一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置及方法
【专利摘要】一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置及方法，包括碳酸氢铵分解反应器，在分解反应器内设有电加热器，一第一综合反应器的下部与分解反应器的上部通过氨气管道相连，在第一综合反应器底部设有硝酸铵排放管，在硝酸铵排放管上设有一排放阀，一臭氧发生器与第一综合反应器的下部通过臭氧管道相连，一第二综合反应器与第一综合反应器顶部通过第一尾气排放管相连，在第二综合反应器顶部分别设置空气加压管和气体排放管，在第二综合反应器上设有加水管。本发明提供了一种大棚用二氧化碳发生及氨气处理装置及方法，它流程设计合理，不附加设备，节能效果好，氨气得到彻底处理，并转化为肥料，同时具有臭氧消毒功能，解决了现有技术中存在的问题。
【专利说明】
一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置及方法
技术领域
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[0001 ]本发明涉及一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置及方法。
【背景技术】
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[0002]二氧化碳是绿色植物在生长时必须的原料，因此用于温室大棚中的二氧化碳发生装置是一个重要的农业设备，在现有的用于温室大棚中的二氧化碳发生装置中，都以碳酸氢铵为原料产生二氧化碳的方式主要为酸分解法及热分解法；酸分解法产生的气体纯度高，但施用复杂，成本高，而且反应酸具有一定的危险性，不易大规模推广，热分解法通过直接加热碳酸氢铵分解产生二氧化碳和氨气，氨气吸除后，再将二氧化碳向作物释放，具有施用方便，成本低廉等优点，所以热分解法被广泛的应用。
[0003]在这个过程中产生的氨气一般采用水吸收的方式，但这种吸收极不彻底。尤其在浓氨水中，氨气容易扩散到外部，甚至于大棚中，造成氨气浓度较高，这不仅对人有较大危害，而且氨气对蔬菜也有较大的危害，表现如下:受害的幼芽及嫩叶四周呈开水烫伤状或水渍状，轻者叶片出现不定形的块状枯斑，叶缘呈灼伤状，重者植株根部由褐变黑色，丧失吸收肥水的功能，地上部分逐渐枯萎死亡，常被误诊为霜霉病或其他病症。对氨气敏感的蔬菜有黄瓜、番茄、西葫芦等。可见氨气对大棚内的蔬菜有非常大的潜在危害。现阶段并没有对之有效的处理措施。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺点，提供了一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，它流程设计合理，不附加设备，节能效果好，氨气得到彻底处理，并转化为肥料，同时具有臭氧消毒功能，解决了现有技术中存在的问题。
[0005 ]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，包括碳酸氢铵分解反应器，在分解反应器内设有电加热器，一第一综合反应器的下部与分解反应器的上部通过氨气管道相连，在第一综合反应器底部设有硝酸铵排放管，在硝酸铵排放管上设有一排放阀，一臭氧发生器与第一综合反应器的下部通过臭氧管道相连，一第二综合反应器与第一综合反应器顶部通过第一尾气排放管相连，在第二综合反应器顶部分别设置空气加压管和气体排放管，在第二综合反应器上设有加水管。
[0007]优选的，所述第二综合反应器设置在第一综合反应器的顶部，第一综合反应器与第二综合反应器一体设置，一竖直设置的溢流管上出口设置在第二综合反应器内，下出口设置在第一综合反应器底部。
[0008]优选的，所述分解反应器设在第二综合反应器顶部，分解反应器与第一综合反应器和第二综合反应器一体设置。
[0009]优选的，所述排放阀为电磁阀，在第一综合反应器上设有氨水浓度测量仪和/SpH测量仪以及液位仪，氨水浓度测量仪和/或pH测量仪以及液位仪通过仪表线与电磁阀的控制系统相连。
[0010]优选的，在第一综合反应器内设有与氨气管道相连的气体分散器和与臭氧管道相连的气体分散器。
