本实用新型涉及活性炭再生领域，尤其是一种活性炭再生净化装置。
背景技术：
活性炭因具有高度发达的孔隙结构和合适的比表面积，无毒无味，对有机物质有色分子具有很强的吸附能力，常被作为一种优良的吸附剂，广泛应用于医药、冶金、食品、化工、军事和环境保护等各个领域。近年来，随着人们社会环保意识的提高，活性炭在环境保护方面的需求量日益增多，被大量应用于城市供水净化、有害气体吸附、饮用水提纯和工业废水深度处理之中。然而，由于活性炭价格偏高，生产资源越来越紧缺，若将使用后的废活性炭采取焚烧、填埋等方式处理掉，势必会造成资源的严重浪费，同时也给环境带来一定的影响，极大地限制了活性炭的应用范围。因此，废活性炭的再生具有良好的发展趋势。
活性炭再生，是指用运物理、化学或生物化学等方法在不破坏活性炭原有结构的前提下，对吸附饱和后失去活性的炭进行处理，恢复其吸附性能，达到重复使用的目的。活性炭的再生方法有很多种，例如：加热再生法、生物再生法、湿式氧化法、溶剂再生法、电化学再生法、催化湿式氧化法等。其中，加热再生法是应用最多，工业上最成熟的活性炭再生方法。但目前的热法再生技术存在着能耗高、效率低、安全性较差等问题。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型目的是提供一种高效率的活性炭再生净化装置。
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种活性炭再生净化装置，其包括催化燃烧室，所述催化燃烧室设置有催化燃烧室进气口、催化燃烧室出气口、加热装置和催化燃烧床，所述加热装置和催化燃烧床设置于所述催化燃烧室进气口和催化燃烧室出气口之间，还包括预热循环管道，所述预热循环管道的第一端与所述主风机的进气端连通，所述主风机的出气端与所述催化燃烧室连通，所述预热循环管道的第二端与所述催化燃烧室连通，所述催化燃烧室与所述预热循环管道、主风机之间形成空气循环通道，所述空气循环通道穿过所述加热装置和催化燃烧床，所述预热循环管道上还设置有第一循环阀组。
优选地，所述活性炭再生净化装置还包括脱附室、进气管道、出气管道、排气管道、出气阀组和排气阀组，所述脱附室设置有脱附室进气口和脱附室出气口，所述进气管道的一端连接所述催化燃烧室出气口，另一端连接所述脱附室进气口，所述出气管道的一端连接所述脱附室出气口，另一端连接所述主风机的进气端，所述出气管道上设置有出气阀组，所述主风机的出气端连接所述催化燃烧室进气口，所述排气管道连接所述催化燃烧室出气口，所述排气管道上设置有所述排气阀组，所述预热循环管道的第二端连接所述进气管道。
优选地，所述进气管道上设置有第二循环阀组，所述预热循环管道的第二端位于所述第二循环阀组与所述催化燃烧室出气口之间。
优选地，所述活性炭再生净化装置具有预热状态和脱附状态，在预热状态，所述第一循环阀组打开，所述第二循环阀组、出气阀组和排气阀组关闭，在脱附状态，所述第二循环阀组和出气阀组打开，所述排气阀组和第一循环阀组关闭。
优选地，所述预热循环管道的第一端通过所述出气管道与所述主风机的进气端连通，且位于所述出气阀组与所述主风机的进气端之间。
优选地，所述活性炭再生净化装置还包括壳体，所述壳体内设有工作间，所述脱附室设置于所述壳体内，且通过隔板与所述工作间隔开，所述催化燃烧室、主风机、出气管道、排气管道、出气阀组和排气阀组均设置于所述工作间内，所述进气管道位于所述催化燃烧室及脱附室的上方。
优选地，所述活性炭再生净化装置还包括第一补冷风机，所述第一补冷风机连接所述进气管道，且位于所述预热循环管道的第二端与所述脱附室进气口之间；和/或所述活性炭再生净化装置还包括第二补冷风机，所述第二补冷风机连接所述出气管道，且位于所述出气阀组与所述主风机的进气端之间。
优选地，所述第二补冷风机与所述出气管道之间还设置有第二补冷阀组，在补冷状态时，所述第二补冷阀组和出气阀组打开，所述第一循环阀组关闭，所述主风机、第一补冷风机和第二补冷风机均运行，在预热状态时，所述第二补冷阀组和出气阀组关闭，所述第一循环阀组打开，所述主风机运行，所述第一补冷风机和第二补冷风机停止运行。
优选地，所述催化燃烧室具有加热腔和燃烧腔，所述加热装置设置于所述加热腔中，所述催化燃烧床设置于燃烧腔，所述催化燃烧室还设置有换热管和导气通道；
所述换热管的一端与所述催化燃烧室进气口连通，另一端连通所述导气通道的一端，所述换热管穿过所述燃烧腔，所述导气通道设置于所述催化燃烧室的侧壁上，所述导气通道的另一端与所述加热腔连通；或者
