CN111974371A - 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 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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
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、NOx、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。
本发明首先在解析塔正常运行状态下，检测解析塔单位时间内活性炭下料量和活性炭进入解析塔冷却段时的温度，以及单位时间内输送至冷却段内冷却介质的量，检测冷却介质输送至冷却段的冷却介质进料口处的温度和冷却介质从冷却段的冷却介质出口处的温度；然后再从热量平衡角度出发，对冷却段排料的活性炭温度进行理论计算，得出冷却介质从冷却段的冷却介质出口处的理论温度，再实时监测冷却介质从冷却段的冷却介质出口处的温度来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，该方法克服了温度计测量的缺陷，计算温度更加准确。同时本发明还可以对冷却介质经过冷却段进出口的温差进行理论计算，通过实时监测冷却介质经过冷却段前后的温度差，提前预判活性炭在冷却段内的冷却效果及预判解析塔工作状态，指导工业生产。
根据本发明提供的第一种实施方案，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。
一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法，该方法包括以下步骤：
1)将吸附了污染物的活性炭输送至活性炭解析塔的进料口；
2)吸附了污染物的活性炭在活性炭解析塔内依次经过加热段、SRG段、冷却段；
3)经过冷却段冷却后的活性炭从活性炭解析塔1的排料口排出；
在冷却段内，经过加热的活性炭与冷却介质进行换热，活性炭被冷却介质冷却温度降低，冷却介质温度升高；依据热量平衡原理，通过检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。
在本发明中，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具体为：选择一种冷却介质用于冷却活性炭，根据单位时间内经过冷却段冷却的活性炭的量，监测单位时间内输送至冷却段内冷却介质的量，检测冷却介质输送至冷却段的冷却介质进料口处的温度和冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的温度；根据冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的温度和/或计算冷却介质经过冷却段前后的温度差，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。
在本发明中，检测活性炭进入冷却段时活性炭的温度t1，℃。设定正常状态下活性炭经过冷却段后排出时需要达到的目标温度为t2，℃。监测单位时间内输送至冷却段内冷却介质的量q1，kg/h。检测冷却介质输送至冷却段的冷却介质进料口处的温度T1，℃。设定冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的温度为T2，℃。监测单位时间内经过冷却段冷却的活性炭的量q2，kg/h。
依据热量平衡原理：
q1cp1(T2-T1)＝q2cp2(t1-t2)……式I；
其中：cp1为冷却介质的比热容，单位J/(kg℃)；cp2为活性炭的比热容，单位J/(kg℃)。
根据式I可以得出正常状态下，冷却介质经过冷却段前后的理论温度差δT理论：
Figure BDA0002068662660000031
正常状态下，冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的理论温度为T2：
Figure BDA0002068662660000032
检测活性炭解析塔在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的温度T；比较T与T2，或者，比较(T-T1)和δT理论，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。
在本发明中，考虑在活性炭解析塔内，活性炭与冷却介质之间的换热效率。设定冷却介质与活性炭的换热效率为k，式I转化为：
q1cp1(T2-T1)＝k*q2cp2(t1-t2)……式IV；
经换算，式II转化，正常状态下，冷却介质经过冷却段前后的(第二)理论温度差δT理论’：
Figure BDA0002068662660000041
其中：k为换热系数，取值为0.5-0.99，优选为0.6-0.98，更优选为0.7-0.95。
考虑在活性炭解析塔内，活性炭与冷却介质之间的换热效率。正常状态下，冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的(第二)理论温度为T2’：
Figure BDA0002068662660000042
检测活性炭解析塔在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的温度T；比较T与T2’，或者，比较(T-T1)和δT理论’，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。
在本发明中，检测冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的温度T，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具体为：计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温差与理论温差的匹配度X：
Figure BDA0002068662660000043
或者，计算活性炭解析塔在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温差与(第二)理论温差的(第二)匹配度X’：
Figure BDA0002068662660000044
当X或X’大于等于90％，优选大于等于92％，更优选大于等于95％时，说明活性炭在冷却段内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；反之，则说明活性炭在冷却段内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常。
在本发明中，检测冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的温度T，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具体为：计算活性炭解析塔在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的实际温度与理论温度的偏离度Y：
Figure BDA0002068662660000051
或者，计算活性炭解析塔在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的实际温度与(第二)理论温度的(第二)偏离度Y’：
Figure BDA0002068662660000052
当Y或Y’小于等于10％，优选小于等于8％，更优选小于等于5％时，说明活性炭在冷却段内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；反之，则说明活性炭在冷却段内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常。
在本发明中，活性炭解析塔的进料口处设有流量检测装置，流量检测装置检测单位时间内进入活性炭解析塔的活性炭的量q，kg/h。单位时间内进入活性炭解析塔的活性炭的量q等于单位时间内经过冷却段冷却的活性炭的量q2。
