本发明涉及一种活性炭吸附脱硫的方法，具体涉及一种判断脱硫装置运行状态的方法和系统，属于活性炭处理烟气。
背景技术：
1、活性炭烟气净化技术具有多污染物协同净化效率高，运行稳定，副产物可以资源化利用的优势。活性炭烟气净化系统主要包括吸附系统、再生系统、输送系统、副产物资源化利用系统等组成，其中吸附系统体积大，活性炭量装填多，是吸附烧结烟气中污染物的主要场所。
2、吸附系统的运行温度在120-145℃之间，是协同脱除烟气中的so2、nox、粉尘、二噁英等多种污染物的最佳反应温度区间，结合污染物烟气特征，吸附系统处于高温、含氧、高硫的环境，而吸附塔在脱硫时会发生强烈的放热反应，热效应巨大，同时在运行过程中活性炭从吸附塔顶部往底部运行的过程，会产生大量的微细活性炭粉末，在氧气、温度的条件下，吸附系统中存在高温的风险。
3、吸附系统主要由塔体、进出口挡板门、多孔板、微孔板组成，高30米，长11米，宽4米，单座吸附塔塔内的活性炭装填量达上百吨。一般而言吸附系统正常运行时，温度稳定，波动小，当塔内温度升高到160℃后，升温速率将急剧升高，短时间内会飞温至600℃，存在极大的安全隐患。当塔内出现活性炭异常高温情形时，由于吸附塔内的温度检测点较少，覆盖面低，高温料极有可能经过较长时间才会通过温度计检测区域，不能及时检测吸附塔内的温度变化情况，增加了事故扩大化的可能。
4、现有技术中，存在依据热量平衡原理判断吸附系统内的活性炭温升范围的专利，通过计算脱硫过程中脱硫装置内活性炭的温度变化值，来判断吸附系统中的活性炭温升范围，但计算过程较繁琐，涉及的参数较多。
5、因此如何准确快速的判断脱硫过程中系统内的活性炭温升变化情况，就显得至关重要。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的脱硫装置内温度检测点少，覆盖面低，高温料极有可能经过较长时间才会通过温度检测及区域，系统中存在安全隐患的问题，本发明提出一种判断脱硫装置运行状态的方法和系统，通过检测经过脱硫装置前后的烧结烟气中so2的浓度，对比净化后的烧结烟气中so2的实际浓度与理论浓度，从而判断脱硫装置内的活性炭温度变化情况。
2、根据本发明的第一种实施方案，提供一种判断脱硫装置运行状况的方法。
3、一种判断脱硫装置运行状况的方法，该方法包括：
4、烧结烟气的走向：烧结烟气从烧结系统排出后进入脱硫装置中进行脱硫处理，获得脱硫烟气；
5、活性炭的走向：将新鲜的活性炭输送至脱硫装置中对烧结烟气进行脱硫处理，吸附了so2后的活性经过再生处理后返送回脱硫装置中循环用于脱硫处理；
6、根据实际工况：先计算获得安全工况下脱硫装置出口处脱硫烟气中so2的理论安全浓度，然后实时检测脱硫装置出口处脱硫烟气中so2的实测浓度；最后根据so2的理论安全浓度与so2的实测浓度的比值相对于安全值的变化程度判断脱硫装置的实时运行状况，并根据判断结果调整实际工况为安全工况。
7、优选的是，所述根据so2的理论安全浓度与so2的实测浓度的比值相对于安全值的变化程度判断脱硫装置的实时运行状况包括：1)确定安全值的取值范围，即正常工况下脱硫装置出口处脱硫烟气中so2的理论安全浓度与so2的实测浓度的比值范围；
8、2)将脱硫装置出口处脱硫烟气中so2的理论安全浓度与so2的实测浓度的实时比值与安全值对比，判断脱硫装置的实时运行状况，并根据判断结果调整实际工况。
9、优选的是，所述脱硫装置出口处脱硫烟气中so2的理论安全浓度，具体为：脱硫装置气体入口处，烧结烟气的流量q，nm3/h；烧结烟气中so2的浓度c1，mg/nm3；脱硫装置中活性炭的循环量质量为m，kg；单位质量活性炭吸附so2的质量s，mgso2/g-ac，则有脱硫装置气体出口处so2的理论浓度：
10、
11、同时，检测脱硫装置气体出口处so2的实际浓度c2，mg/nm3；根据c3与c2的比值，对脱硫装置内的活性炭温度变化情况进行判断。
12、优选的是，所述根据c3与c2的比值，对脱硫装置内的活性炭温度变化情况进行判断，具体为：设定k＝c3/c2，则有：
13、1)单位时间内，计算得0.95≤k＜1.05，判断脱硫装置工作状态正常；
14、2)单位时间内，计算得0.9≤k＜0.95，降低烧结产能，脱硫装置气体入口烧结烟气降温，继续观察k值波动；若经处理后，k值升高至大于等于0.95，判断脱硫装置恢复正常工况，恢复烧结产能；
15、3)单位时间内，计算得0.8≤k＜0.9，降低烧结产能，脱硫装置气体入口烧结烟气温度降低至110℃，观察k值变化；同时检测脱硫装置中的每个吸附单元气体出口so2理论浓度与实际浓度的差值，并相应调整该吸附单元的工作状态。
