一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置及方法
【專利摘要】一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置及方法，包括碳酸氫銨分解反應器，在分解反應器內設有電加熱器，一第一綜合反應器的下部與分解反應器的上部通過氨氣管道相連，在第一綜合反應器底部設有硝酸銨排放管，在硝酸銨排放管上設有一排放閥，一臭氧發生器與第一綜合反應器的下部通過臭氧管道相連，一第二綜合反應器與第一綜合反應器頂部通過第一尾氣排放管相連，在第二綜合反應器頂部分別設置空氣加壓管和氣體排放管，在第二綜合反應器上設有加水管。本發明提供了一種大棚用二氧化碳發生及氨氣處理裝置及方法，它流程設計合理，不附加設備，節能效果好，氨氣得到徹底處理，并轉化為肥料，同時具有臭氧消毒功能，解決了現有技術中存在的問題。
【專利說明】
一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置及方法
技術領域
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[0001 ]本發明涉及一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置及方法。
【背景技術】
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[0002]二氧化碳是綠色植物在生長時必須的原料，因此用于溫室大棚中的二氧化碳發生裝置是一個重要的農業設備，在現有的用于溫室大棚中的二氧化碳發生裝置中，都以碳酸氫銨為原料產生二氧化碳的方式主要為酸分解法及熱分解法；酸分解法產生的氣體純度高，但施用復雜，成本高，而且反應酸具有一定的危險性，不易大規模推廣，熱分解法通過直接加熱碳酸氫銨分解產生二氧化碳和氨氣，氨氣吸除后，再將二氧化碳向作物釋放，具有施用方便，成本低廉等優點，所以熱分解法被廣泛的應用。
[0003]在這個過程中產生的氨氣一般采用水吸收的方式，但這種吸收極不徹底。尤其在濃氨水中，氨氣容易擴散到外部，甚至于大棚中，造成氨氣濃度較高，這不僅對人有較大危害，而且氨氣對蔬菜也有較大的危害，表現如下:受害的幼芽及嫩葉四周呈開水燙傷狀或水漬狀，輕者葉片出現不定形的塊狀枯斑，葉緣呈灼傷狀，重者植株根部由褐變黑色，喪失吸收肥水的功能，地上部分逐漸枯萎死亡，常被誤診為霜霉病或其他病癥。對氨氣敏感的蔬菜有黃瓜、番茄、西葫蘆等。可見氨氣對大棚內的蔬菜有非常大的潛在危害。現階段并沒有對之有效的處理措施。
【發明內容】
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[0004]本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺點，提供了一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，它流程設計合理，不附加設備，節能效果好，氨氣得到徹底處理，并轉化為肥料，同時具有臭氧消毒功能，解決了現有技術中存在的問題。
[0005 ]本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0006]—種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，包括碳酸氫銨分解反應器，在分解反應器內設有電加熱器，一第一綜合反應器的下部與分解反應器的上部通過氨氣管道相連，在第一綜合反應器底部設有硝酸銨排放管，在硝酸銨排放管上設有一排放閥，一臭氧發生器與第一綜合反應器的下部通過臭氧管道相連，一第二綜合反應器與第一綜合反應器頂部通過第一尾氣排放管相連，在第二綜合反應器頂部分別設置空氣加壓管和氣體排放管，在第二綜合反應器上設有加水管。
[0007]優選的，所述第二綜合反應器設置在第一綜合反應器的頂部，第一綜合反應器與第二綜合反應器一體設置，一豎直設置的溢流管上出口設置在第二綜合反應器內，下出口設置在第一綜合反應器底部。
[0008]優選的，所述分解反應器設在第二綜合反應器頂部，分解反應器與第一綜合反應器和第二綜合反應器一體設置。
[0009]優選的，所述排放閥為電磁閥，在第一綜合反應器上設有氨水濃度測量儀和/SpH測量儀以及液位儀，氨水濃度測量儀和/或pH測量儀以及液位儀通過儀表線與電磁閥的控制系統相連。
[0010]優選的，在第一綜合反應器內設有與氨氣管道相連的氣體分散器和與臭氧管道相連的氣體分散器。
[0011]優選的，在第一綜合反應器內設有一氣體分散器，氨氣管道與臭氧管道分別與氣體分散器相連。
[0012]優選的，在臭氧管道上設有一氣液混合栗，氣液混合栗的氣體管道與臭氧發生器相連，氣液混合栗的液體管道與第一綜合反應器的底部相連。
[0013]優選的，所述第一尾氣排放管在第二綜合反應器內設置為倒U型。
[0014]優選的，所述第二綜合反應器頂部設有臭氧濃度檢測儀、氨氣濃度檢測儀和壓力檢測器。
[0015]—種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的方法，包括如下步驟:
[0016]SI，向第二綜合反應器內通過加水管加水，水通過溢流管排入到第一綜合反應器內；
[0017]S2，把碳酸氫銨放入到分解反應器內，對放入到分解反應器內的碳酸氫銨進行電加熱；
[0018]S3，把S2中碳酸氫銨分解生成的二氧化碳、水和氨氣通過氨氣管道導入到第一綜合反應器下部，同時打開氣體排放管；
[0019]S4，S3中生成的尾氣通過第一尾氣排放管排放到第二綜合反應器內；
