CN109126401B - 炭循环装置和净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境保护领域，公开了一种炭循环装置和净化装置。炭循环装置包括：过滤器，与净化装置的反应管的尾端相连通；冷却器，至少有部分位于过滤器内，用于冷却处于过滤器内的生物质导电炭颗粒；传送机构，连接反应管的头端和过滤器，用于将生物质导电炭颗粒从反应管传送至过滤器；反应管中的生物质导电炭颗粒通过传送机构，被传送至过滤器，并在过滤器中被冷却；经过冷却之后的生物质导电炭颗粒进入反应管，以此循环。本发明提供的净化装置，包括反应管和上述的炭循环装置。本发明能够降低生产成本，十分环保。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护领域，特别涉及一种炭循环装置和净化装置。
背景技术
有机污染物气体(甲苯、甲醛等)是生产生活中常见的污染物，不仅影响人体健康、破坏生态环境，而且可能引发以细颗粒物(如PM2.5)、臭氧(O3)等为特征的区域性大气复合污染问题。目前处理有机污染物气体的方法主要包括吸收法(如活性炭颗粒)、燃烧法、催化降解法、分解法(如光分解、臭氧分解、等离子体分解)等。
一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质，它包括植物、动物和微生物，生物质属于太阳能的一种，地球上每年通过植物光合作用固定的碳元素就高达2×1011t。焦炭是生物质热解的主要产物之一，具有良好导电特性的焦炭称之为生物质导电炭，生物质导电炭是一种容易获取且廉价的炭材料。经过活化后的生物质导电炭具有发达的孔隙结构，能够有效地吸附有机污染物气体。在高电压下，呈不规则运动状态的生物质导电炭颗粒之间易产生放电现象，放电可产生大量高能电子、以及O、OH、N等高活性自由基，活性粒子与有机污染物气体发生碰撞后化学键断裂，从而促使有机污染物气体的降解。
采用生物质导电炭降解挥发性有机物的净化装置通常包括反应管。反应管两端设置有气体进口、气体出口，反应管内设置有生物质导电炭颗粒。有机污染物气体进入反应管，通过生物质导电炭颗粒的降解作用而降解。例如，申请号为201110203668.2的中国专利中就公开了一种生物质导电炭强制放电脱除气化焦油方法和装置。该发明采用生物质导电炭吸附脱除气化气中的焦油，利用振动床和直流电压使得生物质导电炭颗粒间产生周期性的分离，促使焦油分子裂解，同时生物质导电炭颗粒可以得到活化，提高降解效果。
本领域普通技术人员清楚，生物质导电炭颗粒的吸附能力随着温度的上升而下降，导致放电降解过程中会逸出部分未降解的有机污染物气体，难以保证气体出口的气体的清洁度；另一方面，振动床以一定频率振动，操作难以控制，每隔一段时间都需要添加生物质导电炭颗粒，更换过程需要长时间暂停反应运转，影响生产效率。此外，难以实现生物质导电炭颗粒的持续循环利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种炭循环装置和净化装置，本发明能够降低能耗，提高降解效果，保证出口气体清洁度，实现有机污染物的连续处理，降低生产成本，十分环保。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种炭循环装置，包括：
过滤器，与净化装置的反应管的尾端相连通；
冷却器，至少有部分位于过滤器内，用于冷却处于过滤器内的生物质导电炭颗粒；
传送机构，连接反应管的头端和过滤器，用于将生物质导电炭颗粒从反应管传送至过滤器；
反应管中的生物质导电炭颗粒通过传送机构，被传送至过滤器，并在过滤器中被冷却；经过冷却之后的生物质导电炭颗粒进入反应管，以此循环。
本发明还提供了一种净化装置，包括反应管和上述的炭循环装置。
