一种高效节能的无焰尾气处理装置
技术领域
本发明属于咖啡烘焙尾气处理技术领域，具体是一种高效节能的无焰尾气处理装置。
背景技术
目前随着不断高涨的咖啡消费趋势，咖啡的产量、产值、消费量已在世界三大饮料中居于首位。生咖啡豆无香味，其香气和滋味成分来源于咖啡豆焙炒过程中化学成分的变化。而咖啡香气与口感更好释放是将烘焙后的咖啡豆研磨后进行萃取。
经常推出爆款产品的星巴克于2015年在北美地区上市冷萃冰咖啡，掀起了冷萃咖啡热潮，受其影响近两年国内各大品牌不断推出冷萃咖啡新品。各种即饮冷萃咖啡饮品的出现满足消费者随时随地品尝的需求，也不再局限于坐在门店才能体验。
工业咖啡烘焙过程中，为对烘焙炉提供稳定、干净的连续热源，烘焙炉会带负压进行运转，从而带出烘焙尾气及烘焙中咖啡豆脱落的豆皮。而带出的尾气中，含有的烘焙气味对厂区及周边的空气造成污染。另一方面，未经处理的尾气中中的烃类、氮氧化合物、碳氧化合物也会对大气及环境造成伤害。
因此本发明提供一种高效节能的无焰尾气处理装置，能够更加的解决咖啡烘焙过程中所产生的尾气，避免环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效节能的无焰尾气处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效节能的无焰尾气处理装置，包括鼓风机、陶瓷加热箱、配气箱、缓存箱和尾气预处理箱，所述鼓风机的进气端口经连接弯管一连接在尾气预处理箱出气端口上，所述尾气预处理箱的进气端口同咖啡烘焙机尾气排放管固定连接，且在咖啡烘焙机尾气排放管上固定设置有控制阀一，所述鼓风机的出气端口固定连接在配气箱的进气端口上，所述配气箱的内部为空腔结构，且在配气箱的空腔内部固定设置有陶瓷加热床，所述配气箱的底端两侧开设有空气进气管道，且在两侧的空气进气管道上分别设置有控制阀二和控制阀三，所述配气箱的出气端口上连接有出气管一，所述出气管一经控制阀四分别连接有出气管二和出气管三，所述出气管二的末端连接有在缓存箱的进气端口上，所述缓存箱的出气端口固定连接在连接弯管二上，所述出气管三的另一端也连接在连接弯管二上，所述连接弯管二的另一端连接在鼓风机进气端口所连接的连接弯管一上，且在连接弯管二上固定设置有控制阀五。
作为本发明进一步的方案：所述陶瓷加热床为蓄热多孔陶瓷，所述蓄热多孔陶瓷为堇青石陶瓷、莫来石陶瓷、碳化硅陶瓷或直径在mm-mm的陶粒中任意一种或至少两种的组合。
作为本发明再进一步的方案：所述控制阀四为电磁三通阀，型号为华圣特三通DN100-2000。
作为本发明再进一步的方案：所述缓存箱内开设有呈回形结构的冷却通道，且在缓存箱任意一侧底部开设有排水管。
作为本发明再进一步的方案：所述尾气预处理箱底部一侧的进气端口上固定设置有尾气连通管，且在尾气连通管上设置有控制阀六，所述尾气预处理箱的内部固定设置有花板，所述花板上固定设置有除尘滤袋，所所述尾气预处理箱的外部侧壁上固定设置有气包，所述气包通过管道连接在喷吹管上，所述喷吹管的一端贯穿尾气预处理箱设置在箱体内部另一侧的侧壁上，所述喷吹管在箱体内部位于除尘滤袋的正上方，所述喷吹管位于尾气预处理箱体外部的一端固定设有脉冲阀，且在喷吹管上设置有控制阀七，所述尾气预处理箱内部且位于喷吹管的正上方水平设置有冲洗管，所述冲洗管的另一端贯穿尾气预处理箱设置在箱体外部，且设置尾气预处理箱外部的冲洗管上连接有外接输水管道，且在冲洗管上设置有控压缩泵。
作为本发明再进一步的方案：所述尾气预处理腔的顶部为楔形结构的导气腔，且在导气腔的顶部出气口上设置有排气管。
作为本发明再进一步的方案：所述尾气预处理腔的底部为楔形结构的集尘腔，且集尘腔底部的出料管口上开设有内螺纹，所述尾气预处理腔的出料管口上经螺纹连接有集灰瓶。