16、优选的是，所述检测脱硫装置中的每个吸附单元气体出口so2理论浓度与实际浓度的差值，并相应调整该吸附单元的工作状态具体为：检测第n个吸附单元气体入口处，烟气量qn，nm3/h；so2浓度cdn，nm3/h；活性炭装载量mn，kg；则有第n个吸附单元气体出口处so2的理论浓度：
17、
18、同时，检测第n个吸附单元气体出口处so2的实际浓度csn，nm3/h；
19、设定kn＝cln/csn，则有第n个吸附单元内：
20、1)单位时间内，0.95≤kn＜1.05，判断该吸附单元工作状态正常；
21、2)单位时间内，0.8≤kn＜0.95，观察该吸附单元的kn值变化情况；
22、3)单位时间内，kn＜0.8，判断该吸附单元出现高温现象，并调整该吸附单元的工作状态。
23、优选的是，该方法还包括：所述检测并调节第n个吸附单元的kn值并调整该吸附单元的工作状态后，继续观测脱硫装置k值的变化情况：
24、1)若经过单位时间后，k上升至大于等于0.9，判断脱硫装置恢复正常工况；
25、2)若经过单位时间后，k仍小于0.9，则继续检测其他吸附单元气体出口so2的理论浓度和实际浓度的差值。
26、优选的是，所述调整吸附单元的工作状态具体为：关闭该吸附单元进出口挡板门，并通入安保氮气。
27、优选的是，所述单位时间为0.5～5min，优选为1～3min，更优选为1～2min。
28、根据本发明的第二种实施方案，提供一种判断吸附塔运行状态的系统。
29、一种判断吸附塔运行状态的系统，该系统包括脱硫装置、活性炭再生装置以及烧结装置。其中，所述脱硫装置的活性炭出口与活性炭再生装置相连接，活性炭再生装置的活性炭出口与脱硫装置的活性炭入口相连接。所述脱硫装置的气体入口通过气体输送管道与烧结装置的气体出口相连接。所述脱硫装置的气体入口处设置有气体流量检测装置和so2浓度检测装置，脱硫装置的气体出口设置有so2浓度检测装置，脱硫装置的活性炭入口设有活性炭质量检测装置。
30、优选的是，所述脱硫装置包括2～10个并联的吸附单元，每个吸附单元的气体入口处均设置有气体流量检测装置和so2浓度检测装置，每个吸附单元的气体出口均设置有so2浓度检测装置，每个吸附单元的活性炭入口设有活性炭质量检测装置。
31、在本发明中，活性炭吸附so2的过程中，so2在碳基催化剂的作用下，与烟气中的o2和水蒸气发生催化反应生成h2so4，贮存在活性炭空隙中。具体化学反应为：
32、2so2+o2+2h2o＝2h2so4(反应式1)
33、活性炭的再生反应为：
34、h2so4+c＝so2+co2+h2o(反应式2)
35、吸附了硫酸的活性炭进入活性炭解析装置，在n2气氛下加热到430℃，并维持2h，完成反应式2中的化学反应，实现活性炭的再生。活性炭在分解过程中so2的释放规律如图2所示，从中可知硫酸分解起始分解温度在220℃，并随着反应温度的提高，硫酸释放速率急剧增加，高温时间持续30min后基本可以完成活性炭吸附硫酸的分解。由此可知，若脱硫装置出现220℃以上的高温，活性炭吸附的硫酸将会分解成so2进入烟气中，即脱硫装置气体出口处的so2浓度上升。
36、在本发明中，当脱硫装置内温度升高到160℃以后，升温速率会急剧升高，并在短时间内飞温至600℃，活性炭中吸附的硫酸将会大量分解为so2并进入烟气中。本发明根据上述原理，在现有技术的基础上做出改进，通过检测脱硫装置气体出口so2的实际浓度，并计算脱硫装置气体出口的so2理论浓度，二者对比判断脱硫装置内的活性炭温度变化情况。
37、在本发明中，所述k、kn的安全值取值范围为0.95～1.05。
38、在本发明中，检测脱硫装置气体入口处的烟气流量和so2浓度，并根据脱硫装置中装载的活性炭质量和单位质量活性炭对so2的吸附质量，由式1计算出脱硫装置气体出口so2的理论浓度c3，再通过so2的理论浓度c3与实际浓度c2的比值k，判断脱硫装置当前的工作状态。当0.95≤k＜1.05时，c3与c2相差较小，表示脱硫装置中活性炭处于最佳吸附温度，脱硫装置工作状态正常。当0.9≤k＜0.95时，c3与c2存在差距，表示可能存在活性炭中的部分h2so4分解为so2的现象，降低烧结产能，烧结烟气降温后继续观察k值波动。当0.8≤k＜0.9时，c3与c2相差较大，表示脱硫装置中大量h2so4可能被分解为so2，降低烧结产能，将脱硫装置气体入口的烧结烟气温度降至110℃，观察k值变化，若k值回到正常范围内，则处理完毕，脱硫装置工作状态正常；若k值无变化或继续降低，则表示脱硫装置中至少一个吸附单元内存在异常高温现象，需检测每个吸附单元的工作状态。
