CN112169567A - 一种湿度可控的co气体吸收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种湿度可控的CO气体吸收系统，包括，水槽、支架、吸附剂载体、储液罐、控制阀、湿度传感器、水位传感器以及总控台，所述支架安装在所述水槽内，与所述水槽侧壁连接；所述吸附剂载体通过支架安装在所述水槽内，包括吸收部和工作部，其中，所述工作部面对出风口；所述储液罐与所述水槽连接；所述控制阀安装在所述储液罐与所述水槽之间；所述湿度传感器安装在所述工作部；所述水位传感器安装在所述水槽上；所述总控台分别与所述湿度传感器、水位传感器、控制阀电连接。本发明通过总控台能够自动监测吸附剂载体的湿度，并进行自动补液调节，提高了工作效率。

Description

一种湿度可控的CO气体吸收系统
技术领域
本发明总体涉及CO气体吸收控制领域，更具体地，涉及一种湿度可控的CO气体吸收系统。
背景技术
在建材、煤矿等生产环境中，局部区域会产生CO气体，严重威胁到生产者的生命健康，必须对CO气体进行稀释处理。稀释CO气体所需要的吸附剂有干式和湿式两种。其中，采用湿式吸附剂必须时刻观察处理器中的湿度情况，及时补水，以免湿式吸附剂的湿度过低，影响吸附效率，进而影响生产效率。
在实际应用中难以做到随时观察，且不能预知吸附系统的湿度情况，不能及时补水，导致吸附效率降低，影响CO气体的吸附效果。
针对上述问题，研究开发一种具有自动检测、自动报警、定量补水的智能监测控制系统十分重要。当湿式吸附剂受风量等影响湿度下降时，自动报警，并及时补水，避免人员伤亡，保证生产过程安全持续进行。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种湿度可控的CO气体吸收系统，包括，水槽1、支架2、吸附剂载体3、储液罐4、控制阀5、湿度传感器6、水位传感器7以及总控台8，所述水槽1用于装载吸附剂溶液；所述支架2安装在所述水槽1内，与所述水槽1侧壁连接，用于承载所述吸附剂载体3；所述吸附剂载体3通过支架2安装在所述水槽1内，包括浸泡在吸附剂溶液内的吸收部31和高出吸附剂溶液液面的工作部32，其中，所述工作部32面对出风口；所述储液罐4与所述水槽1连接，用于向所述水槽1补充吸附剂溶液；所述控制阀5安装在所述储液罐4与所述水槽1之间，用于控制从所述储液罐4向所述水槽1补液过程；所述湿度传感器6安装在所述工作部32，用于监测所述工作部32的湿度；所述水位传感器7安装在所述水槽1上，用于监测所述水槽1内吸附剂溶液液面高度；所述总控台8分别与所述湿度传感器6、水位传感器7、控制阀5电连接。
根据本发明的一个实施方式，所述吸附剂载体3采用多个海绵单体组成阵列。
根据本发明的一个实施方式，所述支架2两端设置有转动驱动装置9，周期性的旋转所述海绵单体。
根据本发明的一个实施方式，所述储液罐4的出口位于所述吸附剂载体3的正上方，并在所述吸附剂载体3正上方设置有布液器41。
根据本发明的一个实施方式，所述工作部32的高度小于等于吸附剂载体3整体高度的50％。
根据本发明的一个实施方式，所述吸附剂溶液采用氧化铜与氨水反应形成的铜氨液，质量浓度为20％～40％。
根据本发明的一个实施方式，所述吸附剂载体3采用高渗透海绵，当所述工作部32的高度等于吸附剂载体3整体高度的50％时，吸附剂溶液渗透于吸附剂载体3的高度大于吸附剂载体3整体高度的60％。
根据本发明的一个实施方式，当所述工作部32湿度低于60％时，所述总控台8打开所述控制阀5，启动所述储液罐4向所述水槽1补液，当所述水槽1液面高度达到水槽1高度的90％时，所述总控台8关闭所述控制阀5，停止所述储液罐4向所述水槽1补液。
根据本发明的一个实施方式，所述总控台8包括湿度模块81、水位模块82、控制模块83，所述湿度模块81与所述湿度传感器6连接，用于获取所述湿度传感器6的检测值；所述水位模块82与所述水位传感器7连接，用于获取所述水位传感器7的检测值；所述控制模块83分别与所述控制阀5、湿度模块81、水位模块82连接，用于根据所述湿度模块81和水位模块82的检测值，控制所述控制阀5的启动和关闭。