在本发明中，实时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；当判断活性炭在冷却段内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常时，活性炭解析塔停机检查。
根据本发明提供的第二种实施方案，提供一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的系统。
一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的系统或用于第一种实施方案中所述方法的系统，该系统包括活性炭解析塔。根据活性炭的流向，活性炭解析塔从上至下依次设有加热段、SRG段、冷却段。活性炭解析塔的顶部设有活性炭进料口。活性炭解析塔的底部设有活性炭排料口。冷却段的侧壁上设有冷却介质入口和冷却介质出口。冷却段的活性炭入口处设有第一流量检测装置和第一温度检测装置。冷却介质入口位置设有第二温度检测装置。冷却介质出口位置设有第三温度检测装置。冷却介质入口或冷却介质出口位置设有第二流量检测装置。
作为优选，活性炭解析塔的活性炭进料口位置设有流量检测装置。
作为优选，该系统还包括控制系统。控制系统与第一流量检测装置、第一温度检测装置、第二温度检测装置、第二流量检测装置连接，并实时根据公式II或公式V计算冷却介质经过冷却段前后的理论温度差，或者根据公式III或公式VI计算冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的理论温度。
并且，控制系统与第三温度检测装置连接，并实时根据公式VII或公式VIII计算冷却介质经过冷却段前后的实际温差与理论温差的匹配度，或者根据公式IX或公式X计算冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出的实际温度与理论温度的偏离度，进一步判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态。
本发明提供的判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法和系统，利用活性炭解析塔内冷却段的特性，活性炭与冷却介质通过间接换热的方式进行，经过加热段和SRG段后加热的活性炭在冷却段内与冷却介质进行换热，活性炭被冷却介质冷却后温度降低，冷却介质温度升高。本发明利用活性炭和冷却介质进行换热过程中的热量平衡原理，通过单位之间内冷却段冷却活性炭的量，活性炭进入冷却段时的温度，输送至冷却段内冷却介质的量，经过冷却段前后冷却介质的温度，通过计算，得出从活性炭解析塔冷却段排出活性炭的温度，从而判断活性炭在冷却段的冷却效果及预判解析塔工作状态。
本发明中，由于活性炭解析塔上部的加热段和SRG段温度较高，不存在活性炭堵塞的情况，物料在加热段和SRG段内流动通畅，可以通过测温元件和流量检测装置检测单位时间内进入冷却段中活性炭的量及其温度。同时，冷却介质一般均为流体(气体或液体)，优选采用冷空气作为冷却介质，对冷却介质的流量和温度检测较容易实现。本发明通过检测物流流畅阶段的进入冷却段中活性炭的温度和流量，单位时间内输送至冷却段的冷却介质的流量，经过冷却段前后冷却介质的温度，根据热量平衡原理，即可准确计算出经过冷却段后活性炭的温度。根据从冷却段排出活性炭的温度，就可以准确判断出活性炭在冷却段内的冷却效果；同时，根据从冷却段排出活性炭的温度，也可以判断出活性炭解析塔冷却段内是否出现堵塞的情况，即预判解析塔的工作状态。
现有技术中，活性炭解析塔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，因此冷却段列管前后(根据活性炭的流向)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冷却段。列管起始堵塞阶段，由于活性炭下料总量要求一定，势必造成其他未堵塞的列管中活性炭下料速度增加，下料速度增快列管中的活性炭与冷却气体接触时间减少，冷却不够充分，从而使得该类列管(活性炭下料速度增快的列管)中排出的活性炭活性炭温度增加，在检测手段不能完全覆盖的情况下，温度过高的活性炭输送至吸附塔循环利用，该部分活性炭对后续的吸附系统造成安全隐患(由于吸附塔内气体环境中氧含量较高，活性炭的温度较高，极易着火燃烧)。同时堵塞的冷却段列管随着时间的延长，活性炭长时间积压，活性炭内的污染物渗出，很有可能腐蚀列管，导致列管穿孔。使空气从列管的穿孔位置泄露进入冷却段，造成解析塔冷却段列管内活性炭中氧气浓度增加，而解析塔塔内具备燃烧条件(尤其是加热段，一般具有400℃左右的温度)，从穿孔列管进入冷却段的空气进入SRG段和加热段，空气中氧含量高，SRG段和加热段温度高，一旦控制不稳，将会造成解析塔燃烧失控，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。
现有技术中对冷却段出口活性炭进行点位温度测量的方式，通过在解析塔内布置有限个数的测温元件检测解析塔冷却段排出活性炭的温度。但是，由于工程应用过程中，解析塔规格尺寸较大，有限个数的测温元件不能对整个冷却段排出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。但鉴于解析塔冷却段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，如果解析塔冷却段对活性炭冷却不充分，活性炭经过冷却段后温度依然较高，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。同时堵塞的冷却段列管容易穿孔，空气进入解析塔也造成解析塔本身的安全隐患。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。
此外，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。因此，准确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对整个活性炭处理系统有着关乎生命和财产的优异效果。
本发明通过在冷却风进入解析塔位置处设置风量及温度传感器、在冷却风出口靠近解析塔位置设置温度传感器(和风量检测装置)，为保证温度测量的代表性，可对冷却风出口位置进行保温。在活性炭进入冷却段位置设置活性炭流量和温度检测装置，由于活性炭在此位置处不存在堵塞的情况，因此可以准确检测进入冷却段的活性炭流量及其温度。此外，为确定活性炭单位质量的准确下料量，在解析塔顶部料仓设置有称量装置，在一定时间内，读取料仓顶部活性炭质量变化，为热量平衡提供准确活性炭质量流量数据。根据实际工程，可以设定经过活性炭解析塔冷却段之后排出活性炭的温度，此温度为设置的安全温度。单位时间处理活性炭的量一定，输送至冷却段的活性炭的温度稳定，输送至冷却段用于冷却活性炭的冷却介质的温度和流量稳定，排出冷却段的活性炭的温度为设定的已知温度，根据热量平衡原理，可以计算出从冷却段排放出的冷却介质的理论温度或冷却介质经过冷却段前后的理论温度差。在活性炭解析塔实际使用过程中，通过检测从冷却段排出冷却介质的温度，即可反推算出活性炭经过冷却段冷却后排出时的温度，从而可以判断出活性炭在冷却段内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
在本发明中，如果进入活性炭解析塔冷却段内活性炭的流量、温度，输送至冷却段的冷却介质的流量、温度，发生变化，可以根据时间情况，实时通过计算得出从冷却段排放出的冷却介质的理论温度或冷却介质经过冷却段前后的理论温度差。然后根据重新计算的从冷却段排放出的冷却介质的理论温度或冷却介质经过冷却段前后的理论温度差，根据从冷却段排出冷却介质的温度，准确推算出活性炭经过冷却段冷却后排出时的温度，从而准确判断出活性炭在冷却段内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
