循环式活性炭吸附有机废气的装置

443 编辑：中冶有色技术网来源：同济大学

2024-03-13 14:20:56

权利要求书： 1.一种循环式活性炭吸附有机废气的装置，其特征在于，包括：腔体、转盘、电机、活性炭叶片、重量传感器、电阻加热棒、超声波发生器、电动喷雾器以及PLC电气控制器；

其中，所述腔体通过隔板分隔为上腔室和下腔室，所述上腔室通过隔板分隔为左侧上腔室和右侧上腔室；

所述上腔室的其中一侧腔室与有机废气输送管道相连接，作为废气吸附腔室；

所述上腔室的另一侧腔室与排气管道相连接，作为热脱附解析腔室，所述电阻加热棒设置在所述热脱附解析腔室中；

所述下腔室为超声波吸附腔室，所述电动喷雾器设置在所述超声波吸附腔室的底部，所述超声波发生器设置在所述超声波吸附腔室的侧壁；

所述废气吸附腔室、所述热脱附解析腔室、所述超声波吸附腔室的隔板上开设有通道，所述转盘位于通道处，所述转盘由所述电机驱动旋转；

所述活性炭叶片的数量为若干个，所述活性炭叶片安装在所述转盘上，所述转盘带动所述活性炭叶片在通道处旋转，所述活性炭叶片的旋转方向为从废气吸附腔室至超声波吸附腔室、再至热脱附解析腔室、再至废气吸附腔室依次循环；

每个所述活性炭叶片上安装有一个所述重量传感器，所述重量传感器电连接所述PLC电气控制器，所述PLC电气控制器电连接所述电机。

2.根据权利要求1所述的循环式活性炭吸附有机废气的装置，其特征在于：其中，所述活性炭叶片的数量为三个，三个所述活性炭叶片位于同一竖直平面，且任意相邻两个活性炭叶片与所述转盘的旋转中心构成120度夹角；

所述电机为120度角旋转的电机；

活性炭叶片静止时，三个活性炭叶片分别位于所述废气吸附腔室、所述超声波吸附腔室、所述热脱附解析腔室。

3.根据权利要求2所述的循环式活性炭吸附有机废气的装置，其特征在于：其中，三个所述重量传感器之间设置为并联电路。

4.根据权利要求1所述的循环式活性炭吸附有机废气的装置，其特征在于：其中，所述活性炭叶片上均布开设有若干的吸附孔洞。

5.根据权利要求1所述的循环式活性炭吸附有机废气的装置，其特征在于：其中，所述热脱附解析腔室与所述超声波吸附腔室之间设置有连通管，所述连通管向所述超声波吸附腔室延伸。

