CN112858384B - 一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法及*** - Google Patents
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Abstract
一种活性炭烟气净化装置高温检测‑冷却处理方法及***,该方法包括以下步骤:1)实时获取物料在物料运输线上的物料热成像图像,调取物料进入第一位置区域内的所述物料热成像图像作为初筛热成像图像;2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线上的发现位置;3)当在物料运输线上标记了所述发现位置的所述高温点的物料移动至处理位置时,对所述高温点的物料进行冷却降温处理。本申请提供的技术方案,通过对高温点的识别,精准的对含有高温点的物料进行冷却降温处理,能够在有效保护物料运输线的生产安全的同时,降低此安全维护费用,从而为企业降低防范风险的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,具体涉及一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,属于烧结烟气净化技术领域;本发明还涉及一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***。
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、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。
现有技术中的活性炭脱硫脱硝装置工作示意图如图7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7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。解析塔结构示意图如图8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;而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***的安全稳定运行,因此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7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,如若活性炭物料在烧结活性炭烟气净化装置内自燃,将会引发极大的生产安全事故。
因此,如何提供一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,能够能够在有效保护物料运输线的生产安全的同时,降低此安全维护费用,从而为企业降低防范风险的成本,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明的目的在于通过对高温点的识别,精准的对含有高温点的物料进行冷却降温处理,能够在有效保护物料运输线的生产安全的同时,降低此安全维护费用,从而为企业降低防范风险的成本。本发明提供一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,该方法包括以下步骤:1)实时获取物料在物料运输线上的物料热成像图像,已被获取所述物料热成像图像的物料为已检物料,未被获取所述物料热成像图像的物料为未检物料,调取物料进入第一位置区域内的所述物料热成像图像作为初筛热成像图像;2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线上的发现位置;3)当在物料运输线上标记了所述发现位置的所述高温点的物料移动至处理位置时,对所述高温点的物料进行冷却降温处理。
根据本发明的第一个实施方案,提供一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法:
一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,该方法包括以下步骤:1)实时获取物料在物料运输线上的物料热成像图像,已被获取所述物料热成像图像的物料为已检物料,未被获取所述物料热成像图像的物料为未检物料,调取物料进入第一位置区域内的所述物料热成像图像作为初筛热成像图像;2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线上的发现位置;3)当在物料运输线上标记了所述发现位置的所述高温点的物料移动至处理位置时,对所述高温点的物料进行冷却降温处理。
作为优选,所述冷却降温处理具体为,在处理位置处向所述高温点物料喷射流量为LLN的冷却气体,所述冷却喷射流量LLN满足下述公式:
其中:Cht:物料的比热容,kJ/(kg*℃);CN:冷却气体的比热容,单位kJ/(kg*℃);LLht:物料的流量,单位kg/s;LLN:冷却气体的流量,单位kg/s;ΔTht:物料降温变化值;KN1:0.6-1,冷却装置喷出的冷却气体参与物料冷却的比率;KN2:0.6-1,参与冷却物料过程冷却气体的参与度;ΔTN:冷却气体的升温变化值。
作为优选,所述冷却降温处理具体为,在处理位置的上方阵列设置冷却喷口方阵;所述冷却喷口方阵满足如下要求:
WN=k0*LK 公式4
LN=k1*3*LJ 公式5
LN0=k2*LJ 公式6
其中,WN:为冷却喷口方阵垂直于物料运输线方向的宽度,单位mm;LK:为物料运输线的宽度,单位mm;k0:系数,取0.8-1.5;LN:为冷却喷口方阵沿物料运输线方向的长度,单位mm;LJ:为物料运输线的单位长度,单位mm;k1:系数,取0.8-2;LN0:为冷却喷口方阵上沿物料运输线方向相邻喷口之间的间距,单位mm;k2:系数,取0.5-1。
作为优选,步骤2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线上的发现位置具体包括以下步骤:
201)获取整个所述初筛热成像图像的整体平均亮度值Lz;
将所述初筛热成像图像分成n×m个识别区块,获取每个所述区块的区块平均亮度值Lq;
202)将所述区块平均亮度值Lq与所述整体平均亮度值Lz进行对比,
当所述区块的区块平均亮度值Lq<110%Lz时,判定整个所述初筛热成像图像不具有高温点,继续调取进入第一位置区域内新的物料的所述初筛热成像图像;
当所述区块的区块平均亮度值Lq≥110%Lz时,判定整个所述初筛热成像图像具有疑似高温点;则追踪获取所述疑似高温点的物料从第一位置区域移动至第二位置区域过程中的多张所述疑似点热成像图像;
203)持续分析多张所述疑似点热成像图像,按顺序获取n张所述疑似点热成像图像中所述疑似高温点的区块平均亮度值Lq1、Lq2、……、Lqn;进行如下分析判断:
若相邻间隔获取的疑似点热成像图像中的区块平均亮度值均满足Lq(n-1)<Lqn,则识别所述疑似高温点为高温点;
若区块平均亮度值Lqn≥110%Lz,则识别所述疑似高温点为高温点;
若区块平均亮度值Lqn<110%Lz,则识别所述疑似高温点为假高温点;
204)若所述疑似高温点为高温点,则标记所述高温点物料在物料运输线上的发现位置;
205)若所述疑似高温点为假高温点,则获取由第二位置区域至第一位置区域的未检物料的所述初筛热成像图像;
其中,所述第一位置区域位于所述第二位置区域的上游。
作为优选,步骤2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线上的发现位置具体包括以下步骤:
