CN213451845U - 一种活性炭床及其阀门结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种活性炭床及其阀门结构，该阀门结构包括汇集阀腔和“T”字型阀板；其中，所述汇集阀腔的一侧表面具有相邻配置的两个工作口，并在另外侧表面具有两个外接口；所述“T”字型阀板置于所述汇集阀腔内，并铰接于阀腔侧壁，以在连通工作位和截止工作位之间切换，并配置为：位于截止工作位的所述“T”字型阀板，其水平板封堵所述第一外接口或所述第二外接口，其竖直板分隔第一工作口和第二工作口；位于连通工作位的所述“T”字型阀板，其水平板分隔所述第一工作口和所述第二工作口，其竖直板封堵分隔所述第一外接口和所述第二外接口。本方案通过结构优化，能够有效减少阀门的配置数量。

Description

一种活性炭床及其阀门结构

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，具体涉及一种活性炭床及其阀门结构。

背景技术

随着环境保护力度的不断加大，有效控制VOCs污染物排放已成为废气处理行业普遍关注的技术难点。众所周知，在工业生产中获得成功应用的有机废气净化技术主要有吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、生化法、低温等离子法、光催化氧化法和燃烧法等。

其中，用于吸收法的活性炭床，其吸附出、入口和脱附出、入口分别通过相应连通管路，分别建立吸附通路和脱附通路。同时，为了获得良好的控制机能，各接口分别设置有阀门，以根据系统运行管理需要进行必要的调节。阀门的设置数量越多，系统泄漏概率越大，由此使得系统维护难度相应增加；同时，也将相应产生系统制造成本。

有鉴于此，亟待针对现有活性炭床的吸附出、入口的阀门配置进行优化设计，以在满足系统处理功能的基础上，减少阀门的配置数量。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种活性炭床及其阀门结构，通过结构优化，能够有效减少阀门的配置数量。

本实用新型提供的阀门结构，包括汇集阀腔和“T”字型阀板；其中，所述汇集阀腔的一侧表面具有相邻配置的两个工作口，并在另外侧表面具有两个外接口；所述“T”字型阀板置于所述汇集阀腔内，并铰接于阀腔侧壁，以在连通工作位和截止工作位之间切换，并配置为：位于截止工作位的所述“T”字型阀板，其水平板封堵所述第一外接口或所述第二外接口，其竖直板分隔第一工作口和第二工作口；位于连通工作位的所述“T”字型阀板，其水平板分隔所述第一工作口和所述第二工作口，其竖直板封堵分隔所述第一外接口和所述第二外接口。

优选地，相邻配置的所述第一工作口和所述第二工作口由隔板分隔形成。

优选地，所述第一外接口和所述第二外接口的开口方向相垂直。

优选地，所述第一外接口位于两个工作口相对侧的所述汇集阀腔的表面上，所述第二外接口位于两个工作口旁侧的所述汇集阀腔的表面上。

本实用新型还提供一种活性炭床，具有分隔形成的进气腔和出气腔，在所述进气腔与所述出气腔的通流位置处配置形成脱附通路的炭床；还包括如前所述的阀门结构，所述进气腔的吸附入口和所述出气腔的吸附出口位于所述活性炭床的同侧，所述阀门结构的汇集阀腔固定设置在所述吸附入口和所述吸附出口外部，且所述阀门结构的第一工作口与所述吸附入口连通、第二工作口与所述吸附出口连通。

优选地，采用间壁分隔形成所述进气腔和所述出气腔，并在所述脱附通路上间隔设置有多层所述炭床，且每层配置有多个所述炭床。

优选地，每层所述炭床底部设置有管状支架，所述管状支架形成与脱附入口连通的部分脱附入口管道，且在所述炭床下方的所述管状支架开设有出气口。

优选地，每个所述管状支架包括相连通的外周框架管和中部支撑管，且所述外周框架管和/或所述中部支撑管通过汇集过渡管路与脱附入口管道的主管道连通。

优选地，所述炭床的吸附材料的上游侧配置有导流孔板。

优选地，所述导流孔板上的导流孔沿板面均布设置。

与现有技术相比，本实用新型另辟蹊径提出了一种阀门结构，其汇集阀腔的一侧表面具有相邻配置的两个工作口，并在另外侧表面具有两个外接口；设置在汇集阀腔内的“T”字型阀板铰接于阀腔侧壁，具体地，位于截止工作位时，其水平板封堵第一外接口或第二外接口，其竖直板分隔第一工作口和第二工作口，此时两路均处于非导通状态；位于连通工作位时，其水平板分隔第一工作口和第二工作口，其竖直板封堵分隔第一外接口和第二外接口，此时两路分别处于导通状态。本方案将两个工作口合并采用一个“T”字型阀板进行控制，例如但不限于活性炭床的吸附入口和吸附出口，如此设置，减少了阀门的数量，且使得系统更易维护，并可降低系统泄漏率。

