5。从干燥装置5的气体出口引出的第二管道L2连接至转化系统6。转化系统6的气体出口经由第三管道L3连接至干吸系统7。干吸系统7的气体出口连接有尾气输送管道L4。第二管道L2上连接有空气管道L5。第一管道L1上设有第一监测点P1。第二管道L2上且位于空气管道L5与第二管道L2连接位置的上游设有第二监测点P2。

优选的是，第二管道L2上且位于空气管道L5与第二管道L2连接位置的下游设有第三监测点P3。第三管道L3上设有第四监测点P4；尾气输送管道L4上设有第五监测点P5。

在本发明中，第一监测点P1设有第一气体分析仪8。第二监测点P2设有第二气体分析仪9。第三监测点P3设有第三气体分析仪10。第四监测点P4设有第四气体分析仪11。第五监测点P5设有第五气体分析仪12。

根据本发明的第四种实施方案，提供一种检测解析塔生产安全性的系统。

一种检测解析塔生产安全性的系统或使用上述方法来检测解析塔生产安全性的系统，该系统包括解析塔A。解析塔A内自上而下设有加热段1、SRG段2和冷却段3。SRG段2的侧壁上设有SRG气体出口201。从SRG气体出口201引出的SRG气体输送管道L0连接至水洗装置4。水洗装置4的气体出口经由第一管道L1连接至干燥装置5。从干燥装置5的气体出口引出的第二管道L2连接至转化系统6。转化系统6的气体出口经由第三管道L3连接至干吸系统7。干吸系统7的气体出口连接有尾气输送管道L4。第二管道L2上连接有空气管道L5。第一管道L1上设有第一监测点P1。第二管道L2上且位于空气管道L5与第二管道L2连接位置的上游设有第二监测点P2。

优选的是，第二管道L2上且位于空气管道L5与第二管道L2连接位置的下游设有第三监测点P3。第三管道L3上设有第四监测点P4；尾气输送管道L4上设有第五监测点P5。

在本发明中，该系统还包括气体分析仪13，气体分析仪13分别与第一监测点P1、第二监测点P2、第三监测点P3、第四监测点P4、第五监测点P5连接。

实施例1

如图1所示，一种检测解析塔生产安全性的系统，该系统包括解析塔A。解析塔A内自上而下设有加热段1、SRG段2和冷却段3。SRG段2的侧壁上设有SRG气体出口201。从SRG气体出口201引出的SRG气体输送管道L0连接至水洗装置4。水洗装置4的气体出口经由第一管道L1连接至干燥装置5。从干燥装置5的气体出口引出的第二管道L2连接至转化系统6。转化系统6的气体出口经由第三管道L3连接至干吸系统7。干吸系统7的气体出口连接有尾气输送管道L4。第二管道L2上连接有空气管道L5。第一管道L1上设有第一监测点P1。第二管道L2上且位于空气管道L5与第二管道L2连接位置的上游设有第二监测点P2。第一监测点P1设有第一气体分析仪8。第二监测点P2设有第二气体分析仪9。

实施例2

重复实施例1，只是第二管道L2上且位于空气管道L5与第二管道L2连接位置的下游设有第三监测点P3。第三管道L3上设有第四监测点P4。尾气输送管道L4上设有第五监测点P5。第三监测点P3设有第三气体分析仪10。第四监测点P4设有第四气体分析仪11。第五监测点P5设有第五气体分析仪12。

实施例3

一种检测解析塔生产安全性的系统，该系统包括解析塔A。解析塔A内自上而下设有加热段1、SRG段2和冷却段3。SRG段2的侧壁上设有SRG气体出口201。从SRG气体出口201引出的SRG气体输送管道L0连接至水洗装置4。水洗装置4的气体出口经由第一管道L1连接至干燥装置5。从干燥装置5的气体出口引出的第二管道L2连接至转化系统6。转化系统6的气体出口经由第三管道L3连接至干吸系统7。干吸系统7的气体出口连接有尾气输送管道L4。第二管道L2上连接有空气管道L5。第一管道L1上设有第一监测点P1。第二管道L2上且位于空气管道L5与第二管道L2连接位置的上游设有第二监测点P2。第二管道L2上且位于空气管道L5与第二管道L2连接位置的下游设有第三监测点P3。第三管道L3上设有第四监测点P4。尾气输送管道L4上设有第五监测点P5。

如图3所示，该系统还包括气体分析仪13，气体分析仪13分别与第一监测点P1、第二监测点P2、第三监测点P3、第四监测点P4、第五监测点P5连接。

实施例4

如图2所示，一种检测解析塔生产安全性的方法，该方法包括以下步骤：

1)将吸附了污染物的活性炭输送至解析塔A的进料口，吸附了污染物的活性炭在解析塔A内依次经过加热段1、SRG段2、冷却段3；

2)SRG气体从解析塔A的SRG段2的SRG气体出口201排出，SRG气体通过SRG气体输送管道L0送至水洗装置4进行水洗；水洗后得到的第一气体通过第一管道L1送至干燥装置5进行干燥；干燥后得到的第二气体在兑入空气后通过第二管道L2送至转化系统6进行转化；转化后得到的第三气体通过第三管道L3送至干吸系统7进行干吸；干吸处理后的制酸尾气通过尾气输送管道L4排出；

