CN105932882A - 一种用于活性炭电热再生设备的电源装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，包括3组单相交流变压器组，分别为第一变压器组、第二变压器组和第三变压器组；每个变压器组包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一变压器组的第一输入端和第二输入端分别和三相电源的第一相和第二相相连，第二变压器组的第一输入端和第二输入端分别和三相电源的第二相和第三相相连，第三变压器组的第一输入端和第二输入端分别和三相电源的第三相和第一相相连，本发明的电源装置输出电压为40V以下的安全电压，并且可任意并联使用，在保持输出电压不变的情况下，输出电流根据并联台数高达几千安培，从而实现活性炭再生电源对高功率输出的要求。

Description

一种用于活性炭电热再生设备的电源装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及活性炭再生领域，尤其涉及一种用于活性炭电热再生设备的电源装置。

背景技术

活性炭是一种具有发达孔隙结构、巨大比表面积和极强吸附能力的碳质材料，它在水处理行业得到广泛的应用。活性炭在吸附一段时间后势必会达到吸附饱和，吸附效率下降，如果直接丢弃更换新炭，不仅对环境造成污染还产生了很大的资源浪费，增加运行成本。所以在活性炭吸附饱和后，为节约资源，降低运行成本可对其进行再生操作。活性炭再生是将饱和吸附各种杂质的活性炭经过物理、化学或生物化学等方法处理，使其恢复吸附能力，从而延长活性炭的使用寿命。

活性炭再生方法很多，针对不同的应用条件，国内外研究人员提出了各种活性炭再生方法，如热再生法、湿式氧化法、生物再生法、电化学再生法、微波辐射再生法、超临界流体再生法等，但是，目前只有热再生在工业上得到较为广泛的应用。

随着电力技术的发展，活性炭电热再生得到了迅速发展，相比较传统的活性炭使用燃煤炉热再生和燃油炉热再生，活性炭电热再生设备简单、操作方便、能源清洁不产生二次污染。

活性炭电热再生设备需要选择一种合适的电源装置提供能源才能使活性炭再生达到较好效果，首先电热再生设备需要人工日常操作和维护，电源选择要考虑输出电压为安全电压范畴。其次活性炭的电阻较低并随着温度升高而下降。再次活性炭电热再生电源需要高功率输出，否则会导致活性炭再生时间较长或不能再生，一般活性炭再生一次的时间控制在4h以内为宜。为满足上述要求再生装置需选择低电压高电流的电源设备较好。经过我们大量的试验研究，不宜选择直流电源，因为使用直流电源再生含水活性炭会产生电解水现象，能源利用率不高。其次使用直流电源活性炭再生时加热均匀性差，产生局部高温现象。而选择交流电源可完美解决上述问题，但是目前标准的交流电源低电压下只能低电流运行，在活性炭的电阻值较低的情况下，标准交流电源因电流超高而无法运行。而专门定制的交流电源低电压下电流最高可达1000A，但是技术不成熟，造价非常昂贵，不利于推广使用。同时目前标淮的交流电源只采用单相输入，而工厂大功率电源都是三相电源，采用单相交流电源造成相位输出不平衡，这不仅浪费也造成输出不稳定，此发明即为采用组合标淮单相交流电源而设计出平衡三相用电的新技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是活性炭电热再生设备电源的低电压高电流稳定运行，为了解决上述问题，本发明提供一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，包括3组单相交流变压器组，分别为第一变压器组、第二变压器组和第三变压器组；每个变压器组包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一变压器组的第一输入端和第二输入端分别和三相电源的第一相和第二相相连，第二变压器组的第一输入端和第二输入端分别和三相电源的第二相和第三相相连，第三变压器组的第一输入端和第二输入端分别和三相电源的第三相和第一相相连，第一变压器组、第二变压器组和第三变压器组的第一输出端被设置为能够分别连接负载的的三个独立正极，第一变压器组、第二变压器组和第三变压器组的第二输出端并联且设置为能够连接负载的负极。