在本实用新型的优选方案中，活性炭床采用间壁分隔形成进气腔和所述出气腔，并在脱附通路上间隔设置有多层炭床，且每层配置有多个炭床；由此，增大了炭床的吸附性能，确保系统废气处理能力最优。

在本实用新型的另一优选方案中，在炭床底部设置有管状支架，同时该管状支架形成与脱附入口连通的部分脱附入口管道，且在炭床下方的管状支架开设有出气口；也就是说，炭床的本体支撑结构用于构建介质管道，在满足产品处理功能的基础上，结构更加紧凑，成本更低；另一方面，利用多层炭床的底部管状支架实现多层脱附，使得气体的分布更加均匀，可进一步提高系统脱附效果。

附图说明

图1为具体实施方式所述喷漆废气处理装置的流程原理图；

图2为图1中所示喷漆废气处理装置的内部结构示意图；

图3为具体实施方式中所述活性炭床的结构示意图；

图4示出了具体实施方式中所述“T”字型阀板的位置切换过程图；

图5为具体实施方式中所述管状支架的结构示意图；

图6为具体实施方式中所述导流孔板的结构示意图。

图中：

预处理模块10、气固混合器11、粉尘收集器12、石粉储存器13、喷粉机14、管状框架15、除湿气体管道103；

吸附模块20、活性炭床21、进气腔211、吸附入口2111、出气腔212、吸附出口2121、炭床213、导流孔板2131、吸附入口管道214、吸附出口管道215、开关阀216、管状支架217、外周框架管2171、中部支撑管2172、出气口2173、汇集过渡管路2174、脱附入口218、脱附出口219、汇集阀腔22、第一外接口221、第二外接口222、“T”字型阀板23、水平板231、竖直板232、隔板24；

催化模块30、催化燃烧炉31、气体混合器32、脱附出口管道33、脱附入口管道34、换热器35、补冷风机36、脱附风机37；

排气模块40、排气筒41、主风机42。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，本实施方式以图中所示喷漆废气处理装置作为描述主体，详细说明本申请提出的阀门结构改进方案。请参见图1和图2，其中，图1为本实施方式所述喷漆废气处理装置的流程原理图，图2示出了该喷漆废气处理装置的内部结构。

工作过程中，喷气废气进入预处理模块10预先处理废气所含颗粒物，以降低废气中颗粒物的含量，避免堵塞后续吸附模块20；然后，经预处理的废气进入吸附模块20，净化后的气体从排气模块40进行排放，其脱附废气进入催化模块30进行处理；接下来，处理后的高温气体可作为吸附模块20的高温脱附气体，或者作为预处理模块10的降低废气相对湿度的除湿气体，当然也可以根据实际情况直接经由排气模块40完成排放。

其中，用于对低浓度废气进行吸附浓缩的吸附模块20，包括多个活性炭床21，每个活性炭床21具有吸附出、入口和脱附出、入口，内部分隔形成的进气腔211和出气腔212。具体地，在进气腔211与出气腔212通流位置处配置可形成脱附通路的炭床213，进气腔211的吸附入口2111通过吸附入口管道214与预处理模块10的预处理废气出口102连通，出气腔212的吸附出口2121通过吸附出口管道215与排气筒41连通；经由脱附通路上活性炭床21净化后的气体从排气筒41进行排放。

请一并参见图3，该图示出本方案中活性炭床的结构示意图。

本方案中活性炭床吸附出入口的阀门配置采用了一体式设计。如图所示，该阀门结构包括汇集阀腔22和“T”字型阀板23；该汇集阀腔22的一侧表面具有相邻配置的两个工作口(2111、2121)，并在另外侧表面具有两个外接口(221、222)；可以理解的是，应用于活性炭床的该阀门结构，其第一工作口和第二工作口分别对应为：活性炭床21进气腔211的吸附入口2111和出气腔212的吸附出口2121，其第一外接口221和第二外接口222分别用于与吸附入口管道214和吸附出口管道215连通。