所述导气通道包括横向通道和纵向通道，所述横向通道设置于所述燃烧腔中，所述横向通道的第一端与所述催化燃烧室进气口连通，所述横向通道的第二端与所述纵向通道的第一端连通，所述纵向通道的第二端与所述加热腔连通，所述换热管设置于所述横向通道中，且沿纵向方向贯穿横向通道。
优选地，所述活性炭再生净化装置还包括控制器，所述主风机、加热装置及第一循环阀组与所述控制器电连接；
所述控制器在所述主风机和第一循环阀组打开预设时间后，关闭所述第一循环阀组；或者
所述催化燃烧室中还设置有第五温度传感器，所述第五温度传感器与所述控制器电连接，所述温度传感器检测到的温度值大于或等于预设温度值后，所述控制器关闭所述第一循环阀组。
本实用新型实施例提供的活性炭再生净化装置，通过设置预热循环管道，使得催化燃烧床的催化剂在催化前可以被预热，具有更高的催化效率，因此再生净化的效率更高。
附图说明
图1为本实用新型提供活性炭再生净化装置的结构示意图。
图2为本实用新型第二施例结构示意图。
图3为本实用新型提供活性炭再生净化装置的立体结构正面示意图。
图4为本实用新型提供活性炭再生净化装置的立体结构背面示意图。
图5为另一实施例中催化燃烧室的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
参考图1至图5，本实施例提供一种活性炭再生净化装置，其包括催化燃烧室2，催化燃烧室2设置有催化燃烧室进气口23、催化燃烧室出气口24、加热装置222和催化燃烧床221。催化燃烧室进气口23可以设置于催化燃烧室2的侧壁上，催化燃烧室出气口24可设置于催化燃烧室2的顶部。加热装置222用于对进入催化燃烧室2的空气进行加热，加热装置222可以是S形电发热管。催化燃烧床221上可以放置用于对空气中的有机物进行催化燃烧的催化剂，催化燃烧床221可以具有多孔结构，空气穿过该多孔结构，可以获得较好的催化效果。
该活性炭再生净化装置还包括预热循环管道10，预热循环管道10的第一端与主风机3的进气端连通，主风机3的出气端与催化燃烧室2连通，预热循环管道10的第二端与催化燃烧室2连通，催化燃烧室2与预热循环管道10、主风机3之间形成空气循环通道，空气循环通道穿过加热装置222和催化燃烧床221，从空气流通的路径来看，加热装置222和催化燃烧床221设置于催化燃烧室进气口23和催化燃烧室出气口24之间。预热循环管道10上还设置有第一循环阀组7，用于打开或关闭预热循环管道10。在本实施例中，第一循环阀组7是手动阀与电动阀的组合结构，在其他实施例中，第一循环阀组7可以是手动阀，也可以是电动阀。
由于催化燃烧床221上放置的催化剂需要达到一定温度后，才能具有较好的催化效果，因此在将空气输出对活性炭进行脱附之前，可以先将空气进行预热。预热时，控制第一循环阀组7，使预热循环管道10打开，然后启动加热装置222和主风机3，空气被主风机3鼓入催化燃烧室2中，然后被加热装置222加热，加热后的空气穿过催化燃烧床221，将催化燃烧床221上的催化剂加热，然后空气再离开催化燃烧室2，进入到预热循环管道10，在主风机3的带动下，又被鼓入催化燃烧室2中，如此循环，对催化剂进行加热。
参考图1、图3和图4，在优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括脱附室1、进气管道13、出气管道14、排气管道6、出气阀组16和排气阀组61。脱附室1用于放置待再生净化的活性炭，脱附室1设置有脱附室进气口11和脱附室出气口12。脱附室进气口11可以设置于脱附室1的顶部，脱附室出气口12可以设置于脱附室1的底部。进气管道13的一端连接催化燃烧室出气口24，另一端连接脱附室进气口11，用于将催化燃烧室出气口24排出的热空气输送到脱附室进气口11。在进一步的优选实施例中，进气管道13上还设有进气阀组15，用于打开或关闭进气管道13，进气阀组15可以是手动阀、电动阀或两者结合。出气管道14的一端连接脱附室出气口12，另一端连接主风机3的进气端，用于将脱附室1的活性炭脱附后的空气输送至主风机3，并进一步通过主风机3输送至催化燃烧室2中。出气管道14上设置有出气阀组16，用于打开或关闭出气管道14，出气阀组16也可以是手动阀与电动阀的组合结构。主风机3的出气端连接催化燃烧室进气口23。排气管道6连接催化燃烧室出气口24，排气管道6上可以设置有烟囱62，用于将燃烧后的空气排放出去。排气管道6上设置有排气阀组61，用于控制排气管道6的打开与关闭。预热循环管道10的第二端连接进气管道13，也即预热循环管道10的第二端通过进气管道13与催化燃烧室出气口24连接。在其他实施例中，预热循环管道10的第二端也可以与催化燃烧室出气口24直接连接。
