CN111773576A - 一种用于活性炭解析的氮气消防系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于大气污染防治技术领域，尤其为一种用于活性炭解析的氮气消防系统，包括提供压缩空气的空气压缩净化系统、储存压缩空气的压缩空气储存系统、提供氮气的氮氧分离系统、实现氮气缓冲的氮气储存系统、控制氮气管道流通和关闭的电磁阀、活性炭燃烧的发生装置活性炭箱、检测活性炭温度的热电阻、控制气体流通和关闭的风阀；当氮气灭火系统中热电阻检测到活性炭箱内的活性炭温度高于系统设定的脱附温度，箱体内活性炭发生阴燃或者着火时，管道上的风阀由关闭状态切换到打开状态，保证氮气流通进入到活性炭箱内，大量氮气源源不断的流入箱体，可使箱体内的氧气快速被赶出箱体进行排空，燃烧反应达到终止，实现灭火功能。

Description

一种用于活性炭解析的氮气消防系统
技术领域
本发明属于大气污染防治技术领域，具体涉及一种用于活性炭解析的氮气消防系统。
背景技术
活性炭吸附浓缩技术是众多废气处理技术中更适用于大风量低浓度的一种VOCs废气治理技术，活性炭微孔结构决定了活性炭孔隙多，表面积很大，所以吸附能力强，吸附效果显著，并且活性炭具有适用面广、维护方便、能同时处理多种混合废气等优点。此外，活性炭可以进行解析再生，重新使用，故活性炭吸附浓缩技术还具有成本低，操作简单的优点。
活性炭吸附浓缩技术在过去十多年里，成为大风量低浓度VOCs废气治理的主流技术，但是经过多年的运行实践，该技术存在一些缺陷：采用活性炭作为吸附剂，活性炭在解析再生时的理论温度应在90℃左右，而在实际工程运行中，由于VOCs废气进气浓度的变化或者系统中阀门的切换等原因使得解析温度出现波动，当解析再生热空气温度高达100℃以上时，吸附床易燃，会发生安全事故。
针对活性炭的易燃，常用的灭火方式多采用消防水喷淋系统，对于不防水的蜂窝活性炭如果遇到水会直接松垮粉碎成末，所以采用消防水喷淋系统的活性炭必须使用防水活性炭，防水型蜂窝活性炭是在生产过程中特意添加耐水的成分，进行耐水处理和二次烧制，具有高强度，耐水、耐强酸、强碱的特性，这种特性决定了防水型活性炭价格较高，不利于控制项目成本。消防水喷淋装置还有一个缺点是喷头位置固定无法移动，喷淋辐射面积有限，对于着火点需要就近的喷头长时间持续喷淋才能灭火，短时间内无法快速灭火。因此，能有一种当活性炭解析发生着火时可快速灭火，灭火后活性炭性能不受影响，可以继续吸脱附使用的系统就很有必要了。
本发明的目的在于提供一种用于活性炭解析的氮气消防系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种用于活性炭解析的氮气消防系统，具有结构简单、紧凑、适用性强的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于活性炭解析的氮气消防系统，包括提供压缩空气的空气压缩净化系统、储存压缩空气的压缩空气储存系统、提供氮气的氮氧分离系统、实现氮气缓冲的氮气储存系统、控制氮气管道流通和关闭的电磁阀、活性炭燃烧的发生装置活性炭箱、检测活性炭温度的热电阻、控制气体流通和关闭的风阀以及用于所述空气压缩净化系统、所述压缩空气储存系统、所述氮氧分离系统、所述氮气储存系统、所述电磁阀、所述活性炭箱、所述热电阻和所述风阀之间连接的管道。
作为本实施例中优选的技术方案：所述空气压缩净化系统、所述压缩空气储存系统、所述氮氧分离系统、所述氮气储存系统以及所述电磁阀共同组成氮气制造系统。
作为本实施例中优选的技术方案：所述活性炭箱和所述热电阻组成氮气使用系统。
作为本实施例中优选的技术方案：所述管道的流通和关闭由所述风阀控制。
作为本实施例中优选的技术方案：所述空气压缩净化系统主要由管道过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、除油器、自动排污阀、球阀组成。
作为本实施例中优选的技术方案：所述压缩空气储存系统主要由空气储罐、安全阀、截止阀、球阀、压力表组成。
作为本实施例中优选的技术方案：所述氮氧分离系统主要由吸附塔、塔内装填的碳分子筛、气动阀、消声器、节流阀、压紧气缸、压力表组成。
作为本实施例中优选的技术方案：所述氮气储存系统主要由缓冲罐、流量计、粉尘过滤器、调压阀、节流阀、安全阀组成。