所述“T”字型阀板置于所述汇集阀腔内，并铰接于阀腔侧壁，以在连通工作位和截止工作位之间切换，并配置为：位于截止工作位的所述“T”字型阀板，其水平板封堵所述第一外接口或所述第二外接口，其竖直板分隔第一工作口和第二工作口；位于连通工作位的所述“T”字型阀板，其水平板分隔所述第一工作口和所述第二工作口，其竖直板封堵分隔所述第一外接口和所述第二外接口。

在该汇集阀腔22中设置有“T”字型阀板23，“T”字型阀板铰接于汇集阀腔22的阀腔侧壁，以在连通工作位和截止工作位之间切换。作为优选，第一外接口221和第二外接口222的开口方向相垂直，以简化结构利于关联结构的优化设计。进一步如图3所示，第一外接口221位于两个工作口相对侧的汇集阀腔22的表面上，第二外接口222位于两个工作口旁侧的汇集阀腔22的表面上。

请一并参见图4，该图示出了该“T”字型阀板的位置切换过程图。

结合图4的右侧图示，位于截止工作位的“T”字型阀板23，其水平板231封堵第一外接口221，其竖直板232分隔吸附入口2111(第一工作口)和吸附出口2121(第二工作口)，此时两路均处于非导通状态；结合图4的左侧图示，位于连通工作位的“T”字型阀板23，其水平板231分隔吸附入口2111(第一工作口)和吸附出口2121(第二工作口)，其竖直板232封堵分隔第一外接口231和第二外接口232，此时两路分别处于导通状态。如此设置，本方案将吸附入口2111和吸附出口2121合并采用一个“T”字型阀板23进行控制，减少了阀门的数量，且使得系统更易维护，并可降低系统泄漏率；当然，该阀门结构可适用于其他两路控制系统，并可达成上述有益效果。

当然，“T”字型阀板23的封堵关系，也可采用这样的设计，位于截止工作位时，其水平板231封堵第二外接口222(图示未示出)，同样可达成两路均处于非导通状态的功能需要。

为了降低阀门制造成本，该汇集阀腔22相邻配置的第一工作口(2111)和第二工作口(2121)由隔板24分隔形成，结构简单易于实现，材料成本及工艺成本均可控制在较低的程度。

可以理解的是，活性炭床21内进气腔211和出气腔212分隔可以采用不同结构形式。例如但不限于图3中所示采用间壁分隔的优选示例。除分隔形成进气腔211和出气腔212外，该方式通过隔板分隔成左中右三个相互连通区域，以利于炭床213整体布局。

为了获得更好的净化效果，可在脱附通路上间隔设置有多层炭床213，且每层配置有多个炭床213。如图3所示，每层炭床213底部设置有管状支架217，该管状支架217形成与脱附入口218连通的部分脱附入口管道，在相应的管状支架217上开设若干出气口2173，实现炭床脱附气体的均布效果，提高脱附效果。请参见图5，该图示出了管状支架的结构示意图。例如但不限于，该管状支架217的主体结构采用方管型材，除起到设备的支撑作用外，利用管状支架217内腔作为脱附气体的通道使用；也即，模块的本体结构用于构建相应的介质管道，在满足产品处理功能的基础上，最大限度地紧凑结构，降低成本。

需要说明的是，基于结构支撑及作为脱附气体通道的功能，该管状支架217的结构形式可根据不同需要进行选择，例如但不限于图中所示的优选示例性结构。

如图5所示，该管状支架217包括相连通的外周框架管2171和中部支撑管2172，且外周框架管2171和/或中部支撑管2172通过汇集过渡管路2174与脱附入口管道的主管道连通，确保脱附气体同步到达炭床各位置。

为了进一步控制内部空间占用，在炭床213的吸附材料的上游侧配置导流孔板2131，以保证气流的均布于每个炭床213的吸附材料，相比于传统喇叭口的形式，能够有效减小设备的体积。请一并参见图6，该图示出了导流孔板的结构示意图，图中所示，导流孔板2131上的导流孔沿板面均布设置。