[0011]优选的，在第一综合反应器内设有一气体分散器，氨气管道与臭氧管道分别与气体分散器相连。
[0012]优选的，在臭氧管道上设有一气液混合栗，气液混合栗的气体管道与臭氧发生器相连，气液混合栗的液体管道与第一综合反应器的底部相连。
[0013]优选的，所述第一尾气排放管在第二综合反应器内设置为倒U型。
[0014]优选的，所述第二综合反应器顶部设有臭氧浓度检测仪、氨气浓度检测仪和压力检测器。
[0015]—种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的方法，包括如下步骤:
[0016]SI，向第二综合反应器内通过加水管加水，水通过溢流管排入到第一综合反应器内；
[0017]S2，把碳酸氢铵放入到分解反应器内，对放入到分解反应器内的碳酸氢铵进行电加热；
[0018]S3，把S2中碳酸氢铵分解生成的二氧化碳、水和氨气通过氨气管道导入到第一综合反应器下部，同时打开气体排放管；
[0019]S4，S3中生成的尾气通过第一尾气排放管排放到第二综合反应器内；
[0020]S5，S4中在第二综合反应器生成的尾气通过气体排放管排入大棚内；
[0021]S6，当S2中产生的二氧化碳达到要求或碳酸氢铵反应完成后，分解反应器自动关闭加热器，二氧化碳停止产生；
[0022]S7，向第一综合反应器内，通过臭氧管道供给臭氧或臭氧水，臭氧或臭氧水在第一综合反应器内与氨水进行反应，未反应的臭氧通过第一尾气排放管导入第二综合反应器，臭氧经第二综合反应器后再经气体排放管进入大棚或排空；
[0023]S8，通过氨水浓度测量仪或者pH测量仪测定第一综合反应器内的氨水浓度或第一综合反应器内溶液的pH，氨水浓度低于0.lg/L或者pH小于7后，通过空气加压管向第二综合反应器和第一综合反应器加压，将第一综合反应器内的溶液通过硝酸铵排放管排出后备用，处理完毕。
[0024]与现有技术相比，本发明的优点是:流程设计合理，整个流程没有副产物并且不需要精细分离，共有三种产物，分别是作为肥料的硝酸铵、作为杀菌剂的臭氧和温室气体二氧化碳，这些产物全部为蔬菜所需物质；相对于单纯产生温度气体二氧化碳的设备与产生臭氧的设备相比，并没有附加设备，而是进行了设备的内部改造;采用整体负压操作，安全性和节能性能都得到了提升;氨气得到彻底处理，并最终生成肥料硝酸铵；由于采用反应过程中臭氧过量的方式进行反应，所以最后产物中有一定的臭氧，具有臭氧消毒功能，且由于臭氧浓度较低，对蔬菜不会造成危害。
【附图说明】
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[0025]图1为本发明的流程示意图。
[0026]图中，1、分解反应器，2、第一综合反应器，3、氨气管道，4、排放管，5、排放阀，6、臭氧发生器，7、臭氧管道，8、第二综合反应器，9、第一尾气排放管，10、空气加压管，11、气体排放管，12、气体扩散器，13、加水管，14、溢流管，15、氨水浓度测量仪，16、液位仪，17、臭氧浓度检测仪，18、氨气浓度检测仪，19、压力检测器，20、pH测量仪。
【具体实施方式】
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[0027]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
[0028]如图1所示，一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，包括碳酸氢铵分解反应器I，在分解反应器I内设有电加热器，一第一综合反应器2的下部与分解反应器I的上部通过氨气管道3相连，在第一综合反应器2底部设有硝酸铵排放管4，在硝酸铵排放管4上设有一排放阀5，一臭氧发生器6与第一综合反应器2的下部通过臭氧管道7相连，一第二综合反应器8与第一综合反应器2顶部通过第一尾气排放管9相连，在第二综合反应器8顶部分别设置空气加压管10和气体排放管11，在第二综合反应器8上设有加水管13。可在空气加压管1和气体排放管11各设有一气栗，便于压力控制。