参考图1和图3，在优选实施例中，进气管道13上设置有第二循环阀组8，从空气流通的路径看，预热循环管道10的第二端位于第二循环阀组8与催化燃烧室出气口24之间，第一循环阀组7邻近预热循环管道10的第一端，也即第一循环阀组7至预热循环管道10的第一端的距离小于第一循环阀组7至预热循环管道10的第二端的距离，具体来说，第一循环阀组7靠近预热循环管道10的第一端的端部。在其他实施例中，第一循环阀组7也可以邻近预热循环管道10的第二端。第二循环阀组8用于控制进气管道13的打开与关闭。第二循环阀组8打开且第一循环阀组7关闭时，从催化燃烧室出气口24出来的热空气可以通过进气管道13进入到脱附室1，第二循环阀组8关闭且第一循环阀组7打开时，从催化燃烧室出气口24出来的热空气可以进入到预热循环管道10。
在优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括控制器(图未示)和燃烧检测模组，燃烧检测模组设置在催化燃烧室2内，控制器与燃烧检测模组及排气阀组61电连接。燃烧检测模组用于检测催化燃烧室2是否处于燃烧状态。控制器根据燃烧检测模组的检测结果控制排气阀组61的打开与关闭。当燃烧检测模组检测到催化燃烧室2内发生燃烧时，控制器控制排气阀组61打开，使燃烧后的空气可以从排气管道6排出。当燃烧检测模组检测到催化燃烧室2内未发生燃烧时，则控制排气阀组61关闭。在进一步的优选实施例中，燃烧检测模组包括第一温度传感器224和第二温度传感器223，第一温度传感器224邻近加热装置222，第二温度传感器223邻近催化燃烧床221。此处所指第一温度传感器224邻近加热装置222是指第一温度传感器224至加热装置222的距离小于第一温度传感器224至催化燃烧床221的距离，同样地，第二温度传感器223邻近催化燃烧床221是指第二温度传感器223至催化燃烧床221的距离小于第二温度传感器223至加热装置222的距离。第二温度传感器223检测的温度大于第一温度传感器224检测的温度时，说明催化燃烧室2内的空气发生燃烧，此时控制器打开排气阀组61。在其他实施例中，燃烧检测模组也可以通过一个设置在催化燃烧床221的附近的温度传感器来检测是否有燃烧发生，甚至通过光线传感器等来检测燃烧。
参考图1和图3，在优选实施例中，活性炭再生净化装置具有预热状态和脱附状态。在预热状态，第一循环阀组7打开，第二循环阀组8、出气阀组16和排气阀组61关闭，启动加热装置222和主风机3，空气被主风机3从催化燃烧室进气口23鼓入催化燃烧室2中，然后被加热装置222加热，加热后的空气穿过催化燃烧床221，将催化燃烧床221上的催化剂加热，然后空气再从催化燃烧室出气口24离开催化燃烧室2，从进气管道13进入到预热循环管道10，在主风机3的抽吸作用下，进入到出气管道14，又被主风机3从催化燃烧室进气口23鼓入催化燃烧室2中，如此循环，对催化剂进行加热。在脱附状态，第二循环阀组8和出气阀组16打开，排气阀组61和第一循环阀组7关闭，此时经循环过后的空气已达到一定温度，催化燃烧床221上的催化剂也达到了适合催化的温度，从催化燃烧室出气口24排出的热空气通过第二循环阀组8及进气管道13进入脱附室1中，对放置在其中的蜂窝状活性炭进行加热脱附，使活性炭吸附的有机物挥发至空气中，携带有挥发后的有机物的空气又从出气管道14输送至催化燃烧室2中。多次循环脱附后，空气中的有机物达到一定浓度，且空气的温度被逐渐加热至燃烧温度，此时空气穿过催化燃烧床221后发生燃烧，有机物变为二氧化碳和水，燃烧后的空气从排气通道6排出至大气中。
参考图2，在第二实施例中，第一循环阀组7为三通阀，第一循环阀组7连接进气管道13及预热循环管道10，控制气流从催化燃烧室出气口24流向脱附室进气口11或预热循环管道10。当预热状态时，流向进气管道13的阀门关闭，流向预热循环管道10的阀门打开，热气从催化燃烧室出气口24进入预热循环管道10。当脱附状态时，流向预热循环管道10的阀门关闭，流向进气管道13的阀门打开，热气由进气管道13进入脱附室1。