可以理解的是，每层炭床213的设置数量可根据设备处理要求进行确定，例如但不限于，图中所示每层设置的两个炭床213。

结合图1所示，相邻的两个活性炭床21中，位于上游侧的活性炭床21的进气腔211可与位于下游侧的活性炭床21的出气腔212通过开关阀216连通；如此设置，可实现各炭床串并联切换的结构，开关阀216截止导通的并联模式下，可提高系统的净化效率；在废气浓度出现大波动时，废气浓度突增的使用工况，可将开关阀216打开导通，此时各活性炭床21切换串联模式，通过多级吸附确保排放达标，从而满足不同的使用工况。当然，具体可辅以各脱附通路上的相应设置的开关阀进行相应活性炭床21的调定。

本方案提供的喷漆废气处理装置优选采用整机模块化设计，如图2所示，沿废气处理路径，包括依次可拆卸连接的预处理模块10、吸附模块20、催化模块30和排气模块40。各模块之间通过相适配的连接法兰实现所述可拆卸连接，设备整体具有集成度高、结构紧凑、占地面积小的特点；基于不同处理风量进行组装适配，具有较好的可适应性。同时，在方便运输的基础上，易于进行检修维护。

为了便于装置各模块的拼接和吊装运输，也可以在各模块的本体上分别设置吊耳(图中未示出)，可大幅减少现场施工调试的工作量和成本，节省工期，以及后期的运行维护成本。

其中，用于预先处理废气所含颗粒物的预处理模块10，可以根据具体工况选配不同形式的预处理。例如但不限于图1所示优选方案。

该预处理模块10包括依次配置的气固混合器11和粉尘收集器12；气固混合器11与预处理模块10的废气源入口连通，以将待处理废气与石灰粉充分混合，达到降低漆雾的粘度和废气的湿度的作用；再经过粉尘收集器12对废气中颗粒物进行过滤处理，粉尘收集器12可以优选设有若干低温布袋/滤筒除尘器，除尘器配置有脉冲清吹装置进行清灰；该粉尘收集器12下方设置有石粉储存器13，石粉储存器13和粉尘收集器12相连通，以收集所述粉尘收集器12过滤下来的废气颗粒物；完成预处理的废气，经由位于粉尘收集器12上方的预处理废气出口102，进入吸附模块20的吸附通路。

本方案中的预处理技术利用了石灰粉的除湿和黏附作用，可有效降低进入活性炭吸附系统的喷漆废气的漆雾含量和水气含量，大大减少了干式过滤材料的更换频率，具有高效、低耗的特点。该预处理模块10中的石灰粉还可进一步回收利用。如图1所示，预处理模块10还包括设置在粉尘收集器12与气固混合器11之间的喷粉机14，该喷粉机14优选采用循环泵提供动力，以循环利用石灰粉，降低运行成本。

其中，用于处理高浓度有机废气的催化模块30，包括依次配置的催化燃烧炉31和气体混合器32；具体地，催化燃烧炉31通过脱附出口管道33与多个活性炭床21的脱附出口219连通，催化燃烧炉31的排出口可与排气筒41连通，以便经由催化燃烧炉31处理后的高温气体选择性排入大气。

作为优选，其中的气体混合器32集成在脱附入口管道34内，可进一步提高系统的空间利用率。另外，催化模块30可集成电控系统，包括传感器、执行器、控制单元。控制单元通过传感器收集所需的信号，并进行存储、分析处理后向执行器发出指令。所述的控制单元具有一键启停系统及大屏数据管理、展示的功能，实现数据的实时监测、管理及可视化分析，并能灵活设置不同用户的系统管理权限。电控系统通过合理的布局，将其集成在一体机设备内部，同时电控系统的控制界面设置在一体机的侧部便于操作检修和调试，以及电控系统的散热。

另外，催化燃烧炉31的排出口还可与气体混合器32连通，该气体混合器32的出口通过脱附入口管道34与多个活性炭床21的脱附入口218连通；这样，部分处理后的高温气体可复用作为活性炭床21的高温脱附气体，可进一步降低系统脱附运行成本，该部分高温气体经由气体混合器32与外界空气混合降温，能够完全规避气温过高导致吸附模块20的活性炭产生闷燃现象。作为优选，在气体混合器32的补气口设置有补冷风机36，在高温气体温度过高时，能够快速补入外部大气进行降低，以确保复用过程的安全可靠性。