3)经过冷却段3冷却后的活性炭从解析塔1的排料口排出；

其中：通过检测第一气体或第二气体中O

实施例5

重复实施例4，只是所述通过检测第一气体中O

在第一管道L1上设置第一监测点P1，第一监测点P1处设置第一气体分析仪8。若第一气体分析仪8检测到第一管道L1内的第一气体中O

实施例6

重复实施例4，只是所述通过检测第二气体中O

在第二管道L2上兑入空气之前的位置设置第二监测点P2，第二监测点P2处设置第二气体分析仪9。若第二气体分析仪9检测到第二管道L2内的第二气体中O

实施例7

一种检测解析塔生产安全性的方法，该方法包括以下步骤：

1)将吸附了污染物的活性炭输送至解析塔A的进料口，吸附了污染物的活性炭在解析塔A内依次经过加热段1、SRG段2、冷却段3；

2)SRG气体从解析塔A的SRG段2的SRG气体出口201排出，SRG气体通过SRG气体输送管道L0送至水洗装置4进行水洗；水洗后得到的第一气体通过第一管道L1送至干燥装置5进行干燥；干燥后得到的第二气体在兑入空气后通过第二管道L2送至转化系统6进行转化；转化后得到的第三气体通过第三管道L3送至干吸系统7进行干吸；干吸处理后的制酸尾气通过尾气输送管道L4排出；

3)经过冷却段3冷却后的活性炭从解析塔1的排料口排出；

其中：通过检测第一气体、第二气体、第二气体兑入空气后的气体、第三气体、制酸尾气中任一种气体中CO

实施例8

重复实施例7，只是所述通过检测第一气体、第二气体或第二气体兑入空气后的气体中CO

在第一管道L1上设置第一监测点P1，第一监测点P1处设置第一气体分析仪8。在第二管道L2上兑入空气之前的位置设置第二监测点P2，第二监测点P2处设置第二气体分析仪9。在第二管道L2上兑入空气之后的位置设置第三监测点P3，第三监测点P3处设置第三气体分析仪10。

①计算单位时间内CO

正常工况下，制酸工序中单位时间内硫酸的产量为m

其中：M

②计算CO

a)计算CO

b)测得第n监测点处气体的温度t

其中，n＝1,2或3；Q

③计算CO

测得第n监测点处气体的流量Q

其中：n＝1,2或3；Φ

设定正常工况下，制酸工序中每一监测点处CO

计算在制酸工序中不同监测点处CO

其中，δ

当0％≤δ

当δ

实施例9

重复实施例8，只是由于制酸产量与解析塔再生产生CO

其中：η为工况系数，取值为0.5-0.99，优选为0.6-0.98，更优选为0.7-0.95；Φ

计算在制酸工序中不同监测点处具体工况下CO

其中，δ

当0％≤δ

当δ

实施例10

重复实施例9，只是所述通过检测第三气体或制酸尾气中CO

在第三管道L3上设置第四监测点P4，第四监测点P4处设置第四气体分析仪11。在尾气输送管道L4上设置第五监测点P5，第五监测点P5处设置第五气体分析仪12。

测得第三监测点P3处CO的体积分数X

V

根据式(5)和(6)，可得第四监测点P4处CO

由于制酸工序中，第三监测点P3、第四监测点P4和第五监测点P5的气体流量基本不变，即Q

第四监测点P4处CO

第五监测点P5处CO

即：

计算在制酸工序中第三气体或制酸尾气中CO

其中，n为4或5；δ

当0％≤δ

当δ

实施例11

重复实施例9，只是所述通过检测第三气体或制酸尾气中CO

在第三管道L3上设置第四监测点P4，第四监测点P4处设置第四气体分析仪11。在尾气输送管道L4上设置第五监测点P5，第五监测点P5处设置第五气体分析仪12。

测得第二监测点P2处CO的体积分数X

V

根据式(5)和(11)，可得第四监测点P4处CO

同理，可得第五监测点P5处CO

由于制酸工序中，第四监测点P4和第五监测点P5的气体流量基本不变，即Q

计算在制酸工序中第三气体或制酸尾气中CO

其中，n为4或5；δ

当0％≤δ

当δ

实施例12

重复实施例8，制酸工序中单位时间内硫酸的产量m

设定正常工况下，制酸工序中第二监测点处CO

说明解析塔A运行正常。

实施例13

重复实施例12，使用实施例9的方法来判断解析塔的工作状态。引入工况系数η，则具体工况下第二监测点处CO

其中，工况系数η为0.9。

计算在制酸工序中第二监测点处具体工况下CO

说明解析塔A运行正常。

实施例14

使用实施例10的方法来判断解析塔的工作状态。测得第三监测点P3处CO的体积分数X

设定正常工况下，制酸工序中第四监测点P4处CO

说明解析塔A内存在较多空隙，漏气现象严重，此时停止整个烟气净化系统。

实施例15

使用实施例11的方法来判断解析塔的工作状态。测得第二监测点P2处CO的体积分数X

设定正常工况下，制酸工序中第五监测点P5处CO

说明解析塔A内出现漏气现象，此时停止解析塔加热段的工作，解析塔冷却段继续运行。