39、在本发明中，检测每个吸附单元工作状态的过程与检测脱硫装置工作状态的过程类似，但是k与kn的限定范围有所区别，这是由于脱硫装置包括多个吸附单元，当其中一个或少量吸附单元出现异常高温情况时，异常吸附单元排出的烟气中的so2会被正常吸附单元排出的烟气稀释，k值波动较小，而kn仅为一个吸附单元中so2的变化情况，kn随其中so2实际浓度的变化较大。
40、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
41、1、本发明提供的一种判断脱硫装置运行状态的方法根据so2随温度变化的释放规律，通过脱硫装置出口so2的浓度变化趋势，快速准确地判断脱硫装置中的温度变化，防止事故扩大化，且涉及的参数少，计算方法简单。
42、2、本发明提供的一种判断脱硫装置运行状态的系统结构简单，操作方便，无需更换现有设备，能即时判断脱硫装置中的温度变化情况，避免异常升温的活性炭造成事故扩大化。
1.一种判断脱硫装置运行状况的方法，其特征在于：该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据so2的理论安全浓度与so2的实测浓度的比值相对于安全值的变化程度判断脱硫装置的实时运行状况包括：1)确定安全值的取值范围，即正常工况下脱硫装置出口处脱硫烟气中so2的理论安全浓度与so2的实测浓度的比值范围；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述脱硫装置出口处脱硫烟气中so2的理论安全浓度，具体为：测得脱硫装置气体入口处，烧结烟气的流量q，nm3/h；烧结烟气中so2的浓度c1，mg/nm3；脱硫装置中活性炭的循环量质量为m，kg；单位质量活性炭吸附so2的质量s，mgso2/g-ac，则有脱硫装置气体出口处so2的理论浓度：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述根据c3与c2的比值，对脱硫装置内的活性炭温度变化情况进行判断，具体为：设定k＝c3/c2，则有：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述检测脱硫装置中的每个吸附单元气体出口so2理论浓度与实际浓度的差值，并相应调整该吸附单元的工作状态具体为：检测第n个吸附单元气体入口处，烟气量qn，nm3/h；so2浓度cdn，nm3/h；活性炭装载量mn，kg；则有第n个吸附单元气体出口处so2的理论浓度：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：该方法还包括：所述检测并调节第n个吸附单元的kn值并调整该吸附单元的工作状态后，继续观测脱硫装置k值的变化情况：
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述调整吸附单元的工作状态具体为：关闭该吸附单元进出口挡板门，并通入安保氮气。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，其特征在于：所述单位时间为0.5～5min，优选为1～3min，更优选为1～2min。
9.一种判断吸附塔运行状态的系统或应用于权利要求1-8中任一项所述方法的系统，其特征在于：该系统包括脱硫装置(1)、活性炭再生装置(2)以及烧结装置(3)；其中，所述脱硫装置(1)的活性炭出口与活性炭再生装置(2)相连接，活性炭再生装置(2)的活性炭出口与脱硫装置(2)的活性炭入口相连接；所述脱硫装置(1)的气体入口通过气体输送管道(l1)与烧结装置(3)的气体出口相连接；所述脱硫装置(1)的气体入口处设置有气体流量检测装置(4)和so2浓度检测装置(5)，脱硫装置(1)的气体出口设置有so2浓度检测装置(5)，脱硫装置(1)的活性炭入口设有活性炭质量检测装置(6)。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述脱硫装置(1)包括2～10个并联的吸附单元，每个吸附单元的气体入口处均设置有气体流量检测装置(4)和so2浓度检测装置(5)，每个吸附单元的气体出口均设置有so2浓度检测装置(5)，每个吸附单元的活性炭入口设有活性炭质量检测装置(6)。