此外，催化模块30催化燃烧炉31集成有换热器35，相应地，催化模块30的脱附出口管道33通过换热器35的换热通路连通至催化燃烧炉31的入口，也即，废气输送至换热器35中加热后进入催化燃烧炉31进行处理；该催化燃烧炉31的出口可与换热器35的热源通路的入口连通，且由热源通路的出口形成催化燃烧炉31的排出口，由此，处理后的高温气体作为换热器35的热源加热活性炭床21脱附出口219的废气。

这里，脱附出口管道33通过设置在催化模块30的脱附风机37与换热器35连通，以提高高浓度有机废气的处理效率。本方案中，气体混合器32的出口还可连通至脱附风机37的上游端通路，以利用相对低一些的气体对进入换热器35的待处理高浓度有机废气进行预加温。

其中，用于完成装置排放的排气模块40包括前述排气筒41，为了能够及时高效完成气体处理排放，该排气模块40还包括一主风机42；结合图1所示，主风机42配置在吸附出口管道215与排气筒41，并可根据实际工况的排放量进行调速。

为了进一步提高能量利用率，作为优选，脱附入口管道34还连通至预处理模块10的除湿气体管道103。也就是说，除部分作为活性炭床21的高温脱附气体外，催化模块30排出的高温气体还可用于预处理模块10处降低废气相对湿度。如此设置，可进一步降低热损，充分利用系统热能。

需要说明的是，本实施方式提供的上述实施例，其预处理、吸附及催化燃烧模块的具体实现方式非本申请的核心发明点所在，本领域技术人员能够基于现有技术实现，故本文不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种阀门结构，其特征在于，包括：

汇集阀腔，所述汇集阀腔的一侧表面具有相邻配置的两个工作口，并在另外侧表面具有两个外接口；

“T”字型阀板，置于所述汇集阀腔内，并铰接于阀腔侧壁，以在连通工作位和截止工作位之间切换，并配置为：位于截止工作位的所述“T”字型阀板，其水平板封堵第一外接口或第二外接口，其竖直板分隔第一工作口和第二工作口；位于连通工作位的所述“T”字型阀板，其水平板分隔所述第一工作口和所述第二工作口，其竖直板封堵分隔所述第一外接口和所述第二外接口。

2.根据权利要求1所述的阀门结构，其特征在于，相邻配置的所述第一工作口和所述第二工作口由隔板分隔形成。

3.根据权利要求1或2所述的阀门结构，其特征在于，所述第一外接口和所述第二外接口的开口方向相垂直。

4.根据权利要求3所述的阀门结构，其特征在于，所述第一外接口位于两个工作口相对侧的所述汇集阀腔的表面上，所述第二外接口位于两个工作口旁侧的所述汇集阀腔的表面上。

5.一种活性炭床，具有分隔形成的进气腔和出气腔，在所述进气腔与所述出气腔的通流位置处配置形成脱附通路的炭床；其特征在于，还包括如权利要求1至4中任一项所述的阀门结构，所述进气腔的吸附入口和所述出气腔的吸附出口位于所述活性炭床的同侧，所述阀门结构的汇集阀腔固定设置在所述吸附入口和所述吸附出口外部，且所述阀门结构的第一工作口与所述吸附入口连通、第二工作口与所述吸附出口连通。

6.根据权利要求5所述的活性炭床，其特征在于，采用间壁分隔形成所述进气腔和所述出气腔，并在所述脱附通路上间隔设置有多层所述炭床，且每层配置有多个所述炭床。

7.根据权利要求6所述的活性炭床，其特征在于，每层所述炭床底部设置有管状支架，所述管状支架形成与脱附入口连通的部分脱附入口管道，且在所述炭床下方的所述管状支架开设有出气口。

8.根据权利要求7所述的活性炭床，其特征在于，每个所述管状支架包括相连通的外周框架管和中部支撑管，且所述外周框架管和/或所述中部支撑管通过汇集过渡管路与脱附入口管道的主管道连通。

9.根据权利要求5所述的活性炭床，其特征在于，所述炭床的吸附材料的上游侧配置有导流孔板。

10.根据权利要求9所述的活性炭床，其特征在于，所述导流孔板上的导流孔沿板面均布设置。

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