一种活性炭吸附脱附实验装置的制作方法

本发明涉及环保检测的技术领域，尤其涉及一种活性炭吸附脱附实验装置。

背景技术

活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800－1500平方米，特殊用途的更高。也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达，如人体毛细血管般的孔隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。

现有技术上的活性炭吸附脱附实验装置，由于活性炭的种类较多，以及实验装置结构过于简单，检测效率较低，检测效果较差，无法精准地判断出哪种活性炭的吸附效果和脱附效果较好。

技术实现要素：

针对现有的活性炭吸附脱附实验装置检测精度较低存在的上述问题，现提供一种旨在检测精度较高，能够准确判断哪种活性炭的吸附脱附效果较佳的活性炭吸附脱附实验装置。

具体技术方案如下：

一种活性炭吸附脱附实验装置，包括：若干炭罐，每一所述炭罐内均设有活性炭，每一所述炭罐上均设有第一气口和第二气口；一离心风机，所述离心风机的一端设有排风口，所述离心风机的另一端与所述第一气口连接；一回收装置，所述回收装置与所述第二气口连接；一脱附高温气源，所述脱附高温气源与所述第一气口连接；一进风源，所述进风源与所述第二气口连接；一废气源，所述废气源与所述第二气口连接。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，还包括：若干第一阀门，若干所述第一阀门分别设于所述脱附高温气源与若干所述第一气口之间；若干第二阀门，若干所述第二阀门分别设于所述回收装置与若干所述第二气口之间；若干第三阀门，若干所述第三阀门分别设于所述离心风机与若干所述第一气口之间；若干第四阀门，若干所述第四阀门分别设于所述进风源和所述废气源与若干所述第二气口之间；一第五阀门，所述第五阀门设于所述进风源与若干所述第四阀门之间；一第六阀门，所述第六阀门设于所述废气源与若干所述第四阀门之间。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，还包括：若干第一检测口组，若干所述第一检测口组分别设于若干所述第一阀门和若干所述第三阀门与所述第一气口之间；若干第二检测口组，若干所述第二检测口组分别设于若干所述第二阀门和若干所述第四阀门与所述第二气口之间；一第三检测口组，所述第三检测口组设于所述离心风机与若干所述第三阀门之间；一第四检测口组，所述第四检测口组设于所述回收装置与若干所述第四阀门之间；一第五检测口组，所述第五检测口组设于所述脱附高温气源与若干所述第一阀门之间；一第六检测口组，所述第六检测口组设于所述进风源和所述废气源与若干所述第二阀门之间。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，还包括：若干第一管道，若干所述第一管道的一端分别与若干所述第一气口连接，若干所述第一管道的另一端设有若干第一出口，若干所述第三阀门分别设于若干所述第一出口的内侧；若干第二管道，若干所述第二管道的一端分别与若干所述第二气口连接，若干所述第二管道的另一端设有若干第二入口，若干所述第四阀门分别设于若干所述第二入口的内侧；若干第三管道，若干所述第三管道的一端分别与若干所述第一管道连接，若干所述第三管道的一端分别位于所述第三阀门与所述第一气口之间，若干所述第三管道的另一端分别设有若干第一入口，若干所述第一阀门分别设于若干所述第一入口的内侧；若干第四管道，若干所述第四管道的一端分别与若干所述第二管道连接，若干所述第四管道的一端分别位于所述第四阀门与所述第二气口之间，若干所述第四管道的另一端分别设于若干第二出口，若干所述第二阀门分别设于若干所述第二出口的内侧；一第五管道，所述第五管道的一端与所述离心风机的一端连接，所述排风口设于所述第五管道的另一端；一第六管道，所述第六管道的一端与所述离心风机的另一端连接，所述第六管道的另一端与若干所述第一出口连接；一第七管道，所述第七管道的一端与所述回收装置连接，所述第七管道的另一端与若干所述第四管道的另一端连接；一第八管道，所述第八管道的一端设有第三入口，所述第三入口与所述脱附高温气源连接，所述第八管道的另一端与若干所述第三管道的另一端连接；一第九管道，所述第九管道的一端与所述进风源连接，所述第九管道的另一端与若干所述第二管道的另一端连接，所述第五阀门设于所述第九管道上；一第十管道，所述第十管道的一端与所述废气源连接，所述第十管道的另一端与所述第九管道的中部连接，所述第五阀门位于所述进风源与所述第十管道之间，所述第六阀门设于所述第十管道上。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，每一所述第一管道均包括第十一管道和第十二管道，所述第十一管道的一端与所述第一气口连接，所述第十一管道的另一端设有泄压阀，所述第十二管道的一端与所述第十一管道的中部连接，所述第十二管道的另一端设置所述第一出口，所述第三阀门设于所述第十二管道位于所述第一出口的内侧，所述第三管道的一端与所述第十二管道连接；每一所述第二管道均包括第十三管道和第十四管道，所述第十三管道的一端与所述第二气口连接，所述第十三管道的另一端设有排水阀，所述第十四管道的一端与所述第十三管道的中部连接，所述第十四管道的另一端设置所述第二入口，所述第四阀门设有所述第十四管道位于所述第二入口的内侧，所述第四管道的一端与所述第十四管道连接。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，所述脱附高温气源包括：第十六管道，所述第十六管道的一端与所述第三入口连接；氮气加热器，所述氮气加热器的出口与所述第十六管道的另一端连接；第十五管道，所述第十五管道的一端与所述氮气加热器的入口连接；氮气源，所述氮气源与所述第十五管道的另一端连接；第十七管道，所述第十七管道的一端与所述第三入口连接；蒸汽源，所述蒸汽源与所述第十七管道的另一端连接。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，还包括：底座，所述底座上设有管道支架，若干所述第一管道、若干所述第二管道、所述第六管道、所述第七管道、所述第八管道和所述第九管道均设于所述管道支架上。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，还包括：电控柜，所述电控柜分别与所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门、所述第五阀门和所述第六阀门连接；动力柜，所述动力柜分别与所述脱附高温气源、所述废气源、所述离心风机和所述回收装置连接。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，若干所述第一检测口组、若干所述第二检测口组、一所述第三检测口组、一所述第四检测口组、一所述第五检测口组和一所述第六检测口组分别包括压力检测口、温度检测口、气体浓度检测口和流量检测口。

