一种活性炭吸附装置的制作方法

1.本实用新型涉及气体吸附设备领域，尤其涉及一种活性炭吸附装置。


背景技术：

2.活性炭是一类最早研发生产的多孔材料，是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过过筛、活化、炭化、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成的外观呈黑色，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。它是一种吸附剂、催化剂或催化剂载体，具有物理吸附、化学吸附的双生特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色、精制、消毒、除臭和去污、提纯的目的。活性炭吸附达到饱和状态时，便不会再继续发挥原有作用，需要通过加热活性炭使其吸附的被吸附物释放出去，即活性炭的脱附。通过脱附工艺，一定程度上还原了活性炭原有的吸附能力，使其继续发挥作用。理论上，提高吸附剂的温度可以实现吸附质的脱附，因此采用加热活性炭的方法可以实现吸附质的脱附，即热脱附。
3.通过长期的研究和开发，根据不同的加热介质，热脱附已经发展成为热空气、热惰性气体、过热水蒸气、微波加热以及电加热等多种热脱附方法，并成为目前活性炭脱附的主要工业方法。尽管热脱附方式较容易在工业上应用，但不同的热脱附方法都存在一些不同的缺点，热空气和惰性气体加热时存在气固间的热交换，热量损失大，脱附能量衰减太快，尾部气体温度达不到脱附要求，另外通过热空气间接加热活性炭受炭床结构影响，一旦炭床内部流场分布不均，就会存在部分活性炭无气流通过，无法加热脱附，导致局部未脱附。过热水蒸气不仅存在热空气加热的问题，还存在加热时严重影响活性炭的重复利用，而微波加热存在加热深度不够的问题。现有颗粒活性炭脱附技术多采用蒸气或热的惰性气体脱附再生。蒸汽脱附技术会同时产生大量的蒸汽凝结水与脱附物混合在一起，产生大量的废水，增加了脱附回收物的回收处理难度；而热的惰性气体脱附则存在脱附效率低，脱附周期长，且脱附回收物收率低，能耗也高的问题。
4.电热脱附利用活性炭具有的导电性，直接对活性炭进行通电，利用焦耳定律使得活性炭直接发热，从而实现吸附物的脱附；因其具有能耗低、脱附效率高等优点，已成为活性炭中气体脱附的发展趋势。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在提出一种活性炭吸附装置，能够对活性炭床层进行电热脱附。
6.本实用新型提供一种活性炭吸附装置，包括吸附罐和吸附组件，所述吸附罐内设置有隔板；所述隔板上设置有气流通孔；
7.所述吸附组件设置在所述隔板上，并与所述气流通孔连通；所述吸附组件包括由下至上依次堆叠连通设置的第一绝缘板、第一电极板、中空筒体、第二电极板、第二绝缘板和压板；所述第一电极板和所述第二电极板分别用于与外部电源的正负极连接；所述中空筒体内设置有与所述第一电极板和所述第二电极板分别电性连接的活性炭床层；所述压板
通过连接杆与所述隔板可拆卸连接，使得所述吸附组件固定设置在所述隔板上。
8.进一步地，所述压板上设置有安装通孔；所述连接杆的两端分别设置有外螺纹；所述隔板上设置有螺纹孔；所述连接杆的一端设置在所述螺纹孔内，另一端通过所述安装通孔沿伸至所述压板的上方，并设置有紧固螺母。
9.进一步地，所述活性炭床层与所述第一电极板和所述第二电极板之间分别填充有柔性导电层。
10.进一步地，所述柔性导电层包括碳纤维毡和/或石墨毡。
11.进一步地，所述第一绝缘板和所述第二绝缘板分别为聚四氟乙烯、绝缘陶瓷或者云母板。
12.进一步地，所述活性炭床层包括颗粒活性炭和/或蜂窝活性炭。
13.进一步地，所述活性炭床层为颗粒活性炭；所述颗粒活性炭的粒径为2～4mm。
14.进一步地，所述中空筒体的材质为绝缘体。
15.进一步地，所述中空筒体的材质为聚四氟乙烯或者绝缘陶瓷。
16.本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例中的活性炭吸附装置包括吸附罐和吸附组件；其中，所述吸附组件包括由下至上依次堆叠连通设置的第一绝缘板、第一电极板、中空筒体、第二电极板、第二绝缘板和压板；所述中空筒体内设置有与所述第一电极板和所述第二电极板分别电性连接的活性炭床层；吸附时，待吸附气体经气体入口进入到所述吸附罐内，并流经所述活性炭床层，实现待吸附气体的吸附；脱附时，将所述第一电极板和所述第二电极板与外部电源的正负极连通，电流流经所述活性炭床层，使得活性炭床层自发热，进而使得所述活性炭床层的温度升高到足够使吸附气体释放出来的温度，实现对所述活性炭床层的电热脱附；另外，通过将所述第一电极板设置在所述中空筒体的下端，并在所述第一电极板上设置有第一通孔，在实现所述活性炭床层能够与外部电源连接的同时，对所述活性炭床层进行支撑，并实现所述活性炭床层与所述吸附罐内空间的连通；再者，通过将所述第一绝缘板、所述第一电极板、所述中空筒体、所述第二电极板、所述第二绝缘板和所述压板由下至上依次堆叠设置在所述隔板上，并通过连接杆可拆卸地连接所述压板和所述隔板，使得所述吸附组件固定设置在所述隔板上，使得所述吸附组件拆卸、安装方便，易于更换所述活性炭床层。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例1中活性炭吸附装置的结构示意图；
18.图2为图1中活性炭吸附装置的内部结构俯视图；
19.图3为图1活性炭吸附装置中吸附组件2的结构示意图；