参考图1，在优选实施例中，预热循环管道10的第一端通过出气管道14与主风机3的进气端连通，且位于出气阀组16与主风机3的进气端之间。在其他实施例中，预热循环管道10的第一端也可以直接与主风机3的进气端连通。
参考图1、图3和图4，在优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括第一补冷风机4，第一补冷风机4连接进气管道13，且位于预热循环管道10的第二端与脱附室进气口11之间。当脱附室1内的温度过高时，可以启动第一补冷风机4，将冷空气鼓入脱附室1中，为脱附室1降温。在进一步的优选实施例中，第一补冷风机4和进气管道13之间设有第一补冷阀组41，该第一补冷阀组41可打开或关闭第一补冷风机4至进气管道13的通道，或者调节第一补冷风机4的补冷风量，即控制第一补冷风机4补冷气体的流量。
在另一优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括第二补冷风机5，第二补冷风机5连接出气管道14，且位于出气阀组16与主风机3的进气端之间。当催化燃烧室2内的温度过高时，可以启动第二补冷风机5和主风机3，将冷空气鼓入催化燃烧室2中，为催化燃烧室2降温。此外，当催化燃烧室2内的空气在燃烧时，第二补冷风机5也可以打开，为催化燃烧室2补充更多氧气，使空气中的有机物燃烧更充分。
参考图1和图3，在本实施例中，该活性炭再生净化装置同时包括第一补冷风机4和第二补冷风机5，第一补冷风机4和第二补冷风机5的设置方式与上述实施例相同。第二补冷风机5与出气管道14之间还设置有第二补冷阀组51，该第二补冷阀组51可打开或关闭第二补冷风机5至出气管道14的通道，或者调节第二补冷风机5的补冷风量。在补冷状态时，第二补冷阀组51和出气阀组16打开，第一循环阀组7关闭，主风机3、第一补冷风机4和第二补冷风机5均运行，此时冷空气从第一补冷风机4和第二补冷风机5分别鼓入脱附室1和催化燃烧室2中，对其进行降温。在该状态下，排气阀组61可以打开也可以关闭，如果排气阀组61打开，催化燃烧室2排出的空气直排大气。如果排气阀组61关闭，则催化燃烧室2排出的冷空气通过进气管道13进入到脱附室1中，可以加快脱附室1的降温速度。在预热状态时，第二补冷阀组51、出气阀组16及排气阀组61关闭，第一循环阀组7打开，主风机3运行，第一补冷风机4和第二补冷风机5停止运行。
请参考图3和图4，在优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括壳体112，壳体112内设有工作间211，脱附室1设置于壳体112内，且通过隔板111与工作间211隔开。隔板111中可以设置有石棉等隔热材料。催化燃烧室2、主风机3、出气管道14、排气管道6、出气阀组16和排气阀组61均设置于工作间211内，进气管道13位于催化燃烧室2及脱附室1的上方。脱附室1的顶部与壳体112之间具有一定空间，用于安装进气管道13的一端，进气管道13的另一端则位于工作间211内。控制器(图未示)也可以设置在工作间211内，具体来说控制器可以为电控箱。在进一步的优选实施例中，脱附室1设置有第一门体(图未示)，工作间设置有第二门体(图未示)。第一门体用于打开或关闭脱附室1，以便于放置活性炭或者取出活性炭。第二门体用于打开或关闭工作间，使得操作者可以进入工作间进行检修或者控制出气阀组16和排气阀组61等。
参考图1、图3和图4，在优选实施例中，催化燃烧室2具有加热腔22和燃烧腔21，燃烧腔21设置于加热腔22的上方，加热装置222设置于加热腔22中，催化燃烧床221设置于燃烧腔21。具体来说，催化燃烧床221将催化燃烧室2分隔为加热腔22和燃烧腔21，催化燃烧床221位于燃烧腔21的底部。催化燃烧室2还设置有换热管26和导气通道25，换热管26的一端与催化燃烧室进气口23连通，另一端连通导气通道25的一端，换热管26穿过燃烧腔21，导气通道25设置于催化燃烧室2的侧壁上，导气通道25的另一端与加热腔22连通。具体来说，催化燃烧室2可以设置有一个换热管26，也可以设置为多个平行的换热管26。当设置有多个换热管26时，多个换热管26可以间隔设置。脱附后的含有有机物的空气从催化燃烧室进气口23进入催化燃烧室2，依次经过换热管26、导气通道25、加热腔22、催化燃烧床221，最后在燃烧腔21燃烧，燃烧后的热空气从换热管26的外表面流过，最后流向催化燃烧室出气口24。燃烧后的热空气从换热管26的外表面流过时，与换热管26进行热交换，使换热管26内相对温度较低的空气升温，从而当这些空气通过导气通道25进入到加热腔22时，加热装置222可以以相对较低的功率即可使这些空气达到所需的温度，由此使活性炭再生净化装置更加节能。