S201)分析识别所述初筛热成像图像中,最高温度点的温度值T是否大于t0,t0为400-430℃;若T>t0,则判定整个所述初筛热成像图像具有疑似高温点;
S202)按顺序获取n张所述疑似点热成像图像中所述疑似高温点的温度值T1、T2、……、TN;进行如下分析判断:
若所述疑似高温点的温度值TN≥t0,则所述疑似高温点为高温点;
若所述疑似高温点的温度值TN<t0,则所述疑似高温点为假高温点;
S203)若所述疑似高温点为高温点,则标记所述高温点物料在物料运输线上的发现位置;
S204)若所述疑似高温点为假高温点,则获取由第二位置区域至第一位置区域的未检物料的所述初筛热成像图像。
作为优选,密封运输线上罩设有运输盖板;物料沿密封运输线的长度方向移动。
作为优选,所述物料运输线为密封运输线;
步骤1)实时获取物料在物料运输线上的物料热成像图像包括以下步骤:
1a)将热成像仪设置在所述运输盖板上方,所述运输盖板上开设有第一观察装置;
1b)所述热成像仪绕所述第一观察装置在所述物料运输线中轴线所处的竖直垂面上作往复运动,所述热成像仪的感光部件一直指向所述第一观察装置,所述热成像仪通过所述第一观察装置获取在所述物料运输线上从所述第一位置区域至所述第二位置区域的所述物料热成像图像。
作为优选,所述第一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、底部观察孔、前遮板、后遮板;
所述顶部观察孔水平设置在所述侧壁罩体上端;
所述底部观察孔水平设置在所述侧壁罩体下端;
所述热成像仪通过所述顶部观察孔和所述底部观察孔获取在所述物料运输线上从所述第一位置区域至所述第二位置区域的所述物料热成像图像;
所述前遮板设置在所述侧壁罩体下端,且位于所述底部观察孔的上游侧;
所述后遮板设置在所述侧壁罩体下端,且位于所述底部观察孔的下游侧;
所述前遮板和所述后遮板之间的空间为所述底部观察孔;
根据所述热成像仪作往复运动的位置,所述前遮板和所述后遮板同步在所述物料运输线运输方向移动;
所述底部观察孔的中心、所述顶部观察孔的中心和所述热成像仪的感光部件在同一直线上。
作为优选,将所述标记所述高温点物料在物料运输线上的发现位置的时刻记录为Ti0;
步骤3)具体包括以下步骤;
获取所述发现位置至所述处理位置的距离L,结合物料在物料运输线上的移动速度v,得到所述高温点物料移动至所述处理位置的时间ti0;
当从Ti0时刻启,延时ti0后,在所述处理位置执行冷却降温处理;
所述冷却降温处理为向所述处理位置的高温点物料喷射冷却气体;
作为优选,所述物料运输线包括:位于振动筛上的第一运输段和位于链斗式输送机上的第二运输段;所述发现位置在第一运输段上,所述处理位置在第二运输段上;所述高温点物料从所述发现位置移动至所述处理位置的时间ti0满足如下公式:
XL1:发现位置距离到第一运输段尾部的长度,单位mm;
XL2:第二运输段的头部至处理位置的距离,单位mm;
V0:振动筛上活性炭颗粒的向前运动速度,单位mm/s;
V1:链斗式输送机链斗运行速度,单位mm/s。
根据本发明的第二个实施方案,提供一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***:
一种应用第一个实施方案所述活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***,该***包括:
用于运输物料的物料运输线;
设置在物料运输线的运输盖板上的第一观察装置;
设置在运输盖板上方,用于透过所述第一观察装置,识别高温点物料的热成像仪;
与所述热成像仪信号连接,设置在所述物料运输线上,用于为高温点物料降温的冷却装置;
所述热成像仪绕所述第一观察装置在所述物料运输线中轴线所处的竖直垂面上作往复运动,所述热成像仪的感光部件一直指向所述第一观察装置,所述热成像仪通过所述第一观察装置获取在所述物料运输线上从所述第一位置区域至所述第二位置区域的所述物料热成像图像;
所述冷却装置位于所述第一观察装置的下游。
作为优选,所述第一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、底部观察孔、前遮板、后遮板;所述顶部观察孔水平设置在所述侧壁罩体上端;所述底部观察孔水平设置在所述侧壁罩体下端;所述热成像仪通过所述顶部观察孔和所述底部观察孔获取在所述物料运输线上从所述第一位置区域至所述第二位置区域的所述物料热成像图像;所述前遮板设置在所述侧壁罩体下端,且位于所述底部观察孔的上游侧;所述后遮板设置在所述侧壁罩体下端,且位于所述底部观察孔的下游侧;所述前遮板和所述后遮板之间的空间为所述底部观察孔;
根据所述热成像仪作往复运动的位置,所述前遮板和所述后遮板同步在所述物料运输线运输方向移动;
所述底部观察孔的中心、所述顶部观察孔的中心和所述热成像仪的感光部件在同一直线上。
在本申请的第一个实施方案中,提供一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法。该方法首先获取物料运输线上第一位置区域的初筛热成像图像,并根据该初筛热成像图像识别出物料运输线上的高温点,并记录该高温点在物料运输线上的发现位置。当标记了发现位置的具有高温点的物料移动至下游的处理位置时,对含有高温点的物料进行冷却降温处理。从燃烧的本质上将高温点处的物料进行降温处理,使得高温点处的物料的温度降至着火点以下,从而起到防止物料运输线上的物料出现大规模的自燃的作用。本申请提供的技术方案,通过对高温点的识别,精准的对含有高温点的物料进行冷却降温处理,能够在有效保护物料运输线的生产安全的同时,降低此安全维护费用,从而为企业降低防范风险的成本。
需要说明的是,在现有技术中。由于物料运输线(烧结活性炭烟气净化装置)整体是气密结构,如果要防止物料运输线上的物料发生自燃,通常的操作方案是,将高温点的入料从物料运输线中排出,或在整个物料运输线中为物料营造一个隔氧的氛围。但,将物料从物料运输线排出,极大降低物料运输线的运输效率;而营造隔氧氛围又会由于灭火气体的使用而增加生产成本。
在本申请提供的第一个实施方案中,结合物料运输线上高温点的发现位置的位置信息。能够准确的预测含有高温点的物料,什么时候到达处理位置;紧接着在处理位置处对高温点物料进行冷却降温处理。冷却降温处理的方式是向高温点物料喷射一定量(LLN)的冷却气体。而冷却喷射流量LLN满足公式12的要求。由公式12得到的冷却喷射流量LLN,通过引入LLht、ΔTht、ΔTN等变量,充分考虑冷却气体参与冷却的比率KN1和参与冷却的冷却气体的参与度,从而能够精准得控制冷却气体的用量,以使得通过该技术方案能够在达到冷却目的的同时,控制冷却气体的使用成本。
进一步的将原本即将达到燃烧点的物料的温度降至燃烧点以下,进而使得该部分物料在离开了处理位置之后,为周边的物料进行热传导降温。
需要说明的是,冷却气体为:二氧化碳、氮气等能够抑制燃烧反应的气体。
在本申请提供的第一个实施方案中,在冷却降温处理过程中,在处理位置上方设置冷却喷口方阵,冷却喷口方阵满足公式4、公式5和公式6以使得冷却喷口的数量得到合理的布置,从而进一步提高冷却效果。
在本申请提供的第一个实施方案中,步骤2)具有两种识别高温点的方案;
第一识别方案为:通过判断初筛热成像图形中局部亮度值与整个图像的平均亮度值的关系,判断整个初筛热成像图像的区域中是否存在局部物料的温度异常高于其他区域物料的温度。这种方案判断的是亮度值的相对关系,不受测温准确度的影响,能够有效延长设备的使用判断寿命。
需要说明的是,当热成像仪的感官元件在使用过程中,由于粉尘的作用阻碍红外光线的传导,极易导致直接根据测温值判断高温点的结果不准确。