6.根据权利要求4所述的循环式活性炭吸附有机废气的装置，其特征在于：其中，所述超声波吸附腔室的底部还设置有排污管。

7.根据权利要求1所述的循环式活性炭吸附有机废气的装置，其特征在于：其中，所述超声波发生器为二个，呈对称设置在所述超声波吸附腔室的左侧壁和右侧壁。

说明书：一种循环式活性炭吸附有机废气的装置技术领域[0001] 本实用新型属于废气处理设备技术领域，具体涉及一种循环式活性炭吸附有机废气的装置。背景技术[0002] 在当前的工业有机废气处理中，时常选择活性炭吸附作为最后一道吸附工艺。由于活性炭易饱和特性，使得活性炭的吸附能力是有限的，当其吸附孔径附满了目标分子以后就不再具有任何吸附能力,从而失去了净化尾气的作用。经过一定阶段使用后的活性炭达到吸附饱和量后，就需要进行开箱更换。首先开箱时，当温度变化或受到震动时,有害气体时时有可能造成活性炭吸附箱中过饱和的尾气逸散，造成环境二次污染，其次活性炭中常常存在冷凝后的水汽，更换过程可能造成液体的撒漏，同样造成地标环境的二次污染，最终活性炭更换后并作为固废或危废进行焚烧处置，这对可持续发展是一种巨大的挑战。[0003] 专利号CN114042364A的专利文献中公开了一种通过更换活性炭的数量来应对不同浓度的尾气的方式，但是操作程度上较为繁琐，并且在更换时容易产生二次污染的问题。[0004] 专利号CN215963594U的专利文献公开了通过热氮方式进行活性炭上有机物的去除的方式，但氮气生产工艺成本相对较高，且占地面积会大大增加，在工艺现场的布置带来难题。[0005] 专利号CN215655190U公开了采用真空与微波协同的方式有机物进行去除的方式，但同一频率微波无法对有机物进行去除。[0006] 专利号CN113952946A公开了采用刮板的方式对活性炭表面有机物进行刮出的方式，该方式会造成活性炭表面的破损，产生微粒，增加后续处置难度。实用新型内容

[0007] 本实用新型是针对上述问题而进行的，目的在于提供一种循环式活性炭吸附有机废气的装置。[0008] 本实用新型提供了一种循环式活性炭吸附有机废气的装置，具有这样的特征，包括：腔体、转盘、电机、活性炭叶片、重量传感器、电阻加热棒、超声波发生器、电动喷雾器以及PLC电气控制器；其中，腔体通过隔板分隔为上腔室和下腔室，上腔室通过隔板分隔为左侧上腔室和右侧上腔室；上腔室的其中一侧腔室与有机废气输送管道相连接，作为废气吸附腔室；上腔室的另一侧腔室与排气管道相连接，作为热脱附解析腔室，电阻加热棒设置在热脱附解析腔室中；下腔室为超声波吸附腔室，电动喷雾器设置在超声波吸附腔室的底部，超声波发生器设置在超声波吸附腔室的侧壁；废气吸附腔室、热脱附解析腔室、超声波吸附腔室的隔板上开设有通道，转盘位于通道处，转盘由电机驱动旋转；活性炭叶片的数量为若干个，活性炭叶片安装在转盘上，转盘带动活性炭叶片在通道处旋转，活性炭叶片的旋转方向为从废气吸附腔室至超声波吸附腔室、再至热脱附解析腔室、再至废气吸附腔室依次循环；每个活性炭叶片上安装有一个重量传感器，重量传感器电连接PLC电气控制器，PLC电气控制器电连接电机。[0009] 进一步，在本实用新型提供的循环式活性炭吸附有机废气的装置中，还可以具有这样的特征：其中，活性炭叶片的数量为三个，三个活性炭叶片位于同一竖直平面，且任意相邻两个活性炭叶片与转盘的旋转中心构成120度夹角；电机为120度角旋转的电机；活性炭叶片静止时，三个活性炭叶片分别位于废气吸附腔室、超声波吸附腔室、热脱附解析腔室。[0010] 进一步，在本实用新型提供的循环式活性炭吸附有机废气的装置中，还可以具有这样的特征：其中，三个重量传感器之间设置为并联电路。[0011] 进一步，在本实用新型提供的循环式活性炭吸附有机废气的装置中，还可以具有这样的特征：其中，活性炭叶片上均布开设有若干的吸附孔洞。[0012] 进一步，在本实用新型提供的循环式活性炭吸附有机废气的装置中，还可以具有这样的特征：其中，热脱附解析腔室与超声波吸附腔室之间设置有连通管，连通管向超声波吸附腔室延伸。[0013] 进一步，在本实用新型提供的循环式活性炭吸附有机废气的装置中，还可以具有这样的特征：其中，超声波吸附腔室的底部还设置有排污管。[0014] 进一步，在本实用新型提供的循环式活性炭吸附有机废气的装置中，还可以具有这样的特征：其中，超声波发生器为二个，呈对称设置在超声波吸附腔室的左侧壁和右侧壁。[0015] 本实用新型的作用与效果：[0016] 本实用新型的循环式活性炭吸附有机废气的装置设置有废气吸附腔、超声波吸附腔室和热脱附解析腔室，电机通过PLC控制器接收到重量传感器的信号后转动120度，带动活性炭叶片依次经过废气吸附腔、超声波吸附腔室、热脱附解析腔室，在超声波吸附腔室中通过电动喷雾器和超声波发生器完成超声波洗脱处理，在热脱附解析腔室通过电阻加热完成对废气的热解析处理，一个流程下来，完成了一个活性炭处理有机废气的吸附再生过程。该过程中活性炭表面产生物理破损，无后续的处置难题。本实用新型的装置实现了活性炭的再生，具有实际的工业应用价值及推广意义。

