CN112758931B - 一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法，该方法包括：1)热成像仪(1)对进入振动筛(2)上成像区(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)上成像区(3)内的发现位置；3)当所述高温点处的物料移动至输送机(5)上，对相应高温物料进行喷水降温处理。本发明在活性炭烟气净化装置的筛分环节检测出自燃的高温活性炭，并能对其进行定位和处理，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。

Description

一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法和系统

技术领域

本发明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，具体涉及一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法和系统，属于活性炭烟气净化技术领域。

背景技术

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、NO_X；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℃～430℃，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。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法和系统。本发明在活性炭烟气净化装置的振动筛盖板的上方设置热成像仪，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，记录高温点处物料在成像区内的发现位置，待高温物料移动至输送机上对其进行喷水降温处理。本发明提出的技术方案在活性炭烟气净化装置的振动筛分环节检测出自燃的高温活性炭，并能对自燃的高温活性炭进行定位和处理，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。

根据本发明的第一种实施方案，提供一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法。

一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法，该方法包括以下步骤：

1)热成像仪对进入振动筛上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上成像区内的发现位置；

3)当所述高温点处的物料移动至输送机上，对相应高温物料进行喷水降温处理。

在本发明中，在步骤3)中，所述对相应高温物料进行喷水降温处理，具体为：当所述高温点处的物料由振动筛移动至输送机上，优选移动至输送机的水平段位置，通过自燃活性炭熄灭冷却装置对相应高温物料进行喷水降温，从而实现对高温物料的熄灭与冷却。此处，所述的输送机水平段位置，是指输送机靠近振动筛的水平段，并不是指输送机常规卸料点所在的水平段。

优选的是，在步骤3)中，所述喷水降温处理的喷水量LL_H满足下述关系式：

其中：LL_H为单位时间内喷出的冷却水流量，kg/s。C_ht为活性炭比热容，kJ/(kg·℃)。LL_ht为待熄灭冷却的活性炭流量，kg/s。ΔT_ht为活性炭降温目标，℃。C_H1为水在蒸发温度下的比热容，kJ/(kg·℃)。T_e1为水的蒸发温度，℃。T_e2为冷却水的初始温度，℃。C_H2为水在初始温度下的比热容，kJ/(kg·℃)。h_hz为水在蒸发温度下的汽化潜热，kJ/kg。

在本发明中，所述自燃活性炭熄灭冷却装置为设置在输送机水平段上方的冷却水喷洒装置。优选，所述输送机为链斗式输送机，链斗式输送机内均匀设置多个链斗，每个链斗均开口向上。冷却水喷洒装置包括冷却水主管、冷却水支管。冷却水主管和冷却水支管均设置在输送机水平段的正上方。冷却水主管的一端设有冷却水入口，冷却水主管的另一端与冷却水支管连接。冷却水支管的下沿开设有喷洒孔。即，冷却水支管的下部开设有喷洒孔，冷却水由喷洒孔向下喷出。

优选的是，所述冷却水主管上还设有冷却水阀，冷却水阀控制冷却水喷洒装置的开闭。作为优选，所述冷却水支管平行设置在链斗上部，且与输送机的长度方向垂直设置。冷却水支管上开设有多个喷洒孔，多个喷洒孔均匀分布。优选，所述冷却水支管的长度与链斗的宽度相等或基本相等。

在本发明中，在步骤2b)中，当判断所述热成像图像具有高温点，将记录所述高温点处的物料在振动筛上成像区内发现位置的时刻设定为t0。

步骤3)具体包括以下步骤：

3a)获取所述发现位置至振动筛尾部的距离XL1及振动筛尾部至所述冷却水喷洒装置的冷却水支管之间的距离XL2，结合振动筛上物料运行速度V1及输送机上物料的运行速度V2，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的冷却水支管的设置位置所需的时间t1：

3b)从t0时刻开始，经过t1时间后，打开冷却水阀，所述冷却水喷洒装置对相应高温物料进行喷水降温处理；

3c)冷却水喷洒装置对高温物料喷水持续时间t2后，关闭冷却水阀，所述高温物料达到熄灭冷却的效果；其中喷水持续时间t2满足下述关系式：

其中：k2为系数，取值为2～5；LJ为输送机的链节长度，mm。

在本发明中，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。所述成像区包括第一成像区和第二成像区。在所述振动筛上，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上成像区内的物料进行实时拍摄，得到热成像图像，具体为：

1a)将热成像仪设置在振动筛盖板的上方，振动筛盖板的上部设有观察装置，且观察装置位于振动筛盖板与热成像仪之间；

1b)所述热成像仪围绕所述观察装置在竖直平面内做往复运动，所述热成像仪通过观察装置对进入振动筛上第一成像区和/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。

在本发明中，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上第一成像区内的物料进行实时拍摄，得到一次热成像图像。根据所述一次热成像图像，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，则热成像仪追踪拍摄所述疑似高温点处的物料进入振动筛上第二成像区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，从而确定该高温点处物料在振动筛上第二成像区内的发现位置并记录。

在本发明中，所述观察装置为热成像仪观察罩。所述热成像仪观察罩包括侧壁罩体、顶部观察孔和底部观察孔。其中，侧壁罩体的顶端边缘所围成的区域即为顶部观察孔。侧壁罩体的底端边缘所围成的区域即为底部观察孔。

所述热成像仪通过顶部观察孔和底部观察孔对进入振动筛上第一成像区和/或第二成像区的物料进行实时拍摄，进而获取一次热成像图像和/或二次热成像图像。

作为优选，所述热成像仪观察罩还包括前盖板和后盖板。其中，前盖板设置在所述侧壁罩体的底部，且位于底部观察孔的上游侧。后盖板设置在所述侧壁罩体的底部，且位于底部观察孔的下游侧。

优选的是，根据热成像仪围绕观察装置在竖直平面内做往复运动的位置变化，所述前盖板和后盖板同步在底部观察孔所在的平面内沿着振动筛的长度方向移动。作为优选，所述前盖板与后盖板之间形成的孔隙的中心、顶部观察孔的中心、热成像仪三者在同一直线上。

优选的是，振动筛的盖板上设有开孔。所述开孔的宽度与振动筛的宽度相等或基本相等。所述热成像仪观察罩位于振动筛盖板上的开孔上部。作为优选，所述热成像仪观察罩的底部观察孔与振动筛盖板上的开孔大小相等、位置重合。

在本发明中，所述热成像仪与数据处理模块连接，所述数据处理模块与主工艺计算机控制系统连接，同时冷却水喷洒装置的冷却水阀与主工艺计算机控制系统连接。当根据所述热成像图像分析判断进入成像区内的物料具有高温点时，数据处理模块向主工艺计算机控制系统报警，主工艺计算机控制系统通过控制冷却水阀的操作来实现对相应高温物料的喷水降温处理。