第二识别方案为,直接通过热成像仪检测物料运输线物料的温度,是否超过限定值t0。在第一位置区域识别具有温度超过限定值t0的局部物料,即疑似高温点物料。
无论是采用第一个方案还是第二个方案,当在第一位置区域发现疑似高温点物料后,均追踪监测该处物料至第二位置区域,进一步判断疑似高温点物料是否为高温点。
需要说明的是,第一识别方案中,该方案首先在第一位置区域获取初筛热成像图像,并分析初筛热成像图像是否具有疑似高温点;对具有疑似高温点初筛热成像图像的物料进行追踪监测,即获取具有疑似高温点物料从第一位置区域到第二位置区域的多张疑似点热成像图像,并分析确认疑似高温点是否为高温点。若疑似高温点为高温点,则进一步地标记所述高温点物料在物料运输线上的发现位置。当所述发现位置的物料移动至处理位置时,执行冷却降温处理。在高温物料的运输过程中,当物料温度达到一定值时,物料内部能会发生氧化放热反应,从而进一步的提高物料的温度,进而发生自燃;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的氧化放热反应的条件,从而使得物料自燃情况消失。如果单纯地在检测到一次高温点后,即对该高温点的物料执行冷却降温处理,将极大提高生产的维护成本。本申请提供的技术方案,能够将识别高温点物料的过程分为初步怀疑,并追踪判定,从而得到准确的高温点的判断数据;进而能够进行精确的冷却处理。
需要说明的是,高温点物料相对与周边低温物料的红外线放射量低,因而在初筛热成像图像中,高温点区域的平均亮度值Lq相较于整个初筛热成像图像的平均亮度值Lz高。通实验测试表明,一般来说当Lq≥110Lz时,即达到自燃的条件。
需要说明的是,物料在物料运输线运输的过程中,由于物料运输线本申请的振动,会使得物料运输线上的物料颗粒之间出现局部相对位移,从而使得原本能自燃的物料释放热量,从而由最初的疑似高温点物料判定为假高温点物料。
需要说明的是,当在步骤205)中判断高温点为假高温点,则快速获取由第二位置区域至第一位置区域中未检测物料的初筛热成像图像,以确保不遗漏任何物料。如果在这一过程中获取到的初筛热成像图像中存在疑似高温点,则直接开始进行追踪,以判断新的疑似高温点是否为高温点。
需要说明的是,本申请的提供的技术方案的具体实施例中,以并非只有一个热成像仪。在具体的实施过程中,以控制多个独立的热成像仪执行本申请技术方案提供的方法。已达到不间断实时分析判断物料运输线上高温点的效果。
需要说明的是,执行冷却降温处理,即是对物料运输线上自燃的物料降温,以保证大部分物料和设备的安全,是安全的生产过程中,自动化处理的最后一道防线。
在本申请的第一个实施方案中,物料运输线上设置有运输盖板;用于获取热成像图像的热成像仪设置在物料运输线上的上方,且位于运输盖板的上方。热成像仪通过第一观察装置观察物料运输线上的物料;第一观察装置起到排除热成像仪观测障碍,优化成像环境、成像背景的作用;同时第一观察装置还能够防止物料运输线的物料中的粉尘溢出。
需要说明的是,如附图所示,热成像仪通过绕第一观察装置做往复运动,去观测物料运输线上的物料,即能够减少在物料运输线上开孔的大小,减少物料粉尘在物料运输线上的泄露。
需要说明的是,往复运动具体为,在物料运输方向的往复运动;更为具体的,往复运动为圆弧运动,热成像仪以第一观察装置的观察孔为圆心做圆弧运动。
需要说明的是,物料运输线优选为密闭物料运输线。密闭物料运输线能够进一步防止物料中的粉尘或细小颗粒泄露。
在本申请的第一个实施方案中,第一观察装置的顶部观察孔和底部观察孔相通;且底部观察孔的位置根据热成像仪的位置而作适应性的调整以使得底部观察孔、顶部观察孔、热成像仪的感光元件处在同一直线上。
需要说明的是,为了降低底部观察孔的面积,通过前遮板和后遮板,减少底部观察孔的实际面积,同时通过调整前遮板和后遮板的位置,调节底部观察孔的孔位置,以使得底部观察孔满足成像仪通过第一观察装置观测物料运输线物料的需求。
在本申请的第一个实施方案中,在步骤3)中,在最后在第二位置区域确认高温点的物料的发现位置后。根据物料运输线的速度,确定在处理位置进行排料操作的等待时间ti0。
需要说明的是,本申请提供的技术方案中,涉及到的物料运输线为抽象上位概念,“物料运输线”可以仅是一条普通的物料运输线;“物料运输线”也可以包括整个物料运输过程中的各个环节或者多个环节的组合。在本申请具体的实施例中,“物料运输线”包括位于振动筛上的第一运输段和位于链斗式输送机上的第二运输段。所述等待时间ti0考虑第一运输段和第二运输段的运输速度和情况。
在本申请的第二个实施方案中,提供一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***。该***包括设置在物料运输线的运输盖板上的第一观察装置;以及位于第一观察装置上方的热成像仪,热成像仪通过第一观察装置观测物料运输线上的物料。为了减少运输盖板上的开孔大小,热成像仪相对于第一观察装置做往复运动,从而观测物料运输线上的物料,即能够观测从第一位置区域至第二位置区域范围内的物料,识别是否出现自燃物料,进而控制冷却装置对自燃物料进行冷却降温处理。通过本申请的技术方案,通过对高温点的识别,精准的对含有高温点的物料进行冷却降温处理,能够在有效保护物料运输线的生产安全的同时,降低此安全维护费用,从而为企业降低防范风险的成本。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本申请提供的技术方案,能够将识别高温点物料的过程分为初步怀疑,并追踪判定,从而得到准确的高温点的判断数据;
2、本申请提供的技术方案,能够在识别出高温点的条件下,对高温点物料进行精准降温;
3、本申请提供的技术方案,能够提高热成像仪感应的准确度。
附图说明
图1为本发明实施例中活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法的流程图;
图2为本发明实施例中识别高温点并标记发现位置方法的流程图;
图3为本发明实施例中热成像仪获取第一位置区域热成像图像的示意图;
图4为本发明实施例中热成像仪获取第二位置区域热成像图像的示意图;
图5为本发明实施例中物料运输线的结构示意图;
图6为本发明实施例中第一观察装置的安装位置及结构示意图;
图7为现有技术中的活性炭脱硫脱硝装置工作示意图;
图8为解析塔结构示意图;
图9为本发明实施例中热成像仪、主控、热成像仪数据处理后台信号连接图;
图10为本发明实施例中热成像仪数据处理流程;
图11为本发明实施例中活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***示意图;
图12为本发明实施例中高温活性炭颗粒处理流程的逻辑框图;
图13为本发明实施例中冷却装置的俯视结构图;
图14为本发明实施例中冷却装置的主视结构图。
附图标记:
A1:第一位置区域;A2:第二位置区域;1:物料运输线;101:第一运输段;102:第二运输段;103:运输盖板;2:第一观察装置;201:侧壁罩体;202:顶部观察孔;203:底部观察孔;204:前遮板;205:后遮板;3:热成像仪;301:感光部件;4:冷却装置。
具体实施方式
根据本发明的第一个实施方案,提供一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法:
一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,该方法包括以下步骤:1)实时获取物料在物料运输线1上的物料热成像图像,已被获取所述物料热成像图像的物料为已检物料,未被获取所述物料热成像图像的物料为未检物料,调取物料进入第一位置区域A1内的所述物料热成像图像作为初筛热成像图像;2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线1上的发现位置;3)当在物料运输线1上标记了所述发现位置的所述高温点的物料移动至处理位置时,对所述高温点的物料进行冷却降温处理。
作为优选,所述冷却降温处理具体为,在处理位置处向所述高温点物料喷射流量为LLN的冷却气体,所述冷却喷射流量LLN满足下述公式:
其中:Cht:物料的比热容,kJ/(kg*℃);CN:冷却气体的比热容,单位kJ/(kg*℃);LLht:物料的流量,单位kg/s;LLN:冷却气体的流量,单位kg/s;ΔTht:物料降温变化值;KN1:0.6-1,冷却装置4喷出的冷却气体参与物料冷却的比率;KN2:0.6-1,参与冷却物料过程冷却气体的参与度;ΔTN:冷却气体的升温变化值。
作为优选,所述冷却降温处理具体为,在处理位置的上方阵列设置冷却喷口方阵;所述冷却喷口方阵满足如下要求:
WN=k0*LK 公式4
LN=k1*3*LJ 公式5
LN0=k2*LJ 公式6
其中,WN:为冷却喷口方阵垂直于物料运输线1方向的宽度,单位mm;LK:为物料运输线1的宽度,单位mm;k0:系数,取0.8-1.5;LN:为冷却喷口方阵沿物料运输线1方向的长度,单位mm;LJ:为物料运输线1的单位长度,单位mm;k1:系数,取0.8-2;LN0:为冷却喷口方阵上沿物料运输线1方向相邻喷口之间的间距,单位mm;k2:系数,取0.5-1。
作为优选,步骤2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线1上的发现位置具体包括以下步骤:
201)获取整个所述初筛热成像图像的整体平均亮度值Lz;
将所述初筛热成像图像分成n×m个识别区块,获取每个所述区块的区块平均亮度值Lq;
202)将所述区块平均亮度值Lq与所述整体平均亮度值Lz进行对比,
当所述区块的区块平均亮度值Lq<110%Lz时,判定整个所述初筛热成像图像不具有高温点,继续调取进入第一位置区域A1内新的物料的所述初筛热成像图像;
当所述区块的区块平均亮度值Lq≥110%Lz时,判定整个所述初筛热成像图像具有疑似高温点;则追踪获取所述疑似高温点的物料从第一位置区域A1移动至第二位置区域A2过程中的多张所述疑似点热成像图像;
203)持续分析多张所述疑似点热成像图像,按顺序获取n张所述疑似点热成像图像中所述疑似高温点的区块平均亮度值Lq1、Lq2、……、Lqn;进行如下分析判断:
若相邻间隔获取的疑似点热成像图像中的区块平均亮度值均满足Lq(n-1)<Lqn,则识别所述疑似高温点为高温点;
若区块平均亮度值Lqn≥110%Lz,则识别所述疑似高温点为高温点;
若区块平均亮度值Lqn<110%Lz,则识别所述疑似高温点为假高温点;
204)若所述疑似高温点为高温点,则标记所述高温点物料在物料物料运输线1上的发现位置;
205)若所述疑似高温点为假高温点,则获取由第二位置区域A2至第一位置区域A1的未检物料的所述初筛热成像图像;
其中,所述第一位置区域A1位于所述第二位置区域A2的上游。
作为优选,步骤2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线1上的发现位置具体包括以下步骤:
S201)分析识别所述初筛热成像图像中,最高温度点的温度值T是否大于t0,t0为400-430℃;若T>t0,则判定整个所述初筛热成像图像具有疑似高温点;
S202)按顺序获取n张所述疑似点热成像图像中所述疑似高温点的温度值T1、T2、……、TN;进行如下分析判断:
若所述疑似高温点的温度值TN≥t0,则所述疑似高温点为高温点;
若所述疑似高温点的温度值TN<t0,则所述疑似高温点为假高温点;
S203)若所述疑似高温点为高温点,则标记所述高温点物料在物料运输线1上的发现位置;
S204)若所述疑似高温点为假高温点,则获取由第二位置区域A2至第一位置区域A1的未检物料的所述初筛热成像图像。
作为优选,密封运输线上罩设有运输盖板103;物料沿密封运输线的长度方向移动。
作为优选,所述物料运输线1为密封运输线;
步骤1)实时获取物料在物料运输线1上的物料热成像图像包括以下步骤:
1a)将热成像仪3设置在所述运输盖板103上方,所述运输盖板103上开设有第一观察装置2;
1b)所述热成像仪3绕所述第一观察装置2在所述物料运输线1中轴线所处的竖直垂面上作往复运动,所述热成像仪3的感光部件一直指向所述第一观察装置2,所述热成像仪3通过所述第一观察装置2获取在所述物料运输线1上从所述第一位置区域A1至所述第二位置区域A2的所述物料热成像图像。
作为优选,所述第一观察装置2为热成像仪观察罩;所述热成像仪观察罩包括:侧壁罩体201、顶部观察孔202、底部观察孔203、前遮板204、后遮板205;
所述顶部观察孔202水平设置在所述侧壁罩体201上端;
所述底部观察孔203水平设置在所述侧壁罩体201下端;
所述热成像仪3通过所述顶部观察孔202和所述底部观察孔203获取在所述物料运输线1上从所述第一位置区域A1至所述第二位置区域A2的所述物料热成像图像;
所述前遮板204设置在所述侧壁罩体201下端,且位于所述底部观察孔203的上游侧;
所述后遮板205设置在所述侧壁罩体201下端,且位于所述底部观察孔203的下游侧;
所述前遮板204和所述后遮板205之间的空间为所述底部观察孔203;
根据所述热成像仪3作往复运动的位置,所述前遮板204和所述后遮板205同步在所述物料运输线1运输方向移动;
所述底部观察孔203的中心、所述顶部观察孔202的中心和所述热成像仪3的感光部件在同一直线上。
作为优选,将所述标记所述高温点物料在物料运输线1上的发现位置的时刻记录为Ti0;
步骤3)具体包括以下步骤;
获取所述发现位置至所述处理位置的距离L,结合物料在物料运输线1上的移动速度v,得到所述高温点物料移动至所述处理位置的时间ti0;
当从Ti0时刻启,延时ti0后,在所述处理位置执行冷却降温处理;
所述冷却降温处理为向所述处理位置的高温点物料喷射冷却气体;
作为优选,所述物料运输线1包括:位于振动筛上的第一运输段101和位于链斗式输送机上的第二运输段102;所述发现位置在第一运输段101上,所述处理位置在第二运输段102上;所述高温点物料从所述发现位置移动至所述处理位置的时间ti0满足如下公式:
XL1:发现位置距离到第一运输段尾部的长度,单位mm;
XL2:第二运输段的头部至处理位置的距离,单位mm;
V0:振动筛上活性炭颗粒的向前运动速度,单位mm/s;
V1:链斗式输送机链斗运行速度,单位mm/s。
根据本发明的第二个实施方案,提供一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***:
一种应用第一个实施方案所述活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***,该***包括:
用于运输物料的物料运输线1;
设置在物料运输线1的运输盖板103上的第一观察装置2;
设置在运输盖板103上方,用于透过所述第一观察装置2,识别高温点物料的热成像仪3;
与所述热成像仪3信号连接,设置在所述物料运输线1上,用于为高温点物料降温的冷却装置4;
所述热成像仪3绕所述第一观察装置2在所述物料运输线1中轴线所处的竖直垂面上作往复运动,所述热成像仪3的感光部件一直指向所述第一观察装置2,所述热成像仪3通过所述第一观察装置2获取在所述物料运输线1上从所述第一位置区域A1至所述第二位置区域A2的所述物料热成像图像;