[0017] 另外，本实用新型的循环式活性炭吸附有机废气的装置的腔体分为上下层，上层分隔为左右两个腔室，腔室分隔设置科学合理，减小了装置的占地面积，可大大减少装置使用时的用地需求。附图说明[0018] 图1是本实用新型的实施例循环式活性炭吸附有机废气的装置的腔体中内部结构示意图；[0019] 图2是本实用新型的实施例中转盘和活性炭叶片在腔体中的安装位置侧视图；[0020] 图3是本实用新型的实施例中重量传感器、PLC电气控制器、电机的电气连接框图。[0021] 附图标记：腔体1；通道111；废气吸附腔室11；超声波吸附腔室12；热脱附解析腔室13；有机废气输送管道14；排气管道15；连通管16；水平的隔板17；竖直的隔板18；排污管19；

转盘2；电机3；转轴31；活性炭叶片4；电阻加热棒5；超声波发生器6；电动喷雾器7；重量传感器8；PLC电气控制器9。

具体实施方式[0022] 为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的技术方案作具体阐述。[0023] 如图1至图3所示，一种循环式活性炭吸附有机废气的装置，包括腔体1、转盘2、电机3、活性炭叶片4、电阻加热棒5、超声波发生器6、电动喷雾器7、重量传感器8、PLC电气控制器9。[0024] 腔体1通过水平的隔板17分隔为上腔室和下腔室，上腔室通过竖直的隔板18分隔为左侧上腔室和右侧上腔室。上腔室的其中一侧腔室与有机废气输送管道14相连接，该侧上腔室作为废气吸附腔室11。上腔室的另一侧腔室与排气管道15相连接，该侧上腔室作为热脱附解析腔室13，电阻加热棒5设置在热脱附解析腔室13中。下腔室为超声波吸附腔室12，电动喷雾器7设置在超声波吸附腔室12的底部，电动喷雾器7连接输水管道。超声波发生器6设置在超声波吸附腔室12的侧壁。优选地，超声波发生器6的数量为二个，呈对称设置在超声波吸附腔室12的左侧壁和右侧壁。

[0025] 在本实施例中如图1所示，左侧上腔室是热脱附解析腔室13，右侧上腔室是废气吸附腔室11，但并不以此为限制，在其他实施例中也可以左侧上腔室设置为废气吸附腔室11，右侧上腔室设置为废气吸附腔室11。[0026] 参阅图1和图2，水平隔板和竖直隔板上开设有通道111，通道111提供活性炭叶片4、转盘2和转轴31的安装及转动空间。转盘2位于通道处，转盘2开设有中心圆孔，转盘2通过中心圆孔安装在转轴31上，转轴31通过联轴器连接在电机3的输出轴上，转盘2由电机3驱动旋转。优选地，电机3安装在腔体1的外部，可以降低粉尘对电机寿命的影响。