进一步地，每个变压器组包括至少1个单相交流变压器，每个单相交流变压器包括第一输入端点、第二输入端点、正极输出端点和负极输出端点，每个单相交流变压器的第一输入端点、第二输入端点分别和对应的变压器组的第一输入端、第二输入端相连，每个单相交流变压器的正极输出端点分别和对应的变压器组的第一输出端相连，每个单相交流变压器的负极输出端点分别和对应的变压器组的第二输出端相连。

进一步地，每个变压器组包括1个单相交流变压器。

进一步地，每个变压器组包括2个单相交流变压器。

进一步地，单向交流变压器组中的单相交流变压器包括交流电焊机。

进一步地，每个单相交流变压器的电流和电压能够独立调节。

进一步地，电源装置的输出电压小于40V。

进一步地，将活性炭电热再生设备中的碳床分为互不连通的三块区域，将每个变压器组的第一输出端分别和三块区域相连，将每个变压器组的第二输出端和所述碳床的负极相连。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的电源装置输出电压为40V以下的安全电压，并且可任意并联使用，在保持输出电压不变的情况下，输出电流根据并联台数高达几千安培，从而实现活性炭再生电源对高功率输出的要求。

2、本发明的电源装置成本较低，运行稳定可靠，且可长时间连续运行。

3、本发明的电源装置实现三相供电，保证了供电电网平衡，同时输出形式也为三相输出，节约能耗并防止产生电解水现象。

附图说明

图1是本发明的电源装置的结构示意图，

图2是本发明的单相交流变压器的结构示意图，

图3是本发明的实施例1中电源装置的结构示意图，

图4是本发明的实施例2中电源装置的结构示意图，

图5是本发明的实施例3中电源装置的结构示意图。

图中：第一变压器组1，第二变压器组2，第三变压器组3，单相交流变压器4，第五电焊机5，第六电焊机6，第七电焊机7，第七电焊机的正极输出端点73、负极输出端点74；第八电焊机8，第八电焊机的正极输出端点83，负极输出端点84；第九电焊机9，第九电焊机的正极输出端点93,负极输出端点94；第十电焊机10，第十电焊机的第一输入端点101，第二输入端点102，正极输出端点103，负极输出端点104；第十一电焊机11，第十一电焊机的第一输入端点111，第二输入端点112，正极输出端点113，负极输出端点114；第十二电焊机12，第十二电焊机的第一输入端点121，第二输入端点122，正极输出端点123，负极输出端点124；第十三电焊机13，第十三电焊机的第一输入端点131，第二输入端点132，正极输出端点133，负极输出端点134；第十四电焊机14，第十四电焊机的第一输入端点141，第二输入端点142，正极输出端点143，负极输出端点144；第十五电焊机15，第十五电焊机的第一输入端点151，第二输入端点152，正极输出端点153，负极输出端点154；第一电焊机组16，第一电焊机组的第一输入端161，第二输入端162，第一输出端163，第二输出端164；第二电焊机组17，第二电焊机组的第一输入端171，第二输入端172，第一输出端173，第二输出端174；第三电焊机组18，第三电焊机组的第一输入端181，第二输入端182，第一输出端183，第二输出端184。

具体实施方式

下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。

如图1和图2所示，本发明的一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，包括3组单相交流变压器组，分别为第一变压器组1、第二变压器组2和第三变压器组3。其中，每个变压器组包括至少1个单相交流变压器4，每个单相交流变压器包括第一输入端点41、第二输入端点42、正极输出端点43和负极输出端点44，每个单相交流变压器的第一输入端点41、第二输入端点42分别和对应的变压器组的第一输入端、第二输入端相连，每个单相交流变压器的正极输出端点43分别和对应的变压器组的第一输出端相连，每个单相交流变压器的负极输出端点44分别和对应的变压器组的第二输出端相连。在一个实施例中，该单相交流变压器为单相交流电焊机。