采用本发明的判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法和系统，只要活性炭解析塔冷却段数百根列管中的其中一根出现堵塞的情况，为了保证整个解析塔活性炭下料量稳定，其他没有的堵塞的列管中的活性炭的下料速度必然增加，活性炭下料速度加快列管中的活性炭经过冷却段的时间减少，该部分活性炭在冷却段内与冷却介质进行换热的时间减少，该部分活性炭与冷却介质的换热量也必定发生变化，从而导致冷却介质排出冷却段时的温度发生变化(降低)。本发明通过检测从冷却段排出的冷却介质的温度，即可知悉冷却段内活性炭是否发生堵塞。如果解析塔冷却段内出现堵塞的情况，势必导致其他未堵塞列管排出的活性炭的温度升高，从而判断出活性炭在冷却段内的冷却效果，如果排出活性炭的温度较高，避免直接将高温活性炭输送至吸附系统，从而避免了吸附系统的发生安全事故。同时，通过检测从冷却段排出的冷却介质的温度，即可知悉冷却段内活性炭是否发生堵塞。如果从冷却段排出的冷却介质的温度降低，则是因为冷却介质与活性炭换热不充分，冷却介质与活性炭换热量减少，可以判断出解析塔冷却段内出现堵塞的情况，需要采取检修或其他手段保证解析塔正常工作。因此，可以通过检测从冷却段排出的冷却介质的温度，预判解析塔工作状态。
采用本发明的方法和系统，通过检测从冷却段排出的冷却介质的温度，可以准确、快速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。不受冷却段内测温元件受限制的影响，哪怕冷却段内只有一根列管出现堵塞，也可以准确通过从冷却段排出的冷却介质的温度进行判断，通过检测从冷却段排出的冷却介质的温度，可以计算出从活性炭解析塔冷却段排出活性炭的温度，从而判断活性炭在冷却段内的冷却效果，是否可以输送至吸附系统；同时，可以判断出活性炭解析塔冷却段内是否出现活性炭堵塞情况，从而明确的知道解析塔的工作状态。
本发明提供的判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法和系统，在解析塔工作正常条件下，如下料均匀，换热均匀，无堵料等情形，通过检测单位时间内进入冷却段内活性炭的流量和温度情况，通过检测输送至冷却段用于冷却活性炭的冷却介质的流量和温度，如果这些参数稳定，那么从冷却段排出的冷却介质的温度稳定，而且等于理论温度或在理论温度的可控范围内。
本发明提供的判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法和系统，在解析塔工作正常条件下，如下料均匀，换热均匀，无堵料等情形，通过检测单位时间内进入冷却段内活性炭的流量和温度情况，通过检测输送至冷却段用于冷却活性炭的冷却介质的流量和温度，如果这些参数中任何一个或几个发生变化，通过本发明提供的计算和处理方法，可以及时、准确的计算出从冷却段排出的冷却介质的实时理论温度，再通过检测从冷却段排出的冷却介质的实时温度，该实时温度稳定，而且等于实时理论温度或在实时理论温度的可控范围内。
本发明提供的判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法和系统，如果解析塔工作出现异常，那么检测到的从冷却段排出的冷却介质的实时温度必定会偏离实时理论温度或偏离实时理论温度的可控范围，从而实现了根据检测从冷却段排出的冷却介质的实时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的目的。
在本发明中，由于活性炭解析塔冷却段内所有列管均与冷却介质接触，也就是说所有经过冷却段的活性炭均与冷却介质进行换热，所以本发明通过检测从冷却段排出的冷却介质的温度，可以清楚的知道活性炭解析塔冷却段内所有的情况，也就是说通过从冷却段排出的冷却介质的温度，可以知道冷却段内所有列管是否发生堵塞，克服了目前常用的温度计仅能点测的弊端，经过此计算的结果更加准确可靠。
本发明提供的判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法和系统，先根据正常状态下，根据热量平衡原理，计算出冷却介质经过冷却段前后的理论温度差δT理论：
Figure BDA0002068662660000091
正常状态下，冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的理论温度为T2：
Figure BDA0002068662660000092
在本发明中，可以通过比较冷却介质经过冷却段前后的实际温度差δT和理论温度差δT理论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。当实际生产过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温度差δT(δT＝T-T1)不等于理论温度差δT理论(或者冷却介质经过冷却段前后的实际温度差超出理论温度差δT理论的一定范围)，则判断活性炭在冷却段内的冷却效果不佳和解析塔工作状态异常；当实际生产过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温度差δT(δT＝T-T1)等于理论温度差δT理论(或者冷却介质经过冷却段前后的实际温度差在理论温度差δT理论的一定范围)，则判断活性炭在冷却段内的冷却效果良好和解析塔工作状态正常。也可以通过比较冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的实际温度T和理论温度为T2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。当实际生产过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温度T不等于理论温度T2(或者冷却介质经过冷却段前后的实际温度超出理论温度差T2的一定范围)，则判断活性炭在冷却段内的冷却效果不佳和解析塔工作状态异常；当实际生产过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温度T等于理论温度T2(或者冷却介质经过冷却段前后的实际温度在理论温度差T2的一定范围)，则判断活性炭在冷却段内的冷却效果良好和解析塔工作状态正常。
在活性炭解析塔实际解析、活化活性炭的过程中，在冷却段，活性炭与冷却介质很难或者不可能做到百分之百的换热效率，因此，根据实际工艺经验，设定冷却介质与活性炭的换热效率为k，经过换算：
正常状态下，冷却介质经过冷却段前后的(第二)理论温度差δT理论’：
Figure BDA0002068662660000101
正常状态下，冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的(第二)理论温度为T2’：
Figure BDA0002068662660000102
其中：k为换热系数，根据实际工程经验，k取值为0.5-0.99，优选为0.6-0.98，更优选为0.7-0.95。
通过比较冷却介质经过冷却段前后的实际温度差δT和(第二)理论温度差δT理论’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。当实际生产过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温度差δT(δT＝T-T1)不等于(第二)理论温度差δT理论’(或者冷却介质经过冷却段前后的实际温度差超出(第二)理论温度差δT理论’的一定范围)，则判断活性炭在冷却段内的冷却效果不佳和解析塔工作状态异常；当实际生产过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温度差δT(δT＝T-T1)等于(第二)理论温度差δT理论’(或者冷却介质经过冷却段前后的实际温度差在(第二)理论温度差δT理论’的一定范围)，则判断活性炭在冷却段内的冷却效果良好和解析塔工作状态正常。也可以通过比较冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的实际温度T和(第二)理论温度为T2’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。当实际生产过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温度T不等于(第二)理论温度T2’(或者冷却介质经过冷却段前后的实际温度超出(第二)理论温度差T2’的一定范围)，则判断活性炭在冷却段内的冷却效果不佳和解析塔工作状态异常；当实际生产过程中，冷却介质经过冷却段前后的实际温度T等于(第二)理论温度T2’(或者冷却介质经过冷却段前后的实际温度在(第二)理论温度差T2’的一定范围)，则判断活性炭在冷却段内的冷却效果良好和解析塔工作状态正常。