本发明的净化装置通过设置的过滤器内的生物质导电炭颗粒，可以吸附放电过程逸出的有机污染物，提高了排出气体的清洁度。在本发明中，冷却器使得生物质导电炭颗粒冷却，从而恢复吸附能力，使得生物质导电炭颗粒能够循环使用。而相对现有技术而言，本发明通过传送机构将反应管中的生物质导电炭颗粒和过滤器中的生物质导电炭颗粒循环起来，充分利用了放电后生物质导电炭颗粒吸附能力提高的特性，实现了吸附和降解过程的动态平衡和放电降解过程的连续进行，维持了出口气体的高度清洁，降低生产成本，提高效率的同时，也更加环保。
作为优选，过滤器包括层叠设置的固定炭层和过滤层；
过滤层用于防止细颗粒排入大气，生物质导电炭颗粒被传送至固定炭层内，用于吸附从反应管的尾端排出的气体中残留的放电降解过程中有机污染物。
过滤层能够防止气体中的细颗粒排入大气，还能够防止过滤器中的生物质导电炭颗粒排出，进一步减少了生物质导电炭颗粒的损耗。固定炭层内设置的生物质导电炭颗粒能够吸附放电降解过程中逸出的有机污染物，通过吸附和降解过程的动态平衡，确保排出气体的高度清洁。
另外，作为优选，反应管的尾端位于较高处，使反应管内的生物质导电炭颗粒在重力作用下趋向于向着反应管的头端的方向运动；
过滤器位于反应管的上方，生物质导电炭颗粒在重力作用下进入反应管。
由于过滤器位于反应管的上方，又由于反应管的尾端位于较高处，因此生物质导电炭颗粒从过滤器到反应管头端的过程中可以仅依靠重力的作用而不需要额外的驱动力，降低了设备的复杂度，因此降低了设备成本。
进一步地，作为优选，传送机构包括：
循环通道，用于输送生物质导电炭颗粒；
下路储存器，设置在循环通道上，且位于反应管的下方，用于暂存生物质导电炭颗粒；
提升器，与下路储存器连接，并构成循环通道的一部分，提升器用于将下路储存器内的生物质导电炭颗粒沿循环通道提升至高于过滤器的所在位置，生物质导电炭颗粒在重力作用下被送入过滤器。
设置在反应管下方的下路储存器能够暂存生物质导电炭颗粒，由于下路储存器对生物质导电炭颗粒的缓存作用，使得反应管可以持续运行，同时提升器可以间歇性地工作，降低了对提升器的要求，也延长了提升器的使用寿命。
由于有机污染物气体可能进入循环通道，而间歇性工作的提升器可以相对减少传送机构内有机污染物气体的浓度，并防止有机污染物气体未经过净化而随传送机构导入过滤器进而直接排入大气。
更进一步地，作为优选，传送机构还包括补料仓，设置在过滤器的上方，用于为过滤器补充生物质导电炭颗粒；
补料仓还开有料仓入口，料仓入口用于补充新的生物质导电炭颗粒。
通过料仓入口补充新的生物质导电炭颗粒，操作十分方便。不断补充的生物质导电炭颗粒能够始终保持净化装置的净化效果。
另外，作为优选，在过滤器和反应管之间还设置有上路储存器，用于暂存生物质导电炭颗粒。
过滤器和反应管之间设置的上路储存器，能够暂存生物质导电炭颗粒。在过滤器和反应管之间设置的上路储存器能够暂存吸附有气体的生物质导电炭颗粒，由于上路储存器对生物质导电炭颗粒的缓存作用，使得反应管和过滤器可以持续运行。
此外，作为优选，过滤器有两个，且这两个过滤器都分别与传送机构和反应管相连通；
两个过滤器通过阀门控制，交替工作。
两个通过阀门控制的过滤器使得部分经过放电以及补充的生物质导电炭颗粒和吸附生物质导电炭颗粒可以连续交替进行，使得始终存在一个过滤器能够吸附气体，因此气体可以持续排出，因而无需中断净化装置的工作。
另外，作为优选，冷却器包括冷却管道和通过冷却管道连接起来的冷却泵和换热器，冷却管道穿过过滤器的内部，换热器位于过滤器的外部；
冷却泵带动冷却液在冷却管道内循环流动，在过滤器的内部吸热，在换热器内放热。
冷却泵带动冷却液在冷却管道内循环流动，冷却管道穿过过滤器的内部从而吸收过滤器内的热量；吸收的这部分热量通过冷却泵在换热器内放热，使得生物质导电炭颗粒能够充分冷却，保证了生物质导电炭颗粒能够恢复吸附性。
进一步地，作为优选，冷却管道在过滤器内形成螺旋状结构，在同等容积内，螺旋状结构相比套筒结构具有更大的表面积，从而增大了冷却管道的换热面积，使得冷却液能够均匀换热。
