活性炭粉末喷射装置的制作方法

本发明涉及活性炭，尤其是涉及一种活性炭粉末喷射装置。

背景技术：

随着污染情况的加剧、社会对环境问题的持续关注以及国际控汞公约的签署，对燃煤电厂进行汞排放控制已经成为国内外共识。我国政府已高度重视汞污染防治工作，国务院多次转发相关污染控制通知，并已正式发布了《重金属污染综合防治"十二五"规划》。目前我国燃煤电厂大气汞污染控制试点工作正式启动，并在新的排放标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定了汞及其化合物的排放限值。

在汞排放控制技术方面，国内外先后开发了吸附剂吸附法、利用现有除尘脱硫脱硝装置的脱汞法、电晕放电等离子体脱汞法以及电催化氧化联合处理脱汞法等。其中活性炭吸附剂喷射技术(ACI)已得到初步商业化应用，如中国专利201110437866.5公开一种脱汞除尘一体化的电袋复合除尘器，中国专利201210579479.X公开一种控制细微颗粒PM2.5协同脱汞的电袋复合除尘器。而作为该技术基础原理的粉末喷射技术，其实验研究和实验装置却非常少。

现有公开的专利(一般包括)有活性炭计量给料装置、一种(套)活性炭输送装置等，但未见对于一整套完整的研究各项参数因子的粉末喷射实验装置的相关报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供具有兼容性广，可以喷射不同粒径的粉末，喷射压力可不断调整，可对喷射气源调节和控制，粉末浓度可调、可控，喷管数量可变，喷管与喷管之间距离可调，喷管长度可方便更换，可更换不同喷嘴组合的一种活性炭粉末喷射装置。

本发明设有空压机、储气罐、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀、调压阀、流量调节阀、流量计、温度计、加热器；

空压机、第一截止阀、第一止回阀、储气罐、第二截止阀、调压阀、流量调节阀、流量计、温度计、加热器依次连接，加热器的输出端分别与第四截止阀和第五截止阀的输入端连接，第四截止阀的出口经第二止回阀、第一气路分配器接喷管组，第五截止阀的出口经第三止回阀、第二气路分配器接喷管组，第二止回阀与第一气路分配器之间的管路上设有第三压力变送器，第三止回阀与第二气路分配器之间的管路上设有第四压力变送器，第二截止阀与调压阀之间设有电气控制设备，调压阀与流量调节阀之间设有第一压力变送器，料仓的出料口接螺旋给料机，螺旋给料机的出口接文丘里。

流量计、第一压力变送器、第二压力变送器、第三压力变送器、第四压力变送器、温度计组成检测装置，调压阀、流量调节阀、螺旋给料机、加热器、电气控制设备等组成控制装置，料仓、螺旋给料机等组成给料装置，文丘里、第一气路分配器、第二气路分配器、喷管组、喷嘴等组成喷射装置。

喷管组的各喷管两端分别通过第一球阀、第二球阀与第一气路分配器、第二气路分配器连接，可开通和关闭单管气路，从而控制实验中喷管的数量，各喷管的间距可以随要求变化。每根喷管采用多段分管联接，方便各分管混搭使用，大大增加了实验的多样性。喷嘴采用螺纹联接，可更换不同介质所需的喷嘴，使实验的适用更广。

喷管组采用双向接气方式，并各喷管两端分别配有第一球阀、第二球阀，可独立实现单管气路的上开下闭、上闭下开、全开、全闭。具备单独气流向下喷吹、单独气流向上喷吹、混合上下喷吹、单管对冲喷吹功能。

本发明兼容性广：可以喷射不同粒径的粉末；喷射压力可不断调整：通过压力检测反馈至电气控制设备，可对喷射气源调节和控制；粉末浓度可调、可控：根据气量，可调节给料装置的速度，从而调节、控制粉末浓度；喷管数量可变：分配器中的分配支管可单独开启、关闭，方便控制实验中接入喷管的数量；喷管与喷管之间距离可调：顶部固定采用滑动式，并软管接入分配支管，管之间距离可任意调整；喷管长度可方便更换：喷管采用分段联接，可任意取消其中的一节或多节；喷管形式丰富：采用分段联接，同组中可以多种喷管同时实验；同一喷管中，也可联接不同喷管进行实验；可更换不同喷嘴组合实验。

本发明的喷管组采用双向接气喷吹结构，可常规单独气流向下喷吹，可逆向单独气流向上喷吹，也可气流混合上下喷吹，还可双向同时通气的对冲喷吹。其中，气流向上喷吹可以避免喷管中的粉末自然沉降甚至堆积堵管的情况。气流混合上下喷吹的情况下，上端气路和下端气路对应接通的喷管数量减少，从而上端气路、下端气路所需压力较小，降低管道成本。管路中气流压力随管道距离而不断减小，对冲喷吹在两端入口压力一定的情况下，仍能保证喷管中部的压力。

本发明可满足于粉末喷射中粉末粒径、喷射压力、喷嘴类型等各个参数因子的研究。对ACI技术的研究、发展及应用都有极大的现实意义。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成示意图。

图2为本发明实施例的喷管组结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做详细的说明，本实施例以本发明技术方案为前提下给出详细的实施方式和具体的操作方法，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施例。

参见图1和2，本发明实施例设有空压机1、储气罐4、第一截止阀21、第二截止阀22、第三截止阀23、第四截止阀24、第五截止阀25、第一止回阀31、第二止回阀32、第三止回阀33、调压阀5、流量调节阀71、流量计72、温度计13、加热器12。