[0027] 活性炭叶片4的数量为若干个，活性炭叶片4安装在转盘2上。活性炭叶片4的形状为圆形，活性炭叶片4上均布开设有若干的吸附孔洞。活性炭叶片4通过夹具夹持，夹具的端部焊接固定在转盘2的圆周壁上，从而实现活性炭叶片4安装在转盘2上。转盘2转动时，带动活性炭叶片4在通道处旋转，活性炭叶片4的旋转方向为从废气吸附腔室11至超声波吸附腔室12、再至热脱附解析腔室13、再至废气吸附腔室11依次循环，本实施例中活性炭叶片的旋转方向即如图1所示顺时针方向。在图1所示的实施例中，活性炭叶片4的旋转方向为顺时针方向，也即电机3的输出轴的旋转方向为顺时针方向。但在左侧上腔室为废气吸附腔室11、右侧上腔室为废气吸附腔室11的其他实施例中，活性炭叶片4的旋转方向为逆时针方向。[0028] 在本实施例中，活性炭叶片4的数量为三个，三个活性炭叶片4位于同一竖直平面，且任意相邻两个活性炭叶片4与转盘2的旋转中心构成120度夹角。电机3采用120度角旋转的电机，例如采用霍尔角度为120度的市售无刷电机，这种无刷电机可以实现每次旋转120度，但并不以此为限制，在实际情况中也可以采用120度角旋转的步进电机等其他满足该旋转角度的电机。活性炭叶片4静止时，三个活性炭叶片4分别位于废气吸附腔室11、超声波吸附腔室12、热脱附解析腔室13。[0029] 参阅图1和图3，三个活性炭叶片4上分别安装有一个重量传感器8，三个重量传感器8之间设置为并联电路，互相独立工作，互不影响。每个重量传感器8均电连接PLC电气控制器，PLC电气控制器电连接电机3。重量传感器8的工作原理是将质量信号转变为电信号并输出，重量传感器8采用市售产品。由于活性炭吸附饱和特征，活性炭叶片4在废气吸附腔室11不断吸附废气达到饱和状态，该饱和状态对应饱和质量，此时重量传感器8输出该饱和状态的对应电信号。PLC电气控制器根据该饱和状态的电信号输出电机控制信号，控制电机旋转。

[0030] 本实施例的热脱附解析腔室13与超声波吸附腔室12之间设置有连通管16，连通管16向超声波吸附腔室12延伸，连通管16用于热脱附解析腔室13的残余污水排放到超声波吸附腔室12中。超声波吸附腔室12的底部还设置有排污管17，排污管17可以设置为一处或多处，用于将超声波吸附腔室12中的污水排出。排污管17还可连接污水处理装置对污水进行处理。

[0031] 本实施例的循环式活性炭吸附有机废气的装置的工作过程如下：装置接入电源，有机废气进入到废气吸附腔室11，吸附在活性炭叶片4上。当活性炭叶片4达到饱和状态时，相应的重量传感器8输出对应饱和状态的电信号，PLC电气控制器接收到该电信号后控制电机转动。由于电机是120度角旋转的电机，PLC电气控制器每接收到一次饱和状态的电信号时，电机就顺时针转动120度。然后，吸附废气达到饱和的活性炭叶片4转动到超声波吸附腔室12中，电动喷雾器7喷出水珠，超声波发生器6超频震荡的声波将水珠打散成微小颗粒，形成水雾，进而可捕获有机废气。接着，活性炭叶片4转动到热脱附解析腔室13，通过电阻加热棒5高温加热除去残留水分和有机废气，处理后的干净尾气通过排气管道15排放。在本实施例中电阻加热棒5、超声波发生器6、电动喷雾器7直接接通电源，通电后为工作状态，可由人为切断电源来终止其工作状态。由于废气处理过程中不断有废气输入，因此位于废气吸附腔室11的活性炭叶片总会在一段时间后达到饱和状态，使得电机带动活性炭叶片顺时针转动120度，不断循环转动，直到废气处理完成。在装置中经通道处流通的废气仅为微量，不影响装置对废气的整体处理效果。[0032] 上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式，并不用来限制本实用新型的保护范围，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。