根据本发明的第二种实施方案，提供一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的系统。

一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的系统或一种用于第一种实施方案所述方法的活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的系统，该系统包括热成像仪、振动筛、输送机、自燃活性炭熄灭冷却装置。所述振动筛的卸料口与输送机的进料口连接。振动筛上设有盖板。热成像仪设置在振动筛盖板的上方。输送机包括水平段和竖直段，所述自燃活性炭熄灭冷却装置设置在输送机水平段的上方。所述振动筛上设有成像区。

一般来说，振动筛尾部的活性炭出口包括筛上活性炭出口和筛下活性炭出口。粒径大于振动筛筛板的筛孔尺寸的活性炭颗粒从筛上活性炭出口流出，进入输送机。粒径小于筛板筛孔尺寸的活性炭颗粒则通过筛下活性炭出口进入损耗活性炭收集系统，不再进入活性炭烟气净化装置。也就是说，本发明中所述的振动筛的卸料口，是指振动筛的筛上活性炭出口。

在本发明中，所述自燃活性炭熄灭冷却装置为设置在输送机水平段上方的冷却水喷洒装置。优选，所述输送机为链斗式输送机，链斗式输送机内均匀设置多个链斗，每个链斗均开口向上。冷却水喷洒装置包括冷却水主管、冷却水支管。冷却水主管和冷却水支管均设置在输送机水平段的正上方。冷却水主管的一端设有冷却水入口，冷却水主管的另一端与冷却水支管连接。冷却水支管的下沿开设有喷洒孔。

优选的是，所述冷却水主管上还设有冷却水阀，冷却水阀控制冷却水喷洒装置的开闭。作为优选，所述冷却水支管平行设置在链斗上部，且与输送机的长度方向垂直设置。冷却水支管上开设有多个喷洒孔，多个喷洒孔均匀分布。优选，所述冷却水支管的长度与链斗的宽度相等或基本相等。此处，所述链斗的宽度是指，链斗在与振动筛上物料流动方向垂直的方向上的距离。

在本发明中，该系统还包括观察装置。观察装置设置在振动筛盖板的上部，且位于振动筛盖板与热成像仪之间。作为优选，所述观察装置为热成像仪观察罩。所述热成像仪观察罩包括侧壁罩体、顶部观察孔和底部观察孔。其中，侧壁罩体的顶端边缘所围成的区域即为顶部观察孔。侧壁罩体的底端边缘所围成的区域即为底部观察孔。

优选的是，振动筛上的成像区包括第一成像区和第二成像区，第一成像区位于第二成像区的上游。所述热成像仪围绕所述观察装置在竖直平面内做往复运动，热成像仪通过观察装置对进入振动筛上第一成像区和/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。

作为优选，所述热成像仪观察罩还包括前盖板和后盖板。其中，前盖板设置在所述侧壁罩体的底部，且位于底部观察孔的上游侧。后盖板设置在所述侧壁罩体的底部，且位于底部观察孔的下游侧。

优选的是，根据热成像仪围绕观察装置在竖直平面内做往复运动的位置变化，所述前盖板和后盖板同步在底部观察孔所在的平面内沿着振动筛的长度方向移动。作为优选，所述前盖板与后盖板之间形成的孔隙的中心、顶部观察孔的中心、热成像仪三者在同一直线上。

此处，设定前盖板与后盖板之间所形成的孔隙的长度为L2，L2满足下述关系式：

L2>k1*(V1/X)+f…………(公式4)。

其中：k1为系数，取值为2～3。V1为振动筛上物料运行速度，mm/s。X为热成像仪单位时间帧数，帧/s。f为振动筛左右振幅，mm。

作为优选，振动筛的盖板上设有开孔。所述开孔的宽度与振动筛的宽度相等或基本相等。所述热成像仪观察罩位于振动筛盖板上的开孔上部。作为优选，所述热成像仪观察罩的底部观察孔与振动筛盖板上的开孔大小相等、位置重合。

在本发明中，该系统还包括数据处理模块与主工艺计算机控制系统。所述热成像仪与数据处理模块连接，所述数据处理模块与主工艺计算机控制系统连接，同时冷却水喷洒装置的冷却水阀与主工艺计算机控制系统连接。主工艺计算机控制系统控制数据处理模块、热成像仪、冷却水阀的操作。

如图1所示，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、缓冲仓等各环节均为气密结构，且活性炭在以上装置中是大量聚集状态，偶尔出现的高温活性炭可能处在一团常温活性炭的包围之中，难以全面检出高温活性炭颗粒。

在活性炭烟气净化装置中，活性炭在解析塔和吸附塔之间循环，所有活性炭在循环中均需经过振动筛筛除活性炭粉。活性炭粉筛除是解析塔(高温加热环节)的后续工序，活性炭颗粒在振动筛上是翻滚平铺状态。因此，在活性炭筛分环节对高温活性炭颗粒(或自燃活性炭)进行检测，更有利于发现活性炭烟气净化工序中的高温活性炭颗粒。

在本申请中，提供一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法。该方法首先对振动筛上成像区内的物料进行实时拍摄，获取热成像图像；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。若判断所述热成像图像不具有高温点，则热成像仪继续监测振动筛上进入成像区内的物料。当判断所述热成像图像具有高温点时，记录所述高温点物料在成像区内的发现位置；待相应高温物料移动至输送机上(优选移动至输送机的水平段位置)，自燃活性炭熄灭冷却装置对其进行喷水降温处理，从而实现对高温物料的熄灭和冷却。

热成像仪检测到自燃活性炭颗粒即高温点后，相对安全的处置方式主要包括：1、排出自燃活性炭；而排出自燃活性炭往往会增加活性炭烟气净化系统的损耗，排出的自燃活性炭颗粒还需要进一步处置；2、熄灭并冷却活性炭；自燃活性炭颗粒熄灭后，如继续保持自燃点以上高温状态，遇到空气还可能发生自燃，所以要安全处置自燃活性炭颗粒，需要熄灭自燃活性炭后降温。

在本发明中，所述自燃活性炭熄灭冷却装置为冷却水喷洒装置。本发明采用水作为介质熄灭自燃活性炭并对高温活性炭进行降温。一般来说，燃烧的炭遇水时会发生水煤气反应，但是在本发明的应用场景中，自燃活性炭颗粒为活性炭颗粒中的局部高温点，燃烧活性炭颗粒的体积和范围都很小，遇水后会迅速熄灭降温，没有形成持续的水煤气反应的条件；同时，考虑到水的低廉成本和易于获得，因此，本发明采用水作为熄灭冷却介质。

在本发明中，所述冷却水喷洒装置设置在输送机的正上方。一般来说，冷却水喷洒装置的下端面至输送机中链斗口沿平面的距离小于链斗高度。冷却水喷洒装置包括冷却水主管、冷却水支管，冷却水主管一端设有冷却水入口，冷却水主管的另一端与冷却水支管连接。冷却水支管平行设置在链斗上部，且冷却水支管与输送机的长度方向垂直设置。冷却水支管下沿设置多个喷洒孔，多个喷洒孔均匀分布，工作时冷却水通过喷洒孔向下方喷洒。冷却水喷洒装置的投影不超出链斗范围，即冷却水喷洒装置在工作时，冷却水不会喷洒到下方链斗以外区域。冷却水支管上可以开设单列或者多列的喷洒孔，冷却水喷洒装置在工作时，各喷洒孔喷出的冷却水流量基本一致。在本发明中，根据活性炭与冷却水的热平衡，可得：