附图说明
图1是本发明第一实施方式炭循环装置和净化装置的正视剖视示意图；
图2a是本发明第二实施方式炭循环装置中过滤器和冷却器的放大示意图；
图2b是本发明第二实施方式炭循环装置中过滤器和冷却器的俯视放大示意图；
图3a是本发明第三实施方式炭循环装置中过滤器和冷却器的放大示意图；
图3b是本发明第三实施方式炭循环装置中过滤器和冷却器的俯视放大示意图；
图4是本发明第四实施方式炭循环装置和净化装置的正视剖视示意图；
图5是本发明第五实施方式炭循环装置和净化装置的正视剖视示意图；
图6是本发明第六实施方式炭循环装置和净化装置的正视剖视示意图；
图7是本发明第七实施方式炭循环装置和净化装置的正视剖视示意图；
图8是本发明第七实施方式炭循环装置的放大正视示意图。
附图标记说明：
1-反应管；1a-气体进口；1b-气体出口；2-生物质导电炭颗粒；3-过滤器；3a-过滤层；3b-固定炭层；3c-补给开关；3d-A1阀门；3e-A2阀门；3f-A3阀门；3g-上路储存器；3h-A4阀门；3i-气体通道；3m-上路颗粒通道；4-冷却器；4a-冷却管道；4b-冷却泵；4c-换热器；5-传送机构；6-下路储存器；6a-下路颗粒通道；6b-下路阀门；7-补料仓；8-补充过滤装置；8c-补充补给开关；8d-B1阀门；8e-B2阀门；8f-B3阀门；8g-补充上路储存器；8h-B4阀门。
具体实施方式
实施方式一
本发明的第一实施方式提供了一种炭循环装置，参见图1所示，包括：
过滤器3，与净化装置的反应管1的尾端相连通；
冷却器4，至少有部分位于过滤器3内，用于冷却处于过滤器3内的生物质导电炭颗粒2；
传送机构5，连接反应管1的头端和过滤器3，用于将生物质导电炭颗粒2从反应管1传送至过滤器3；
反应管1中的生物质导电炭颗粒2通过传送机构5，被传送至过滤器3，并在过滤器3中被冷却；经过冷却之后的生物质导电炭颗粒2进入反应管1，以此循环。
在本实施方式中，反应管1的尾端位于较高处，使反应管1内的生物质导电炭颗粒2在重力作用下趋向于向着反应管1的头端的方向运动；过滤器3位于反应管1的上方，生物质导电炭颗粒2在重力作用下进入反应管1。
由于过滤器3位于反应管1的上方，又由于反应管1的尾端位于较高处，因此生物质导电炭颗粒2从过滤器3到反应管1头端的过程中可以仅依靠重力的作用而不需要额外的驱动力，降低了设备的复杂度，因此降低了设备成本。
本发明所指的传送机构5可以是现有技术中的各种能够将反应管1内低处的生物质导电炭颗粒2输送至高处的传送机构5，例如管式螺旋输送机、鼓风机、箱式升降机等。本领域的普通技术人员清楚，管式螺旋输送机适用于垂直或倾斜输送粒状物料。因此，在本实施方式中，传送机构5优选为管式螺旋输送机，当然实际使用时也可以采用其他的传送机构5。
另外，在本实施方式中，参见图1所示，过滤器3包括层叠设置的固定炭层3b和过滤层3a；
过滤层3a用于防止细颗粒排入大气，部分生物质导电炭颗粒2被传送至固定炭层3b内，经降温后用于吸附放电过程逸出的有机污染物。
过滤层3a能够防止气体中的细颗粒排入大气，还能够防止过滤器3中的生物质导电炭颗粒2排出，进一步减少了生物质导电炭颗粒2的损耗。固定炭层3b内设置的生物质导电炭颗粒2能够吸附放电降解过程中逸出的有机污染物，使得经初步放电降解的气体得以再次净化，提高了排出气体的清洁度。在本实施方式中，对过滤器3的横剖面没有作出限定，可以是矩形截面，也可以是圆截面。另外，过滤器3设置有补给开关3c用于控制生物质导电炭颗粒2的流速。
在本实施方式中，设置有炭循环装置的净化装置的一种典型的运行过程如下：
(1)将生物质导电炭颗粒2补充给传送机构5，所补充的量略多于固定炭层3b和反应管1内生物质导电炭颗粒2的总量；
(2)管式螺旋输送机作为传送机构5，将生物质导电炭颗粒2输送至过滤器3内的固定炭层3b，并通过补给开关3c控制生物质导电炭颗粒2的流速；