本发明的进一步优选方案，通过计算匹配度或偏离度来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。可以通过计算冷却介质经过冷却段前后的实际温差与理论温差的匹配度X或冷却介质经过冷却段前后的实际温差与(第二)理论温差的(第二)匹配度X’来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；也可以通过冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的实际温度与理论温度的偏离度Y或者冷却介质从冷却段的冷却介质出口处排出时的实际温度与(第二)理论温度的(第二)偏离度Y’来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。匹配度和偏离度可以设置一定的范围，如果实际计算的匹配度或偏离度在设定的范围内，则说明活性炭在冷却段内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；如果实际计算的匹配度或偏离度超出设定的范围，则说明活性炭在冷却段内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常。匹配度和偏离度的范围根据实际工程经验设定。
在本发明中，单位时间内经过冷却段冷却的活性炭的量还可以根据单位时间内进入活性炭解析塔的活性炭的量计算。一般情况下，范围时间内，活性炭经过解析塔的量是确定的，单位时间内进入活性炭解析塔的活性炭的量q等于单位时间内经过冷却段冷却的活性炭的量q2。
在本发明中，活性炭解析塔的高度为8-80m，优选为12-60m，进一步优选为14-40m，更优选为16-36m。
作为优选，冷却介质入口设置在冷却段的侧壁的下段，冷却介质出口设置在冷却段的侧壁的上段。在活性炭解析塔内，冷却介质的整体流动方向与活性炭的下料方向相反，活性炭和冷却介质形成对流，强化冷却介质对活性炭的冷却效果。
与现有技术相比较，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：
1、本发明的方法和系统通过检测从冷却段排出的冷却介质的温度，可以准确、快速计算出从冷却段排出活性炭的温度，从而判断活性炭在冷却段内的冷却效果。
2、本发明的方法和系统通过检测从冷却段排出的冷却介质的温度，可以判断出活性炭解析塔冷却段内是否出现活性炭堵塞情况，从而明确的知道解析塔的工作状态。
3、本发明的方法和系统不需要通过活性炭解析塔冷却段排料位置处测温装置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，不受测温装置个数、损坏等影响。
附图说明
图1为解析塔处理活性炭的工艺流程图；
图2为本发明一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法的原理图
图3为本发明一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法流程图；
图4为本发明一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法中考虑换热效率的流程图；
图5为本发明一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法判断流程图；
图6为本发明一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法另一种判断流程图；
图7为本发明一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的系统结构图；
图8为本发明一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的系统中的控制示意图。
附图标记：
1：活性炭解析塔；101：加热段；102：SRG段；103：冷却段；2：流量检测装置；201：第一流量检测装置；202：第二流量检测装置；301：第一温度检测装置；302：第二温度检测装置；303：第三温度检测装置；4：控制系统。
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。
一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的系统，该系统包括活性炭解析塔1。根据活性炭的流向，活性炭解析塔1从上至下依次设有加热段101、SRG段102、冷却段103。活性炭解析塔1的顶部设有活性炭进料口。活性炭解析塔1的底部设有活性炭排料口。冷却段103的侧壁上设有冷却介质入口和冷却介质出口。冷却段103的活性炭入口处设有第一流量检测装置201和第一温度检测装置301。冷却介质入口位置设有第二温度检测装置302。冷却介质出口位置设有第三温度检测装置303。冷却介质入口或冷却介质出口位置设有第二流量检测装置202。
作为优选，活性炭解析塔1的活性炭进料口位置设有流量检测装置2。
作为优选，该系统还包括控制系统3。控制系统3与第一流量检测装置201、第一温度检测装置301、第二温度检测装置302、第二流量检测装置202连接，并实时根据公式II或公式V计算冷却介质经过冷却段103前后的理论温度差，或者根据公式III或公式VI计算冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的理论温度。
并且，控制系统3与第三温度检测装置303连接，并实时根据公式VII或公式VIII计算冷却介质经过冷却段103前后的实际温差与理论温差的匹配度，或者根据公式IX或公式X计算冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出的实际温度与理论温度的偏离度，进一步判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态。
实施例1
如图7所示，一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的系统，该系统包括活性炭解析塔1。根据活性炭的流向，活性炭解析塔1从上至下依次设有加热段101、SRG段102、冷却段103。活性炭解析塔1的顶部设有活性炭进料口。活性炭解析塔1的底部设有活性炭排料口。冷却段103的侧壁上设有冷却介质入口和冷却介质出口。冷却段103的活性炭入口处设有第一流量检测装置201和第一温度检测装置301。冷却介质入口位置设有第二温度检测装置302。冷却介质出口位置设有第三温度检测装置303。冷却介质入口或冷却介质出口位置设有第二流量检测装置202。
实施例2
重复实施例1，只是活性炭解析塔1的活性炭进料口位置设有流量检测装置2。
实施例3
如图8所示，重复实施例2，只是该系统还包括控制系统3。控制系统3与第一流量检测装置201、第一温度检测装置301、第二温度检测装置302、第二流量检测装置202连接，并实时根据公式II或公式V计算冷却介质经过冷却段103前后的理论温度差，或者根据公式III或公式VI计算冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的理论温度；
Figure BDA0002068662660000131
Figure BDA0002068662660000132
Figure BDA0002068662660000141
Figure BDA0002068662660000142
并且，控制系统3与第三温度检测装置303连接，并实时根据公式VII或公式VIII计算冷却介质经过冷却段103前后的实际温差与理论温差的匹配度，或者根据公式IX或公式X计算冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出的实际温度与理论温度的偏离度，进一步判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态；
Figure BDA0002068662660000143
Figure BDA0002068662660000144