上述的活性炭吸附脱附实验装置，其中，每一所述炭罐上均设有装料口、卸料口、第一压差检测口、第二压差检测口、料温检测口和碳层高度视窗，所述装料口和所述第二压差检测口位于所述炭罐的顶部，所述卸料口和所述第一压差检测口位于所述炭罐的底部。

一种活性炭吸附脱附实验装置的使用方法，其中，包括上述的任意一项所述的活性炭吸附脱附实验装置，所述方法包括：

上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：

本发明分别对吸附阶段、脱附阶段以及干燥、冷却阶段的第一气口和第二气口进行检测，检测精度较高，能够准确判断出哪种活性炭的吸附脱附效果较佳，而且经干燥冷却后的活性炭可直接进行下一轮吸附脱附的实验。

附图说明

图1为本发明一种活性炭吸附脱附实验装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种活性炭吸附脱附实验装置的俯视图；

图3为本发明一种活性炭吸附脱附实验装置中炭罐的结构示意图；

附图中：1、炭罐；2、离心风机；3、排风口；4、回收装置；6、废气源；7、第一出口；8、第二出口；9、第一入口；10、第二入口；11、第一阀门；12、第二阀门；13、第三阀门；14、第四阀门；15、第五阀门；16、第六阀门；17、第三入口；18、泄压阀；19、排水阀；20、底座；21、第一检测口组；22、第二检测口组；23、第三检测口组；24、第四检测口组；25、第五检测口组；26、第六检测口组；27、氮气加热器；28、氮气源；29、蒸汽源；30、管道支架；31、第一管道；32、第二管道；33、第三管道；34、第四管道；35、第五管道；36、第六管道；37、第七管道；38、第八管道；39、第九管道；40、第十管道；41、第十一管道；42、第十二管道；43、第十三管道；44、第十四管道；45、第十五管道；46、第十六管道；47、第十七管道；48、支脚；49、装料口；50、卸料口；51、压力检测口；52、温度检测口；53、气体浓度检测口；54、流量检测口；55、第一压差检测口；56、第二压差检测口；57、料温检测口；58、碳层高度视窗；59、电控柜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1为本发明一种活性炭吸附脱附实验装置的整体结构示意图，图2为本发明一种活性炭吸附脱附实验装置的俯视图，图3为本发明一种活性炭吸附脱附实验装置中炭罐的结构示意图，如图1至图3所示，示出了一种较佳实施例的活性炭吸附脱附实验装置，包括：若干炭罐1，每一炭罐1内均设有活性炭，每一炭罐1上均设有第一气口和第二气口；一离心风机2，离心风机2的一端设有排风口3，离心风机2的另一端与第一气口连接；一回收装置4，回收装置4与第二气口连接；一脱附高温气源，脱附高温气源与第一气口连接；一进风源，进风源与第二气口连接；一废气源6，废气源6与第二气口连接。