作为本发明再进一步的方案：该无焰尾气处理装置包括控制器、温度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器、安全阀，所述温度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器、安全阀分别与控制器进行信号控制连接，所述温度传感器和压力传感器、安全阀设置在配气箱的顶部，在配气箱的燃烧室中设有热电偶，用于实时检测气化燃烧室中的火焰温度值，控制器从上述温度传感器、压力传感器、热电偶获取到蒸汽温度信号、蒸汽压力信号与火焰温度信号，控制器将接收到的蒸汽温度信号、蒸汽压力信号与火焰温度信号进行数据转换及处理，并与多个控制阀相应的预设阈值进行比较，根据比较的结果调节控制相应的配气箱内的空气流量值，在控制阀五的尾气排放口处，还设有烟气浓度传感器，用于实时检测排放尾气中的烟气浓度，并将检测的烟气浓度信号发送至控制器，控制器还与设置的报警器进行控制连接，当所述火焰温度、蒸汽温度、蒸汽压力信号或烟气浓度信号在设定的时间内持续超过或低于设定值时启动报警器进行报警。
作为本发明再进一步的方案：所述集灰瓶为透明结构，所述集灰瓶的瓶口外表面上开设有与尾气预处理腔出料管口内螺纹相适配的外螺纹。
作为本发明再进一步的方案：该高效节能的无焰尾气处理装置的方法，包括以下步骤：
步骤一：启动该尾气处理装置，将配气箱中的陶瓷加热床通过电加热至900—1000℃后停止升温，通过保温层进行保温，同时当温度有一定程度的降低时，可通过燃气加热补偿损失的温度，达到待机保温的效果；
步骤二：将咖啡烘焙机产生尾气的经尾气连通管导入尾气预处理箱，通过尾气预处理箱中的除尘滤袋对尾气中的豆表皮进行收集，将尾气中的烃类及碳氧化合物贯穿除尘滤袋经导气腔连接到鼓风机的进气端口，通过鼓风机将尾气中的烃类及碳氧化合物引入配气箱中，通过配气箱中的陶瓷加热床进行高温加热氧化处理，使尾气中的烃类物质与一氧化碳进行氧化处理，即通过高温氧化反应后形成二氧化碳；
步骤三：尾气通过陶瓷加热床高温加热后，经出气管一流动至缓存箱中进行一定程度的冷却，将冷却后的余温气流再通过连接弯管二导入鼓风机中再次循环处理，且将冷却后凝结的水经缓存箱的排水管中排出；
步骤四：尾气再次循环处理过程中，当配气箱内的气压达到一定界限后，配气箱接受温度传感器的压力信号，使配气箱的控制阀二和控制阀三自动切换相位，即改变配气箱内尾气的流动方向，通过流动方向定期改变，以实现陶瓷加热床内均匀燃烧，同时，控制阀四关闭、控制阀五切换为排放模式，将处理后的尾气经由烟囱排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、自动化程度较高，设置有自动控制系统，对锅炉的整个运行过程进行自动控制，大大简化了锅炉的操作，并且保证了高效高质量的运行，自动报警，保证了运行安全，大大降低了运行成本和操作的劳动强度；
2、本发明采用陶瓷加热床为热载体，将配气箱中的陶瓷加热床通过电加热至900-1000℃后停止升温，通过保温层进行保温，通过配气箱中的陶瓷加热床进行高温加热氧化处理，使尾气中的烃类物质与一氧化碳进行氧化处理，即通过高温氧化反应后形成二氧化碳(CxHy+(x+y/4)O2→xCO2+(y/2)H2)，并且通过缓存箱对尾气的循环处理，即配气箱内的气压达到一定界限后，配气箱接受温度传感器的压力信号，使配气箱的控制阀二和控制阀三自动切换相位，即改变配气箱内尾气的流动方向，通过流动方向定期改变，以实现陶瓷加热床内均匀燃烧，控制阀四关闭、控制阀五切换为排放模式，将处理后的尾气经由烟囱排出，保证了尾气处理的连续进行，提高了尾气处理效率，使其净化效率达到95％以上；
3、通过将咖啡烘焙机尾气连接到尾气预处理箱中，通过尾气预处理箱中的除尘滤袋对尾气中豆皮和颗粒进行收集，使排放到配气箱中的烃类物质与一氧化碳更加纯净，提高配气箱对类物质与一氧化碳的净化效率，同时通过气包和脉冲阀驱动喷吹管对箱体内的除尘滤袋进行除尘，由于除尘滤袋在工作较长时间情况下，往往喷吹管不能够将除尘滤袋上的灰尘去除干净，因此，通过在箱体内设置有冲洗管对除尘滤袋上的灰尘进行辅助冲洗除尘，使除尘滤袋进行更加干净，提高其使用寿命。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为一种高效节能的无焰尾气处理装置的正面结构示意图。
图2为一种高效节能的无焰尾气处理装置中尾气预处理箱的结构示意图。
图3为一种高效节能的无焰尾气处理装置中集灰瓶的结构示意图。