Figure BDA0002068662660000145
Figure BDA0002068662660000146
实施例4
如图2所示，一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法，该方法包括以下步骤：
1)将吸附了污染物的活性炭输送至活性炭解析塔1的进料口；
2)吸附了污染物的活性炭在活性炭解析塔1内依次经过加热段101、SRG段102、冷却段103；
3)经过冷却段103冷却后的活性炭从活性炭解析塔1的排料口排出；
在冷却段103内，经过加热的活性炭与冷却介质进行换热，活性炭被冷却介质冷却温度降低，冷却介质温度升高；依据热量平衡原理，通过检测冷却介质进入冷却段103时的温度与排出冷却段103时的温度判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
实施例5
重复实施例4，只是判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态具体为：选择一种冷却介质用于冷却活性炭，根据单位时间内经过冷却段103冷却的活性炭的量，监测单位时间内输送至冷却段103内冷却介质的量，检测冷却介质输送至冷却段103的冷却介质进料口处的温度和冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度；根据冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度和/或计算冷却介质经过冷却段103前后的温度差，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
实施例6
如图3所示，一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法，该方法包括以下步骤：
1)将吸附了污染物的活性炭输送至活性炭解析塔1的进料口；
2)吸附了污染物的活性炭在活性炭解析塔1内依次经过加热段101、SRG段102、冷却段103；
3)经过冷却段103冷却后的活性炭从活性炭解析塔1的排料口排出；
检测活性炭进入冷却段103时活性炭的温度t1，℃。设定正常状态下活性炭经过冷却段103后排出时需要达到的目标温度为t2，℃。监测单位时间内输送至冷却段103内冷却介质的量q1，kg/h。检测冷却介质输送至冷却段103的冷却介质进料口处的温度T1，℃。设定冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度为T2，℃。监测单位时间内经过冷却段103冷却的活性炭的量q2，kg/h。
依据热量平衡原理：
q1cp1(T2-T1)＝q2cp2(t1-t2)……式I；
其中：cp1为冷却介质的比热容，J/(kg℃)；cp2为活性炭的比热容，J/(kg℃)。
根据式I可以得出正常状态下，冷却介质经过冷却段103前后的理论温度差δT理论：
Figure BDA0002068662660000151
检测活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T；比较(T-T1)和δT理论，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
实施例7
如图3所示，一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法，该方法包括以下步骤：
1)将吸附了污染物的活性炭输送至活性炭解析塔1的进料口；
2)吸附了污染物的活性炭在活性炭解析塔1内依次经过加热段101、SRG段102、冷却段103；
3)经过冷却段103冷却后的活性炭从活性炭解析塔1的排料口排出；
检测活性炭进入冷却段103时活性炭的温度t1，℃。设定正常状态下活性炭经过冷却段103后排出时需要达到的目标温度为t2，℃。监测单位时间内输送至冷却段103内冷却介质的量q1，kg/h。检测冷却介质输送至冷却段103的冷却介质进料口处的温度T1，℃。设定冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度为T2，℃。监测单位时间内经过冷却段103冷却的活性炭的量q2，kg/h。
依据热量平衡原理：
q1cp1(T2-T1)＝q2cp2(t1-t2)……式I；
其中：cp1为冷却介质的比热容，J/(kg℃)；cp2为活性炭的比热容，J/(kg℃)。
正常状态下，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的理论温度为T2：
Figure BDA0002068662660000161
检测活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T；比较T与T2，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
实施例8
如图4所示，一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法，该方法包括以下步骤：
1)将吸附了污染物的活性炭输送至活性炭解析塔1的进料口；
2)吸附了污染物的活性炭在活性炭解析塔1内依次经过加热段101、SRG段102、冷却段103；
3)经过冷却段103冷却后的活性炭从活性炭解析塔1的排料口排出；
检测活性炭进入冷却段103时活性炭的温度t1，℃。设定正常状态下活性炭经过冷却段103后排出时需要达到的目标温度为t2，℃。监测单位时间内输送至冷却段103内冷却介质的量q1，kg/h。检测冷却介质输送至冷却段103的冷却介质进料口处的温度T1，℃。设定冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度为T2，℃。监测单位时间内经过冷却段103冷却的活性炭的量q2，kg/h。
考虑在活性炭解析塔内，活性炭与冷却介质之间的换热效率。设定冷却介质与活性炭的换热效率为k；
q1cp1(T2-T1)＝k*q2cp2(t1-t2)……式IV；
正常状态下，冷却介质经过冷却段103前后的(第二)理论温度差δT理论’：
Figure BDA0002068662660000171
其中：k为换热系数，取值为0.5-0.99，优选为0.6-0.98，更优选为0.7-0.95。
检测活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T；比较(T-T1)和δT理论’，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
实施例9
如图4所示，一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法，该方法包括以下步骤：
1)将吸附了污染物的活性炭输送至活性炭解析塔1的进料口；
2)吸附了污染物的活性炭在活性炭解析塔1内依次经过加热段101、SRG段102、冷却段103；
3)经过冷却段103冷却后的活性炭从活性炭解析塔1的排料口排出；
检测活性炭进入冷却段103时活性炭的温度t1，℃。设定正常状态下活性炭经过冷却段103后排出时需要达到的目标温度为t2，℃。监测单位时间内输送至冷却段103内冷却介质的量q1，kg/h。检测冷却介质输送至冷却段103的冷却介质进料口处的温度T1，℃。设定冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度为T2，℃。监测单位时间内经过冷却段103冷却的活性炭的量q2，kg/h。
考虑在活性炭解析塔内，活性炭与冷却介质之间的换热效率。设定冷却介质与活性炭的换热效率为k；
q1cp1(T2-T1)＝k*q2cp2(t1-t2)……式IV；
考虑在活性炭解析塔内，活性炭与冷却介质之间的换热效率。正常状态下，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的(第二)理论温度为T2’：
Figure BDA0002068662660000172
其中：k为换热系数，取值为0.5-0.99，优选为0.6-0.98，更优选为0.7-0.95。
检测活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T；比较T与T2’，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
