一种臭氧催化剂改性装置的制作方法

本发明涉及臭氧催化剂领域，特别是一种臭氧催化剂改性装置。

背景技术：

现代煤化工是实现煤炭清洁高效利用的重要途径，但煤化工企业多处于多煤少水的西北地区，当地生态脆弱，环境承载力差，没有纳污水体，废水必须实现“零排放”。废水零排放在深度处理段，大多采用臭氧催化氧化工艺降解水中有机污染物，降低cod，避免有机物对后续膜的污堵。

臭氧催化氧化技术分为均相催化氧化和非均相催化氧化。均相催化氧化技术催化剂难分离，且易造成二次污染。而非均相催化氧化技术催化剂为固相，更易实现催化剂与水的分离，并不会造成催化剂的流失问题，同时催化剂可重复使用。因此非均相催化氧化是目前主流的催化氧化技术。

非均相臭氧催化技术相比臭氧氧化技术对cod去除率虽可提高10-20%，但随着催化剂使用时间的延长，cod去除率将会逐步降低，分析原因：（1）催化剂产生的羟基自由基（催化剂作用机理为羟基自由基氧化降解有机物）数量显著降低；（2）水中盐离子（如cl^-占据催化剂孔道，抑制催化效果），为提高cod去除率及延长催化剂使用时间，因此研究者进行了大量的催化剂改性研究，如对焙烧后的催化剂浸渍于羟基化试剂中，目的是提高羟基自由基的数量；对焙烧后的催化剂进行疏水改性，减少盐离子占据活性位点等等。改性后的催化剂效果可显著提高，但经文献调研、专利查阅发现目前尚无催化剂的改性装置。因此有必要开发一款适用于废水深度处理的臭氧氧化催化剂改性装置。

针对改性臭氧催化剂可提高催化效果，但现有市场并未催化剂的改性装置，研究者意开发一款适用于废水深度处理的臭氧氧化催化剂改性装置。

技术实现要素：

本发明目的是为了开发一种臭氧催化剂改性装置。弥补现有市场对催化剂改性装置的空缺，实现催化剂改性的规模化生产。该装置能够批次生产改性催化剂，生产过程全封闭，没有二次污染，可大大减少人力、时间及设备采购成本、维护成本等。

本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种臭氧催化剂改性装置，包括主控模块和反应改性模块，所述的反应改性模块包括浸渍催化剂改性用的改性药剂浸渍池，干燥催化剂的烘干机以及煅烧催化剂用的焙烧炉；所述的改性药剂浸渍池、烘干机及焙烧炉中的控制电路和所述的主控模块一起设置在电路板上；所述的电路板上还设置有采集所述的改性药剂浸渍池、烘干机及焙烧炉中的传感器的输出信号的采集电路，所述的主控模块根据采集电路采集的改性药剂浸渍池、烘干机及焙烧炉中的运行参数，控制改性药剂浸渍池、烘干机及焙烧机的工作。

本发明采用一个主控模块实现对三个反应改性模块进行集中控制，弥补现有市场对催化剂改性装置的空缺，实现催化剂改性的规模化生产。

进一步的，上述的臭氧催化剂改性装置中：还包括集中供电系统，所述的集中供电系统由所述的主控模块控制，将市电转换成各改性模块所需要的直流电源，与各改性模块的电源输入端相连。

进一步的，上述的臭氧催化剂改性装置中：还包括显示模块和告警模块，所述的显示模块和告警模块与主控模块相连。

进一步的，上述的臭氧催化剂改性装置中：改性药剂浸渍池的控制电路中包含根据药剂浓度和温度对催化剂浸渍时间进行控制的电路。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明。

附图说明

附图1是本发明臭氧催化剂改性装置结构框图。

附图2是本发明臭氧催化剂改性装置控制流程图。

附图3是本发明臭氧氧化催化剂改性模块组的结构示意图。

附图4是本发明臭氧氧化催化剂显示模块的结构示意图。

具体实施方式

实施例1是一种臭氧催化剂改性装置，如图1所示，本实施例的臭氧氧化催化剂改性装置，包括主控模块和插接于主控模块上的电源模块、反应改性模块组（包括改性药剂浸渍池、烘干机及焙烧炉）、显示模块；其中主控模块，用于对其他模块进行统筹管理，通过串行通讯总线发送控制指令并读取反应改性模块组依次进行改性、烘干及焙烧的反应；主控模块通过串行接口驱动显示模块，显示模块分别显示反应改性模块组中三个模块的改性进度（包括时间、温度、搅拌速率等）。