[0029]所述第二综合反应器8设置在第一综合反应器2的顶部，第一综合反应器2与第二综合反应器8—体设置，一竖直设置的溢流管14上出口设置在第二综合反应器8内，下出口设置在第一综合反应器2底部。一体化设计能够进一步的减少投资和增加密闭可靠性。溢流管14可以增加本装置密闭可靠性，并减少投资。溢流管14上出口的高度可取和第一尾气排放管9在第二综合反应器8内的出口高度一致的高度。
[0030]所述分解反应器I设在第二综合反应器8顶部，分解反应器I与第一综合反应器2和第二综合反应器8—体设置。一体化设计能够进一步的减少投资和增加密闭可靠性。
[0031]所述排放阀5为电磁阀，在第一综合反应器2上设有氨水浓度测量仪15和/或pH测量仪20以及液位仪16，氨水浓度测量仪15和/或pH测量仪20以及液位仪16通过仪表线与电磁阀的控制系统相连。采用氨水浓度和/或pH监测氨水反应的程度，能够实现第一综合反应器2内的溶液氨水浓度的自动检测和排放。
[0032]在第一综合反应器2内设有与氨气管道3相连的气体分散器12和与臭氧管道7相连的气体分散器12。氨气管道3通过气体分散器有利于溶解过程的过程进行，臭氧管道7通过气体分散器有利于氨气反应的快速进行，有利于氨气尽快反应彻底。
[0033]在第一综合反应器2内设有一气体分散器12，氨气管道3与臭氧管道7分别与气体分散器12相连。氨气管道3通过气体分散器有利于溶解过程的过程进行，臭氧管道7通过气体分散器有利于氨气反应的快速进行，有利于氨气尽快反应彻底。
[0034]在臭氧管道7上设有一气液混合栗，气液混合栗的气体管道与臭氧发生器相连，气液混合栗的液体管道与第一综合反应器2的底部相连。气液混合栗能够进一步的提高臭氧在水中的溶解度，加速臭氧的溶解，并和氨水直接在气液混合栗中混合，利于反应的快速高效进行。
[0035]所述第一尾气排放管9在第二综合反应器8内设置为倒U型。倒U型设计能够增强氨气在第二综合反应器8的吸收。
[0036]所述第二综合反应器8顶部设有臭氧浓度检测仪17、氨气浓度检测仪18和压力检测器19。有利于本发明的智能化控制的实现和控制精度的提尚。
[0037]—种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的方法，包括如下步骤:
[0038]SI，向第二综合反应器8内通过加水管13加水，水通过溢流管14排入到第一综合反应2器内；
[0039]S2，把碳酸氢铵放入到分解反应器I内，对放入到分解反应器I内的碳酸氢铵进行电加热；
[0040]S3，把S2中碳酸氢铵分解生成的二氧化碳、水和氨气通过氨气管道3导入到第一综合反应器2下部，同时打开气体排放管11;
[0041]S4，S3中生成的尾气通过第一尾气排放管9排放到第二综合反应器内8;
[0042]S5，S4中在第二综合反应器8生成的尾气通过气体排放管11排入大棚内；
[0043]S6，当S2中产生的二氧化碳达到要求或碳酸氢铵反应完成后，分解反应器I自动关闭加热器，二氧化碳停止产生；
[0044]S7，向第一综合反应器2内，通过臭氧管道7供给臭氧或臭氧水，臭氧或臭氧水在第一综合反应器2内与氨水进行反应，未反应的臭氧通过第一尾气排放管9导入第二综合反应器8，臭氧经第二综合反应器8后再经气体排放管11进入大棚或排空；
[0045]S8，通过氨水浓度测量仪18或者pH测量仪测定第一综合反应器2内的氨水浓度或第一综合反应器2内溶液的pH，氨水浓度低于0.lg/L或者pH小于7后，通过空气加压管10向第二综合反应器8和第一综合反应器2加压，将第一综合反应器2内的溶液通过硝酸铵排放管4排出后备用，处理完毕。硝酸铵溶液可用作肥料使用。若对第一综合反应器内的氨水的浓度要求较高，可把测量的阈值从氨水浓度低于0.lg/L调整为氨水浓度低于0.05g/L或
0.02g/L或0.01g/L。可把测量的阈值从pH小于7调整为pH小于6.8或6.5或6。
[0046]本发明以碳酸氢铵和臭氧为原料，共有三种产物，分别是作为肥料的硝酸铵、作为杀菌剂的臭氧和温室气体二氧化碳，这些产物全部为蔬菜所需物质。反应过程中采用臭氧过量的方式进行，保证氨气反应充分，而且最后产物中的一定量的臭氧，具有臭氧消毒功能，且由于臭氧的浓度较低，同样不会对蔬菜不会造成危害。
[0047]上述【具体实施方式】不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