根据本发明的一个实施方式，所述的CO气体吸收系统还包括报警指示灯61和水位指示灯71，所述报警指示灯61与所述总控台8连接，用于湿度传感器6检测值小于60％时，通过闪亮的方式报警；所述水位指示灯71与所述总控台8连接，用于液位传感器检测值大于90％时，通过闪亮的方式进行指示。
本发明通过总控台能够自动监测吸附剂载体的湿度，并进行自动补液调节，提高了工作效率；海绵单体组成阵列使空气流经路径延长，增加了CO与吸附剂接触时长和接触机会，提高了CO气体吸收效率；周期性的旋转所述海绵单体增加了设备使用寿命；布液器的设置，一方面增加了吸附剂载体的湿度，另一方面对吸附剂载体内残留的反应产物进行了冲刷，进一步提高了CO气体吸收效率。
附图说明
图1是一种湿度可控的CO气体吸收系统的示意图；
图2是吸附剂载体的示意图；
图3是吸附剂载体阵列的示意图；
图4是带有旋转驱动装置的海绵单体阵列的示意图；
图5是本发明的一个变形例；
图6是总控台的示意图；
图7是包括报警指示灯和水位指示灯的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。
图1示出了一种湿度可控的CO气体吸收系统的示意图。
如图1所示，一种湿度可控的CO气体吸收系统，包括，水槽1、支架2、吸附剂载体3、储液罐4、控制阀5、湿度传感器6、水位传感器7以及总控台8，所述水槽1用于装载吸附剂溶液；所述支架2安装在所述水槽1内，与所述水槽1侧壁连接，用于承载所述吸附剂载体3；所述吸附剂载体3通过支架2安装在所述水槽1内，包括浸泡在吸附剂溶液内的吸收部31和高出吸附剂溶液液面的工作部32，其中，所述工作部32面对出风口；所述储液罐4与所述水槽1连接，用于向所述水槽1补充吸附剂溶液；所述控制阀5安装在所述储液罐4与所述水槽1之间，用于控制从所述储液罐4向所述水槽1补液过程；所述湿度传感器6安装在所述工作部32，用于监测所述工作部32的湿度；所述水位传感器7安装在所述水槽1上，用于监测所述水槽1内吸附剂溶液液面高度；所述总控台8分别与所述湿度传感器6、水位传感器7、控制阀5电连接。
本发明中，CO气体吸收系统设置在气体出口，当存在多个可能产生CO气体的位置时，可以对每个位置设置一台吸收系统。根据本发明的一个实施方式，可以将本发明与风机配合，风机将环境中的空气抽取并吹出，在出风口设置CO气体吸收系统对空气进行处理。
所述吸附剂溶液可以采用现有的或将来发明的任一种湿式吸附剂溶液，本发明优选铜氨液，铜氨液能够在潮湿环境中保持良好的反应能力，其溶液在海绵组织中的分布均匀稳定。
所述支架2可以优选采用复合材料，稳定性高，抗腐蚀，同时，本发明优选柔性支架2，使具有一定流速的空气吹动吸附剂载体3时，能够消除一定的应力，保护系统的稳定性。
图2示出了吸附剂载体的示意图。
如图2所示，所述吸附剂载体3液面以下为吸收部31，液面以上为工作部32。
所述吸附剂载体3安装在所述支架2上时，其吸收部31浸泡在吸附剂液面以下，吸收吸附剂溶液，使吸附剂溶液在吸附剂载体3中上升，分散在所述工作部32，出风口的空气侧向吹向所述吸附剂载体3，收到吸附剂载体3的阻挡，进入海绵内部与吸附剂溶液接触反应，从而使CO与吸附剂溶液反应。随着反应的进行，所述吸附剂载体3不断从所述水槽1中吸取吸附剂溶液，向工作部32分散，水槽1中的液面会逐渐下降，当下降到一定程度时，所述工作部32中分散的吸附剂溶液减少，湿度下降，影响对CO的吸附。
所述湿度传感器6用于监测所述工作部32的湿度，当所述工作部32的湿度下降到一定的程度时，开启所述控制阀5，由所述储液罐4向水槽1内补充吸附剂溶液，随着水槽1内液面的上升，吸附剂载体3内工作部32中又分散大量的吸附剂溶液，从而使对CO的吸附持续进行。
当水槽1中的液面上升到一定程度时，即停止补液，避免吸附剂溶液从所述水槽1中溢流出去。
本发明中，将所述湿度传感器6、水位传感器7、控制阀5连锁控制，通过总控台8根据湿度传感器6、水位传感器7的测量值，自动控制所述控制阀5的开启和关闭，从而保证吸附反应安全持续进行。
所述总控台8可采用PLC系统，将总控台8设置在远离作业的界面。
