一种船用应急炭材料的过滤装置

本发明属于船用应急炭材料的过滤设备，具体涉及一种船用应急炭材料的过滤装置，用于船上的废油、污水、毒气、废气等的过滤。

背景技术：

1、活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经炭化、活化加工制备而成，具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，特异性吸附能力较强的炭材料的统称。根据活性炭的外形，通常分为粉状和粒状两大类，粒状活性炭又有圆柱形、球形、空心圆柱形和空心球形以及不规则形状的破碎炭等。活性炭按制造使用的主要原材料分为四类：煤质活性炭、木质活性炭、合成材料活性炭和其它类活性炭。其中具体包括化学活化法和物理活化法，物理法通常又称气体活化法，是将已炭化处理的原料在800 -1000℃的高温下与水蒸汽、co或空气等活化气体接触，从而进行活化反应的过程。活性炭再生是指用物理或化学方法在不破坏其原有结构的前提下，去除吸附于活性炭微孔的吸附质，恢复其吸附性能的过程，具体包括热再生法、生物再生法、湿式氧化再生法等。

2、各种船舶在运行过程中会有废水、废气、废油、有毒气体等产生，出于环境保护的目的，这些废物不能直接外排，必须要经过处理后才能外排；出于船舶在海面上更长时间漂浮的考量，需要将产生的废水、废油等尽量处理后再回用，实现循环利用；考虑到产生有毒气体时，在船舶这种密闭狭小的空间中，需要应急处理，将有毒气体无害化，避免船员伤亡。

3、因此，如何研发一种适用于船舶的，能够过滤废水、废气、废油、有毒气体的过滤装置，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种船用应急炭材料的过滤装置。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种船用应急炭材料的过滤装置，过滤装置包括压力容器罐，压力容器罐包括顶盖帽、中间直管状部与底盖帽，顶盖帽上的法兰通过密封圈以及螺栓与中间管状部的顶法兰构成密封螺栓法兰连接，底盖帽上的法兰通过密封圈以及螺栓与中间管状部的底法兰构成密封螺栓法兰连接；

4、中间直管状部的轴向两端分别设置有上封管口板与下封管口板，上封管口板与下封管口板上均开设有多个通孔，中间直管状部中设置有多根石墨管，任意一根石墨管的上端插入固定在上封管口板上的通孔中且石墨管的下端插入固定在下封管口板上的相对应的通孔中，石墨管中填充有活性炭颗粒；

5、顶盖帽的内壁面上设置有中间隔板以将顶盖帽的主体空腔分成废水进液腔和废油进油腔，底盖帽的内壁面上设置有中间隔板以将底盖帽的主体空腔分成废水出液腔和废油出油腔，顶盖帽上设置有向废水进液腔中进液的废水进液口和向废油进油腔中进油的废油进油口，底盖帽上设置有从废水出液腔中出液的废水出液口和从废油出油腔中出油的废油出油口；

6、废水进液口、废水进液腔、一定数量的填满活性炭颗粒的石墨管、废水出液腔以及废水出液口连通构成废水的活性炭过滤通道；

7、废油进油口、废油进油腔、剩余数量的填满活性炭颗粒的石墨管、废油出油腔以及废油出油口连通构成废油的活性炭过滤通道；

8、在中间直管状部的侧面罐壁上设置有位于下方的废气进气口与位于上方的废气出气口，中间直管状部的主体空腔中除石墨管之外的剩余空腔中填满活性炭颗粒，废气进气口、填满活性炭颗粒的剩余空腔、废气出气口构成废气的活性炭过滤通道；

9、每一根石墨管的顶部和底部分别通过导电线接通直流电源的正极与负极，以利用石墨管通电产生热量进行活性炭的干燥、炭化、活化，实现利用石墨管的电阻加热进行活性炭的再生。

10、优选的，顶盖帽、中间直管状部与底盖帽的壳壁是内外双壁夹心空腔结构，顶盖帽、中间直管状部与底盖帽的内外双壁中的夹心空腔中填充有水，顶盖帽、中间直管状部与底盖帽的主体空腔的内壁面上设置有耐火保温材料浇注层；

11、夹心空腔的腔壁上设置有冷却水的进水口与出水口，进水口、夹心空腔以及出水口构成冷却水通道，以利用夹心空腔中的水冷却活性炭再生时传递给罐壁的热量，避免罐壁过热；

12、当石墨管通电加热进行活性炭再生时，控制耐火保温材料浇注层的厚度使得传导出的热量加热中间直管状部的夹心空腔中的水产生水蒸汽，中间直管状部的夹心空腔的腔壁上的出水口变成水蒸汽出口，水蒸汽出口通过管道分别与废水出液口、废油出油口、废气进气口连通，以使得水蒸汽分别流入废水的活性炭过滤通道中、废油的活性炭过滤通道中、废气的活性炭过滤通道中，利用自产的水蒸汽对活性炭进行活化。