作为本实施例中优选的技术方案：所述热电阻与所述风阀上的执行器为连锁控制结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、当氮气灭火系统中热电阻检测到活性炭箱内的活性炭温度高于系统设定的脱附温度，箱体内活性炭发生阴燃或者着火时，管道上的风阀由关闭状态切换到打开状态，保证氮气流通进入到活性炭箱内，大量氮气源源不断的流入箱体，可使箱体内的氧气快速被赶出箱体进行排空，燃烧反应达到终止，实现灭火功能；
2、氮气灭火系统作为活性炭解析时的安全消防装置，只为应急消防才会发挥作用，本套氮气消防装置综合了经济高效的优点，可在活性炭吸脱附VOCs处理工程项目中普遍作为消防系统使用，当活性炭温度超标着火时可迅速实现活性炭灭火，降低着火风险，并且实现活性炭解析再生，不影响活性炭吸附能力，经济高效，使用范围广，使用效率高。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的氮气消防系统示意图。
图中：1、空气压缩净化系统；2、压缩空气储存系统；3、氮氧分离系统；4、氮气储存系统；5、电磁阀；6、活性炭箱；7、热电阻；8、风阀；9、管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种用于活性炭解析的氮气消防系统，包括提供压缩空气的空气压缩净化系统1、储存压缩空气的压缩空气储存系统2、提供氮气的氮氧分离系统3、实现氮气缓冲的氮气储存系统4、控制氮气管道流通和关闭的电磁阀5、活性炭燃烧的发生装置活性炭箱6、检测活性炭温度的热电阻7、控制气体流通和关闭的风阀8以及用于空气压缩净化系统1、压缩空气储存系统2、氮氧分离系统3、氮气储存系统4、电磁阀5、活性炭箱6、热电阻7和风阀8之间连接的管道9。
本实施方案中：空气压缩净化系统1为提供压缩空气的装置，可制造和净化压缩空气，压缩空气储存系统2为储存压缩空气的装置，可保证氧氮分离系统用气平稳，氮氧分离系统3为提供氮气的装置，其主体是两个装满碳分子筛的吸附塔，两塔交替进行吸附和再生，连续输出氮气，氮气储存系统4为氮气缓冲的装置，可均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度，电磁阀5为控制氮气管道流通和关闭的阀门，活性炭箱6为活性炭燃烧的发生装置，其主体是装填有活性炭的箱体，热电阻7为检测活性炭温度的仪表，可实时显示活性炭的温度，风阀8为控制管道内气体流通和关闭的阀门，管道9可实现各设备之间的连通；通过各个系统和装置之间的连接配合，空气首先由空气压缩净化系统1压缩至0.75-1.0MPa，并由空气压缩净化系统1内的过滤器除去大部分水、油和尘埃杂质，得到洁净的压缩空气，洁净的压缩空气进入压缩空气储存系统2，压缩空气储存系统2是将洁净的压缩空气储存在储罐内，用于保证后续的用气平稳，经过压缩空气储存系统2的压缩空气进入氮氧分离系统3，压缩空气中的氮气经分离系统中的分子筛分离出来，连续输出氮气，压缩空气中其余O2、CO2和微量H2O被碳分子筛吸附而后脱附出来直接排向大气，输出的氮气进入氮气储存系统4，氮气储存系统是将氮气储存在储罐内，均衡从氮氧分离系统3分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气，电磁阀5通过切换实现氮气提供的流通和关闭，当氮气灭火系统中热电阻7检测到活性炭箱6内的活性炭温度高于系统设定的脱附温度，箱体内活性炭发生阴燃或者着火时，管道9上的风阀8由关闭状态切换到打开状态，保证氮气流通进入到活性炭箱6内，大量氮气源源不断的流入箱体，可使箱体内的氧气快速被赶出箱体进行排空，燃烧反应达到终止，实现灭火功能。
具体的，空气压缩净化系统1、压缩空气储存系统2、氮氧分离系统3、氮气储存系统4以及电磁阀5共同组成氮气制造系统，活性炭箱6和热电阻7组成氮气使用系统；该氮气制造系统成为一个撬，撬内设备、电气、仪表、管线、管件阀门、密封系统、联锁控制、安全阀、必要的结构平台等均由氮气制造商设计并供货，撬和后续氮气使用装置通过法兰连接。
具体的，管道9的流通和关闭由风阀8控制；稳定性强，控制效果好，能够在活性炭箱6内的活性炭温度高于系统设定的脱附温度，箱体内活性炭发生阴燃或者着火时，风阀8将管道9由关闭状态切换到打开状态，保证氮气通过管道9流通进入到活性炭箱6内。
具体的，空气压缩净化系统1主要由管道过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、除油器、自动排污阀、球阀组成。
具体的，压缩空气储存系统2主要由空气储罐、安全阀、截止阀、球阀、压力表组成。