(3)固定炭层3b内的生物质导电炭颗粒2在重力的作用下沿着上路颗粒通道3m向着反应管1的头端的方向运动，反应管1内高处的生物质导电炭颗粒2在重力的作用下向着反应管1低处下落；
同时，参见图1所示，有机污染物气体持续从气体进口1a导入反应管1，生物质导电炭颗粒2在高压电的作用下颗粒间隙被击穿形成放电从而降解有机污染物气体，降解完成的气体经由气体通道3i排出至过滤器3内进行二次净化，最终由气体出口1b排出；
(4)位于反应管1低处的生物质导电炭颗粒2借助下路颗粒通道6a导入至传送机构5；
(5)循环上述操作(2)～(4)。
在上述操作步骤中，可以通过设置上路颗粒通道3m以及下路颗粒通道6a的口径、上述通道与水平面的夹角，也可以采用螺旋式或阶梯式的通道，以方便地控制生物质导电炭颗粒2均匀缓慢地下落。气体进口1a与下路颗粒通道6a、气体通道3i与上路颗粒通道3m可以分开设置，使得生物质导电炭颗粒2的循环和气体的净化能够同时持续进行。另外，过滤器3的内壁形状可以形成有斜坡，例如特别可以是漏斗状的，使得生物质导电炭颗粒2得以顺畅地下落。当然实际使用时也可以不限于这一结构。
本发明的净化装置通过设置的过滤器3内的生物质导电炭颗粒2，可以吸附放电降解过程中逸出的有机污染物，提高了排出气体的清洁度。在本发明中，冷却器4使得生物质导电炭颗粒2冷却，从而恢复吸附能力，使得生物质导电炭颗粒2能够循环使用。而相对现有技术而言，本发明通过传送机构5将反应管1中的生物质导电炭颗粒2和过滤器3中的生物质导电炭颗粒2循环起来，充分利用了放电后生物质导电炭颗粒2吸附能力提高的特性，实现了吸附和降解过程的动态平衡和放电降解过程的连续进行，维持了出口气体的高度清洁，降低生产成本，提高效率的同时，也更加环保。
实施方式二
本发明的第二实施方式提供了一种炭循环装置。第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第二实施方式中，结合图2a、图2b所示，冷却器4包括冷却管道4a和通过冷却管道4a连接起来的冷却泵4b和换热器4c，冷却管道4a穿过过滤器3的内部，换热器4c位于过滤器3的外部；
冷却泵4b带动冷却液在冷却管道4a内循环流动，在过滤器3的内部吸热，在换热器4c内放热。
在本实施方式中，利用冷却液散热相比于风冷散热和热管散热而言，具有较高的换热效率，成本优势也较好。冷却液介质可以是水、油、乙二醇等，冷却泵4b带动冷却液在冷却管道4a内循环流动，冷却管道4a穿过过滤器3的内部从而吸收过滤器3内的热量；吸收的这部分热量通过冷却泵4b在换热器4c内放热，使得生物质导电炭颗粒2能够充分冷却，保证了生物质导电炭颗粒2能够恢复吸附性。
实施方式三
本发明的第三实施方式提供了一种炭循环装置。第三实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第三实施方式中，结合图3a、图3b所示，炭循环装置还包括：冷却管道4a在过滤器3内形成螺旋状结构。
本领域的普通技术人员清楚，在同等容积内，螺旋状结构相比套筒结构具有更大的表面积，从而增大了冷却管道4a的换热面积，使得冷却液能够均匀换热。
当炭循环装置持续运行时，螺旋状结构的冷却管道4a还可以对过滤器3内的生物质导电炭颗粒2有一定的阻碍作用，使得生物质导电炭颗粒2可以缓缓地导入反应管1。
实施方式四
本发明的第四实施方式提供了一种炭循环装置。第四实施方式与第一实施方式有所不同，主要不同之处在于，在本发明的第一实施方式中，生物质导电炭颗粒2的循环和气体的净化能够同时持续进行，而在本发明的第四实施方式中，参见图4所示，生物质导电炭颗粒2的循环和气体的净化能够通过阀门控制而间歇性地工作。
当生物质导电炭颗粒2的循环和气体的净化持续进行时，可能会带来如下几个问题：