C_ht*M_ht*ΔT_ht＝[C_H1*T_e1-C_H2*T_e2+h_hz]*M_H；

即有：C_ht*LL_ht*t＊ΔT_ht＝[C_H1*T_e1-C_H2*T_e2+h_hz]*LL_H*t；

由此，得到所述冷却水喷洒装置的喷水量LL_H满足下述关系式：

一般来说，从解析塔排出的冷却活性炭颗粒平均温度约为120～140℃，活性炭降温目标为将高温活性炭的温度降低至设定的目标温度T0以下，例如冷却水量按将活性炭降温15～20℃考虑(即ΔT_ht＝15～20℃)，进而确保冷却水在冷却过程全部转化为水蒸气，即液态水不带入链斗，此时冷却水在热交换过程中升温到了当地大气压下的水蒸发温度，例如100℃。此处所述的水蒸发温度，是指水在快速大量蒸发时的温度。也就是说，本发明通过精准控制冷却水喷洒装置的喷水量，避免了将液态水带入输送机甚至整个烟气净化装置中，从而避免液态水在输送系统中会导致活性炭粉粘连在输送设备上，同时，还可避免液态水和活性炭中未解析完全的SO₂反应形成H₂SO₄而腐蚀输送设备。即本发明采用成本低廉易于获得的水作为熄灭冷却活性炭的介质，在降低使用成本的同时，还避免了水作为熄灭冷却介质时可能会出现的技术问题。

此外，在上述公式1中，LL_ht为待熄灭冷却的活性炭流量，kg/s。从图9中可以看出，经过输送机上冷却水喷洒装置的链斗内的活性炭颗粒来自解析塔排料装置(如辊式给料机)，当前待熄灭冷却的活性炭流量与过去某一时刻解析塔排料装置的流量相同，这中间相差的时间长度t为：

t＝t1+k…………(公式5)；

其中：t1为热成像仪检测到高温活性炭颗粒(或自燃活性炭颗粒)后，冷却水阀等待开阀时长，单位s；k为常数，表示活性炭颗粒从解析塔排料装置处运行到高温活性炭颗粒的发现位置时长，单位s。

将记录高温活性炭颗粒在振动筛上成像区内发现位置的时刻设定为t0。由此，t0时刻往前推k时间，测得当时解析塔排料装置的活性炭下料流量即可得到待熄灭冷却的活性炭流量。根据公式1计算得到冷却水喷洒装置的喷水量后，再根据公式2计算出冷却水喷洒装置开始工作的时刻(即冷却水阀打开的时刻)，根据公式3计算出冷却水喷洒装置停止工作的时刻(即冷却水阀关闭的时刻)。其中，公式2和公式3如下所示：

即从t0时刻起，经过t1时间后，打开冷却水阀，冷却水喷洒装置开始对高温物料喷水。待冷却水喷洒装置对高温物料持续喷水时间t2后，关闭冷却水阀，所述高温物料达到熄灭冷却的效果。即根据公式3确定的喷水时长能保证高温活性炭颗粒被冷却水喷淋到降温。

另外，如图10所示，输送机由电机M驱动，电机M工作时，由变频器VF调节其转速(也有其它调速方式，可以达到和变频器相似的调速效果)。变频器VF受主控监控。输送机上物料的运行速度V2、电机M的转速RV、变频器VF的频率f1之间的关系如下所示：

V2＝k3*RV＝k3*k4*f1…………(公式6)；

其中：k3为常数，与减速机变比、星轮半径有关；k4为常数，与电机极数、电机转差率有关。将公式6代入公式2和公式3中，即可以根据生产中输送机给定频率f1确定延时时间t1和t2。

作为优选，本发明方法中具体的高温检测过程为：该方法首先对进入振动筛上第一成像区内的物料进行拍摄，获取一次热成像图像；根据所述一次热成像图像分析判断进入第一成像区内的物料是否具有疑似高温点；对一次热成像图像具有疑似高温点的物料进行追踪拍摄，获取该疑似高温点处物料进入第二成像区内的二次热成像图像；根据所述二次热成像图像分析判断该疑似高温点是否为高温点。当确认所述疑似高温点为高温点时，记录所述高温点物料在第二成像区内的发现位置并报警。

在本发明中，所述热成像图像(即一次热成像图像或二次热成像图像)为带温度信息的红外线图片，从热成像图像中可以读取到成像区内各个点的物料的温度信息。将所述一次热成像图像中的最高温度值T1与目标温度T0进行比较，可以判断所述一次热成像图像中是否具有高温点。若T1≤T0，则判断一次热成像图像中不具有高温点，热成像仪对后续进入第一成像区内的物料继续进行高温监测。若T1＞T0，则判断所述一次热成像图像具有疑似高温点；热成像仪进一步对该疑似高温点处物料进行拍摄，获取其在第二成像区内的二次热成像图像。将所述二次热成像图像划分为n个区域(例如划分为九宫格)，获取n个区域中的最高温度值T2，将T2与目标温度T0进行比较，进而判断所述疑似高温点是否为高温点。若T2≤T0，则判断该疑似高温点为假高温点，热成像仪对后续进入第一成像区内的物料继续进行高温监测。若T2＞T0，则确认该疑似高温点为高温点，通过最高温度值T2对应在二次热成像图像上的区域，从而确定该高温点处物料在第二成像区内的发现位置并向主控(即主工艺计算机控制系统)报警。为进一步体现所述高温检测的准确性或精准度，所述二次热成像图像可以是连续拍摄的多张图片，通过对该疑似高温点处物料在连续拍摄的多张图片中的温度信息进行对比，从而针对该疑似高温点是否为高温点做出更加准确的判断。

在高温物料的运输过程中，当物料温度达到一定值时，物料内部会发生氧化放热反应，进一步提高物料的温度；但由于运输过程中物料之间存在振动或者内部位置相对变化从而又能破坏物料发生氧化放热反应的条件，进而使得物料的温度下降。如果单纯地在检测到一次高温点后，即直接通过一次热成像图像判定该处物料出现高温或者自燃的情况，进而对该高温点处物料的发现位置进行标记并报警处理，难免存在检测不准确而造成处理不当的情况。本申请提供的技术方案，将识别高温点物料的过程分为初步判断疑似高温点，并针对疑似高温点进行追踪判定，从而得到准确的高温点的判断数据。物料高温点的精准判断，还有利于后续针对高温点物料的进一步处理。

需要说明的是，物料在振动筛或输送机运输的过程中，由于输送装置自身的振动，会使得输送装置上的物料颗粒之间出现局部相对位移，使得原本可能自燃的物料释放热量，从而由最初的疑似高温点判定为假高温点。

