CN103212249A - 一种具有原位回收功能的空气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有原位回收功能的空气处理系统，该系统由空气过滤系统和原位回收再生系统组成。空气过滤系统沿气流方向包括喇叭式进气口，粉尘过滤层，活性炭吸附层，风机，净化气出口；原位回收再生系统由粉尘过滤层回收再生系统和活性炭吸附层回收再生系统组成。粉尘过滤层回收再生系统包括高效过滤层，第一闸门系统，旋风除尘器和粉尘存储仓；活性炭吸附回收再生系统包括过滤吸附层，解吸剂加热系统，气流混合器，第二闸门系统和蒸汽吸收装置；由阀门控制整个处理系统的运行模式。本发明设计结构先进合理，实现自动化控制，操作简易快捷，适合用于需要回收原料的工业尾气的净化处理。

Description

一种具有原位回收功能的空气处理系统

技术领域

本发明属于空气环境净化技术领域，具体涉及一种可回收过滤物，滤料可循环再生的具有原位回收功能的空气处理系统。

背景技术

随着我国工业化进程不断加快，工业生产过程中产生的三废：废水、废气和废渣，不仅数量在增加，而且随着标准不断提高，其处理难度也在加大。工程技术人员在对废物处理的同时，也在积极探索如何回收利用有价值的原料，变废为宝。工业中所用空气净化器一般都是为出去废气中粉尘而设计，其类型和原理如下：

1、机械除尘器，其原理是利用粉尘自身的重量，在气流高速旋转的过程中自然下落，已达到除尘的目的，但是这种除尘器并不能去除所有的粉尘颗粒，效率较低；这种形式的除尘器主要有：重力除尘器、惯性除尘器、旋风除尘器和多管旋风除尘器等。

2、湿式除尘器，其原理是利用气流通过水帘（逆流或顺流），把较大的颗粒物过滤下来，但是这种过滤形式仍然不能除净所以的粉尘颗粒，而且所受阻力较大，对正常排放有一定阻碍；这种形式的除尘器主要有：喷淋洗涤器、文丘里除尘器、自激式除尘器和水膜除尘器。

3、过滤式除尘器，这种形式除尘器最常见的有颗粒层除尘器和袋式除尘器，其特点是开始不可以过滤微小颗粒，随着过滤阻力加大，影响正常排气，微小颗粒可以被截留去除。

4、静电除尘器，是利用电场的静电效应来捕获粉尘，这种除尘器效果好，但是价格昂贵，运行成本较高，仅适于对除尘要求较高的特定空间。

目前国内市场现有的工业尾气净化器存在以下几点缺陷：一是主要以去除工业尾气中的颗粒物质为设计目的，功能比较单一，用户的功能可选择性比较差；二是净化器的整体性比较强，拆装清理及更换滤网/料比较麻烦；三是由于工业尾气中颗粒物含量往往较高，现有过滤器内滤料短时间就达到饱和，必须经常更换滤料才能保障过滤效果稳定，因此对过滤材料也是一种极大的浪费。另外，特殊企业对于回收分离出来的颗粒物质和吸附的气态物质等技术需求，在现有销售的空气过滤器中尚处空白。 

发明内容

本发明针对现有空气过滤系统易饱和，滤料使用一次性浪费严重，并且不能回收分离出来的颗粒物质和吸附的气态物质等特点，通过对各种不同工业生产过程特点的分析，从增加过滤系统回收有价值物质功能的角度和降低空气过滤材料成本、提高过滤系统使用寿命的角度出发，提供一种具有原位回收功能的空气处理系统。

本发明的目的在于提供一种具有原位回收功能的空气处理系统，为达到以上技术要求，所采取的技术方案是：

一种具有原位回收功能的空气处理系统，该系统由空气过滤系统Ⅰ和原位回收再生系统Ⅱ组成；其中：

空气过滤系统Ⅰ为一密闭过滤通道，沿气流方向依次包括喇叭式进气口1、粉尘过滤层2、活性炭吸附层3、风机4和净化气出口5，粉尘过滤层2和活性炭吸附层3位于密闭过滤通道内，喇叭式进气口1位于密闭过滤通道一侧，风机4位于闭过滤通道另一侧，净化气出口5位于风机4出口处；

