本发明涉及活性炭再生,特别涉及一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统。
背景技术:
1、在饱和活性炭再生领域,目前主流的再生技术如热再生法、电化学再生法等,都涉及到大量的能量消耗。热再生法通过高温炉将饱和活性炭加热至一定温度,使吸附质脱附,在此过程中,大量的热能被用于提升活性炭及反应环境的温度,然而这些热能在再生完成后,大部分随着废气或设备散热而被浪费。电化学再生法利用电场作用促使吸附质从活性炭上分离,此过程消耗的电能除了用于再生反应外,多余的能量也未能得到有效回收利用。目前相关技术人员在能量回收方面,虽有部分尝试,如在热再生设备中增加简单的余热回收装置,但回收效率较低,且只能回收一小部分显热,对于反应过程中产生的潜热以及其他形式的能量浪费问题,仍缺乏有效的解决手段。目前,现有的用于饱和活性炭再生中的能量回收技术存在以下缺陷:
2、1、能量浪费严重:现有饱和活性炭再生技术中,大量能量在再生过程结束后未被充分利用就被释放到环境中,导致能源利用率低下,增加了生产成本,不符合可持续发展的理念,例如热再生法,高温炉加热消耗的大量热能,大部分在冷却阶段白白散失;
3、2、回收技术不完善:已有的能量回收尝试,如简单的余热回收装置,仅能回收有限的显热,对于吸附质脱附过程中产生的潜热以及其他复杂能量形式,无法进行有效捕捉和转化利用,而且这些回收装置往往结构复杂,维护成本高,进一步限制了其广泛应用。
4、因此,需要设计一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统对上述问题作出改善。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统,旨在解决现有技术下饱和活性炭再生中的能量回收存在能量浪费严重、回收技术不完善的问题。
2、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
3、一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统,包括:
4、能量收集系统,所述能量收集系统包括余热收集组件和吸附质脱附能量捕捉装置,所述余热收集组件用于收集热再生炉废气中的余热,所述吸附质脱附能量捕捉装置用于捕捉吸附质脱附过程中产生的能量波动;
5、能量转化系统,所述能量转化系统包括热能—电能转化模块,所述热能—电能转化模块用于将所述能量收集系统收集的余热转化为电能;
6、能量存储与再分配系统,所述能量存储与再分配系统包括电池储能单元和能量再分配控制器,所述电池储能单元用于将转化后的电能存储,所述能量再分配控制器用于存储电能的分配。
7、作为本发明优选地方案,所述余热收集组件为安装于热再生炉的废气排放管道上的热交换器,所述热交换器内设置有循环的冷却介质,所述热再生炉的废气排放管道中的高温废气与循环的冷却介质进行热量传递。
8、作为本发明优选地方案,所述吸附质脱附能量捕捉装置为在活性炭再生反应区域附近设置的感应装置。
9、作为本发明优选地方案,所述感应装置为压电材料。
10、作为本发明优选地方案,所述感应装置为热电材料。
11、作为本发明优选地方案,所述热能—电能转化模块采用有机朗肯循环系统,所述机朗肯循环系统由蒸发器、汽轮机、冷凝器和工质泵组成,所述蒸发器内设置有沸点有机工质,所述循环的冷却介质携带的热量在所述蒸发器中加热所述低沸点有机工质,使所述低沸点有机工质气化膨胀为气态有机工质,推动所述汽轮机转动,所述汽轮机的输出端连接有发电机,通过发电机进行发电,所述气态有机工质在所述冷凝器中冷却液化,通过所述工质泵输送回所述蒸发器。
12、本发明与现有技术相比,至少具有如下有益效果:
13、本发明通过全面的能量收集、高效的转化以及合理的存储再分配,可将饱和活性炭再生过程中的能量利用率提高30% - 50%,大幅降低了能耗和生产成本,不仅能够回收传统的余热,还能对吸附质脱附过程中产生的多种能量形式进行捕捉和利用,解决了以往能量回收单一的问题,本发明中各组成部分协同工作,能量存储单元可在饱和活性炭再生设备能量需求波动时提供稳定的能量支持,保障再生过程的连续性和稳定性,减少因能量供应不稳定对活性炭再生效果的影响,本发明具有著提高能量利用率、多形式能量回收、系统稳定性高的优点。
1.一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统,其特征在于,所述余热收集组件为安装于热再生炉的废气排放管道上的热交换器,所述热交换器内设置有循环的冷却介质,所述热再生炉的废气排放管道中的高温废气与循环的冷却介质进行热量传递。
3.根据权利要求1所述的一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统,其特征在于,所述吸附质脱附能量捕捉装置为在活性炭再生反应区域附近设置的感应装置。
4.根据权利要求3所述的一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统,其特征在于,所述感应装置为压电材料。
5.根据权利要求3所述的一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统,其特征在于,所述感应装置为热电材料。
6.根据权利要求2所述的一种用于饱和活性炭再生中的能量回收系统,其特征在于,所述热能—电能转化模块采用有机朗肯循环系统,所述有机朗肯循环系统由蒸发器、汽轮机、冷凝器和工质泵组成,所述蒸发器内设置有沸点有机工质,所述循环的冷却介质携带的热量在所述蒸发器中加热所述低沸点有机工质,使所述低沸点有机工质气化膨胀为气态有机工质,推动所述汽轮机转动,所述汽轮机的输出端连接有发电机,通过发电机进行发电,所述气态有机工质在所述冷凝器中冷却液化,通过所述工质泵输送回所述蒸发器。