一般来说，振动筛主体是密封结构，活性炭在振动筛内运动，现有振动筛内设置热电偶等常规检测方式难以捕捉快速经过的高温活性炭颗粒。热成像仪布置在振动筛内有空间不足、工作环境恶劣(振动、粉尘)的问题。因此，需要对现有振动筛做改造，以适应热成像仪检测高温活性炭颗粒的要求。

在本申请中，所述热成像仪设置在振动筛盖板的上方(即热成像仪独立于振动筛设置)，振动筛的盖板上设有开孔，热成像仪通过所述开孔对振动筛筛板上流过的活性炭进行实时监测。如此设置，虽简单方便，但振动筛盖板上则需要开设较大尺寸的开孔。而大尺寸的开孔会带来以下问题：1、因需保证热成像仪成像，开孔正上方无法设置除尘，振动筛工作粉尘外溢，严重影响周边环境；2、活性炭颗粒在筛分中跳出振动筛，增加活性炭损耗；3、异物容易从振动筛开孔进入烟气净化装置，影响活性炭烟气净化装置的安全稳定运行。

针对上述问题，本申请方案进一步优化，缩小上述开孔尺寸，在振动筛盖板上设置细长的开孔，所述开孔的宽度同振动筛的宽度，以保证热成像仪能够检测到全部从振动筛筛板上流过的活性炭。同时，在振动筛盖板的开孔上部安装观察装置(如热成像仪观察罩)。观察装置包括侧壁罩体，其上部和底部均开设观察孔，即为顶部观察孔和底部观察孔，所述顶部观察孔设置在侧壁罩体的顶端，所述底部观察孔设置在侧壁罩体的底端。一般来说，观察装置的底部观察孔与振动筛盖板上的开孔大小相等、位置重合。所述观察装置能够保证热成像仪通过顶部观察孔、底部观察孔对振动筛上活性炭颗粒成像的光学通道畅通，观察装置的高度可以根据经验确定或者按需进行调节，其约束条件主要是保证其侧面具有足够的吸尘面积、保证活性炭颗粒不会跳出振动筛。同时，观察装置还能起到排除观测障碍，优化成像环境、成像背景的作用。

在本发明中，所述热成像仪通过围绕观察装置在竖直平面内做往复运动，进而能够实时通过观察装置对进入第一成像区或第二成像区内的物料进行拍摄，获取一次热成像图像或二次热成像图像，进而更加精准地实现对物料的高温检测。相应的，所述观察装置还包括设置在底部观察孔上游侧的前盖板及设置在底部观察孔下游侧的后盖板。根据热成像仪围绕观察装置在竖直平面内做往复运动的位置变化，所述前盖板和后盖板同步在底部观察孔所在的平面内沿着振动筛的长度方向移动，即观察装置内的前盖板与后盖板的位置根据热成像仪的安装位置进行调整。所述前盖板、后盖板与底部观察孔之间形成的孔隙的中心、顶部观察孔的中心、热成像仪三者在同一直线上。其中，所述前盖板与后盖板的设置可以进一步避免前述由于在振动筛盖板上开设大尺寸观察孔而带来的问题，降低对除尘风量的要求，同时仍能满足热成像仪检测高温活性炭颗粒的要求。

作为优选，本申请的技术方案中，可以设置一个或多个热成像仪。在具体的实施过程中，可以设置多个热成像仪，通过控制多个独立的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，从而确保高温检测过程中不遗漏物料，解决了现有技术中难以全面检测的问题。同时，热成像仪围绕观察装置在竖直平面内做往复运动，即热成像仪的位置可以随着振动筛上物料的输送而移动，针对疑似高温点的物料，热成像仪能够进一步追踪判定，从而使得检测更加精准，也更有利于实现检测的全面性。

作为优选，本发明还可以在观察装置的侧壁罩体上设置除尘开口，在除尘开口上设置吸尘罩。吸尘罩上连接有吸尘管道，吸尘罩通过吸尘管道与除尘装置连接，所述吸尘罩的吸尘能力能保证振动筛工作时无粉尘外溢，解决了筛分时活性炭颗粒粉尘浓度高的问题。

在本发明中，所述活性炭烟气净化装置高温检测系统还包括主工艺计算机控制系统(简称主控)、数据处理模块。热成像仪获取物料在成像区内的热成像图像后，根据所述热成像图像分析判断相应物料中是否具有高温点，将判断为高温点的数据信息传输至数据处理模块，数据处理模块与主控连接，即向主控发出报警，主控控制进入下一步处理流程。

在本申请中，所述物料即指活性炭，一般为解析塔解析后的新鲜活性炭。

在本申请中，所述“上游”“下游”是根据振动筛、输送机等输送装置上活性炭颗粒的流动方向而言的相对概念，即在输送装置上，活性炭颗粒先经过的位置为上游，后经过的位置为下游。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用热成像仪的高温检测方式，通过初步判断疑似高温点，并针对疑似高温点进行追踪判定，从而得到准确的高温点的判断数据，提高了检测的准确性。

2、本发明提供的技术方案，在识别振动筛上成像区内的物料具有高温点的情况下，能够精准控制冷却水喷洒装置的喷水量，实现高温物料的熄灭和冷却，同时避免将液态水带入输送系统，提高了系统的安全性。

3、在本发明中，热成像仪围绕观察装置在竖直平面内做往复运动，即热成像仪的位置可以随着振动筛上物料的输送而移动，有利于对物料实现追踪判定，同时解决了活性炭烟气净化装置中高温活性炭颗粒难以检测全面的问题。

4、本发明在振动筛盖板与热成像仪之间设置观察装置，避免了因为检测而在振动筛盖板上开设大尺寸观察孔的问题，观察装置的设置能够排除观测障碍，优化成像环境、成像背景，同时保证活性炭颗粒不会跳出振动筛，进而确保活性炭烟气净化装置的安全稳定运行。

附图说明

图1为现有技术中活性炭脱硫脱硝装置工作示意图；

图2为现有技术中解析塔的结构示意图；

图3为本发明一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法的流程图；

图4为本发明中热成像仪获取第一成像区内物料的一次热成像图像的示意图；

图5为本发明中热成像仪获取第二成像区内物料的二次热成像图像的示意图；

图6为本发明中观察装置的位置及其结构示意图；

图7为本发明中热成像仪、主控、数据处理模块的关系图；

图8为本发明中热成像仪的数据处理流程图；

图9为本发明一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭系统的结构示意图；

图10为本发明另一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭系统的结构示意图；

图11为本发明中高温活性炭颗粒处理流程的逻辑框图；

图12为本发明中自燃活性炭熄灭冷却装置的俯视图；

图13为本发明中自燃活性炭熄灭冷却装置的主视图。

附图标记：

1：热成像仪；2：振动筛；201：盖板；3：成像区；301：第一成像区；302：第二成像区；4：观察装置；401：侧壁罩体；402：顶部观察孔；403：底部观察孔；404：前盖板；405：后盖板；5：输送机；501：链斗；6：冷却水喷洒装置；601：冷却水主管；602：冷却水支管；603：喷洒孔；604：冷却水阀；A1：数据处理模块；A2：主工艺计算机控制系统。