原位回收再生系统Ⅱ由粉尘过滤层回收再生系统Ⅱ-1和活性炭吸附层回收再生系统Ⅱ-2组成，粉尘过滤层回收再生系统Ⅱ-1包括高效过滤层6、第一闸门系统7、旋风除尘器8和粉尘存储仓9，第一闸门系统7是由两个第一竖直闸门25、一个第一水平闸门26和一个第三水平阀门33连接组成的框架系统，第一闸门系统7上方设置高效过滤层6，第一闸门系统7下部设置粉尘过滤层2，粉尘过滤层2上端与第一闸门系统7的第一水平闸门26相连，下端与第三水平闸门33相连，第三水平闸门33下部通过管道和第一阀门16连接粉尘存储仓9，第三水平闸门33下部通过管道和第二阀门17连接旋风除尘器18，旋风除尘器18与粉尘存储仓9通过第三阀门14连接，粉尘过滤层回收再生系统Ⅱ-1气流方向为由上往下，活性炭吸附回收再生系统Ⅱ-2气流方向为由下往上；第六阀门21、第七阀门22可交替或同时开启关闭，以实现分别回收再生和同时回收再生功能；活性炭吸附回收再生系统Ⅱ-2包括过滤吸附层10、解吸剂加热系统11、气流混合器12、第二闸门系统13、气体扩散器14和蒸汽吸收装置15，第二闸门系统13是由两个第二竖直闸门27、一个第二水平闸门28和一个第四水平闸门34连接组成的框架系统，第二闸门系统13的第二水平闸门28连接活性炭吸附层3上端，活性炭吸附层3下端连接第四水平闸门34，第四水平闸门34通过管道连接气流混合器12，气流混合器12分别连接过滤吸附层10和解吸剂加热系统11；第二闸门系统13通过管道连接气体扩散器14，气体扩散器14位于蒸汽吸收装置15；活性炭吸附层3和风机4之间设置第四阀门19，风机4通过管道和第六阀门21连接高效过滤层6，风机4通过管道和第七阀门22连接过滤吸附层10，风机4和净化气出口5之间设有第八阀门23；当系统处于空气过滤模式时，风机4为抽气方式过滤，第一水平闸门26、第二水平闸门28、第三水平闸门33和第四水平闸门34均关闭，两个第一竖直闸门25和两个第二竖直闸门27均开启；第五阀门20、第六阀门21、第七阀门22关闭，第四阀门19和第八阀门23开启；当系统处于回收再生模式时，风机4为正压送气方式，第一水平闸门26、第二水平闸门28、第三水平闸门33和第四水平闸门34均开启，两个第一竖直闸门25和两个第二竖直闸门27均关闭；第二阀门17、第三阀门18、第五阀门20、第六阀门21、第七阀门22开启，第四阀门19和第八阀门23关闭，第一阀门16先开启，排出沉积粉尘后关闭。

本发明中，粉尘过滤层2为表面有一层PTFE过滤膜的纤维滤料，厚度为3-5mm，倾斜60度安装，左右两端分别与过滤通道内部密闭相接；活性炭吸附层3的材质为多孔介质附着活性炭粉末颗粒，厚度与第二竖直闸门27间隙的宽度比为2:3，前后端与分别过滤通道内部密闭相接。

本发明中，气流混合器12截面为同心圆环，空气进口在内圈，解吸剂蒸汽进口在外圈，内外圈半径比为1:2-2:3。 

本发明中，过滤通道主体截面为正方形，主体长高比为5:1，过滤通道末端为方形变圆管变径24，圆管直径与过滤通道主体高之比为1:5，圆管与风机4相连。

本发明中，粉尘过滤层2前后分别有第一压力传感器29和第二压力传感器30，活性炭吸附层3前后分别有第一浓度传感器31和第二浓度传感器32。

本发明中，所述解吸剂加热系统11中具有解析液和底部加热系统。

本发明涉及具有原位回收功能的空气处理系统，与现有广泛使用的空气处理装置或系统相比，其特点及优势在于： 

（1）本发明空气处理系统除了具有过滤颗粒，吸附气态物质之外，还具有颗粒物分离回收，滤料再生功能，同时还有气态物质脱附回收和吸附层再生功能，可以有效解决滤料结构饱和需要经常更换的麻烦，以及回收有用颗粒物质和气态物质的功能。