实施例10
如图5所示，重复实施例6，只是检测冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态具体为：计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段103前后的实际温差与理论温差的匹配度X：
Figure BDA0002068662660000181
当X大于等于90％，优选大于等于92％，更优选大于等于95％时，说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；反之，则说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常。
实施例11
如图6所示，重复实施例8，只是检测冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态具体为：计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段103前后的实际温差与(第二)理论温差的(第二)匹配度X’：
Figure BDA0002068662660000182
当X’大于等于90％，优选大于等于92％，更优选大于等于95％时，说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；反之，则说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常。
实施例12
如图5所示，重复实施例7，只是检测冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态具体为：计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的实际温度与理论温度的偏离度Y：
Figure BDA0002068662660000191
当Y小于等于10％，优选小于等于8％，更优选小于等于5％时，说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；反之，则说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常，活性炭解析塔1停机检查。
实施例13
如图6所示，重复实施例8，只是检测冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态具体为：计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的实际温度与(第二)理论温度的(第二)偏离度Y’：
Figure BDA0002068662660000192
当Y’小于等于10％，优选小于等于8％，更优选小于等于5％时，说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；反之，则说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常，活性炭解析塔1停机检查。
实施例14
重复实施例6，只是活性炭解析塔1的进料口处设有流量检测装置2，流量检测装置2检测单位时间内进入活性炭解析塔1的活性炭的量q，kg/h。单位时间内进入活性炭解析塔1的活性炭的量q等于单位时间内经过冷却段103冷却的活性炭的量q2。
实施例15
重复实施例9，只是活性炭解析塔1的进料口处设有流量检测装置2，流量检测装置2检测单位时间内进入活性炭解析塔1的活性炭的量q，kg/h。单位时间内进入活性炭解析塔1的活性炭的量q等于单位时间内经过冷却段103冷却的活性炭的量q2。
检测活性炭进入冷却段103时活性炭的温度t1为420℃。设定正常状态下活性炭经过冷却段103后排出时需要达到的目标温度为t2为50℃。监测单位时间内输送至冷却段103内冷却介质的量q1为128980kg/h。检测冷却介质输送至冷却段103的冷却介质进料口处的温度T1为25℃。设定冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度为T2℃。监测单位时间内经过冷却段103冷却的活性炭的量q2为35000kg/h。
实施例16
使用实施例6和7的方法判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态，依据热量平衡原理：
q1cp1(T2-T1)＝q2cp2(t1-t2)……式I；
其中：cp1为冷却介质的比热容，为1004J/(kg℃)；cp2为活性炭的比热容，为850J/(kg℃)。
正常状态下，冷却介质经过冷却段103前后的理论温度差δT理论为85℃，正常状态下，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的理论温度为T2为110℃。
检测活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T为105℃：
比较(T-T1)＝80℃和δT理论，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段103前后的实际温差与理论温差的匹配度X：
Figure BDA0002068662660000201
说明活性炭在冷却段103内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常。
比较T与T2，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的实际温度与理论温度的偏离度Y：
Figure BDA0002068662660000202
说明活性炭在冷却段103内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常。
实施例17
使用实施例8和9的方法判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态，依据热量平衡原理：
q1cp1(T2-T1)＝k*q2cp2(t1-t2)……式IV；
考虑在活性炭解析塔内，活性炭与冷却介质之间的换热效率。设定冷却介质与活性炭的换热效率为k为0.85；正常状态下，冷却介质经过冷却段103前后的(第二)理论温度差δT理论’为72℃，正常状态下，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的(第二)理论温度为T2’为97℃。
检测活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T为95℃：
比较(T-T1)和δT理论’，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段103前后的实际温差与(第二)理论温差的(第二)匹配度X’：
Figure BDA0002068662660000211
说明活性炭在冷却段103内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常。
比较T与T2’，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的实际温度与(第二)理论温度的(第二)偏离度Y’：
Figure BDA0002068662660000212
说明活性炭在冷却段103内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常。
实施例18
重复实施例16，只是检测活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T为90℃：
比较(T-T1)＝65℃和δT理论，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段103前后的实际温差与理论温差的匹配度X：
Figure BDA0002068662660000213
说明活性炭在冷却段103内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常，活性炭解析塔1停机检查。