1.经过放电后的生物质导电炭颗粒2温度较高可达300℃，而冷却需要时间，生物质导电炭颗粒2的温度若不能在气体通过前冷却至目标温度，将会导致吸附效果大幅度下降，难以保证出口气体的清洁度；
2.连续循环状态下，补给开关3c处于常开状态，生物质导电炭颗粒2将可能填满气体通道3i和上路颗粒通道3m，阻塞气体流动；
3.连续运行所带来的大量的输运能量、制冷材料和冷却能量的耗费，导致炭循环装置的使用寿命缩短。
因此在本发明的第四实施方式中提出了生物质导电炭颗粒2的循环和气体的净化间歇工作的方式。炭循环装置还包括：
循环通道，用于输送生物质导电炭颗粒2；
下路储存器6，设置在循环通道上，且位于反应管1的下方，用于暂存生物质导电炭颗粒2；
提升器，与下路储存器6连接，并构成循环通道的一部分，提升器用于将下路储存器6内的生物质导电炭颗粒2沿循环通道提升至高于过滤器3的所在位置，生物质导电炭颗粒2在重力作用下被送入过滤器3。
设置在反应管1下方的下路储存器6能够暂存生物质导电炭颗粒2，由于下路储存器6对生物质导电炭颗粒2的缓存作用，使得反应管1可以持续运行，同时提升器可以间歇性地工作，降低了对提升器的要求，也延长了提升器的使用寿命。
具体而言，当下路储存器6内的生物质导电炭颗粒2积累到一定的量时，可以由提升器将下路储存器6内的生物质导电炭颗粒2一次性地输送至高于过滤器3所在的位置，相较于提升器持续工作而言节约了能量。因此，作为本实施方式的优选范例，提升器可以为箱式升降机。当然实际使用时也可以采用其他提升器。在本实施方式中，有机污染物气体可以进入循环通道，间断工作的提升器可以相对减少传送机构5内有机污染物气体的浓度，并防止有机污染物气体未经过净化而随传送机构5导入过滤器3进而直接排入大气。
在本实施方式中，参见图4所示，在上路颗粒通道3m上设置有A3阀门3f，用以导入生物质导电炭颗粒2；在气体通道3i设置有A2阀门3e，用以控制气体的排出；在下路颗粒通道6a设置有下路阀门6b，用以控制反应管1内的生物质导电炭颗粒2排出。设置有炭循环装置的净化装置的一种典型的运行过程如下：
(1)关闭所有阀门，将生物质导电炭颗粒2补充给传送机构5，所补充的量等于或略多于固定炭层3b和反应管1内生物质导电炭颗粒2的总量；
(2)参见图4所示，箱式升降机作为传送机构5，将生物质导电炭颗粒2一次性输送至过滤器3内的固定炭层3b；
(3)打开A3阀门3f，固定炭层3b内的生物质导电炭颗粒2在重力的作用下沿着上路颗粒通道3m向着反应管1内的方向运动，通过补给开关3c控制生物质导电炭颗粒2的流速；
反应管1内高处的生物质导电炭颗粒2在重力的作用下向着反应管1低处运动，当反应管1内的生物质导电炭颗粒2达到一定的量时关闭A3阀门3f；
(4)有机污染物气体从气体进口1a导入反应管1，在电场与生物质导电炭颗粒2的降解作用下降解；
(5)打开A2阀门3e，降解完成的气体经由气体通道3i排出至过滤器3内进行二次净化，最终由气体出口1b排出；
(6a)当固定炭层3b达到吸附穿透后，停止通气，关闭A2阀门3e，打开A3阀门3f和下路阀门6b，固定炭层3b中的吸附饱和的生物质导电炭颗粒2进入反应管1，同时，反应管1内的生物质导电炭颗粒2借助下路颗粒通道6a导入至传送机构5，导入的量理论上等于固定炭层3b中生物质导电炭颗粒2的量；当固定炭层3b内的生物质导电炭颗粒2完全排出后，关闭A3阀门3f，当反应管1内的生物质导电炭颗粒2排出后，关闭下路阀门6b；
(6b)若固定炭层3b没有达到吸附穿透，则循环步骤(4)～(6)；
(7)实施上述步骤(2)，启动冷却器4，经冷却器4冷却，恢复生物质导电炭颗粒2的吸附性能；
(8)实施步骤(3)～(7)。
在上述操作步骤中，上路颗粒通道3m以及下路颗粒通道6a的口径可以不必因限制流量而控制得过于狭窄，因此可以防止堵塞。而由于生物质导电炭颗粒2的循环和气体的净化能够间歇性地工作，因此，气体进口1a与下路颗粒通道6a、气体通道3i与上路颗粒通道3m的设置方式并不影响本发明技术目的的实现。