[0048]本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:包括碳酸氢铵分解反应器，在分解反应器内设有电加热器，一第一综合反应器的下部与分解反应器的上部通过氨气管道相连，在第一综合反应器底部设有硝酸铵排放管，在硝酸铵排放管上设有一排放阀，一臭氧发生器与第一综合反应器的下部通过臭氧管道相连，一第二综合反应器与第一综合反应器顶部通过第一尾气排放管相连，在第二综合反应器顶部分别设置空气加压管和气体排放管，在第二综合反应器上设有加水管。2.根据权利要求1所述的一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:所述第二综合反应器设置在第一综合反应器的顶部，第一综合反应器与第二综合反应器一体设置，一竖直设置的溢流管上出口设置在第二综合反应器内，下出口设置在第一综合反应器底部。3.根据权利要求2所述的一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:所述分解反应器设在第二综合反应器顶部，分解反应器与第一综合反应器和第二综合反应器一体设置。4.根据权利要求3所述的一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:所述排放阀为电磁阀，在第一综合反应器上设有氨水浓度测量仪和/或PH测量仪以及液位仪，氨水浓度测量仪和/或PH测量仪以及液位仪通过仪表线与电磁阀的控制系统相连。5.根据权利要求1所述的一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:所述第二综合反应器顶部设有臭氧浓度检测仪、氨气浓度检测仪和压力检测器。6.根据权利要求1所述的一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:在第一综合反应器内设有与氨气管道相连的气体分散器和与臭氧管道相连的气体分散器。7.根据权利要求1所述的一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:在第一综合反应器内设有一气体分散器，氨气管道与臭氧管道分别与气体分散器相连。8.根据权利要求1所述的一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:在臭氧管道上设有一气液混合栗，气液混合栗的气体管道与臭氧发生器相连，气液混合栗的液体管道与第一综合反应器的底部相连。9.根据权利要求1所述的一种用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置，其特征在于:所述第一尾气排放管在第二综合反应器内设置为倒U型。10.—种如权利要求4所述的用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的装置用于大棚二氧化碳供给及氨气处理的方法，其特征在于:包括如下步骤: SI，向第二综合反应器内通过加水管加水，水通过溢流管排入到第一综合反应器内； S2，把碳酸氢铵放入到分解反应器内，对放入到分解反应器内的碳酸氢铵进行电加热； S3，把S2中碳酸氢铵分解生成的二氧化碳、水和氨气通过氨气管道导入到第一综合反应器下部，同时打开气体排放管； S4，S3中生成的尾气通过第一尾气排放管排放到第二综合反应器内； S5，S4中在第二综合反应器生成的尾气通过气体排放管排入大棚内； S6，当S2中产生的二氧化碳达到要求或碳酸氢铵反应完成后，分解反应器自动关闭加热器，二氧化碳停止产生； S7，向第一综合反应器内，通过臭氧管道供给臭氧或臭氧水，臭氧或臭氧水在第一综合反应器内与氨水进行反应，未反应的臭氧通过第一尾气排放管导入第二综合反应器，臭氧经第二综合反应器后再经气体排放管进入大棚或排空； S8，通过氨水浓度测量仪或者pH测量仪测定第一综合反应器内的氨水浓度或第一综合反应器内溶液的pH，氨水浓度低于0.lg/L或者pH小于7后，通过空气加压管向第二综合反应器和第一综合反应器加压，将第一综合反应器内的溶液通过硝酸铵排放管排出后备用，处理完毕。
【文档编号】C01B31/20GK105900743SQ201610411563
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】李合伟, 单慧勇, 李志富, 陈潇涵
【申请人】李合伟