图中：鼓风机1、陶瓷加热床2、配气箱3、缓存箱4、控制阀一501、控制阀二502、控制阀三203、控制阀四504、控制阀五505、连接弯管一101、出气管一301、出气管二302、出气管三303、连接弯管二401、尾气预处理箱6、尾气连通管601、控制阀六602、花板603、除尘滤袋604、气包605、脉冲阀606、控制阀七607、喷吹管608、冲洗管609、控制阀八610、压缩泵611、导气腔612、集灰瓶613。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种高效节能的无焰尾气处理装置，包括鼓风机1、陶瓷加热箱2、配气箱3、缓存箱4和尾气预处理箱6，所述鼓风机1的进气端口经连接弯管一101连接在尾气预处理箱6出气端口上，所述尾气预处理箱6的进气端口同咖啡烘焙机尾气排放管固定连接，且在咖啡烘焙机尾气排放管上固定设置有控制阀一501，所述鼓风机1的出气端口固定连接在配气箱3的进气端口上，所述配气箱3的内部为空腔结构，且在配气箱3的空腔内部固定设置有陶瓷加热床2，所述配气箱3的底端两侧开设有空气进气管道，且在两侧的空气进气管道上分别设置有控制阀二502和控制阀三503，所述配气箱3的出气端口上连接有出气管一301，所述出气管一301经控制阀四504分别连接有出气管二302和出气管三303，所述出气管二302的末端连接有在缓存箱4的进气端口上，所述缓存箱4的出气端口固定连接在连接弯管二401上，所述出气管三303的另一端也连接在连接弯管二401上，所述连接弯管二401的另一端连接在鼓风机1进气端口所连接的连接弯管一101上，且在连接弯管二401上固定设置有控制阀五505，将配气箱3中的陶瓷加热床2通过电加热至900-1000℃后停止升温，通过保温层进行保温，通过配气箱3中的陶瓷加热床2进行高温加热氧化处理，使尾气中的烃类物质与一氧化碳进行氧化处理，即通过高温氧化反应后形成二氧化碳，并且通过缓存箱4对尾气的循环处理，即配气箱3内的气压达到一定界限后，配气箱3接受温度传感器的压力信号，使配气箱3的控制阀二502和控制阀三503自动切换相位，即改变配气箱3内尾气的流动方向，通过流动方向定期改变，以实现陶瓷加热床2内均匀燃烧，控制阀四504关闭、控制阀五505切换为排放模式，将处理后的尾气经由烟囱排出，保证了尾气处理的连续进行，提高了尾气处理效率，使其净化效率达到95％以上。
所述陶瓷加热床2为蓄热多孔陶瓷，所述蓄热多孔陶瓷为堇青石陶瓷、莫来石陶瓷、碳化硅陶瓷或直径在2mm-40mm的陶粒中任意一种或至少两种的组合。
所述控制阀四504为电磁三通阀，型号为华圣特三通DN100-2000，经久耐用。
所述缓存箱4内开设有呈回形结构的冷却通道，且在缓存箱4任意一侧底部开设有排水管，通过排水管去除缓存箱4内冷却水。
所述尾气预处理箱6底部一侧的进气端口上固定设置有尾气连通管601，且在尾气连通管601上设置有控制阀六602，所述尾气预处理箱6的内部固定设置有花板603，所述花板603上固定设置有除尘滤袋604，所所述尾气预处理箱6的外部侧壁上固定设置有气包605，所述气包605通过管道连接在喷吹管608上，所述喷吹管608的一端贯穿尾气预处理箱6设置在箱体内部另一侧的侧壁上，所述喷吹管608在箱体内部位于除尘滤袋604的正上方，所述喷吹管608位于尾气预处理箱体6外部的一端固定设有脉冲阀606，且在喷吹管608上设置有控制阀七607，所述尾气预处理箱6内部且位于喷吹管608的正上方水平设置有冲洗管609，所述冲洗管609的另一端贯穿尾气预处理箱6设置在箱体外部，且设置尾气预处理箱6外部的冲洗管609上连接有外接输水管道，且在冲洗管609上设置有压缩泵611，所述尾气预处理腔6的顶部为楔形结构的导气腔612，且在导气腔612的顶部出气口上设置有排气管，通过将咖啡烘焙机尾气连接到尾气预处理箱6中，通过尾气预处理箱6中的除尘滤袋604对尾气中豆皮和颗粒进行收集，使排放到配气箱3中的烃类物质与一氧化碳更加纯净，提高配气箱3对类物质与一氧化碳的净化效率，同时通过气包605和脉冲阀606驱动喷吹管608对箱体内的除尘滤袋604进行除尘，由于除尘滤袋604在工作较长时间情况下，往往喷吹管608不能够将除尘滤袋上的灰尘去除干净，因此，通过在箱体内设置有冲洗管609对除尘滤袋604上的灰尘进行辅助冲洗除尘，使除尘滤袋进行更加干净，提高其使用寿命。