图3示出了吸附剂载体阵列的示意图。
如图3所示，所述吸附剂载体3采用多个海绵单体组成阵列。
多个海绵单体相邻两排之间错位排列，多组海绵单体形成阵列，当空气从图示方向吹来时，阵列将流动的空气分割，使空气流经路径延长，且在流经路径上不断被海绵单体中的吸附剂溶液吸收CO，增加了CO与吸附剂接触时长和接触机会，提高了CO气体吸收效率。
图4示出了带有旋转驱动装置的海绵单体阵列的示意图。
如图4所示，所述工作部32与所述吸收部31等高，所述支架2两端设置有转动驱动装置9，周期性的旋转所述海绵单体。
当所述工作部32吸收一段时间后，工作部32内残留吸附剂与CO反应后的产物，影响吸附剂与CO的接触，周期性的旋转所述海绵单体，从而使工作部32与吸收部31切换，利用水槽1内的吸附剂溶液清洗原工作部32，原吸收部31用作新的工作部32进行CO的吸收，从而提高CO的吸收效率。
所述转动驱动装置9可以采用驱动电机。
所述转动驱动装置9与所述总控台8连接，由所述总控台8控制驱动装置的启动和停止。
图5示出了本发明的一个变形例。
如图5所示，所述储液罐4的出口位于所述吸附剂载体3的正上方，并在所述吸附剂载体3正上方设置有布液器41。
当需要向所述水槽1补液时，吸附剂溶液从所述储液罐4经过所述布液器41分散喷洒在所述吸附剂载体3上，从所述吸附剂载体3渗入所述水槽1。
补液的过程一方面增加了吸附剂载体3的湿度，即增加了吸附剂溶液在吸附剂载体3内的分布，另一方面对吸附剂载体3内残留的反应产物进行了冲刷，进一步提高了CO气体吸收效率。
根据本发明的一个实施方式，所述工作部32的高度小于等于吸附剂载体3整体高度的50％。
本发明中，当所述吸附剂载体3固定设置时，由于海绵本身的特性，其吸附能力有限，工作部32高度过高时，会导致最顶端部分吸附剂载体3中的吸附剂浓度过低。将工作部32的高度设置为小于吸收部31的高度，有利于增强吸收部31的吸收效果，同时避免工作部32闲置部分影响CO气体吸收。
根据本发明的一个实施方式，所述吸附剂溶液采用氧化铜与氨水反应形成的铜氨液，质量浓度为20％～40％。
采用质量浓度为20％～40％的铜氨液，可以使其对吸附剂载体3的渗透效果好，且分散在工作部32的铜氨液浓度足够与CO充分反应。
根据本发明的一个实施方式，所述吸附剂载体3采用高渗透海绵，当所述工作部32的高度等于吸附剂载体3整体高度的50％时，吸附剂溶液渗透于吸附剂载体3的高度大于吸附剂载体3整体高度的60％。
根据本发明的一个实施方式，当所述工作部32湿度低于60％时，所述总控台8打开所述控制阀5，启动所述储液罐4向所述水槽1补液，当所述水槽1液面高度达到水槽1高度的90％时，所述总控台8关闭所述控制阀5，停止所述储液罐4向所述水槽1补液。
当设置湿度阈值60％时，液面高度阈值为水槽1高度的90％时，本发明的寿命最长，吸收效果最佳。
图6示出了总控台的示意图。
如图6所示，所述总控台8包括湿度模块81、水位模块82、控制模块83，所述湿度模块81与所述湿度传感器6连接，用于获取所述湿度传感器6的检测值；所述水位模块82与所述水位传感器7连接，用于获取所述水位传感器7的检测值；所述控制模块83分别与所述控制阀5、湿度模块81、水位模块82连接，用于根据所述湿度模块81和水位模块82的检测值，控制所述控制阀5的启动和关闭。
所述总控台8控制本发明各装置的运行，例如，所述液体吸附剂溶液在吸附剂载体3工作部32的湿度小于60％时，干湿传感器反应到总控台8，总控台8指示控制阀5自动打开进行补液，当补液至水槽1高度的90％时，水位传感器7反应到总控台8，自动停止补水，从而实现湿式吸附剂的湿度自动控制功能。
图7示出了包括报警指示灯和水位指示灯的示意图。
如图7所示，所述的CO气体吸收系统，还包括报警指示灯61和水位指示灯71，所述报警指示灯61与所述总控台8连接，用于湿度传感器6检测值小于60％时，通过闪亮的方式报警；所述水位指示灯71与所述总控台8连接，用于液位传感器检测值大于90％时，通过闪亮的方式进行指示。
根据本发明的一个实施方式，当所述海绵阵列固定不动时，所述支架2采用蜂窝板。
根据本发明的一个实施方式，所述水槽1面向出风口的两个侧壁设置有凹形缺口。