所述冷却装置4位于所述第一观察装置2的下游。
作为优选,所述第一观察装置2为热成像仪观察罩;所述热成像仪观察罩包括:侧壁罩体201、顶部观察孔202、底部观察孔203、前遮板204、后遮板205;所述顶部观察孔202水平设置在所述侧壁罩体201上端;所述底部观察孔203水平设置在所述侧壁罩体201下端;所述热成像仪3通过所述顶部观察孔202和所述底部观察孔203获取在所述物料运输线1上从所述第一位置区域A1至所述第二位置区域A2的所述物料热成像图像;所述前遮板204设置在所述侧壁罩体201下端,且位于所述底部观察孔203的上游侧;所述后遮板205设置在所述侧壁罩体201下端,且位于所述底部观察孔203的下游侧;所述前遮板204和所述后遮板205之间的空间为所述底部观察孔203;
根据所述热成像仪3作往复运动的位置,所述前遮板204和所述后遮板205同步在所述物料运输线1运输方向移动;
所述底部观察孔203的中心、所述顶部观察孔202的中心和所述热成像仪3的感光部件在同一直线上。
实施例1
一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,该方法包括以下步骤:1)实时获取物料在物料运输线1上的物料热成像图像,已被获取所述物料热成像图像的物料为已检物料,未被获取所述物料热成像图像的物料为未检物料,调取物料进入第一位置区域A1内的所述物料热成像图像作为初筛热成像图像;2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线1上的发现位置;3)当在物料运输线1上标记了所述发现位置的所述高温点的物料移动至处理位置时,对所述高温点的物料进行冷却降温处理。
实施例2
重复实施例1,只是所述冷却降温处理具体为,在处理位置处向所述高温点物料喷射流量为LLN的冷却气体,所述冷却喷射流量LLN满足下述公式:
其中:Cht:物料的比热容,kJ/(kg*℃);CN:冷却气体的比热容,单位kJ/(kg*℃);LLht:物料的流量,单位kg/s;LLN:冷却气体的流量,单位kg/s;ΔTht:物料降温变化值;KN1:0.6-1,冷却装置4喷出的冷却气体参与物料冷却的比率;KN2:0.6-1,参与冷却物料过程冷却气体的参与度;ΔTN:冷却气体的升温变化值。
实施例3
重复实施例2,只是所述冷却降温处理具体为,在处理位置的上方阵列设置冷却喷口方阵;所述冷却喷口方阵满足如下要求:
WN=k0*LK 公式4
LN=k1*3*LJ 公式5
LN0=k2*LJ 公式6
其中,WN:为冷却喷口方阵垂直于物料运输线1方向的宽度,单位mm;LK:为物料运输线1的宽度,单位mm;k0:系数,取0.8-1.5;LN:为冷却喷口方阵沿物料运输线1方向的长度,单位mm;LJ:为物料运输线1的单位长度,单位mm;k1:系数,取0.8-2;LN0:为冷却喷口方阵上沿物料运输线1方向相邻喷口之间的间距,单位mm;k2:系数,取0.5-1。
实施例4
重复实施例3,只是步骤2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线1上的发现位置具体包括以下步骤:
201)获取整个所述初筛热成像图像的整体平均亮度值Lz;
将所述初筛热成像图像分成n×m个识别区块,获取每个所述区块的区块平均亮度值Lq;
202)将所述区块平均亮度值Lq与所述整体平均亮度值Lz进行对比,
当所述区块的区块平均亮度值Lq<110%Lz时,判定整个所述初筛热成像图像不具有高温点,继续调取进入第一位置区域A1内新的物料的所述初筛热成像图像;
当所述区块的区块平均亮度值Lq≥110%Lz时,判定整个所述初筛热成像图像具有疑似高温点;则追踪获取所述疑似高温点的物料从第一位置区域A1移动至第二位置区域A2过程中的多张所述疑似点热成像图像;
203)持续分析多张所述疑似点热成像图像,按顺序获取n张所述疑似点热成像图像中所述疑似高温点的区块平均亮度值Lq1、Lq2、……、Lqn;进行如下分析判断:
若相邻间隔获取的疑似点热成像图像中的区块平均亮度值均满足Lq(n-1)<Lqn,则识别所述疑似高温点为高温点;
若区块平均亮度值Lqn≥110%Lz,则识别所述疑似高温点为高温点;
若区块平均亮度值Lqn<110%Lz,则识别所述疑似高温点为假高温点;
204)若所述疑似高温点为高温点,则标记所述高温点物料在物料运输线1上的发现位置;
205)若所述疑似高温点为假高温点,则获取由第二位置区域A2至第一位置区域A1的未检物料的所述初筛热成像图像;
其中,所述第一位置区域A1位于所述第二位置区域A2的上游。
实施例5
重复实施例3,只是步骤2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线1上的发现位置具体包括以下步骤:
S201)分析识别所述初筛热成像图像中,最高温度点的温度值T是否大于t0,t0为400-430℃;若T>t0,则判定整个所述初筛热成像图像具有疑似高温点;
S202)按顺序获取n张所述疑似点热成像图像中所述疑似高温点的温度值T1、T2、……、TN;进行如下分析判断:
若所述疑似高温点的温度值TN≥t0,则所述疑似高温点为高温点;
若所述疑似高温点的温度值TN<t0,则所述疑似高温点为假高温点;
S203)若所述疑似高温点为高温点,则标记所述高温点物料在物料运输线1上的发现位置;
S204)若所述疑似高温点为假高温点,则获取由第二位置区域A2至第一位置区域A1的未检物料的所述初筛热成像图像。
实施例6
重复实施例5,只是密封运输线上罩设有运输盖板103;物料沿密封运输线的长度方向移动。所述物料运输线1为密封运输线。
实施例7
重复实施例4,只是步骤1)实时获取物料在物料运输线1上的物料热成像图像包括以下步骤:
1a)将热成像仪3设置在所述运输盖板103上方,所述运输盖板103上开设有第一观察装置2;
1b)所述热成像仪3绕所述第一观察装置2在所述物料运输线1中轴线所处的竖直垂面上作往复运动,所述热成像仪3的感光部件一直指向所述第一观察装置2,所述热成像仪3通过所述第一观察装置2获取在所述物料运输线1上从所述第一位置区域A1至所述第二位置区域A2的所述物料热成像图像。
实施例8
重复实施例7,只是所述第一观察装置2为热成像仪观察罩;所述热成像仪观察罩包括:侧壁罩体201、顶部观察孔202、底部观察孔203、前遮板204、后遮板205;所述顶部观察孔202水平设置在所述侧壁罩体201上端;所述底部观察孔203水平设置在所述侧壁罩体201下端;所述热成像仪3通过所述顶部观察孔202和所述底部观察孔203获取在所述物料运输线1上从所述第一位置区域A1至所述第二位置区域A2的所述物料热成像图像;所述前遮板204设置在所述侧壁罩体201下端,且位于所述底部观察孔203的上游侧;所述后遮板205设置在所述侧壁罩体201下端,且位于所述底部观察孔203的下游侧;所述前遮板204和所述后遮板205之间的空间为所述底部观察孔203;根据所述热成像仪3作往复运动的位置,所述前遮板204和所述后遮板205同步在所述物料运输线1运输方向移动;所述底部观察孔203的中心、所述顶部观察孔202的中心和所述热成像仪3的感光部件在同一直线上。
实施例9
重复实施例8,只是将所述标记所述高温点物料在物料运输线1上的发现位置的时刻记录为Ti0;步骤3)具体包括以下步骤;获取所述发现位置至所述处理位置的距离L,结合物料在物料运输线1上的移动速度v,得到所述高温点物料移动至所述处理位置的时间ti0;当从Ti0时刻启,延时ti0后,在所述处理位置执行冷却降温处理;所述冷却降温处理为向所述处理位置的高温点物料喷射冷却气体;作为优选,所述物料运输线1包括:位于振动筛上的第一运输段101和位于链斗式输送机上的第二运输段102;所述发现位置在第一运输段101上,所述处理位置在第二运输段102上;所述高温点物料从所述发现位置移动至所述处理位置的时间ti0满足如下公式:
XL1:发现位置距离到第一运输段尾部的长度,单位mm;
XL2:第二运输段的头部至处理位置的距离,单位mm;
V0:振动筛上活性炭颗粒的向前运动速度,单位mm/s;
V1:链斗式输送机链斗运行速度,单位mm/s。
实施例10
一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***,该***包括:用于运输物料的物料运输线1;设置在物料运输线1的运输盖板103上的第一观察装置2;设置在运输盖板103上方,用于透过所述第一观察装置2,识别高温点物料的热成像仪3;与所述热成像仪3信号连接,设置在所述物料运输线1上,用于为高温点物料降温的冷却装置4;所述热成像仪3绕所述第一观察装置2在所述物料运输线1中轴线所处的竖直垂面上作往复运动,所述热成像仪3的感光部件一直指向所述第一观察装置2,所述热成像仪3通过所述第一观察装置2获取在所述物料运输线1上从所述第一位置区域A1至所述第二位置区域A2的所述物料热成像图像;所述冷却装置4位于所述第一观察装置2的下游。
实施例11
重复实施例10,只是所述第一观察装置2为热成像仪观察罩;所述热成像仪观察罩包括:侧壁罩体201、顶部观察孔202、底部观察孔203、前遮板204、后遮板205;所述顶部观察孔202水平设置在所述侧壁罩体201上端;所述底部观察孔203水平设置在所述侧壁罩体201下端;所述热成像仪3通过所述顶部观察孔202和所述底部观察孔203获取在所述物料运输线1上从所述第一位置区域A1至所述第二位置区域A2的所述物料热成像图像;所述前遮板204设置在所述侧壁罩体201下端,且位于所述底部观察孔203的上游侧;所述后遮板205设置在所述侧壁罩体201下端,且位于所述底部观察孔203的下游侧;所述前遮板204和所述后遮板205之间的空间为所述底部观察孔203;根据所述热成像仪3作往复运动的位置,所述前遮板204和所述后遮板205同步在所述物料运输线1运输方向移动;所述底部观察孔203的中心、所述顶部观察孔202的中心和所述热成像仪3的感光部件在同一直线上。
根据本申请提供的技术方案,得到如下使用实施例。
本申请涉及的物料运输线包括:位于振动筛上的第一运输段和位于链斗式输送机上的第二运输段。本发明使用热成像仪检测高温活性炭颗粒,检测点设置在活性炭振动筛(下文简称振动筛)处。活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法示意图如图4所示:在振动筛(物料运输线)上开同振动筛宽度孔,热成像仪的成像区域能覆盖开孔范围;热成像仪的成像范围可以用视场角a*b表示,可以根据其视场角计算热成像仪在振动筛上方合适的摆放位置,根据现场实际情况结合计算结果确定热成像仪设定位置(振动筛周边设备多,有人员检修通道,基本原则满足成像要求,相对清洁,不干涉检修,不影响其余设备工作等);热成像仪独立于振动筛,热成像仪安装于可以保证热成像仪稳定成像的固定测量平台之上;振动筛上开孔与振动筛等宽,以保证热成像仪能检测到全部从筛板上流过的活性炭;
而热成像仪、主工艺计算机控制***(下文及附图中简称主控)、热成像仪数据处理后台的关系如图9所示:
热成像仪数据处理流程如图10所示:热成像仪在有效成像区内发现高于自燃温度的高温点(T>t0,t0为可设置的阈值温度,例如430℃)后,即可判断有高温点活性炭颗粒,即向主控发出报警,以进入下一步处理流程。
检测到高温点活性炭颗粒后,有两种处置方式:1、排出高温活性炭;排出高温活性炭会增加活性炭烟气净化***的损耗,排出的高温活性炭颗粒还需要进一步处置;2、降低高温活性炭温度;高温的活性炭遇水后会发生水煤气反应,所以无水的高温活性炭降温方法适合活性炭烟气净化工艺。
本发明的高温活性炭冷却装置(冷却装置),采用氮气等能隔绝氧气的气体冷却,冷却高温活性炭颗粒不产生活性炭颗粒的损耗,是一种适合活性炭烟气净化装置的高温活性炭冷却装置。
本发明的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***示意图如图11所示:
在输送机接近振动筛的水平段合适位置设置冷却装置,冷却装置上有氮气(也可以是CO2等可灭火的气体)喷嘴,氮气喷嘴靠近链斗上方;氮气喷嘴由氮气阀F1控制,氮气阀F1为开关阀,有全开和全闭两种工作状态,全开时冷却装置通氮气,全闭时冷却装置不通氮气;热成像仪观察区起点位置距离振动筛筛板尾部长度为XL1;振动筛筛板尾部距离氮气喷嘴组中心的距离为XL2;热成像仪拍摄影像由热成像仪数据处理后台处理,处理后报警信息送至主控;活性炭输送机由电机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);氮气阀F1、变频器VF均受主控监控;链斗式输送机的链斗运行速度V1、电机M的转速RV、变频器VF的频率f之间的关系如下所示:
V1=k1*RV=k1*k2*f (公式1)
其中:V1:链斗式输送机链斗运行速度,单位mm/s;RV:电机M转速,单位rpm;f:变频器VF给定频率,单位Hz;k1:常数,与减速机变比、星轮半径有关;k2:常数,与电机极数、电机转差率有关;
如图11所示高温活性炭颗粒处理流程的逻辑框图如图12所示:热成像仪检测到高温活性炭颗粒后,主控根据热成像仪观察区到卸料点的位置、链斗式输送机的链斗运行速度等关键要素计算出延时时间ti0;延时时间ti0的含义为保证高温活性炭颗粒所在链斗经过冷却点时氮气喷出;
延时时间ti1的含义为保证高温活性炭颗粒所在链斗能经过氮气区,隔离氧气,达到冷却高温活性炭颗粒的目的,由链斗式输送机链斗运行速度确定。
延时时间ti0按以下公式计算:
其中:ti0:检测到高温活性炭颗粒后,到氮气阀F1打开的延时时长,单位s;XL1:热成像仪观察区起点位置距离振动筛筛板尾部长度(发现位置距离到第一运输段尾部的长度),单位mm;XL2:振动筛筛板尾部距离氮气喷嘴组中心点距离(第二运输段的头部至处理位置的距离),单位mm;LJ:链斗式输送机的链节长度,单位mm;V0:振动筛上活性炭颗粒的向前运动速度,单位mm/s;V1:链斗式输送机链斗运行速度,单位mm/s;
如公式2所示,延时时长等于活性炭颗粒从检测点运动到卸料点的时间,再扣除除单个链节通过卸料点时间(因为链斗式输送机以链节为单位,不可能从0.5个链节开始卸料)。
保持时间ti1按以下公式计算:
其中:ti1:氮气F1打开保持时长,单位s;LJ:链斗式输送机的链节长度,单位mm;V1:链斗式输送机链斗运行速度,单位mm/s;
如公式3确定的冷却时长ti1能保证高温活性炭颗粒能隔绝氧气,冷却其高温状态。把公式1代入公式2和公式3,可以根据生产中输送机给定频率f确定延时时间ti0和ti1。
图11所示的高温活性炭冷却装置如图13-图14所示:高温活性炭冷却装置为固定在链斗式输送机正上方(链斗式输送机为密封结构,内部空间和框架足以安装和支撑高温活性炭冷却装置),平行于链斗布置,其下沿距链斗口沿平面高度为HN,HN取值不大于链斗高度;其中心线与链斗中心线对齐;高温活性炭冷却装置为鱼骨状空心结构,设置有氮气入口,其余末端封闭,氮气出口为各支管下沿开孔;高温活性炭冷却装置支管下沿开孔均匀分布,可开单列或多列孔,冷却装置工作时,各孔氮气流量基本一致;高温活性炭冷却装置相聚最远的两根支管之间的距离为高温活性炭冷却装置长度LN,相邻两个支管之间的距离为支管距LN0;高温活性炭冷却装置宽度为其支管宽度WN;LN、LN0、WN按以下公式确定:
WN=k0*LK (公式4)
LN=k1*3*LJ (公式5)
LN0=k2*LJ (公式6)
其中:WN:活性炭冷却装置宽度(灭火喷口方阵垂直于物料运输线方向的宽度),单位mm;LK:链斗输送机链斗宽度(物料运输线的宽度),单位mm;k0:系数,取0.9~1;LN:活性炭冷却装置长度(灭火喷口方阵沿物料运输线方向的长度),单位mm;LJ:链斗输送机链节长度(物料运输线的单位长度),单位mm;k1:系数,取0.8~2;LN0:活性炭冷却装置支管间距(灭火喷口方阵上沿物料运输线方向相邻喷口之间的间距),单位mm;k2:系数,取0.5~1;
按公式4、5、6确定的活性炭冷却装置,能保证每个物料运输线的链斗上方至少一根支管,活性炭冷却装置能保证安装在活性炭输送机内,覆盖2.5~6个活性炭链斗的长度,基本覆盖1个活性炭链斗的宽度,以确保活性炭冷却装置喷出的氮气能在链斗经过期间隔绝空气,以满足要求。
为确保活性炭熄灭装置喷出的氮气能在链斗经过期间隔绝空气,氮气流量按以下公式计算:
其中:VN:氮气流量(灭火气体的流量),单位L/s;LK:链斗输送机链斗宽度(物料运输线的宽度),单位mm;LN:活性炭熄灭装置长度(喷吹面沿物料运输线方向的长度),单位mm;LJ:链斗式输送机的链节长度(物料运输线的单位长度),单位mm;HN:活性炭熄灭装置距离链斗口沿平面高度(灭火气体喷射口至物料表面的高度),单位mm;LH:链斗式输送机链斗高度(物料铺设在物料运输线上的厚度),单位mm;V1max:链斗式输送机链斗最大运行速度(物料运输线的最大运行速度),单位mm/s;
按公式7计算的活性炭熄灭装置氮气流量,可以确保每个链斗在经过工作活性炭熄灭装置的单位时间(LJ/V1max)内,从熄灭装置下端喷嘴位置到对应链斗底部空间容积内能填充满氮气,确保阴燃(自燃)活性炭与空气隔绝。
为确保活性炭冷却装置喷出的氮气能在链斗经过期间将高温活性炭降温至一定温度;以氮气为冷却介质,冷却高温活性炭,其热交换公式如公式8所示:
Cht*Mht*ΔTht=CN*MN*ΔTN (公式8)
其中:Cht:活性炭比热容,单位kJ/(kg*℃);Mht:活性炭质量,单位kg;ΔTht:活性炭降温目标,例如15℃;CN:氮气比热容,单位kJ/(kg*℃);MN:氮气质量,单位kg;ΔTN:氮气升温值;
按图13所示装置,活性炭降温目标可设置为20~50℃,因为图13所示装置冷却的高温活性炭颗粒装在输送机链斗内,输送机链斗被输送机外壳包围,所以在冷却过程中有两个关键要素需要考虑:1、氮气参与冷却活性炭过程的比例2、氮气参与冷却过程的活性炭的热量转化率;将公式8修改如公式9所示:
Cht*Mht*ΔTht=CN*(KN1*MN)*[KN2*(125-25)] (公式9)
其中:Cht:活性炭比热容,单位kJ/(kg*℃);Mht:活性炭质量,单位kg;ΔTht:活性炭降温目标,例如15℃;CN:氮气比热容,单位kJ/(kg*℃)MN:氮气质量,单位kg;KN1:小于1的系数,冷却装置喷出的氮气参与活性炭冷却的比率,可根据经验获取;KN2:小于1的系数,参与冷却活性炭过程氮气的参与度,可根据经验获取;(125-25):125指理想状态下,氮气在热交换过程中升温到了活性炭颗粒的平均温度,25指氮气冷却活性炭颗粒前的平均温度,本式的含义是指25℃的氮气冷却活性炭后升温到125℃;
公式9推导如公式10所示:
Cht*Mht*ΔTht=100*KN1*KN2*CN*MN (公式10)
结合附图13所示装置的使用场景,公式10可以推导出公式11如下:
其中:Cht:活性炭比热容,kJ/(kg*℃);LLht:活性炭流量,单位kg/s;LLN:氮气流量,单位kg/s;t:冷却时间长度:ΔTht:活性炭降温目标,例如25℃;KN1:小于1的系数,冷却装置喷出的氮气参与活性炭冷却的比率,可根据经验获取;KN2:小于1的系数,参与冷却活性炭过程氮气的参与度,可根据经验获取;
结合附图13所示装置的使用场景,公式11可以推导出公式12如下:
其中:Cht:活性炭比热容,kJ/(kg*℃);LLht:活性炭流量,单位kg/s;LLN:氮气流量,单位kg/s;ΔTht:活性炭降温目标,例如25℃;KN1:小于1的系数,冷却装置喷出的氮气参与活性炭冷却的比率,可根据经验获取;KN2:小于1的系数,参与冷却活性炭过程氮气的参与度,可根据经验获取。
将公式12规整后得到公式12-1,如下:
其中:Cht:物料的比热容,kJ/(kg*℃);CN:冷却气体的比热容,单位kJ/(kg*℃);LLht:物料的流量,单位kg/s;LLN:冷却气体的流量,单位kg/s;ΔTht:物料降温变化值;KN1:0.6-1,冷却装置(4)喷出的冷却气体参与物料冷却的比率;KN2:0.6-1,参与冷却物料过程冷却气体的参与度;ΔTN:冷却气体的升温变化值。
从附图11可以看出,经过冷却装置的链斗内的活性炭颗粒来自辊式给料机下料装置G1,其当前流量与过去某一时刻辊式给料机的流量相同,其相差时间长度ti4为:
ti4=ti2+T1 (公式13)
其中:ti2:检测到高温活性炭颗粒后,冷却水阀门动作延时时长,单位s;T1:常数,活性炭颗粒从解析塔卸料装置G1处运动到高温活性炭颗粒检测区起点时长,单位s。
根据公式7可以计算出熄灭自燃活性炭颗粒所需的氮气气体积流量VN;根据公式10可以计算出冷却活性炭所需的氮气质量流量LLN;将二者折算到同一量纲(质量流量或体积流量)后,取较大值为熄灭冷却装置氮气流量。
Claims (11)
1.一种活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)实时获取物料在物料运输线(1)上的物料热成像图像,已被获取所述物料热成像图像的物料为已检物料,未被获取所述物料热成像图像的物料为未检物料,调取物料进入第一位置区域(A1)内的所述物料热成像图像作为初筛热成像图像;
2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线(1)上的发现位置;
3)当在物料运输线(1)上标记了所述发现位置的所述高温点的物料移动至处理位置时,对所述高温点的物料进行冷却降温处理;
所述物料运输线(1)包括:位于振动筛上的第一运输段(101)和位于链斗式输送机上的第二运输段(102);所述发现位置在第一运输段(101)上,所述处理位置在第二运输段(102)上。
3.根据权利要求1或2所述的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,其特征在于,所述冷却降温处理具体为,在处理位置的上方阵列设置冷却喷口方阵;所述冷却喷口方阵满足如下要求:
WN=k0*LK (公式4)
LN=k1*3*LJ (公式5)
LN0=k2*LJ (公式6)
其中,WN:为冷却喷口方阵垂直于物料运输线(1)方向的宽度,单位mm;LK:为物料运输线(1)的宽度,单位mm;k0:系数,取0.8-1.5;LN:为冷却喷口方阵沿物料运输线(1)方向的长度,单位mm;LJ:为物料运输线(1)的单位长度,单位mm;k1:系数,取0.8-2;LN0:为冷却喷口方阵上沿物料运输线(1)方向相邻喷口之间的间距,单位mm;k2:系数,取0.5-1。
4.根据权利要求3所述的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,其特征在于,步骤2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线(1)上的发现位置具体包括以下步骤:
201)获取整个所述初筛热成像图像的整体平均亮度值Lz;