具体实施方式

根据本发明的第二种实施方案，提供一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的系统。

一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的系统或一种用于第一种实施方案所述方法的活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的系统，该系统包括热成像仪1、振动筛2、输送机5、自燃活性炭熄灭冷却装置。所述振动筛2的卸料口与输送机5的进料口连接。振动筛2上设有盖板201。热成像仪1设置在振动筛2盖板201的上方。输送机包括水平段和竖直段，所述自燃活性炭熄灭冷却装置设置在输送机5水平段的上方。所述振动筛2上设有成像区3。

在本发明中，所述自燃活性炭熄灭冷却装置为设置在输送机5水平段上方的冷却水喷洒装置6。优选，所述输送机5为链斗式输送机，链斗式输送机内均匀设置多个链斗501，每个链斗501均开口向上。冷却水喷洒装置6包括冷却水主管601、冷却水支管602。冷却水主管601和冷却水支管602均设置在输送机5水平段的正上方。冷却水主管601的一端设有冷却水入口，冷却水主管601的另一端与冷却水支管602连接。冷却水支管602的下沿开设有喷洒孔603。

优选的是，所述冷却水主管601上还设有冷却水阀604，冷却水阀604控制冷却水喷洒装置6的开闭。作为优选，所述冷却水支管602平行设置在链斗501上部，且与输送机5的长度方向垂直设置。冷却水支管602上开设有多个喷洒孔603，多个喷洒孔603均匀分布。优选，所述冷却水支管602的长度与链斗501的宽度相等或基本相等。

在本发明中，该系统还包括观察装置4。观察装置4设置在振动筛2盖板201的上部，且位于振动筛2盖板201与热成像仪1之间。作为优选，所述观察装置4为热成像仪观察罩。所述热成像仪观察罩包括侧壁罩体401、顶部观察孔402和底部观察孔403。其中，侧壁罩体401的顶端边缘所围成的区域即为顶部观察孔402。侧壁罩体401的底端边缘所围成的区域即为底部观察孔403。

优选的是，振动筛2上的成像区3包括第一成像区301和第二成像区302，第一成像区301位于第二成像区302的上游。所述热成像仪1围绕所述观察装置4在竖直平面内做往复运动，热成像仪1通过观察装置4对进入振动筛2上第一成像区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。

作为优选，所述热成像仪观察罩还包括前盖板404和后盖板405。其中，前盖板404设置在所述侧壁罩体401的底部，且位于底部观察孔403的上游侧。后盖板405设置在所述侧壁罩体401的底部，且位于底部观察孔403的下游侧。

优选的是，根据热成像仪1围绕观察装置4在竖直平面内做往复运动的位置变化，所述前盖板404和后盖板405同步在底部观察孔403所在的平面内沿着振动筛2的长度方向移动。作为优选，所述前盖板404与后盖板405之间形成的孔隙的中心、顶部观察孔402的中心、热成像仪1三者在同一直线上。

作为优选，振动筛2的盖板201上设有开孔。所述开孔的宽度与振动筛2的宽度相等或基本相等。所述热成像仪观察罩位于振动筛2盖板201上的开孔上部。作为优选，所述热成像仪观察罩的底部观察孔403与振动筛2盖板201上的开孔大小相等、位置重合。

在本发明中，该系统还包括数据处理模块A1与主工艺计算机控制系统A2。所述热成像仪1与数据处理模块A1连接，所述数据处理模块A1与主工艺计算机控制系统A2连接，同时冷却水喷洒装置6的冷却水阀604与主工艺计算机控制系统A2连接。主工艺计算机控制系统A2控制数据处理模块A1、热成像仪1、冷却水阀604的操作。

实施例1

如图9所示，一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的系统，该系统包括热成像仪1、振动筛2、输送机5、自燃活性炭熄灭冷却装置。所述振动筛2的卸料口与输送机5的进料口连接。振动筛2上设有盖板201。热成像仪1设置在振动筛2盖板201的上方。输送机包括水平段和竖直段，所述自燃活性炭熄灭冷却装置设置在输送机5水平段的上方。所述振动筛2上设有成像区3。

实施例2

如图12和13所示，重复实施例1，只是所述自燃活性炭熄灭冷却装置为设置在输送机5水平段上方的冷却水喷洒装置6。所述输送机5为链斗式输送机，链斗式输送机内均匀设置多个链斗501，每个链斗501均开口向上。冷却水喷洒装置6包括冷却水主管601、冷却水支管602。冷却水主管601和冷却水支管602均设置在输送机5水平段的正上方。冷却水主管601的一端设有冷却水入口，冷却水主管601的另一端与冷却水支管602连接。冷却水支管602的下沿开设有喷洒孔603。

实施例3

重复实施例2，只是所述冷却水主管601上还设有冷却水阀604，冷却水阀604控制冷却水喷洒装置6的开闭。所述冷却水支管602平行设置在链斗501上部，且与输送机5的长度方向垂直设置。冷却水支管602上开设有多个喷洒孔603，多个喷洒孔603均匀分布。所述冷却水支管602的长度与链斗501的宽度相等。

实施例4

如图4-6所示，重复实施例3，只是该系统还包括观察装置4。观察装置4设置在振动筛2盖板201的上部，且位于振动筛2盖板201与热成像仪1之间。所述观察装置4为热成像仪观察罩。所述热成像仪观察罩包括侧壁罩体401、顶部观察孔402和底部观察孔403。其中，侧壁罩体401的顶端边缘所围成的区域即为顶部观察孔402。侧壁罩体401的底端边缘所围成的区域即为底部观察孔403。

振动筛2上的成像区3包括第一成像区301和第二成像区302，第一成像区301位于第二成像区302的上游。所述热成像仪1围绕所述观察装置4在竖直平面内做往复运动，热成像仪1通过观察装置4对进入振动筛2上第一成像区301和第二成像区302内的物料进行实时拍摄，获取一次热成像图像和二次热成像图像。

实施例5

重复实施例4，只是所述热成像仪观察罩还包括前盖板404和后盖板405。其中，前盖板404设置在所述侧壁罩体401的底部，且位于底部观察孔403的上游侧。后盖板405设置在所述侧壁罩体401的底部，且位于底部观察孔403的下游侧。根据热成像仪1围绕观察装置4在竖直平面内做往复运动的位置变化，所述前盖板404和后盖板405同步在底部观察孔403所在的平面内沿着振动筛2的长度方向移动。所述前盖板404与后盖板405之间形成的孔隙的中心、顶部观察孔402的中心、热成像仪1三者在同一直线上。

实施例6

重复实施例5，只是振动筛2的盖板201上设有开孔。所述开孔的宽度与振动筛2的宽度相等。所述热成像仪观察罩位于振动筛2盖板201上的开孔上部。所述热成像仪观察罩的底部观察孔403与振动筛2盖板201上的开孔大小相等、位置重合。