比较T与T2，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的实际温度与理论温度的偏离度Y：
Figure BDA0002068662660000221
说明活性炭在冷却段103内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常，活性炭解析塔1停机检查。
实施例19
重复实施例17，只是检测活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的温度T为80℃：
比较(T-T1)和δT理论’，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段103前后的实际温差与(第二)理论温差的(第二)匹配度X’：
Figure BDA0002068662660000222
说明活性炭在冷却段103内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常，活性炭解析塔1停机检查。
比较T与T2’，判断活性炭在冷却段103内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
计算活性炭解析塔1在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段103的冷却介质出口处排出时的实际温度与(第二)理论温度的(第二)偏离度Y’：
Figure BDA0002068662660000223
说明活性炭在冷却段103内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常，活性炭解析塔1停机检查。

Claims (10)

1.一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的方法，该方法包括以下步骤：
1)将吸附了污染物的活性炭输送至活性炭解析塔(1)的进料口；
2)吸附了污染物的活性炭在活性炭解析塔(1)内依次经过加热段(101)、SRG段(102)、冷却段(103)；
3)经过冷却段(103)冷却后的活性炭从活性炭解析塔(1)的排料口排出；
其特征在于：在冷却段(103)内，经过加热的活性炭与冷却介质进行换热，活性炭被冷却介质冷却温度降低，冷却介质温度升高；依据热量平衡原理，通过检测冷却介质进入冷却段(103)时的温度与排出冷却段(103)时的温度判断活性炭在冷却段(103)内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：判断活性炭在冷却段(103)内的冷却效果及预判解析塔工作状态具体为：选择一种冷却介质用于冷却活性炭，根据单位时间内经过冷却段(103)冷却的活性炭的量，监测单位时间内输送至冷却段(103)内冷却介质的量，检测冷却介质输送至冷却段(103)的冷却介质进料口处排出时的温度和冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处的温度；根据冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的温度和/或计算冷却介质经过冷却段(103)前后的温度差，判断活性炭在冷却段(103)内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：检测活性炭进入冷却段(103)时活性炭的温度t1，℃；设定正常状态下活性炭经过冷却段(103)后排出时需要达到的目标温度为t2，℃；监测单位时间内输送至冷却段(103)内冷却介质的量q1，kg/h；检测冷却介质输送至冷却段(103)的冷却介质进料口处的温度T1，℃；设定冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的温度为T2，℃；监测单位时间内经过冷却段(103)冷却的活性炭的量q2，kg/h；依据热量平衡原理：
q1cp1(T2-T1)＝q2cp2(t1-t2)……式I；
其中：cp1为冷却介质的比热容，单位J/(kg℃)；cp2为活性炭的比热容，单位J/(kg℃)；
根据式I可以得出正常状态下，冷却介质经过冷却段(103)前后的理论温度差δT理论：
Figure FDA0002068662650000011
正常状态下，冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的理论温度为T2：
Figure FDA0002068662650000021
检测活性炭解析塔(1)在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的温度T；比较T与T2，或者，比较(T-T1)和δT理论，判断活性炭在冷却段(103)内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：设定冷却介质与活性炭的换热效率为k，式I转化为：
q1cp1(T2-T1)＝k*q2cp2(t1-t2)……式IV；
经换算，式II转化，正常状态下，冷却介质经过冷却段(103)前后的理论温度差δT理论’：
Figure FDA0002068662650000022
其中：k为换热系数，取值为0.5-0.99，优选为0.6-0.98，更优选为0.7-0.95；
正常状态下，冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的理论温度为T2’：
Figure FDA0002068662650000023
检测活性炭解析塔(1)在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的温度T；比较T与T2’，或者，比较(T-T1)和δT理论’，判断活性炭在冷却段(103)内的冷却效果及预判解析塔工作状态。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：检测冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的温度T，判断活性炭在冷却段(103)内的冷却效果及预判解析塔工作状态具体为：计算活性炭解析塔(1)在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段(103)前后的实际温差与理论温差的匹配度X：
Figure FDA0002068662650000024
或者，计算活性炭解析塔(1)在活性炭在解析过程中，冷却介质经过冷却段(103)前后的实际温差与理论温差的匹配度X’：
Figure FDA0002068662650000025
当X或X’大于等于90％，优选大于等于92％，更优选大于等于95％时，说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；反之，则说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：检测冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的温度T，判断活性炭在冷却段(103)内的冷却效果及预判解析塔工作状态具体为：计算活性炭解析塔(1)在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的实际温度与理论温度的偏离度Y：
Figure FDA0002068662650000031
或者，计算活性炭解析塔(1)在活性炭在解析过程中，冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的实际温度与理论温度的偏离度Y’：
Figure FDA0002068662650000032