13、优选的，过滤装置包括两个压力容器罐，任意一个压力容器罐上的废水进液口、废油进油口与废气出气口均通过管道与再生废气风机的进气口连通，再生废气风机的出气口通过管道与另一个压力容器罐的废气进气口连通；

14、当一个压力容器罐用于过滤废水、废气和废油时，另一个压力容器罐用于活性炭再生。

15、优选的，处于活性炭再生的压力容器罐中的炭化过程中热分解产生的废气通过再生废气风机排入另一个压力容器罐中的废气的活性炭过滤通道中被过滤，过滤后的废气被排入大气中。

16、优选的，处于活性炭再生的压力容器罐中的水蒸汽活化过程中产生的废气通过再生废气风机排入另一个压力容器罐中的废气的活性炭过滤通道中被过滤，过滤后的废气被排入大气中。

17、优选的，石墨管的上端与上封管口板的连接处设置有用于绝缘从石墨管向上封管口板导电的陶瓷绝缘套管，石墨管的下端与下封管口板的连接处设置有用于绝缘从石墨管向下封管口板导电的陶瓷绝缘套管。

18、优选的，耐火保温材料浇注层的厚度为10-15cm。

19、优选的，控制全部中的3/4数量的填满活性炭颗粒的石墨管参与构成废水的活性炭过滤通道；

20、控制剩余1/4数量的填满活性炭颗粒的石墨管参与构成废油的活性炭过滤通道。

21、本技术具有以下有益的技术效果：

22、(1).本技术提供的过滤装置具有废水的活性炭过滤通道、废油的活性炭过滤通道、废气的活性炭过滤通道，能够过滤废水、废气、废油、有毒气体，一机可以同时过滤多种废料，一机多用，综合功能更强，特别适用于船舶上在狭小有限的空间中具有多种功能、可以过滤多种废料、功能更全面的要求。

23、(2).本技术中，利用石墨管本身具有的导电性，活性炭也具有一定的导电性，二者接通低电压高电流的直流电自产热，提供干燥、炭化和活化中所需的热量，自产热不用再增加设置加热装置，石墨管既用于装填活性炭形成废水或废油过滤通道、又用于导电产热、还用作导电电极将直流电传导给活性炭，活性炭既用于吸附过滤、又用于导电产热，石墨管与活性炭都是多种功能与用途，实现了自产热，如此充分利用了现有的结构产热，简化优化了加热结构。

24、(3). 本技术提供的过滤装置具有自加热干燥、自加热炭化、自产水蒸汽、自加热水蒸汽活化、自己再生的功能，不用拆机把活性炭拿出来，不用再把活性炭拿到船上的或者陆地上的活性炭再生装置中去再生，过滤完后自己再生，如此显著地提高了过滤装置的在线过滤的使用时间，使得船舶可以在水面上漂浮更长的时间，也显著地提高了过滤装置对于废气、废水以及废油的处理量。

25、(4).本技术中，过滤装置自产水蒸汽，自己就可以完成水蒸汽活化，该过滤装置自成一体，功能全面且独立，作为一个完整、全面、独立的过滤功能主体，从而使得其特别适用于船舶上使用，简单安装在船舶上即可完成从头到尾的全部功能，不用再外接水蒸汽气源，不用再设置辅助水蒸汽设施，不用再拉管道与其它水蒸汽设备连通。

26、(5).本技术设置了两个压力容器罐，当一个压力容器罐用于再生时，另一个压力容器罐用于过滤，一是形成循环，可以连续过滤，避免间断造成船舶和船员的伤害，二是再生的压力容器罐在炭化热解时产生的废气可以排入另一个压力容器罐中被过滤，且再生的压力容器罐在水蒸汽活化时产生的废气可以排入另一个压力容器罐中被过滤，然后外排大气，如此两个压力容器罐就形成了相互补充，相辅相成，自己即可解决炭化热解与水蒸汽活化产生的废气，不用再额外设置一套废气处理装置了，功能全面且独立，从而使其特别适用于船舶上使用。

27、综上，本技术提供的过滤装置具有以下特点，一是具有三个活性炭过滤通道，可以同时过滤废水、废气、废油、有毒气体，二是可以自产热干燥、自产热炭化、自产热与自产水蒸汽活化，三是可以自己处理炭化热解与水蒸汽活化产生的废气，从而实现自己完成全部工序，实现不拆机自主完成活性炭再生，功能全面且独立，使得其适用于船舶上使用，具有较大的推广应用价值。