进一步，作为一种较佳的实施例，活性炭吸附脱附实验装置还包括：若干第一阀门11，若干第一阀门11分别设于脱附高温气源与若干第一气口之间；若干第二阀门12，若干第二阀门12分别设于回收装置4与若干第二气口之间；若干第三阀门13，若干第三阀门13分别设于离心风机2与若干第一气口之间；若干第四阀门14，若干第四阀门14分别设于进风源和废气源6与若干第二气口之间；一第五阀门15，第五阀门15设于进风源与若干第四阀门14之间；一第六阀门16，第六阀门16设于废气源6与若干第四阀门14之间。

进一步，作为一种较佳的实施例，活性炭吸附脱附实验装置还包括：若干第一检测口组21，若干第一检测口组21分别设于若干第一阀门11和若干第三阀门13与第一气口之间；若干第二检测口组22，若干第二检测口组22分别设于若干第二阀门12和若干第四阀门14与第二气口之间；一第三检测口组23，第三检测口组23设于离心风机2与若干第三阀门13之间；一第四检测口组24，第四检测口24组设于回收装置4与若干第四阀门14之间；一第五检测口组25，第五检测口组25设于脱附高温气源与若干第一阀门11之间；一第六检测口组26，第六检测口组26设于进风源和废气源6与若干第二阀门12之间。

进一步，作为一种较佳的实施例，活性炭吸附脱附实验装置还包括：若干第一管道31，若干第一管道13的一端分别与若干第一气口连接，若干第一管道31的另一端设有若干第一出口7，若干第三阀门13分别设于若干第一出口7的内侧；若干第二管道32，若干第二管道32的一端分别与若干第二气口连接，若干第二管道32的另一端设有若干第二入口10，若干第四阀门14分别设于若干第二入口10的内侧；若干第三管道33，若干第三管道33的一端分别与若干第一管道31连接，若干第三管道33的一端分别位于第三阀门13与第一气口之间，若干第三管道33的另一端分别设有若干第一入口9，若干第一阀门11分别设于若干第一入口9的内侧；若干第四管道34，若干第四管道34的一端分别与若干第二管道32连接，若干第四管道34的一端分别位于第四阀门14与第二气口之间，若干第四管道34的另一端分别设于若干第二出口8，若干第二阀门12分别设于若干第二出口8的内侧；一第五管道35，第五管道35的一端与离心风机2的一端连接，排风口3设于第五管道35的另一端；一第六管道36，第六管道36的一端与离心风机2的另一端连接，第六管道36的另一端与若干第一出口7连接；一第七管道37，第七管道37的一端与回收装置4连接，第七管道37的另一端与若干第四管道34的另一端连接；一第八管道38，第八管道38的一端设有第三入口17，第三入口17与脱附高温气源连接，第八管道38的另一端与若干第三管道33的另一端连接；一第九管道39，第九管道39的一端与进风源连接，第九管道39的另一端与若干第二管道32的另一端连接，第五阀门15设于第九管道39上；一第十管道40，第十管道40的一端与废气源6连接，第十管道40的另一端与第九管道39的中部连接，第五阀门15位于进风源与第十管道40之间，第六阀门16设于第十管道40上。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图3所示，每一第一管道31均包括第十一管道41和第十二管道42，第十一管道42的一端与第一气口连接，第十一管道41的另一端设有泄压阀18，第十二管道42的一端与第十一管道41的中部连接，第十二管道42的另一端设置第一出口7，第三阀门13设于第十二管道42位于第一出口7的内侧，第三管道33的一端与第十二管道42连接。

本发明的进一步实施例中，每一第二管道32均包括第十三管道43和第十四管道44，第十三管道43的一端与第二气口连接，第十三管道43的另一端设有排水阀19，第十四管道44的一端与第十三管道43的中部连接，第十四管道44的另一端设置第二入口10，第四阀门14设有第十四管道44位于第二入口10的内侧，第四管道34的一端与第十四管道44连接。