请参考图5，在另一优选实施例中，催化燃烧室2还设置有换热管26和导气通道25。导气通道25包括横向通道251和纵向通道252，横向通道251设置于燃烧腔21中，横向通道251的第一端与催化燃烧室进气口23连通，横向通道251的第二端与纵向通道252的第一端连通，纵向通道252的第二端与加热腔22连通。换热管26设置于横向通道251中，且沿纵向方向贯穿横向通道251。换热管26的一端朝向催化燃烧床221，另一端朝向催化燃烧室出气口24。具体来说，横向通道251中可以间隔设置多个换热管26。需要说明的是，此处所指的横向和纵向，并不一定就是水平方向和竖直方向，也可以有一定的倾斜，甚至可以具有一定的弯曲。脱附后的含有有机成分的空气从催化燃烧室进气口23进入催化燃烧室2，依次经过横向通道251、纵向通道252、加热腔22、催化燃烧床221，最后在燃烧腔21燃烧，燃烧后的热空气穿过换热管26，流向催化燃烧室出气口24。由于燃烧后的热空气会对换热管26加热，后面从横向通道251流入的空气，流经换热管26的外表面时，与换热管26进行热交换而升温，从而当这些空气通过纵向通道252进入到加热腔22时，加热装置222可以以相对较低的功率即可使这些空气达到所需的温度，由此使活性炭再生净化装置更加节能。
在进一步的优选实施例中，导气通道25与加热腔22连通的一端具有渐扩结构，即离加热腔22越近，导气通道25的开口尺寸越大。这种结构可以使导气通道25内的空气能够更快地分布到加热腔22中，加热效果更好。
参考图1、图3和图4，在优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括控制器(图未示)，主风机3、加热装置222及第一循环阀组7与控制器电连接；控制器在主风机3和第一循环阀组7打开预设时间后，关闭第一循环阀组7，也即预热预设时间后停止预热；或者
催化燃烧室2中还设置有第五温度传感器(图未示)，第五温度传感器与控制器电连接，第五温度传感器检测到的温度值大于或等于预设温度值后，控制器关闭第一循环阀组7。第五温度传感器检测到的温度值可以是催化燃烧室2内的空气温度值，也可以是催化燃烧床221上催化剂的温度。通过催化燃烧室2中第五温度传感器的温度判定，控制器可控制第一循环阀组7的开合，从而控制整个活性炭再生装置是处于预热状态还是脱附状态。在进一步优选实施例中，第一补冷阀组41和第二补冷阀组51与控制器电连接，从而控制补冷气体的流量。
参考图1和图4，在优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括水源9、喷淋头92和水泵91，喷淋头92设置于脱附室1内且与水源9连接。具体来说，脱附室1的顶部设置有多个喷淋头92，水源9可以是设置在脱附室1后的水箱。在进一步优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括与水泵91电连接的控制器；脱附室1进风口处设置有第三温度传感器113，脱附室1出风口处设有第四温度传感器114；当第四温度传感器114测出的温度值高出第三温度传感器113测出的温度值时，说明脱附室1内的活性炭可能发生燃烧，控制器控制水泵91打开对脱附室1进行喷淋，降低安全隐患。
参考图1、图3和图4，在优选实施例中，该活性炭再生净化装置还包括进气口阻火器231和出气口阻火器241，进气口阻火器231位于催化燃烧室进气口23和主风机3的出气端之间；出气口阻火器241位于催化燃烧室出气口24和预热循环管道10的第二端之间。两个阻火器的设置，可降低火焰进入到脱附室1的风险，使活性炭再生净化装置更安全。
本实用新型实施例提供的活性炭再生净化装置，通过设置预热循环管道，使得催化燃烧床的催化剂在催化前可以被预热，具有更高的催化效率，因此再生净化的效率更高。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。