实施例7

如图7和10所示，重复实施例6，只是该系统还包括数据处理模块A1与主工艺计算机控制系统A2。所述热成像仪1与数据处理模块A1连接，所述数据处理模块A1与主工艺计算机控制系统A2连接，同时冷却水喷洒装置6的冷却水阀604与主工艺计算机控制系统A2连接。主工艺计算机控制系统A2控制数据处理模块A1、热成像仪1、冷却水阀604的操作。

实施例8

如图3所示，一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法，该方法包括以下步骤：

1)热成像仪1对进入振动筛2上成像区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上成像区3内的发现位置；

3)当所述高温点处的物料移动至输送机5上，对相应高温物料进行喷水降温处理。

实施例9

重复实施例8，只是在步骤3)中，所述对相应高温物料进行喷水降温处理，具体为：当所述高温点处的物料由振动筛2移动至输送机5的水平段位置，通过自燃活性炭熄灭冷却装置对相应高温物料进行喷水降温，从而实现对高温物料的熄灭与冷却。

实施例10

重复实施例9，只是在步骤3)中，所述喷水降温处理的喷水量LL_H满足下述关系式：

其中：LL_H为单位时间内喷出的冷却水流量，kg/s。C_ht为活性炭比热容，kJ/(kg·℃)。LL_ht为待熄灭冷却的活性炭流量，kg/s。ΔT_ht为活性炭降温目标，℃。C_H1为水在蒸发温度下的比热容，kJ/(kg·℃)。T_e1为水的蒸发温度，℃。T_e2为冷却水的初始温度，℃。C_H2为水在初始温度下的比热容，kJ/(kg·℃)。h_hz为水在蒸发温度下的汽化潜热，kJ/kg。

实施例11

重复实施例10，只是所述自燃活性炭熄灭冷却装置为设置在输送机5水平段上方的冷却水喷洒装置6。所述输送机5为链斗式输送机，链斗式输送机内均匀设置多个链斗501，每个链斗501均开口向上。冷却水喷洒装置6包括冷却水主管601、冷却水支管602。冷却水主管601和冷却水支管602均设置在输送机5水平段的正上方。冷却水主管601的一端设有冷却水入口，冷却水主管601的另一端与冷却水支管602连接。冷却水支管602的下沿开设有喷洒孔603。

实施例12

重复实施例11，只是所述冷却水主管601上还设有冷却水阀604，冷却水阀604控制冷却水喷洒装置6的开闭。所述冷却水支管602平行设置在链斗501上部，且与输送机5的长度方向垂直设置。冷却水支管602上开设有多个喷洒孔603，多个喷洒孔603均匀分布。所述冷却水支管602的长度与链斗501的宽度相等。

实施例13

如图11所示，重复实施例12，只是在步骤2b)中，当判断所述热成像图像具有高温点，将记录所述高温点处的物料在振动筛2上成像区3内发现位置的时刻设定为t0。

步骤3)具体包括以下步骤：

3a)获取所述发现位置至振动筛2尾部的距离XL1及振动筛2尾部至所述冷却水喷洒装置6的冷却水支管602之间的距离XL2，结合振动筛2上物料运行速度V1及输送机5上物料的运行速度V2，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6的冷却水支管602的设置位置所需的时间t1：

3b)从t0时刻开始，经过t1时间后，打开冷却水阀604，所述冷却水喷洒装置6对相应高温物料进行喷水降温处理；

3c)冷却水喷洒装置6对高温物料喷水持续时间t2后，关闭冷却水阀604，所述高温物料达到熄灭冷却的效果；其中喷水持续时间t2满足下述关系式：

其中：k2为系数，k2＝3；LJ为输送机的链节长度，mm。

实施例14

重复实施例13，只是所述振动筛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。所述成像区3包括第一成像区301和第二成像区302。在所述振动筛2上，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上成像区3内的物料进行实时拍摄，得到热成像图像，具体为：

1a)将热成像仪1设置在振动筛2盖板201的上方，振动筛2盖板201的上部设有观察装置4，且观察装置4位于振动筛2盖板201与热成像仪1之间；

1b)所述热成像仪1围绕所述观察装置4在竖直平面内做往复运动，所述热成像仪1通过观察装置4对进入振动筛2上第一成像区301和第二成像区302内的物料进行实时拍摄，获取一次热成像图像和二次热成像图像。

实施例15

如图8所示，重复实施例14，只是在步骤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上第一成像区301内的物料进行实时拍摄，得到一次热成像图像。根据所述一次热成像图像，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。T0的取值为415℃。

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上第二成像区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九宫格的9个区域，获取9个区域中每个区域的最高温度，选取9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，从而确定该高温点处物料在振动筛2上第二成像区302内的发现位置并记录。

实施例16

重复实施例15，只是所述观察装置4为热成像仪观察罩。所述热成像仪观察罩包括侧壁罩体401、顶部观察孔402和底部观察孔403。其中，侧壁罩体401的顶端边缘所围成的区域即为顶部观察孔402。侧壁罩体401的底端边缘所围成的区域即为底部观察孔403。所述热成像仪1通过顶部观察孔402和底部观察孔403对进入振动筛2上第一成像区301和第二成像区302的物料进行实时拍摄，进而获取一次热成像图像和二次热成像图像。

实施例17

重复实施例16，只是所述热成像仪观察罩还包括前盖板404和后盖板405。其中，前盖板404设置在所述侧壁罩体401的底部，且位于底部观察孔403的上游侧。后盖板405设置在所述侧壁罩体401的底部，且位于底部观察孔403的下游侧。根据热成像仪1围绕观察装置4在竖直平面内做往复运动的位置变化，所述前盖板404和后盖板405同步在底部观察孔403所在的平面内沿着振动筛2的长度方向移动。所述前盖板404与后盖板405之间形成的孔隙的中心、顶部观察孔402的中心、热成像仪1三者在同一直线上。

实施例18

重复实施例17，只是振动筛2的盖板201上设有开孔。所述开孔的宽度与振动筛2的宽度相等。所述热成像仪观察罩位于振动筛2盖板201上的开孔上部。所述热成像仪观察罩的底部观察孔403与振动筛2盖板201上的开孔大小相等、位置重合。

实施例19

重复实施例18，只是所述热成像仪1与数据处理模块A1连接，所述数据处理模块A1与主工艺计算机控制系统A2连接，同时冷却水喷洒装置6的冷却水阀604与主工艺计算机控制系统A2连接。当根据所述热成像图像分析判断进入成像区3内的物料具有高温点时，数据处理模块A1向主工艺计算机控制系统A2报警，主工艺计算机控制系统A2通过控制冷却水阀604的操作来实现对相应高温物料的喷水降温处理。

应用实施例1

一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法，使用实施例7中的系统，该方法包括以下步骤：

1)热成像仪1对进入振动筛2上第一成像区301内的物料进行实时拍摄，得到一次热成像图像；

2)根据所述一次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：

根据所述一次热成像图像，获取一次热成像图像中的最高温度值T1＝150℃，将该最高温度值T1与设定的目标温度T0进行对比。T0的取值为415℃。由于T1＜T0，因此判断所述一次热成像图像不具有高温点。重复步骤1)。