20.图4为本实用新型实施例2中活性炭吸附装置的结构示意图；
21.图5为图4中活性炭吸附装置的内部结构俯视图；
22.其中，1、吸附罐；11、隔板；12、气流通孔；13、封头；2、吸附组件；21、第一绝缘板；22、第一电极板；23、中空筒体；24、活性炭床层；25、柔性导电层；26、第二电极板；27、第二绝缘板；28、压板；29、紧固螺母；210、连接杆。
具体实施方式
23.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
24.实施例1
25.请参考图1至图3，本实用新型的实施例提供了一种活性炭吸附装置，包括吸附罐1和吸附组件2，吸附罐1内设置有隔板11；吸附罐1的上端设置有封头13；封头13通过法兰设置在吸附罐1的上端；吸附罐1上还设置有气体入口和气体出口；待吸附气体经所述气体入口进入吸附罐1内，流经吸附组件2完成吸附过程，未吸附完的气体从所述气体出口流出；隔板11上设置有气流通孔12；隔板11与吸附罐1的内侧壁焊接；
26.吸附组件2设置在隔板11上，并与气流通孔12连通；吸附组件2包括由下至上依次堆叠连通设置的第一绝缘板21、第一电极板22、中空筒体23、第二电极板26、第二绝缘板27和压板28；第一绝缘板21设置在隔板11上，并与气流通孔12连通；第一电极板22和第二电极板26上分别设置有通孔；第一绝缘板21、第一电极板22、中空筒体23、第二电极板26、第二绝缘板27和压板28依次连通形成吸附组件2的气流通道；第一电极板22和第二电极板26分别用于与外部电源的正负极连接；中空筒体23内设置有与第一电极板22和第二电极板26分别电性连接的活性炭床层24；通过将第一电极板22和第二电极板26设置成板状，并安装在活性炭床层24的上下两端，增加了活性炭床层24与第一电极板22和第二电极板26的接触面积，使得电流在活性炭床层24上的分布更加均匀，从而使得活性炭床层24的发热更加均匀；压板28通过连接杆210与隔板11可拆卸连接，使得吸附组件2固定设置在隔板11上。
27.参考图3，第一绝缘板21、第二绝缘板27和压板28上设置有用于气体流通的通孔。
28.示例性地，在本实施例中，第一绝缘板21、第二绝缘板27和压板28分别呈环形；可以理解的是，第一绝缘板21、第二绝缘板27和压板28还可以为其它形状，例如，方形、矩形等。
29.具体地，为了更加方便拆卸、安装吸附组件2，压板28上设置有安装通孔；连接杆210的两端分别设置有外螺纹；隔板11上设置有螺纹孔；连接杆210的一端设置在螺纹孔内，另一端通过所述安装通孔沿伸至压板28的上方，并设置有紧固螺母29；安装时，先将连接杆210的下端与隔板11螺纹连接，然后将第一绝缘板21、第一电极板22、中空筒体23、第二电极板26、第二绝缘板27和压板28依次堆叠放置在隔板11上，并使得连接杆210上端穿过所述安装通孔，将紧固螺母29设置在连接杆210的上端，拧紧至与压板28抵接，实现对吸附组件2的安装固定；需要更换活性炭床层24时，拧下紧固螺母29，依次取下压板28、第二绝缘板27和第二电极板26，然后取出并更换活性炭床层24，再装上第二电极板26、第二绝缘板27和压板28，并通过紧固螺母29固定即可。
30.参考图3，为了更好的实现活性炭床层24与第一电极板22和第二电极板26的电性连接，避免活性炭床层24与第一电极板22或者第二电极板26断开连接，活性炭床层24与第一电极板22和第二电极板26之间分别填充有柔性导电层25。
31.示例性地，在本实施例中，柔性导电层25为碳纤维毡。
32.作为本实施例的变形，柔性导电层25还可以为石墨毡、碳纤维毡与石墨毡的组合或者其它可以导电的柔性材料。
33.示例性地，在本实施例中，第一绝缘板21和第二绝缘板27分别为聚四氟乙烯。
34.作为本实施例的变形，第一绝缘板21和第二绝缘板27还可以为绝缘陶瓷、云母板或者其它绝缘材料。
35.示例性地，在本实施例中，活性炭床层24为颗粒活性炭；活性炭床层24由所述颗粒活性炭堆积而成；所述颗粒活性炭的粒径为2～4mm；所述颗粒活性炭可以为煤质、椰壳和木质活性炭中的一种或者组合。
36.作为本实施例的变形，活性炭床层24还可以为蜂窝活性炭或者颗粒活性炭与蜂窝活性炭的组合。
37.可以理解的是，活性炭床层24也可以替换为其它可以导电的吸附床层，例如，活性炭纤维吸附床层、炭分子筛吸附床层及其组合等。
38.中空筒体23的材质为绝缘体；例如，聚四氟乙烯或者绝缘陶瓷。
39.本实施例中活性炭吸附装置的工作原理如下：
40.吸附时，待吸附气体经吸附罐1的气体入口进入到吸附罐1内，并流经活性炭床层24，实现所述待吸附气体的吸附；
41.脱附时，将第一电极板22和第二电极板26与外部电源连通，电流流经活性炭床层24，使得活性炭床层24自发热，进而使得活性炭床层24的温度升高到足够使吸附气体释放出来的温度，实现对活性炭床层24的电热脱附。
42.实施例2
43.参考图4和图5，本实施例与实施例1的区别在于，吸附组件2的数量为三个；相应地，气流通孔12的数量为三个。
44.可以理解的是，吸附组件2和气流通孔12的数量可以根据使用需要进行选择设置。
45.以上未涉及之处，适用于现有技术。
46.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
47.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
48.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。