每个变压器组包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一变压器组的第一输入端11和第二输入端12分别和三相电源的第一相和第二相相连，第二变压器组的第一输入端21和第二输入端22分别和三相电源的第二相和第三相相连，第三变压器组的第一输入端31和第二输入端32分别和三相电源的第三相和第一相相连，第一变压器组的第一输出端13、第二变压器组的第一输出端23和第三变压器组的第一输出端33作为电源装置的正极输出分别用于连接负载的的三个独立正极，第一变压器组的第二输出端14、第二变压器组的第二输出端24和第三变压器组的第二输出端34作为电源装置的负极输出并联用于连接连接负载的负极。

在一个实施例中，在保证输出电压在40伏特以下，本发明的电源装置相互之间可任意并联使用，以增加输出总电流从而实现输出总功率的增加。

实施例1

采用TAYOR BX1-630-2单相交流电焊机作为单相交流变压器，其输出电压为40V，输出电流为300A，如图3所示，将两台单相交流电焊机并联，分别为第五电焊机5和第六电焊机6，并联后的第五电焊机的第一输入端点51和第六电焊机的第一输入端点61和三相电流的第一相相连，第五电焊机的第二输入端点52和第六电焊机的第二输入端点62和三相电流的第二相相连，将第五电焊机的正极输入端点53和第六电焊机的正极输入端点63以及第五电焊机的负极输入端点54和第六电焊机的负极输入端点64接入可调节负载电阻器的正极和负极，独立调节每台电焊机输出电流值和电压值，测试两台电焊机并联以后输出总电流是否叠加，测试结果如表1所示，结果显示两台电焊机并联后，输出电压相同，输出电流值是两台电焊机输出电流值之和。

表1

实施例2

采用和实施例1中相同的单相交流电焊机作为单相交流变压器，其输出电压为40V，输出电流为300A，如图4所示，将三台电焊机并联，分别为第七电焊机7、第八电焊机8和第九电焊机9，第七电焊机的第一输入端点71和第二输入端点72分别和三相电源的第一相和第二相相连，第八电焊机的第一输入端点81和第二输入端82分别和三相电源的第二相和第三相相连，第九电焊机的第一输入端91点和第二输入端92分别和三相电源的第三相和第一相相连，同时每台电焊机的正极输出端点73分别和可调节负载电阻器的三个独立正极相连，每台电焊机的负极输出端点74相互并联并和可调节负载电阻器的负极相连。独立调节每台电焊机输出电流值和电压值，测试三台电焊机并联以后输出总电流是否叠加，测试结果如表2所示，结果显示两台电焊机并联后，输出电压相同，输出电流值是三台电焊机输出电流值之和。并联后电源输出总功率大于24KW，该连接方式能够保护在此大功率下供电电网的三相平衡。

表2

实施例3

采用和实施例1中相同的单相交流电焊机作为单相交流变压器，其输出电压为40V，输出电流为300A，如图5所示，将6台电焊机分成3组电焊机组，每组电焊机组中均包含两台电焊机，分别为第一电焊机组16包括第十电焊机10和第十一电焊机11；第二电焊机组17包括第十二电焊机12和第十三电焊机13；第三电焊机组18包括第十四电焊机14和第十五电焊机15，其中每组中的两台电焊机的并联方式如实施例1的并联方式相同，3组电焊机组之间的并联方式同实施例2中的并联方式。

即其中第十电焊机10和第十一电焊机11的第一输入端点101并联从而作为第一电焊机组16的第一输入端161和三相电源的第一相相连，第十电焊机10和第十一电焊机11的第二输入端点102并联从而作为第一电焊机组16的第二输入端162和三相电源的第二相相连。同理，第二电焊机组17的第一输入端171和第二输入端172分别和三相电源的第二相和第三相相连，第三电焊机组18的第一输入端181和第二输入端182分别和三相电源的第三相和第一相相连。