将所述初筛热成像图像分成n×m个识别区块,获取每个所述区块的区块平均亮度值Lq;
202)将所述区块平均亮度值Lq与所述整体平均亮度值Lz进行对比,
当所述区块的区块平均亮度值Lq<110%Lz时,判定整个所述初筛热成像图像不具有高温点,继续调取进入第一位置区域(A1)内新的物料的所述初筛热成像图像;
当所述区块的区块平均亮度值Lq≥110%Lz时,判定整个所述初筛热成像图像具有疑似高温点;则追踪获取疑似高温点的物料从第一位置区域(A1)移动至第二位置区域(A2)过程中的多张所述疑似点热成像图像;
203)持续分析多张所述疑似点热成像图像,按顺序获取n张所述疑似点热成像图像中所述疑似高温点的区块平均亮度值Lq1、Lq2、……、Lqn;进行如下分析判断:
若相邻间隔获取的疑似点热成像图像中的区块平均亮度值均满足Lq(n-1)<Lqn,则识别所述疑似高温点为高温点;
若区块平均亮度值Lqn≥110%Lz,则识别所述疑似高温点为高温点;
若区块平均亮度值Lqn<110%Lz,则识别所述疑似高温点为假高温点;
204)若所述疑似高温点为高温点,则标记所述高温点物料在物料运输线(1)上的发现位置;
205)若所述疑似高温点为假高温点,则获取由第二位置区域(A2)至第一位置区域(A1)的未检物料的所述初筛热成像图像;
其中,所述第一位置区域(A1)位于所述第二位置区域(A2)的上游。
5.根据权利要求3所述的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,其特征在于,步骤2)识别所述初筛热成像图像的高温点,记录所述高温点在物料运输线(1)上的发现位置具体包括以下步骤:
S201)分析识别所述初筛热成像图像中,最高温度点的温度值T是否大于t0,t0为400-430℃;若T>t0,则判定整个所述初筛热成像图像具有疑似高温点;
S202)按顺序获取n张疑似点热成像图像中所述疑似高温点的温度值T1、T2、……、TN;进行如下分析判断:
若所述疑似高温点的温度值TN≥t0,则所述疑似高温点为高温点;
若所述疑似高温点的温度值TN<t0,则所述疑似高温点为假高温点;
S203)若所述疑似高温点为高温点,则标记所述高温点物料在物料运输线(1)上的发现位置;
S204)若所述疑似高温点为假高温点,则获取由第二位置区域(A2)至第一位置区域(A1)的未检物料的所述初筛热成像图像。
6.根据权利要求4-5中任一项所述的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,其特征在于,所述物料运输线(1)为密封运输线;密封运输线上罩设有运输盖板(103);物料沿密封运输线的长度方向移动;
步骤1)实时获取物料在物料运输线(1)上的物料热成像图像包括以下步骤:
1a)将热成像仪(3)设置在所述运输盖板(103)上方,所述运输盖板(103)上开设有第一观察装置(2);
1b)所述热成像仪(3)绕所述第一观察装置(2)在所述物料运输线(1)中轴线所处的竖直垂面上作往复运动,所述热成像仪(3)的感光部件一直指向所述第一观察装置(2),所述热成像仪(3)通过所述第一观察装置(2)获取在所述物料运输线(1)上从所述第一位置区域(A1)至所述第二位置区域(A2)的所述物料热成像图像。
7.根据权利要求6所述的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,其特征在于,所述第一观察装置(2)为热成像仪观察罩;所述热成像仪观察罩包括:侧壁罩体(201)、顶部观察孔(202)、底部观察孔(203)、前遮板(204)、后遮板(205);
所述顶部观察孔(202)水平设置在所述侧壁罩体(201)上端;
所述底部观察孔(203)水平设置在所述侧壁罩体(201)下端;
所述热成像仪(3)通过所述顶部观察孔(202)和所述底部观察孔(203)获取在所述物料运输线(1)上从所述第一位置区域(A1)至所述第二位置区域(A2)的所述物料热成像图像;
所述前遮板(204)设置在所述侧壁罩体(201)下端,且位于所述底部观察孔(203)的上游侧;
所述后遮板(205)设置在所述侧壁罩体(201)下端,且位于所述底部观察孔(203)的下游侧;
所述前遮板(204)和所述后遮板(205)之间的空间为所述底部观察孔(203);
根据所述热成像仪(3)作往复运动的位置,所述前遮板(204)和所述后遮板(205)同步在所述物料运输线(1)运输方向移动;
所述底部观察孔(203)的中心、所述顶部观察孔(202)的中心和所述热成像仪(3)的感光部件在同一直线上。
8.根据权利要求7所述的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法,其特征在于,将所述标记所述高温点物料在物料运输线(1)上的发现位置的时刻记录为Ti0;
步骤3)具体包括以下步骤;
获取所述发现位置至所述处理位置的距离L,结合物料在物料运输线(1)上的移动速度v,得到所述高温点物料移动至所述处理位置的时间ti0;
当从Ti0时刻启,延时ti0后,在所述处理位置执行冷却降温处理;
所述冷却降温处理为向所述处理位置的高温点物料喷射冷却气体。
10.一种应用权利要求4-9中任一项所述活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理方法的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***,其特征在于,该***包括:
用于运输物料的物料运输线(1);
设置在物料运输线(1)的运输盖板(103)上的第一观察装置(2);
设置在运输盖板(103)上方,用于透过所述第一观察装置(2),识别高温点物料的热成像仪(3);
与所述热成像仪(3)信号连接,设置在所述物料运输线(1)上,用于为高温点物料降温的冷却装置(4);
所述热成像仪(3)绕所述第一观察装置(2)在所述物料运输线(1)中轴线所处的竖直垂面上作往复运动,所述热成像仪(3)的感光部件一直指向所述第一观察装置(2),所述热成像仪(3)通过所述第一观察装置(2)获取在所述物料运输线(1)上从所述第一位置区域(A1)至所述第二位置区域(A2)的所述物料热成像图像;
所述冷却装置(4)位于所述第一观察装置(2)的下游。
11.根据权利要求10所述的活性炭烟气净化装置高温检测-冷却处理***,其特征在于,所述第一观察装置(2)为热成像仪观察罩;所述热成像仪观察罩包括:侧壁罩体(201)、顶部观察孔(202)、底部观察孔(203)、前遮板(204)、后遮板(205);
所述顶部观察孔(202)水平设置在所述侧壁罩体(201)上端;
所述底部观察孔(203)水平设置在所述侧壁罩体(201)下端;
所述热成像仪(3)通过所述顶部观察孔(202)和所述底部观察孔(203)获取在所述物料运输线(1)上从所述第一位置区域(A1)至所述第二位置区域(A2)的所述物料热成像图像;
所述前遮板(204)设置在所述侧壁罩体(201)下端,且位于所述底部观察孔(203)的上游侧;
所述后遮板(205)设置在所述侧壁罩体(201)下端,且位于所述底部观察孔(203)的下游侧;
所述前遮板(204)和所述后遮板(205)之间的空间为所述底部观察孔(203);
根据所述热成像仪(3)作往复运动的位置,所述前遮板(204)和所述后遮板(205)同步在所述物料运输线(1)运输方向移动;
所述底部观察孔(203)的中心、所述顶部观察孔(202)的中心和所述热成像仪(3)的感光部件在同一直线上。
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