具体的，氮氧分离系统3主要由吸附塔、塔内装填的碳分子筛、气动阀、消声器、节流阀、压紧气缸、压力表组成。
具体的，氮气储存系统4主要由缓冲罐、流量计、粉尘过滤器、调压阀、节流阀、安全阀组成。
具体的，热电阻7与风阀8上的执行器为连锁控制结构；当热电阻7检测到活性炭吸附箱6内的活性炭温度高于系统设定的解析温度时，风阀8开启，保证氮气流通进入到活性炭箱6内，大量氮气源源不断的流入箱体，可使箱体内的氧气快速被赶出箱体进行排空，燃烧反应达到终止，实现灭火功能。
本发明的工作原理及使用流程：空气首先由空气压缩净化系统1压缩至0.75-1.0MPa，并由空气压缩净化系统1内的过滤器除去大部分水、油和尘埃杂质，得到洁净的压缩空气，洁净的压缩空气进入压缩空气储存系统2，压缩空气储存系统2是将洁净的压缩空气储存在储罐内，用于保证后续的用气平稳。经过压缩空气储存系统2的压缩空气进入氮氧分离系统3，压缩空气中的氮气经分离系统中的分子筛分离出来，连续输出氮气，压缩空气中其余O2、CO2和微量H2O被碳分子筛吸附而后脱附出来直接排向大气，输出的氮气进入氮气储存系统4，氮气储存系统是将氮气储存在储罐内，均衡从氮氧分离系统3分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气，电磁阀5通过切换实现氮气提供的流通和关闭，当氮气灭火系统中热电阻7检测到活性炭箱6内的活性炭温度高于系统设定的脱附温度，箱体内活性炭发生阴燃或者着火时，管道9上的风阀8由关闭状态切换到打开状态，保证氮气流通进入到活性炭箱6内，大量氮气源源不断的流入箱体，可使箱体内的氧气快速被赶出箱体进行排空，燃烧反应达到终止，实现灭火功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：包括提供压缩空气的空气压缩净化系统(1)、储存压缩空气的压缩空气储存系统(2)、提供氮气的氮氧分离系统(3)、实现氮气缓冲的氮气储存系统(4)、控制氮气管道流通和关闭的电磁阀(5)、活性炭燃烧的发生装置活性炭箱(6)、检测活性炭温度的热电阻(7)、控制气体流通和关闭的风阀(8)以及用于所述空气压缩净化系统(1)、所述压缩空气储存系统(2)、所述氮氧分离系统(3)、所述氮气储存系统(4)、所述电磁阀(5)、所述活性炭箱(6)、所述热电阻(7)和所述风阀(8)之间连接的管道(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：所述空气压缩净化系统(1)、所述压缩空气储存系统(2)、所述氮氧分离系统(3)、所述氮气储存系统(4)以及所述电磁阀(5)共同组成氮气制造系统。
3.根据权利要求1所述的一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：所述活性炭箱(6)和所述热电阻(7)组成氮气使用系统。
4.根据权利要求1所述的一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：所述管道(9)的流通和关闭由所述风阀(8)控制。
5.根据权利要求1所述的一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：所述空气压缩净化系统(1)主要由管道过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、除油器、自动排污阀、球阀组成。
6.根据权利要求1所述的一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：所述压缩空气储存系统(2)主要由空气储罐、安全阀、截止阀、球阀、压力表组成。
7.根据权利要求1所述的一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：所述氮氧分离系统(3)主要由吸附塔、塔内装填的碳分子筛、气动阀、消声器、节流阀、压紧气缸、压力表组成。
8.根据权利要求1所述的一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：所述氮气储存系统(4)主要由缓冲罐、流量计、粉尘过滤器、调压阀、节流阀、安全阀组成。
9.根据权利要求1所述的一种用于活性炭解析的氮气消防系统，其特征在于：所述热电阻(7)与所述风阀(8)上的执行器为连锁控制结构。
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