所述水槽1其余两个侧壁的高度高于出风口，从而使空气充分流过工作部32区域，进一步提高CO气体吸收效率。
本发明通过总控台能够自动监测吸附剂载体的湿度，并进行自动补液调节，提高了工作效率；海绵单体组成阵列使空气流经路径延长，增加了CO与吸附剂接触时长和接触机会，提高了CO气体吸收效率；周期性的旋转所述海绵单体增加了设备使用寿命；布液器的设置，一方面增加了吸附剂载体的湿度，另一方面对吸附剂载体内残留的反应产物进行了冲刷，进一步提高了CO气体吸收效率。
该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (10)

1.一种湿度可控的CO气体吸收系统，包括，水槽(1)、支架(2)、吸附剂载体(3)、储液罐(4)、控制阀(5)、湿度传感器(6)、水位传感器(7)以及总控台(8)，
所述水槽(1)用于装载吸附剂溶液；
所述支架(2)安装在所述水槽(1)内，与所述水槽(1)侧壁连接，用于承载所述吸附剂载体(3)；
所述吸附剂载体(3)通过支架(2)安装在所述水槽(1)内，包括浸泡在吸附剂溶液内的吸收部(31)和高出吸附剂溶液液面的工作部(32)，其中，所述工作部(32)面对出风口；
所述储液罐(4)与所述水槽(1)连接，用于向所述水槽(1)补充吸附剂溶液；
所述控制阀(5)安装在所述储液罐(4)与所述水槽(1)之间，用于控制从所述储液罐(4)向所述水槽(1)补液过程；
所述湿度传感器(6)安装在所述工作部(32)，用于监测所述工作部(32)的湿度；
所述水位传感器(7)安装在所述水槽(1)上，用于监测所述水槽(1)内吸附剂溶液液面高度；
所述总控台(8)分别与所述湿度传感器(6)、水位传感器(7)、控制阀(5)电连接。
2.根据权利要求1所述的CO气体吸收系统，其中，所述吸附剂载体(3)采用多个海绵单体组成阵列。
3.根据权利要求2所述的CO气体吸收系统，所述支架(2)两端设置有转动驱动装置(9)，周期性的旋转所述海绵单体。
4.根据权利要求2所述的CO气体吸收系统，所述储液罐(4)的出口位于所述吸附剂载体(3)的上方，并在所述吸附剂载体(3)上方设置有布液器(41)。
5.根据权利要求1所述的CO气体吸收系统，其中，所述工作部(32)的高度小于等于吸附剂载体(3)整体高度的50％。
6.根据权利要求1所述的CO气体吸收系统，其中，所述吸附剂溶液采用氧化铜与氨水反应形成的铜氨液，质量浓度为20％～40％。
7.根据权利要求1所述的CO气体吸收系统，其中，所述吸附剂载体(3)采用高渗透海绵，当所述工作部(32)的高度等于吸附剂载体(3)整体高度的50％时，吸附剂溶液渗透于吸附剂载体(3)的高度大于吸附剂载体(3)整体高度的60％。
8.根据权利要求1所述的CO气体吸收系统，其中，当所述工作部(32)湿度低于60％时，所述总控台(8)打开所述控制阀(5)，启动所述储液罐(4)向所述水槽(1)补液，当所述水槽(1)液面高度达到水槽(1)高度的90％时，所述总控台(8)关闭所述控制阀(5)，停止所述储液罐(4)向所述水槽(1)补液。
9.根据权利要求1所述的CO气体吸收系统，其中，所述总控台(8)包括湿度模块(81)、水位模块(82)、控制模块(83)，
所述湿度模块(81)与所述湿度传感器(6)连接，用于获取所述湿度传感器(6)的检测值；
所述水位模块(82)与所述水位传感器(7)连接，用于获取所述水位传感器(7)的检测值；
所述控制模块(83)分别与所述控制阀(5)、湿度模块(81)、水位模块(82)连接，用于根据所述湿度模块(81)和水位模块(82)的检测值，控制所述控制阀(5)的启动和关闭。
10.根据权利要求1所述的CO气体吸收系统，其中，还包括报警指示灯(61)和水位指示灯(71)，
所述报警指示灯(61)与所述总控台(8)连接，用于湿度传感器(6)检测值小于60％时，通过闪亮的方式报警；
所述水位指示灯(71)与所述总控台(8)连接，用于液位传感器检测值大于90％时，通过闪亮的方式进行指示。
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