实施方式五
本发明的第五实施方式提供了一种炭循环装置。第五实施方式是第一实施方式或第四实施方式的进一步改进，具体而言，在本发明的第五实施方式中，参见图5所示，传送机构5还包括补料仓7，设置在过滤器3的上方，用于为过滤器3补充生物质导电炭颗粒2；
补料仓7还开有料仓入口，料仓入口用于补充新的生物质导电炭颗粒2。
通过料仓入口补充新的生物质导电炭颗粒2，十分方便。不断补充的生物质导电炭颗粒2能够始终保持净化装置的净化效果。
补料仓7的形状可以是图5所示的漏斗状，相较于水平底面而言，能够使得补料仓7内的生物质导电炭颗粒2堆积形成的休止角较小甚至不存在，从而提高了流动性，使生物质导电炭颗粒2得以顺畅地下落。
在本实施方式中，将生物质导电炭颗粒2补充给传送机构5，所补充的量略多于固定炭层3b和反应管1内生物质导电炭颗粒2的总量；管式螺旋输送机作为传送机构5将生物质导电炭颗粒2输送至补料仓7；补料仓7内的生物质导电炭颗粒2在重力的作用下导入固定炭层3b。其他步骤参见实施方式一(3)～(5)。
当然，在补料仓7和过滤器3之间也可以设置有A1阀门3d，用以补充生物质导电炭颗粒2，此时操作步骤如下：
(1)关闭所有阀门，将生物质导电炭颗粒2补充给传送机构5，所补充的量等于或略多于固定炭层3b和反应管1内生物质导电炭颗粒2的总量；
(2)箱式升降机作为传送机构5，从而将生物质导电炭颗粒2一次性输送至补料仓7；
(3)打开A1阀门3d，将补料仓7内的生物质导电炭颗粒2在重力的作用下导入固定炭层3b，通过补给开关3c控制生物质导电炭颗粒2的流速；
(4)参见图5所示，打开A3阀门3f，固定炭层3b内的生物质导电炭颗粒2在重力的作用下沿着上路颗粒通道3m向反应管1的头端的方向下落，反应管1内高处的生物质导电炭颗粒2在重力的作用下向反应管1低处下落，当反应管1和过滤器3内的生物质导电炭颗粒2达到一定的量时关闭A3阀门3f和A1阀门3d；
(5)有机污染物气体从气体进口1a导入反应管1，在电场与生物质导电炭颗粒2的降解作用下降解；
(6)打开A2阀门3e，降解完成的气体经由气体通道3i排出至过滤器3内进行二次净化，最终由气体出口1b排出；
(7a)当固定炭层3b达到吸附穿透后，停止通气，关闭A2阀门3e，打开A3阀门3f和下路阀门6b，固定炭层3b中的吸附饱和的生物质导电炭颗粒2进入反应管1，同时，位于反应管1低处的生物质导电炭颗粒2借助下路颗粒通道6a导入至传送机构5，导入的量理论上等于固定炭层3b中生物质导电炭颗粒2的量；当固定炭层3b内的生物质导电炭颗粒2完全排出后，关闭A3阀门3f，当反应管1内的生物质导电炭颗粒2排出后，关闭下路阀门6b；
(7b)若固定炭层3b没有达到吸附穿透，则循环步骤(5)～(6)；
(8)实施上述步骤(2)～(3)启动冷却器4，经冷却器4冷却，恢复生物质导电炭颗粒2的吸附性能；
(9)循环实施步骤(2)～(8)。
在本实施方式中，过滤器3设置的补给开关3c甚至可以与A1阀门3d或B1阀门8d合二为一，既能作为控制阀门，又可以用于控制补充生物质导电炭颗粒2的流通率，合而为一并不影响本发明技术目的的实现。
实施方式六
本发明的第六实施方式提供了一种炭循环装置。第六实施方式是第一至第五实施方式中任意一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第六实施方式中，参见图6所示，在过滤器3和反应管1之间还设置有上路储存器3g，用于暂存生物质导电炭颗粒2。
过滤器3和反应管1之间设置的上路储存器3g，能够暂存生物质导电炭颗粒2。在过滤器3和反应管1之间设置的上路储存器3g能够暂存吸附有气体的生物质导电炭颗粒2，由于上路储存器3g对生物质导电炭颗粒2的缓存作用，使得反应管1和过滤器3可以根据需要来选择间断运行和持续运行的两种运行方式。