应用实施例2

一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法，使用实施例7中的系统，该方法包括以下步骤：

1)热成像仪1对进入振动筛2上第一成像区301内的物料进行实时拍摄，得到一次热成像图像；

2)根据所述一次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：

根据所述一次热成像图像，获取一次热成像图像中的最高温度值T1＝416℃，将该最高温度值T1与设定的目标温度T0进行对比。T0的取值为415℃。由于T1＞T0，因此判断所述一次热成像图像具有疑似高温点。

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上第二成像区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九宫格，获取9个区域中每个区域的最高温度，选取9个最高温度中的最高温度值T2＝405℃，将该最高温度值T2与设定的目标温度T0进行对比。由于T2＜T0，因此判断所述疑似高温点为假高温点。重复步骤1)。

应用实施例3

一种活性炭烟气净化装置高温检测方法，使用实施例6中的系统，该方法包括以下步骤：

1)热成像仪1对进入振动筛2上第一成像区301内的物料进行实时拍摄，得到一次热成像图像；

2)根据所述一次热成像图像分析判断进入第一成像区301内的物料是否具有高温点：

根据所述一次热成像图像，获取一次热成像图像中的最高温度值T1＝420℃，将该最高温度值T1与设定的目标温度T0进行对比。T0的取值为415℃。由于T1＞T0，因此判断所述一次热成像图像具有疑似高温点。

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上第二成像区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九宫格，获取9个区域中每个区域的最高温度，选取9个最高温度中的最高温度值T2＝421℃，将该最高温度值T2与设定的目标温度T0进行对比。由于T2＞T0，因此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，从而确定该高温点处物料在振动筛2上第二成像区302内的发现位置并记录。

3)当所述高温点处的物料由振动筛2移动至输送机5的水平段位置，通过自燃活性炭熄灭冷却装置对相应高温物料进行喷水降温，从而实现对高温物料的熄灭与冷却。

将记录所述高温点处的物料在振动筛2上成像区3内发现位置的时刻设定为t0。

步骤3)具体包括以下步骤：

3a)获取所述发现位置至振动筛2尾部的距离XL1＝2000mm，及振动筛2尾部至所述冷却水喷洒装置6的冷却水支管602之间的距离XL2＝8000mm，结合振动筛2上物料运行速度V1＝100mm/s，及输送机5上物料的运行速度V2＝400mm/s，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6的冷却水支管602的设置位置所需的时间t1：

3b)从t0时刻开始，经过t1时间后，打开冷却水阀604，所述冷却水喷洒装置6对相应高温物料进行喷水降温处理；

3c)冷却水喷洒装置6对高温物料喷水持续时间t2后，关闭冷却水阀604，所述高温物料达到熄灭冷却的效果；其中喷水持续时间t2满足下述关系式：

其中：k2为系数，k2＝3；LJ为输送机的链节长度，LJ＝300mm。

其中，所述喷水降温处理的喷水量LL_H为：

其中：LL_H为单位时间内喷出的冷却水流量，kg/s。C_ht为活性炭比热容，C_ht＝0.84kJ/(kg·℃)。LL_ht为待熄灭冷却的活性炭流量，LL_ht＝5kg/s。ΔT_ht为活性炭降温目标，ΔT_ht＝80℃。C_H1为标准大气压下100℃水的比热容，C_H1＝4.22kJ/(kg·℃)。T_e1为水的蒸发温度，T_e1＝100℃。T_e2为冷却水的初始温度，T_e2＝25℃。C_H2为水在初始温度下的比热容，C_H2＝4.177kJ/(kg·℃)。h_hz为在标准大气压下100℃水的汽化潜热，h_hz＝2257.1kJ/kg。

Claims (21)

1.一种活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的方法，该方法包括以下步骤：

1)热成像仪(1)对进入振动筛(2)上成像区(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)上成像区(3)内的发现位置；

3)当所述高温点处的物料移动至输送机(5)上，对相应高温物料进行喷水降温处理；

在步骤3)中，所述对相应高温物料进行喷水降温处理，具体为：当所述高温点处的物料由振动筛(2)移动至输送机(5)的水平段位置，通过自燃活性炭熄灭冷却装置对相应高温物料进行喷水降温，从而实现对高温物料的熄灭与冷却；所述喷水降温处理的喷水量LL_H满足下述关系式：

其中：LL_H为单位时间内喷出的冷却水流量，kg/s；C_ht为活性炭比热容，kJ/(kg·℃)；LL_ht为待熄灭冷却的活性炭流量，kg/s；ΔT_ht为活性炭降温目标，℃；C_H1为水在蒸发温度下的比热容，kJ/(kg·℃)；T_e1为水的蒸发温度，℃；T_e2为冷却水的初始温度，℃；C_H2为水在初始温度下的比热容，kJ/(kg·℃)；h_hz为水在蒸发温度下的汽化潜热，kJ/kg。

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设置在输送机(5)水平段上方的冷却水喷洒装置(6)；所述输送机(5)为链斗式输送机，链斗式输送机内均匀设置多个链斗(501)，每个链斗(501)均开口向上；冷却水喷洒装置(6)包括冷却水主管(601)、冷却水支管(602)；冷却水主管(601)和冷却水支管(602)均设置在输送机(5)水平段的正上方；冷却水主管(601)的一端设有冷却水入口，冷却水主管(601)的另一端与冷却水支管(602)连接；冷却水支管(602)的下沿开设有喷洒孔(603)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述冷却水主管(601)上还设有冷却水阀(604)，冷却水阀(604)控制冷却水喷洒装置(6)的开闭；所述冷却水支管(602)平行设置在链斗(501)上部，且与输送机(5)的长度方向垂直设置；冷却水支管(602)上开设有多个喷洒孔(603)，多个喷洒孔(603)均匀分布；所述冷却水支管(602)的长度与链斗(501)的宽度相等。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：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)具体包括以下步骤：

3a)获取所述发现位置至振动筛(2)尾部的距离XL1及振动筛(2)尾部至所述冷却水喷洒装置(6)的冷却水支管(602)之间的距离XL2，结合振动筛(2)上物料运行速度V1及输送机(5)上物料的运行速度V2，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(6)的冷却水支管(602)的设置位置所需的时间t1：

3b)从t0时刻开始，经过t1时间后，打开冷却水阀(604)，所述冷却水喷洒装置(6)对相应高温物料进行喷水降温处理；

3c)冷却水喷洒装置(6)对高温物料喷水持续时间t2后，关闭冷却水阀(604)，所述高温物料达到熄灭冷却的效果；其中喷水持续时间t2满足下述关系式：

其中：k2为系数，取值为2～5；LJ为输送机的链节长度，mm。

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；所述成像区(3)包括第一成像区(301)和第二成像区(302)；在所述振动筛(2)上，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)上成像区(3)内的物料进行实时拍摄，得到热成像图像，具体为：