（2） 本发明空气处理系统在粉尘过滤层前后装有压力传感器，在活性炭吸附层前后装有浓度传感器，根据粉尘过滤层前后压差的变化和活性炭吸附层前后气态物质浓度的变化来控制阀门的开启闭合，以及系统的运行模式。当压差超过某设定值，或浓度差小于某设定值，系统将通过阀门的开闭，由过滤模式进入回收再生模式，进行颗粒物质和气态物质的回收和滤料的再生；当压差小于某设定值且浓度差为0，系统将通阀门开闭，由回收在再生模式进入过滤模式。

（3）本发明空气处理系统可以长时间运行，不用频繁更换滤料，自动化程度高，可以自动调节系统的运行模式，滤料厚度和安放位置经过计算流体力学和实验方法检验，可使净化效率最优，耗能最少。

附图说明

图1 本系统处于空气过滤模式示意图。

图2 本系统处于回收再生模式示意图。

图中标号：1喇叭式进气口，2粉尘过滤层，3活性炭吸附层，4风机，5净化气出口，6高效过滤层，7第一闸门系统，8旋风除尘器，9粉尘存储仓，10过滤吸附层，11解吸剂加热系统，12气流混合器，13第二闸门系统，14气体扩散器，15蒸汽吸收装置，16第一阀门，17第二阀门，18第三阀门，19第四阀门，20第五阀门，21第六阀门，22第七阀门，23第八阀门，24方形变圆管变径，25第一竖直闸门，26第一水平闸门，27第二竖直闸门，28第二水平闸门，29第一压力传感器，30第二压力传感器，31第一浓度传感器，32第二浓度传感器，33第三水平闸门，34第四水平闸门, Ⅰ空气过滤系统，Ⅱ原位回收再生系统，Ⅱ-1粉尘过滤层回收再生系统，Ⅱ-2活性炭吸附层回收再生系统。

具体实施方式

以下结合附图1和附图2以及发明人依本发明的技术方案所完成的具体实例，对本发明作进一步的详细描述。

实施例1：图1所示，一种具有原位回收功能的空气处理系统，其特征在于该系统由空气过滤系统Ⅰ和原位回收再生系统Ⅱ组成；空气过滤系统Ⅰ沿气流方向包括喇叭式进气口1，粉尘过滤层2，活性炭吸附层3，风机4和净化气出口5；原位回收再生系统Ⅱ由粉尘过滤层回收再生系统Ⅱ-1和活性炭吸附层回收再生系统Ⅱ-2组成。粉尘过滤层回收再生系统Ⅱ-1包括高效过滤层6，第一闸门系统7，旋风除尘器8和粉尘存储仓9，第一闸门系统7包括两个第一竖直闸门25、一个第一水平闸门26和一个第三水平闸门33；活性炭吸附回收再生系统Ⅱ-2包括过滤吸附层10，解吸剂加热系统11，气流混合器12，第二闸门系统13，气体扩散器14和蒸汽吸收装置15，第二闸门系统13包括两个第二竖直闸门27、一个第二水平闸门28和一个第四水平闸门34；由第一阀门16、第二阀门17、第三阀门18、第四阀门19、第五阀门20、第六阀门21、第七阀门22、第八阀门23控制整个处理系统的运行模式。