所述尾气预处理腔6的底部为楔形结构的集尘腔，且集尘腔底部的出料管口上开设有内螺纹，所述尾气预处理腔6的出料管口上经螺纹连接有集灰瓶613，所述集灰瓶613为透明结构，所述集灰瓶613的瓶口外表面上开设有与尾气预处理腔6出料管口内螺纹相适配的外螺纹，通过集灰瓶613对尾气预处理腔6内的灰尘进行收集。
该无焰尾气处理装置包括控制器、温度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器、安全阀，所述温度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器、安全阀分别与控制器进行信号控制连接，所述温度传感器和压力传感器、安全阀设置在配气箱3的顶部，在配气箱3的燃烧室中设有热电偶，用于实时检测气化燃烧室中的火焰温度值，控制器从上述温度传感器、压力传感器、热电偶获取到蒸汽温度信号、蒸汽压力信号与火焰温度信号，控制器将接收到的蒸汽温度信号、蒸汽压力信号与火焰温度信号进行数据转换及处理，并与多个控制阀相应的预设阈值进行比较，根据比较的结果调节控制相应的配气箱3内的空气流量值，在控制阀五505的尾气排放口处，还设有烟气浓度传感器，用于实时检测排放尾气中的烟气浓度，并将检测的烟气浓度信号发送至控制器，控制器还与设置的报警器进行控制连接，当所述火焰温度、蒸汽温度、蒸汽压力信号或烟气浓度信号在设定的时间内持续超过或低于设定值时启动报警器进行报警。
该高效节能的无焰尾气处理装置的方法，包括以下步骤：
步骤一：启动该尾气处理装置，将配气箱3中的陶瓷加热床2通过电加热至900—1000℃后停止升温，通过保温层进行保温，同时当温度有一定程度的降低时，可通过燃气加热补偿损失的温度，达到待机保温的效果；
步骤二：将咖啡烘焙机产生尾气的经尾气连通管601导入尾气预处理箱6，通过尾气预处理箱6中的除尘滤袋604对尾气中的豆表皮进行收集，将尾气中的烃类及碳氧化合物贯穿除尘滤袋604经导气腔612连接到鼓风机1的进气端口，通过鼓风机1将尾气中的烃类及碳氧化合物引入配气箱3中，通过配气箱3中的陶瓷加热床2进行高温加热氧化处理，使尾气中的烃类物质与一氧化碳进行氧化处理，即通过高温氧化反应后形成二氧化碳；
步骤三：尾气通过陶瓷加热床2高温加热后，经出气管一301流动至缓存箱4中进行一定程度的冷却，将冷却后的余温气流再通过连接弯管二401导入鼓风机1中再次循环处理，且将冷却后凝结的水经缓存箱4的排水管中排出；
步骤四：尾气再次循环处理过程中，当配气箱3内的气压达到一定界限后，配气箱3接受温度传感器的压力信号，使配气箱3的控制阀二502和控制阀三503自动切换相位，即改变配气箱3内尾气的流动方向，通过流动方向定期改变，以实现陶瓷加热床2内均匀燃烧，同时，控制阀四504关闭、控制阀五505切换为排放模式，将处理后的尾气经由烟囱排出。
工作原理：将咖啡烘焙机产生尾气的经尾气连通管601导入尾气预处理箱6，通过尾气预处理箱6中的除尘滤袋604对尾气中的豆表皮进行收集，将尾气中的烃类及碳氧化合物贯穿除尘滤袋604经导气腔612连接到鼓风机1的进气端口，通过鼓风机1将尾气中的烃类及碳氧化合物引入配气箱3中，将配气箱3中的陶瓷加热床2通过电加热至900-1000℃后停止升温，通过保温层进行保温，通过配气箱3中的陶瓷加热床2进行高温加热氧化处理，使尾气中的烃类物质与一氧化碳进行氧化处理，即通过高温氧化反应后形成二氧化碳，并且通过缓存箱4对尾气的循环处理，即配气箱3内的气压达到一定界限后，配气箱3接受温度传感器的压力信号，使配气箱3的控制阀二502和控制阀三503自动切换相位，即改变配气箱3内尾气的流动方向，通过流动方向定期改变，以实现陶瓷加热床2内均匀燃烧，控制阀四504关闭、控制阀五505切换为排放模式，将处理后的尾气经由烟囱排出，保证了尾气处理的连续进行，提高了尾气处理效率，使其净化效率达到95％以上。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