第十电焊机10和第十一电焊机11的正极输出端点103并联从而作为第一电焊机组16的第一输出端163接入可调节负载电阻器的一个独立正极，第十电焊机10和第十一电焊机11的负极输出端点104并联从而作为第一电焊机组16的第二输出端164接入可调节负载电阻器的负极。同理，第二电焊机组17的第一输出端173和第三电焊机组18的第一输出端183分别接入可调节负载电阻器的另两个独立正极，第二电焊机组的第二输出端174和第三电焊机组的第二输出端184接入可调节负载电阻器的负极。

独立调节每台电焊机输出电流值和电压值，测试3组电焊机组并联以后输出总电流是否叠加，测试结果如表3所示，结果显示3组电焊机组并联后，输出电压相同，输出电流值是三组电焊机组输出电流值之和。并联后电源输出总功率大于24KW，该连接方式能够保护在此大功率下供电电网的三相平衡。

表3

在一个实施例中，使用本发明的电源装置接入活性炭电热再生设备从而对活性炭进行电热再生，首先将所述活性炭电热再生设备中的碳床分为均匀的互不连通的两块区域，将实施例1中的两台并联的电焊机的正极输出端点分别和这两块区域中预设的电极相连接。测试结果如表4所示，结果两台电焊机并联后输出的总电流总电压只随着活性炭电阻的变化自动调整，且电压减小，电流变大，从而使得电压值始终保持安全电压范围，而输出功率稳定，从而使活性炭电热再生效果均匀。

表4

一种使用本发明的电源装置接入活性炭电热再生设备从而对活性炭进行电热再生的方法，首先将所述活性炭电热再生设备中的碳床分为互不连通的三块区域，将实施例3中的3组电焊机组的第一输出端分别和这三块区域中预设的电极相连，将第二输出端和碳床的负极相连。从而在大功率情况下，实现供电电网的三相平衡。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，其特征在于，包括3组单相交流变压器组，分别为第一变压器组、第二变压器组和第三变压器组；每个变压器组包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一变压器组的第一输入端和第二输入端分别和三相电源的第一相和第二相相连，所述第二变压器组的第一输入端和第二输入端分别和所述三相电源的第二相和第三相相连，所述第三变压器组的第一输入端和第二输入端分别和所述三相电源的第三相和第一相相连，所述第一变压器组、第二变压器组和第三变压器组的第一输出端被设置为能够分别连接负载的的三个独立正极，所述第一变压器组、第二变压器组和第三变压器组的第二输出端并联且设置为能够连接所述负载的负极。

2.如权利要求1所述的一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，其特征在于，所述每个变压器组包括至少1个单相交流变压器，每个单相交流变压器包括第一输入端点、第二输入端点、正极输出端点和负极输出端点，所述每个单相交流变压器的第一输入端点、第二输入端点分别和对应的变压器组的第一输入端、第二输入端相连，所述每个单相交流变压器的正极输出端点分别和对应的变压器组的第一输出端相连，所述每个单相交流变压器的负极输出端点分别和对应的变压器组的第二输出端相连。

3.如权利要求2所述的一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，其特征在于，所述每个变压器组包括1个单相交流变压器。

4.如权利要求2所述的一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，其特征在于，所述每个变压器组包括2个单相交流变压器。

5.如权利要求1-4所述的一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，其特征在于，所述单向交流变压器组中的单相交流变压器包括交流电焊机。

6.如权利要求2所述的一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，其特征在于，所述每个单相交流变压器的电流和电压能够独立调节。

7.如权利要求1所述的一种用于活性炭电热再生设备的电源装置，其特征在于，所述电源装置的输出电压小于40V。

8.一种使用如权利要求1所述的电源装置的方法，其特征在于，将所述活性炭电热再生设备中的碳床分为互不连通的三块区域，将所述每个变压器组的第一输出端分别和所述三块区域相连，将所述每个变压器组的第二输出端和所述碳床的负极相连。