1a)将热成像仪(1)设置在振动筛(2)盖板(201)的上方，振动筛(2)盖板(201)的上部设有观察装置(4)，且观察装置(4)位于振动筛(2)盖板(201)与热成像仪(1)之间；

1b)所述热成像仪(1)围绕所述观察装置(4)在竖直平面内做往复运动，所述热成像仪(1)通过观察装置(4)对进入振动筛(2)上第一成像区(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)上第一成像区(301)内的物料进行实时拍摄，得到一次热成像图像；根据所述一次热成像图像，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；

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)上第二成像区(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，从而确定该高温点处物料在振动筛(2)上第二成像区(302)内的发现位置并记录。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：T0的取值范围为390～425℃。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：T0的取值范围为400～420℃。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述观察装置(4)为热成像仪观察罩；所述热成像仪观察罩包括侧壁罩体(401)、顶部观察孔(402)和底部观察孔(403)；其中，侧壁罩体(401)的顶端边缘所围成的区域即为顶部观察孔(402)；侧壁罩体(401)的底端边缘所围成的区域即为底部观察孔(403)；

所述热成像仪(1)通过顶部观察孔(402)和底部观察孔(403)对进入振动筛(2)上第一成像区(301)和/或第二成像区(302)的物料进行实时拍摄，进而获取一次热成像图像和/或二次热成像图像。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述热成像仪观察罩还包括前盖板(404)和后盖板(405)；其中，前盖板(404)设置在所述侧壁罩体(401)的底部，且位于底部观察孔(403)的上游侧；后盖板(405)设置在所述侧壁罩体(401)的底部，且位于底部观察孔(403)的下游侧。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：根据热成像仪(1)围绕观察装置(4)在竖直平面内做往复运动的位置变化，所述前盖板(404)和后盖板(405)同步在底部观察孔(403)所在的平面内沿着振动筛(2)的长度方向移动；所述前盖板(404)与后盖板(405)之间形成的孔隙的中心、顶部观察孔(402)的中心、热成像仪(1)三者在同一直线上。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于：振动筛(2)的盖板(201)上设有开孔；所述开孔的宽度与振动筛(2)的宽度相等；所述热成像仪观察罩位于振动筛(2)盖板(201)上的开孔上部；和/或

所述热成像仪(1)与数据处理模块(A1)连接，所述数据处理模块(A1)与主工艺计算机控制系统(A2)连接，同时冷却水喷洒装置(6)的冷却水阀(604)与主工艺计算机控制系统(A2)连接；当根据所述热成像图像分析判断进入成像区(3)内的物料具有高温点时，数据处理模块(A1)向主工艺计算机控制系统(A2)报警，主工艺计算机控制系统(A2)通过控制冷却水阀(604)的操作来实现对相应高温物料的喷水降温处理。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述热成像仪观察罩的底部观察孔(403)与振动筛(2)盖板(201)上的开孔大小相等、位置重合。

14.一种用于权利要求1-13中任一项所述方法的活性炭高温检测及自燃活性炭冷却熄灭的系统，该系统包括热成像仪(1)、振动筛(2)、输送机(5)、自燃活性炭熄灭冷却装置；所述振动筛(2)的卸料口与输送机(5)的进料口连接；振动筛(2)上设有盖板(201)；热成像仪(1)设置在振动筛(2)盖板(201)的上方；输送机包括水平段和竖直段，所述自燃活性炭熄灭冷却装置设置在输送机(5)水平段的上方；所述振动筛(2)上设有成像区(3)；

所述自燃活性炭熄灭冷却装置为设置在输送机(5)水平段上方的冷却水喷洒装置(6)；所述输送机(5)为链斗式输送机，链斗式输送机内均匀设置多个链斗(501)，每个链斗(501)均开口向上；冷却水喷洒装置(6)包括冷却水主管(601)、冷却水支管(602)；冷却水主管(601)和冷却水支管(602)均设置在输送机(5)水平段的正上方；冷却水主管(601)的一端设有冷却水入口，冷却水主管(601)的另一端与冷却水支管(602)连接；冷却水支管(602)的下沿开设有喷洒孔(603)。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于：所述冷却水主管(601)上还设有冷却水阀(604)，冷却水阀(604)控制冷却水喷洒装置(6)的开闭；所述冷却水支管(602)平行设置在链斗(501)上部，且与输送机(5)的长度方向垂直设置；冷却水支管(602)上开设有多个喷洒孔(603)，多个喷洒孔(603)均匀分布；所述冷却水支管(602)的长度与链斗(501)的宽度相等。

16.根据权利要求14或15所述的系统，其特征在于：该系统还包括观察装置(4)；观察装置(4)设置在振动筛(2)盖板(201)的上部，且位于振动筛(2)盖板(201)与热成像仪(1)之间；所述观察装置(4)为热成像仪观察罩；所述热成像仪观察罩包括侧壁罩体(401)、顶部观察孔(402)和底部观察孔(403)；其中，侧壁罩体(401)的顶端边缘所围成的区域即为顶部观察孔(402)；侧壁罩体(401)的底端边缘所围成的区域即为底部观察孔(403)。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：振动筛(2)上的成像区(3)包括第一成像区(301)和第二成像区(302)，第一成像区(301)位于第二成像区(302)的上游；所述热成像仪(1)围绕所述观察装置(4)在竖直平面内做往复运动，热成像仪(1)通过观察装置(4)对进入振动筛(2)上第一成像区(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。

18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：所述热成像仪观察罩还包括前盖板(404)和后盖板(405)；其中，前盖板(404)设置在所述侧壁罩体(401)的底部，且位于底部观察孔(403)的上游侧；后盖板(405)设置在所述侧壁罩体(401)的底部，且位于底部观察孔(403)的下游侧。

19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于：根据热成像仪(1)围绕观察装置(4)在竖直平面内做往复运动的位置变化，所述前盖板(404)和后盖板(405)同步在底部观察孔(403)所在的平面内沿着振动筛(2)的长度方向移动；所述前盖板(404)与后盖板(405)之间形成的孔隙的中心、顶部观察孔(402)的中心、热成像仪(1)三者在同一直线上。

20.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：振动筛(2)的盖板(201)上设有开孔；所述开孔的宽度与振动筛(2)的宽度相等；所述热成像仪观察罩位于振动筛(2)盖板(201)上的开孔上部；和/或

该系统还包括数据处理模块(A1)与主工艺计算机控制系统(A2)；所述热成像仪(1)与数据处理模块(A1)连接，所述数据处理模块(A1)与主工艺计算机控制系统(A2)连接，同时冷却水喷洒装置(6)的冷却水阀(604)与主工艺计算机控制系统(A2)连接；主工艺计算机控制系统(A2)控制数据处理模块(A1)、热成像仪(1)、冷却水阀(604)的操作。

21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于：所述热成像仪观察罩的底部观察孔(403)与振动筛(2)盖板(201)上的开孔大小相等、位置重合。

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