图1系统处于空气过滤模式，风机4为抽气方式过滤，两个第一竖直闸门25和两个第二竖直闸门27均关闭，第一水平闸门26、第二竖直闸门28、第三水平闸门33和第四水平闸门34均开启；第五阀门20、第六阀门21、第七阀门22关闭，第四阀门19、第八阀门23开启；在风机4抽气作用下，室内气流由喇叭式进气口1进入过滤通道，在经过粉尘过滤层2之后气流中的颗粒物质被截留沉积到滤层表面，或有一部分较大颗粒沉积在滤料下方的通道内壁上，去除颗粒物的气流经过活性炭吸附层3，气流中气态污染物被吸附在该层上，经过净化的空气经过风机4有净化气出口5排出。

当图1所示系统在空气过滤模式运行一段时间之后，位于粉尘过滤层2前后的第一压力传感器29和第二压力传感器30所示的压差超过设定值时，或者位于活性炭吸附层3前后的第一浓度传感器31和第二浓度传感器32所示浓度差小于设定值时，系统会进入回收再生模式。此时风机4为正压送气方式，第一水平闸门26、第二水平闸门28、第三水平闸门33和第四水平闸门34均开启，两个第一竖直闸门25和两个第二竖直闸门27均关闭；第二阀门17、第三阀门18、第五阀门20、第六阀门21、第七阀门22开启，第四阀门19、第八阀门23关闭，第一阀门16先开启，排出沉积在过滤通道内壁上的粉尘至粉尘存储仓9后关闭。室外空气经过第五阀门20经过风机4进入两个再生系统中，气流经过第六阀门21由上部管路经过高效过滤层6的过滤，自上而下对粉尘过滤层2进行反吹，粉尘过滤层2中的颗粒物跟随气流经过第二阀门17进入旋风除尘器8，颗粒物沿着器壁滑落经过第三阀门18进入粉尘存储仓9，气固分离后的空气由旋风分离器8的顶部管道排出。粉尘过滤层2前后的第一压力传感器29和第二压力传感器30所示的压差小于某设定值时，该过滤层再生完成；气流经过第七阀门22由下部管路经过滤吸附层10去除气态污染物，通过气流混合器12中间管路进入，与解吸剂加热系统11释放的解吸蒸汽在气流混合器12及之上的管路中混合，解吸蒸汽由下而上经过活性炭吸附层，吸附在滤层中气态物质解吸后随气流经过管道进入气体扩散器14，以微气泡的形式在蒸汽吸收装置15中的吸收液中扩散，气态污染物质被溶解在吸收液中，干净的空气由蒸汽吸收装置15的出口排出，当活性炭吸附层3前后第一浓度传感器31和第二浓度传感器32所示浓度差等于0时，该吸附层再生完成；当粉尘过滤层2和活性炭吸附层3都再生完成后，两个第一水平闸门25和两个第二水平闸门27均关闭，第一水平闸门26、第二水平闸门28、第三水平闸门33和第四水平闸门34均开启；第五阀门20、第六阀门21、第七阀门22关闭，第四阀门19、第八阀门23开启，系统再次进入空气过滤模式，完成一次过滤——回收——再生功能。

Claims (6)

1.一种具有原位回收功能的空气处理系统，该系统由空气过滤系统(Ⅰ)和原位回收再生系统(Ⅱ)组成；其特征在于：

空气过滤系统(Ⅰ)为一密闭过滤通道，沿气流方向依次包括喇叭式进气口(1)、粉尘过滤层(2)、活性炭吸附层(3)、风机(4)和净化气出口(5)，粉尘过滤层(2)和活性炭吸附层(3)位于密闭过滤通道内，喇叭式进气口(1)位于密闭过滤通道一侧，风机(4)位于闭过滤通道另一侧，净化气出口(5)位于风机(4)出口处；