当Y或Y’小于等于10％，优选小于等于8％，更优选小于等于5％时，说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果良好及解析塔工作状态正常；反之，则说明活性炭在冷却段(103)内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于：活性炭解析塔(1)的进料口处设有流量检测装置(2)，流量检测装置(2)检测单位时间内进入活性炭解析塔(1)的活性炭的量q，kg/h；单位时间内进入活性炭解析塔(1)的活性炭的量q等于单位时间内经过冷却段(103)冷却的活性炭的量q2。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：实时监测冷却介质进入冷却段(103)时的温度与排出冷却段(103)时的温度；当判断活性炭在冷却段(103)内的冷却效果较差及解析塔工作状态异常时，活性炭解析塔(1)停机检查。
9.一种判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的系统或用于权利要求1-8中任一项所述方法的系统，该系统包括活性炭解析塔(1)，根据活性炭的流向，活性炭解析塔(1)从上至下依次设有加热段(101)、SRG段(102)、冷却段(103)；活性炭解析塔(1)的顶部设有活性炭进料口，活性炭解析塔(1)的底部设有活性炭排料口；冷却段(103)的侧壁上设有冷却介质入口和冷却介质出口；其特征在于：冷却段(103)的活性炭入口处设有第一流量检测装置(201)和第一温度检测装置(301)；冷却介质入口位置设有第二温度检测装置(302)；冷却介质出口位置设有第三温度检测装置(303)；冷却介质入口或冷却介质出口位置设有第二流量检测装置(202)。
10.根据权利要求9所述的判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态的系统，其特征在于：活性炭解析塔(1)的活性炭进料口位置设有流量检测装置(2)；和/或
该系统还包括控制系统(3)，控制系统(3)与第一流量检测装置(201)、第一温度检测装置(301)、第二温度检测装置(302)、第二流量检测装置(202)连接，并实时根据公式II或公式V计算冷却介质经过冷却段(103)前后的理论温度差，或者根据公式III或公式VI计算冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出时的理论温度；并且
控制系统(3)与第三温度检测装置(303)连接，并实时根据公式VII或公式VIII计算冷却介质经过冷却段(103)前后的实际温差与理论温差的匹配度，或者根据公式IX或公式X计算冷却介质从冷却段(103)的冷却介质出口处排出的实际温度与理论温度的偏离度，进一步判断活性炭冷却效果及预判解析塔工作状态。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112807932A (zh) * 2021-01-05 2021-05-18 湖南中冶长天节能环保技术有限公司 一种优化控制解析塔排料温度的方法及冷却风系统
CN112870911A (zh) * 2021-01-13 2021-06-01 中冶长天国际工程有限责任公司 一种解析后活性炭高温检测及熄灭降温处理的方法和系统
CN114712982A (zh) * 2021-01-05 2022-07-08 中冶长天国际工程有限责任公司 一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法和系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080162077A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Industrial Technology Research Institute Method for evaluating and optimizing performance of chiller system
US20160069577A1 (en) * 2014-09-10 2016-03-10 Munters Corporation Water minimizing method and apparatus for use with evaporative cooling devices
CN106355019A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 长沙山水节能研究院有限公司 估算工业循环水系统能效的方法
CN107831190A (zh) * 2017-09-25 2018-03-23 河海大学常州校区 一种测量冷却塔淋水填料传热传质特性的方法
CN108896604A (zh) * 2018-05-21 2018-11-27 西安交通大学 一种多因素宽参数纳米流体换热特性实验系统及实验方法
CN109443075A (zh) * 2018-09-11 2019-03-08 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种用于闭式冷却塔的热力性能评估方法及监测系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080162077A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Industrial Technology Research Institute Method for evaluating and optimizing performance of chiller system
US20160069577A1 (en) * 2014-09-10 2016-03-10 Munters Corporation Water minimizing method and apparatus for use with evaporative cooling devices
CN106355019A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 长沙山水节能研究院有限公司 估算工业循环水系统能效的方法
CN107831190A (zh) * 2017-09-25 2018-03-23 河海大学常州校区 一种测量冷却塔淋水填料传热传质特性的方法
CN108896604A (zh) * 2018-05-21 2018-11-27 西安交通大学 一种多因素宽参数纳米流体换热特性实验系统及实验方法
CN109443075A (zh) * 2018-09-11 2019-03-08 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种用于闭式冷却塔的热力性能评估方法及监测系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘晶等: "密闭式冷却塔冷却过程的换热分析与计算机仿真", 《制冷与空调》 *
李辉等: "一种新型逆流密闭式冷却塔", 《暖通空调》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112807932A (zh) * 2021-01-05 2021-05-18 湖南中冶长天节能环保技术有限公司 一种优化控制解析塔排料温度的方法及冷却风系统
CN112807932B (zh) * 2021-01-05 2022-06-07 湖南中冶长天节能环保技术有限公司 一种优化控制解析塔排料温度的方法及冷却风系统
CN114712982A (zh) * 2021-01-05 2022-07-08 中冶长天国际工程有限责任公司 一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法和系统
CN114712982B (zh) * 2021-01-05 2023-09-01 中冶长天国际工程有限责任公司 一种判断脱硫过程中活性炭温升的方法和系统
CN112870911A (zh) * 2021-01-13 2021-06-01 中冶长天国际工程有限责任公司 一种解析后活性炭高温检测及熄灭降温处理的方法和系统
CN112870911B (zh) * 2021-01-13 2022-05-03 中冶长天国际工程有限责任公司 一种解析后活性炭高温检测及熄灭降温处理的方法和系统

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