空压机1、第一截止阀21、第一止回阀31、储气罐4、第二截止阀22、调压阀5、流量调节阀71、流量计72、温度计13、加热器12依次连接，加热器12的输出端分别与第四截止阀24和第五截止阀25的输入端连接，第四截止阀24的出口经第二止回阀32、第一气路分配器16接喷管组9，第五截止阀25的出口经第三止回阀33、第二气路分配器17接喷管组9，第二止回阀32与第一气路分配器16之间的管路上设有第三压力变送器63，第三止回阀33与第二气路分配器17之间的管路上设有第四压力变送器64，第二截止阀22与调压阀5之间设有电气控制设备15，调压阀5与流量调节阀71之间设有第一压力变送器61，料仓8的出料口接螺旋给料机10，螺旋给料机10的出口接文丘里11。

流量计72、第一压力变送器61、第二压力变送器62、第三压力变送器63、第四压力变送器64、温度计13组成检测装置，调压阀5、流量调节阀71、螺旋给料机10、加热器12、电气控制设备15等组成控制装置，料仓8、螺旋给料机10等组成给料装置，文丘里11、第一气路分配器16、第二气路分配器17、喷管组9、喷嘴等组成喷射装置。

喷管组9的各喷管两端分别通过第一球阀18、第二球阀19与第一气路分配器16、第二气路分配器17连接，可开通和关闭单管气路，从而控制实验中喷管的数量，各喷管的间距可以随要求变化。每根喷管采用多段分管联接，方便各分管混搭使用，大大增加了实验的多样性。喷嘴采用螺纹联接，可更换不同介质所需的喷嘴，使实验的适用更广。

喷管组9采用双向接气方式，并各喷管两端分别配有第一球阀18、第二球阀19，可独立实现单管气路的上开下闭、上闭下开、全开、全闭。具备单独气流向下喷吹、单独气流向上喷吹、混合上下喷吹、单管对冲喷吹功能。

本发明适用于不同粒径的粉末。粉末从料仓8经过螺旋给料机10进入文丘里11与气源混合后，最终流向喷管组9各喷管从喷嘴喷射出。一系列元件中喷嘴的等效直径最小，即使选用喷嘴的等效直径只有φ5mm，仍适用于粒径为20～200目(74～830um)的粉末。

本发明具有各项参数可调、可控功能：①设定和调整空压机1的参数，可控制气源大小及压力；②气体到达第一压力变送器61显示压力值P1，可手动调节调压阀5改变压力值P1；气体到达第二压力变送器62得到压力值P2，反馈至电气控制设备15，流量调节阀71电动调节流量大小调整P2；③螺旋给料机10的转速快慢变化可控制粉末的投入量，流量调节阀71的开度大小可调整气量，流量计72可实时显示气体流量大小，从而达到可调可控粉末浓度；④依据实验需要，设定管内气体温度T；当温度计13显示的温度T1＜T时，立即自动开启加热器12；而当温度计13显示的温度T1＞T时，则自动关闭加热器12，从而保证气体温度。

本发明中喷管可任意选择和搭配进行实验。以关闭第五截止阀25、第二球阀19，打开第四截止阀24、第一球阀18进行单独的气流向下喷吹为例：①气流经第一气路分配器16流向各喷管(A、B、C～N)，第一气路分配器16与各喷管间设有第一球阀18，关闭与开启各个第一球阀18，可自由选择不同喷管组合进行实验(如喷管A、喷管B管径相同或者喷管A、喷管C管径不同)。②第一球阀18后部由软管与喷管联接，方便各喷管可水平移动，管与管之间可更改至实验需要的任何间距L。③每根喷管(A、B、C～N)采用多段分管联接，可根据需要增加或移除其中的任一节和多节(原管B上再增加一根a3或移除b1、b2)。④多组分管也可混合搭配使用(分管a1、b2、c2等搭配组合为一根管)。在图2中，标记a1～a5表示喷管A的分管；标记b1～b5表示喷管B的分管；标记c1～c5表示喷管C的分管；标记n1～n5表示喷管N的分管。

该粉末喷射实验装置可实现单独气流向下喷吹、单独气流向上喷吹、混合上下喷吹、单管对冲喷吹功能。喷管组中的第二止回阀32、第三止回阀33保证了整体气路不倒流，而第三压力变送器63、第四压力变送器64便于观测上下气路的压力值。①关闭第五截止阀25、第二球阀19，打开第四截止阀24、第一球阀18，喷管中气流方向向下；②关闭第四截止阀24、第一球阀18，打开第五截止阀25、第二球阀19，喷管中气流方向向上；③打开第四截止阀24、第五截止阀25，A管中打开第一球阀18、关闭第二球阀19，B管中关闭第一球阀18、打开第二球阀19，此时A管中气流方向向下、B管中气流方向向上，其他管以此类推，即实现喷管组中气流混合上下喷吹；④同时打开第四截止阀24、第六截止阀26、第一球阀18、第二球阀19，各喷管的气流均由上下两端流向中部，形成对冲喷吹。

该粉末喷射实验装置的喷管采用螺纹接头与喷嘴联接，方便喷嘴的安装、更换和拆卸清洗。根据实验中不同粉末的特性和不同的实验要求，很简单的就能更换所需的喷嘴。

需要强调的是本发明不仅仅适用于粉末喷射。如更换螺旋给料机、文丘里喷射器、喷嘴等，也可广泛适用于气体和水、油等各种液体。