本发明的进一步实施例中，脱附高温气源包括：第十六管道46，第十六管道46的一端与第三入口17连接；氮气加热器27，氮气加热器27的出口与第十六管道46的另一端连接；第十五管道45，第十五管道45的一端与氮气加热器27的入口连接；氮气源28，氮气源28与第十五管道45的另一端连接；第十七管道47，第十七管道47的一端与第三入口17连接；蒸汽源29，蒸汽源29与第十七管道47的另一端连接。

本发明的进一步实施例中，活性炭吸附脱附实验装置还包括：底座20，底座20上设有管道支架30，若干第一管道31、若干第二管道32、第六管道36、第七管道37、第八管道38和第九管道39均设于管道支架30上。

本发明的进一步实施例中，每一炭罐1的底部均设有若干支脚48，若干支脚48均设于底座20上。

本发明的进一步实施例中，若干第一检测口组21、若干第二检测口组22、一第三检测口组23、一第四检测口组24、一第五检测口组25和一第六检测口组26分别包括压力检测口51、温度检测口52、气体浓度检测口53和流量检测口54。

本发明的进一步实施例中，若干第一气口分别设于若干炭罐1的顶部，若干第二气口分别设于若干炭罐1的底部，若干泄压阀18分别位于若干炭罐1的顶部，若干排水阀19分别位于若干炭罐1的底部。

本发明的进一步实施例中，每一炭罐1上均设有装料口49、卸料口50、第一压差检测口55、第二压差检测口56、料温检测口57和碳层高度视窗58，装料口49和第二压差检测口56位于炭罐1的顶部，卸料口50和第一压差检测口55位于炭罐1的底部。

本发明的进一步实施例中，活性炭吸附脱附实验装置还包括：电控柜59，电控柜59用于控制第一阀门11、第二阀门12、第三阀门13、第四阀门14、第五阀门15和第六阀门16。

本发明的进一步实施例中，活性炭吸附脱附实验装置还包括：动力柜，动力柜分别与所述脱附高温气源、所述废气源6、所述离心风机5和所述回收装置4连接。

本实验装置由若干炭罐1并联组成，每一炭罐1内可装一种型号的活性炭，可以同时检测出若干种不同的活性炭对同一废气的处理能力。

活性炭吸附脱附实验装置的使用分为三个阶段，下面说明本发明的使用过程：

第一阶段为吸附阶段，每一炭罐1的第三阀门13和第四阀门13开启，第一阀门11和第二阀门12关闭，第六阀门16开启，第五阀门15关闭，废气在离心风机2产生的负压作用下，依次通过第十管道40、第九管道39和第二管道32被吸入进炭罐1，使废气与炭罐1内的活性炭接触，通过活性炭的吸附特性，吸附废气中的有害成份，从而达到净化废气的效果，净化后的气体由第一管道31排出炭罐，依次通过第六管道36和第五管道35，最后由离心风机2的出风口排出。在此期间，plc记录各检测口的安装的变送器实时检测的数据，当第一出口7的浓度和第二入口10的浓度相同或非常接近时，说明活性炭已吸附饱和，可以进入第二阶段试验；

第二阶段为脱附阶段，每一炭罐1的第一阀门11和第二阀门12开启，第三阀门13和第四阀门14关闭，脱附使用的高温气体依次通过第八管道38、第三管道33和第一管道31进入炭罐1内，将活性炭吸附的物质脱除，脱除的吸附物与高温气体一同由第二管道32排出炭罐1内，依次通过第四管道34和第七管道37，最后进入回收装置4(另行处理)。在此期间，plc记录各检测口的安装的变送器实时检测的数据，当第二出口的浓度为零或接近零时，说明活性炭已脱附完成，可以进入下一阶段；

第三阶段为干燥、冷却阶段，每一炭罐1的第三阀门13和第四阀门14开启，第一阀门11和第二阀门12关闭，第六阀门16关闭，第五阀门15开启，在离心风机2产生的负压作用下，空气依次通过第九管道39和第二管道32吸入进炭罐1，在气流作用下使炭罐1内的活性炭冷却干燥，经干燥冷却后的活性炭可进行下一轮吸附脱附的实验。

根据吸附、脱附阶段各检测口实测的数据，以时间为x轴，浓度为y轴，生成每以炭罐1内的活性炭样本的吸附/脱附曲线，通过分析曲线，找出对样本废气吸附效果最好的活性炭。

本发明分别对吸附阶段、脱附阶段以及干燥、冷却阶段的第一气口和第二气口进行检测，检测精度较高，能够准确判断出哪种活性炭的吸附脱附效果较佳，而且经干燥冷却后的活性炭可直接进行下一轮吸附脱附的实验。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。