臭氧氧化催化剂改性装置中，所述电源模块接入220v电源，并转换为稳定的直流电源，向主控模块、反应改性模块组及显示模块提供所需的工作电源。

臭氧氧化催化剂改性装置包括浸渍改性用的改性模块，催化剂干燥用的烘干模块以及催化剂煅烧用的焙烧模块。

如附图2所示，每一个催化剂改性模块组包括处理电路、控制电路、数据输出及报警电路，同时主控模块通过安装在催化剂改性模块上的温度传感器，获得各改性模块在改性过程中的温度，控制改性模块。具体为：将3个模块分别安装到主控模块上，并将传感器连接至输入接口。传感器模块接收传感器发出的检测信号，处理电路将传感器信号转换成数字信号后，并对该信号进行调理和数字化；主控模块发送指令给控制电路，通过控制电路将使各模块按照设定好的运行参数（包括时间、温度等）进行改性。当运行结束或者运行中出现故障等时，通过传感器模块上的数字量接口输出报警信号。

如图2所示，改性、烘干及焙烧3个模块分别安装到主控模块上，3个模块分别有不同的温度传感器采集实时温度。具体为：改性模块中控制电路按照主控模块预先设定好的改性温度、改性时间、搅拌速度及搅拌时间进行催化剂的改性；并将改性过程中数据及时通过数据输出电路输出，改性过程中若出现温度过高、速率过快等意外故障时，报警电路会及时报警；改性过程中温度传感器会定时采集改性过程中的温度，并及时反馈。

烘干模块中控制电路按照主控模块预先设定好的烘干温度及烘干时间对改性后的催化剂进行干燥处理；并将烘干过程中数据及时通过数据输出电路输出，烘干过程中若出现温度过高等意外故障时，报警电路会及时报警；烘干过程中温度传感器会定时采集烘箱内部的温度，并及时反馈。

焙烧模块中控制电路按照主控模块预先设定好的焙烧温度及焙烧时间对干燥后的催化剂进行焙烧处理；并将焙烧过程中数据及时通过数据输出电路输出，焙烧过程中若出现温度过高等意外故障时，报警电路会及时报警；焙烧过程中温度传感器会定时采集焙烧箱内部的温度，并及时反馈。

在本实施例的臭氧氧化催化剂改性装置中，主控模块负责接收各改性模块发送来的运行数据，和报警状态，并显示在led显示屏上，实际上，主控模块就是一个信息处理中心，本实施例中采用一台主控终端，通过与三大模块的控制电路通信，获得三大改性模块的工作状态并根据设定好的参数对各改性模块的改性时间如改性药剂浸渍池内催化剂的浸泡时间，这是根据设定的药剂温度、浓度得到的浸泡时间，根据烘干机的烘干温度确定烘干时间，根据焙烧炉的温度确定焙烧时间。

图3为臭氧氧化催化剂改性模块组，反应改性模块组包括改性药剂浸渍池100、烘干机200及焙烧炉300个模块，其中改性药剂浸渍池100内用药水101浸泡催化剂1，在浸泡过程中，还用搅拌器102进行搅拌，搅拌器102的搅拌速度和搅拌间直接输入到主控模块（由主控模块设置），药水101的温度由设置在药水101中的温度传感器检测也输入到主控模块，主控模块根据实时的药水101的温度控制改性药剂浸渍池100内的工作，如加入新的药水101，将废水排到废液收集桶103内，一旦浸泡完成，将催化剂1装入到托盘201内，拿到烘干机200内烘干，主控模块利用安装在烘干机内的温度传感器实时检测烘干机200内的温度，控制烘烘干机200工作，使烘干机200内托盘101的温度符合设计要求，烘干的时间和烘干温度由主控模块设置，不同规格的催化剂1专用烘干托盘201，其中托盘201可是陶瓷或不锈钢材质。在焙烧炉内，不同规格的催化剂专用托盘201，其中焙烧时，托盘为陶瓷材质。根据主控模块的指令，依次完成催化剂的搅拌改性、催化剂的烘干及催化剂的成型焙烧。

图4为臭氧氧化催化剂显示模块，显示模块包括改性模块状态显示，烘干模块状态显示及焙烧模块状态显示。其中改性药剂浸渍池100的状态显示具体包括溶剂浓度、改性温度、改性搅拌速率及改性搅拌时间4个参数的显示；其中烘干机200状态显示具体包括烘干温度、烘干时间、专用托盘数量及催化剂重量4个参数的显示；其中焙烧炉状态显示具体包括焙烧温度、焙烧时间、专用托盘数量及催化剂重量4个参数的显示。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。