当然，上路储存器3g也可以是漏斗状以方便生物质导电炭颗粒2顺畅地下落。当生物质导电炭颗粒2的循环和气体的净化能够间歇性地工作时，上路颗粒通道3m上在设置有A3阀门3f之外，还可以设置有A4阀门3h。具体而言，A3阀门3f设置于过滤器3与上路储存器3g之间，A4阀门3h设置于上路储存器3g与反应管1之间。当补充位于反应管1内的生物质导电炭颗粒2时打开A3阀门3f，补充完成后关闭。
实施方式七
本发明的第七实施方式提供了一种炭循环装置。第七实施方式是第一至第六实施方式中任意一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第七实施方式中，参见图7、图8所示，过滤器3有两个，且这两个过滤器都分别与传送机构5和反应管1相连通；
两个过滤器通过阀门控制，交替工作。
在本实施方式中，参见图8所示，设置有与上述炭循环装置A系列阀门对应的B系列阀门。
本实施方式的炭循环装置具体操作步骤如下：
(1)参见图8所示，打开A3阀门3f、A2阀门3h、A1阀门3d、B3阀门8f、B2阀门8h和B1阀门8d、使得过滤器3和补充过滤装置8、反应管1内均充满所需量的生物质导电炭颗粒2，而上路储存器3g和补充上路储存器8g中排空；
(2)关闭所有阀门，有机污染物气体从气体进口1a导入反应管1，在电场与生物质导电炭颗粒2的降解作用下降解；
(3)打开A2阀门3e，降解后的产物经过固定炭层3b和过滤层3a排出，其中，固定炭层3b用于吸附排出气体中未被降解的有机污染物气体，过滤层3a用于过滤细颗粒；
(4)待固定炭层3b中的生物质导电炭颗粒2达到吸附穿透，关闭A2阀门3e，打开B2阀门8e，降解后的气体通过补充过滤装置8排入大气，同时开启相关阀门，过滤装置3进行生物质循环过程完成后，关闭相关阀门；当补充过滤装置8中的生物质导电炭颗粒2也达到吸附穿透，则打开A2阀门3e，关闭B2阀门8e，降解后的气体通过过滤器3排出大气，同时开启相关阀门，过滤装置8进行炭循环过程，完成后，关闭相关阀门；通过设置的过滤器3和补充过滤装置8使得气体可以持续排出，因而无需中断运转净化装置；
(5)生物质炭循环过程：打开下路阀门6b，反应管1中部分经过放电的生物质导电炭颗粒2进入下路储存器6，关闭下路阀门6b；
当达到吸附穿透的生物质导电炭颗粒2是位于过滤器3中的，则在进行上述操作的同时打开补给开关3c和A3阀门3f；若达到吸附穿透的生物质导电炭颗粒2是位于补充过滤装置8中的，则在进行上述操作的同时打开补充补给开关8c和B3阀门8f；固定炭层3b中吸附穿透的生物质导电炭颗粒2进入上路储存器3g，关闭上述阀门，打开A4阀门3h或B4阀门8h，上路储存器3g中吸附饱和的生物质导电炭颗粒2进入反应管1，补充完成后关闭阀门；
同时，将储存于下路储存器6中的经过放电的生物质导电炭颗粒2运输到补料仓7，与已有的生物质导电炭颗粒2混合，打开A1阀门3d或B1阀门8d，补料仓7中的生物质导电炭颗粒2进入已经排空的固定炭层3b；
(6)启动冷却器4，经冷却器4冷却，恢复生物质导电炭颗粒2的吸附性能；
(7)待生物质导电炭颗粒2吸附穿透以后，对应重复以上步骤。过滤器3与补充过滤装置8交替工作，以实现放电降解过程的连续运行。
通过阀门控制的过滤器3和补充过滤装置8使得补充生物质导电炭颗粒2和吸附生物质导电炭颗粒2可以连续交替进行，使得始终存在一个过滤器能够吸附气体，因此气体可以持续排出，因而无需中断净化装置的工作。
实施方式八
本发明的第八实施方式提供了一种净化装置，包括反应管1和上述炭循环装置。
在本实施方式中，本发明的反应管1能够将有机污染物气体降解，设置的过滤器3可以吸附放电过程逸出的有机污染物，提高了排出气体的清洁度。冷却器4使得生物质导电炭颗粒2冷却，从而恢复吸附能力，使得生物质导电炭颗粒2能够循环使用。而相对现有技术而言，本发明通过传送机构5将反应管1中的生物质导电炭颗粒2和过滤器3中的生物质导电炭颗粒2循环起来，充分利用了放电后生物质导电炭颗粒2吸附能力提高的特性，实现了吸附和降解过程的动态平衡和放电降解过程的连续进行，维持了气体出口1b气体的高度清洁，降低生产成本，提高效率的同时，也更加环保。