原位回收再生系统(Ⅱ)由粉尘过滤层回收再生系统(Ⅱ-1)和活性炭吸附层回收再生系统(Ⅱ-2)组成，粉尘过滤层回收再生系统(Ⅱ-1)包括高效过滤层(6)、第一闸门系统(7)、旋风除尘器(8)和粉尘存储仓(9)，第一闸门系统(7)是由两个第一竖直闸门(25)、一个第一水平闸门(26)和一个第三水平闸门(33)连接组成的框架系统，第一闸门系统(7)上方设置高效过滤层(6)，第一闸门系统(7)下部设置粉尘过滤层(2)，粉尘过滤层(2)上端与第一闸门系统(7)的第一水平闸门(26)相连，下端与第三水平闸门(33)相连，第三水平闸门(33)下部通过管道和第一阀门(16)连接粉尘存储仓(9)，第三水平闸门(33)下部通过管道和第二阀门(17)连接旋风除尘器(18)，旋风除尘器(18)与粉尘存储仓(9)通过第三阀门(14)连接，粉尘过滤层回收再生系统(Ⅱ-1)气流方向为由上往下，活性炭吸附回收再生系统(Ⅱ-2)气流方向为由下往上；第六阀门(21)、第七阀门(22)可交替或同时开启关闭，实现分别回收再生和同时回收再生功能；活性炭吸附回收再生系统(Ⅱ-2)包括过滤吸附层(10)、解吸剂加热系统(11)、气流混合器(12)、第二闸门系统(13)、气体扩散器(14)和蒸汽吸收装置(15)，第二闸门系统(13)是由两个第二竖直闸门(27)、一个第二水平闸门(28)和一个第四水平闸门(34)连接组成的框架系统，第二闸门系统(13)的第二水平闸门(28)连接活性炭吸附层(3)上端，活性炭吸附层(3)下端连接第四水平闸门(34)，第四水平闸门(34)通过管道连接气流混合器(12)，气流混合器(12)分别连接过滤吸附层(10)和解吸剂加热系统(11)；第二闸门系统(13)通过管道连接气体扩散器(14)，气体扩散器(14)位于蒸汽吸收装置(15)；活性炭吸附层(3)和风机(4)之间设置第四阀门(19)，风机(4)通过管道和第六阀门(21)连接高效过滤层(6)，风机(4)通过管道和第七阀门(22)连接过滤吸附层(10)，风机(4)和净化气出口(5)之间设有第八阀门(23)；当系统处于空气过滤模式时，风机(4)为抽气方式过滤，第一水平闸门(26)、第二水平闸门(28)、第三水平闸门(33)和第四水平闸门(34)均关闭，两个第一竖直闸门(25)和两个第二竖直闸门(27)均开启；第五阀门(20)、第六阀门(21)、第七阀门(22)关闭，第四阀门(19)和第八阀门(23)开启；当系统处于回收再生模式时，风机(4)为正压送气方式，第一水平闸门(26)、第二水平闸门(28)、第三水平闸门(33)和第四水平闸门(34)均开启，两个第一竖直闸门(25)和两个第二竖直闸门(27)均关闭；第二阀门(17)、第三阀门(18)、第五阀门(20)、第六阀门(21)、第七阀门(22)开启，第四阀门(19)和第八阀门(23)关闭，第一阀门(16)先开启，排出沉积粉尘后关闭。

2.根据权利要1所述的系统，其特征在于粉尘过滤层(2)为表面有一层PTFE过滤膜的纤维滤料，厚度为3-5mm，倾斜60度安装，左右两端分别与过滤通道内部密闭相接；活性炭吸附层(3)的材质为多孔介质附着活性炭粉末颗粒，厚度与两个第二竖直闸门(27)间隙的宽度比为2:3，前后端与分别过滤通道内部密闭相接。

3.根据权利要1所述的系统，其特征在于气流混合器(12)截面为同心圆环，空气进口在内圈，解吸剂蒸汽进口在外圈，内外圈半径比为1:2-2:3。

4.根据权利要1所述的系统，其特征在于过滤通道主体截面为正方形，主体长高比为5:1，过滤通道末端为方形变圆管变径(24)，圆管直径与过滤通道主体高之比为1:5，圆管与风机(4)相连。

5.根据权利要1所述的系统，其特征在于粉尘过滤层(2)前后分别有第一压力传感器(29)和第二压力传感器(30)，活性炭吸附层(3)前后分别有第一浓度传感器(31)和第二浓度传感器(32)。

6.根据权利要1所述的系统，其特征在于所述解吸剂加热系统(11)中具有解析液和底部加热系统。

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