本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (6)
1.一种净化装置，其特征在于，包括反应管（1）和炭循环装置，所述炭循环装置包括：
过滤器（3），与所述净化装置的反应管（1）的尾端相连通；
冷却器（4），至少有部分位于所述过滤器（3）内，用于冷却处于所述过滤器（3）内的生物质导电炭颗粒（2）；
传送机构（5），连接所述反应管（1）的头端和所述过滤器（3），用于将生物质导电炭颗粒（2）从所述反应管（1）传送至所述过滤器（3）；
有机污染物气体从气体进口（1a）导入所述反应管（1），在高压电的作用下，所述反应管（1）中的生物质导电炭颗粒（2）的颗粒间隙被击穿形成放电，降解反应管（1）中的有机污染气体，降解气体后的生物质导电炭颗粒（2）通过所述传送机构（5），被传送至所述过滤器（3），并在所述过滤器（3）中被冷却；经过冷却之后的生物质导电炭颗粒（2）进入反应管（1），以此循环，
所述过滤器（3）包括层叠设置的固定炭层（3b）和过滤层（3a）；
所述过滤层（3a）用于防止细颗粒排入大气，所述生物质导电炭颗粒（2）被传送至所述固定炭层（3b）内，用于吸附从反应管（1）的尾端排出的气体中残留的有机污染物，
所述反应管（1）的尾端位于较高处，使所述反应管（1）内的生物质导电炭颗粒（2）在重力作用下趋向于向着所述反应管（1）的头端的方向运动；
所述过滤器（3）位于所述反应管（1）的上方，生物质导电炭颗粒（2）在重力作用下进入反应管（1），
所述过滤器（3）有两个，且这两个过滤器都分别与所述传送机构（5）和所述反应管（1）相连通；
所述两个过滤器通过阀门控制，交替工作。
2.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于：所述传送机构（5）包括：
循环通道，用于输送生物质导电炭颗粒（2）；
下路储存器（6），设置在所述循环通道上，且位于所述反应管（1）的下方，用于暂存生物质导电炭颗粒（2）；
提升器，与所述下路储存器（6）连接，并构成循环通道的一部分，所述提升器用于将所述下路储存器（6）内的生物质导电炭颗粒（2）沿所述循环通道提升至高于所述过滤器（3）的所在位置，生物质导电炭颗粒（2）在重力作用下被送入所述过滤器（3）。
3.根据权利要求2所述的净化装置，其特征在于：所述传送机构（5）还包括补料仓（7），设置在所述过滤器（3）的上方，用于为所述过滤器（3）补充生物质导电炭颗粒（2）；
所述补料仓（7）还开有料仓入口，所述料仓入口用于补充新的生物质导电炭颗粒（2）。
4.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于：在所述过滤器（3）和所述反应管（1）之间还设置有上路储存器（3g），用于暂存生物质导电炭颗粒（2）。
5.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于：所述冷却器（4）包括冷却管道（4a）和通过所述冷却管道（4a）连接起来的冷却泵（4b）和换热器（4c），所述冷却管道（4a）穿过所述过滤器（3）的内部，所述换热器（4c）位于所述过滤器（3）的外部；
所述冷却泵（4b）带动冷却液在所述冷却管道（4a）内循环流动，在所述过滤器（3）的内部吸热，在所述换热器（4c）内放热。
6.根据权利要求5所述的净化装置，其特征在于：所述冷却管道（4a）在所述过滤器（3）内形成螺旋状结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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