[0020]S5，S4中在第二綜合反應器生成的尾氣通過氣體排放管排入大棚內；
[0021]S6，當S2中產生的二氧化碳達到要求或碳酸氫銨反應完成后，分解反應器自動關閉加熱器，二氧化碳停止產生；
[0022]S7，向第一綜合反應器內，通過臭氧管道供給臭氧或臭氧水，臭氧或臭氧水在第一綜合反應器內與氨水進行反應，未反應的臭氧通過第一尾氣排放管導入第二綜合反應器，臭氧經第二綜合反應器后再經氣體排放管進入大棚或排空；
[0023]S8，通過氨水濃度測量儀或者pH測量儀測定第一綜合反應器內的氨水濃度或第一綜合反應器內溶液的pH，氨水濃度低于0.lg/L或者pH小于7后，通過空氣加壓管向第二綜合反應器和第一綜合反應器加壓，將第一綜合反應器內的溶液通過硝酸銨排放管排出后備用，處理完畢。
[0024]與現有技術相比，本發明的優點是:流程設計合理，整個流程沒有副產物并且不需要精細分離，共有三種產物，分別是作為肥料的硝酸銨、作為殺菌劑的臭氧和溫室氣體二氧化碳，這些產物全部為蔬菜所需物質；相對于單純產生溫度氣體二氧化碳的設備與產生臭氧的設備相比，并沒有附加設備，而是進行了設備的內部改造;采用整體負壓操作，安全性和節能性能都得到了提升;氨氣得到徹底處理，并最終生成肥料硝酸銨；由于采用反應過程中臭氧過量的方式進行反應，所以最后產物中有一定的臭氧，具有臭氧消毒功能，且由于臭氧濃度較低，對蔬菜不會造成危害。
【附圖說明】
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[0025]圖1為本發明的流程示意圖。
[0026]圖中，1、分解反應器，2、第一綜合反應器，3、氨氣管道，4、排放管，5、排放閥，6、臭氧發生器，7、臭氧管道，8、第二綜合反應器，9、第一尾氣排放管，10、空氣加壓管，11、氣體排放管，12、氣體擴散器，13、加水管，14、溢流管，15、氨水濃度測量儀，16、液位儀，17、臭氧濃度檢測儀，18、氨氣濃度檢測儀，19、壓力檢測器，20、pH測量儀。
【具體實施方式】
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[0027]為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本發明進行詳細闡述。
[0028]如圖1所示，一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，包括碳酸氫銨分解反應器I，在分解反應器I內設有電加熱器，一第一綜合反應器2的下部與分解反應器I的上部通過氨氣管道3相連，在第一綜合反應器2底部設有硝酸銨排放管4，在硝酸銨排放管4上設有一排放閥5，一臭氧發生器6與第一綜合反應器2的下部通過臭氧管道7相連，一第二綜合反應器8與第一綜合反應器2頂部通過第一尾氣排放管9相連，在第二綜合反應器8頂部分別設置空氣加壓管10和氣體排放管11，在第二綜合反應器8上設有加水管13。可在空氣加壓管1和氣體排放管11各設有一氣栗，便于壓力控制。
[0029]所述第二綜合反應器8設置在第一綜合反應器2的頂部，第一綜合反應器2與第二綜合反應器8—體設置，一豎直設置的溢流管14上出口設置在第二綜合反應器8內，下出口設置在第一綜合反應器2底部。一體化設計能夠進一步的減少投資和增加密閉可靠性。溢流管14可以增加本裝置密閉可靠性，并減少投資。溢流管14上出口的高度可取和第一尾氣排放管9在第二綜合反應器8內的出口高度一致的高度。
[0030]所述分解反應器I設在第二綜合反應器8頂部，分解反應器I與第一綜合反應器2和第二綜合反應器8—體設置。一體化設計能夠進一步的減少投資和增加密閉可靠性。
[0031]所述排放閥5為電磁閥，在第一綜合反應器2上設有氨水濃度測量儀15和/或pH測量儀20以及液位儀16，氨水濃度測量儀15和/或pH測量儀20以及液位儀16通過儀表線與電磁閥的控制系統相連。采用氨水濃度和/或pH監測氨水反應的程度，能夠實現第一綜合反應器2內的溶液氨水濃度的自動檢測和排放。
[0032]在第一綜合反應器2內設有與氨氣管道3相連的氣體分散器12和與臭氧管道7相連的氣體分散器12。氨氣管道3通過氣體分散器有利于溶解過程的過程進行，臭氧管道7通過氣體分散器有利于氨氣反應的快速進行，有利于氨氣盡快反應徹底。
[0033]在第一綜合反應器2內設有一氣體分散器12，氨氣管道3與臭氧管道7分別與氣體分散器12相連。氨氣管道3通過氣體分散器有利于溶解過程的過程進行，臭氧管道7通過氣體分散器有利于氨氣反應的快速進行，有利于氨氣盡快反應徹底。
[0034]在臭氧管道7上設有一氣液混合栗，氣液混合栗的氣體管道與臭氧發生器相連，氣液混合栗的液體管道與第一綜合反應器2的底部相連。氣液混合栗能夠進一步的提高臭氧在水中的溶解度，加速臭氧的溶解，并和氨水直接在氣液混合栗中混合，利于反應的快速高效進行。
[0035]所述第一尾氣排放管9在第二綜合反應器8內設置為倒U型。倒U型設計能夠增強氨氣在第二綜合反應器8的吸收。
[0036]所述第二綜合反應器8頂部設有臭氧濃度檢測儀17、氨氣濃度檢測儀18和壓力檢測器19。有利于本發明的智能化控制的實現和控制精度的提尚。
[0037]—種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的方法，包括如下步驟:
[0038]SI，向第二綜合反應器8內通過加水管13加水，水通過溢流管14排入到第一綜合反應2器內；
[0039]S2，把碳酸氫銨放入到分解反應器I內，對放入到分解反應器I內的碳酸氫銨進行電加熱；
[0040]S3，把S2中碳酸氫銨分解生成的二氧化碳、水和氨氣通過氨氣管道3導入到第一綜合反應器2下部，同時打開氣體排放管11;
[0041]S4，S3中生成的尾氣通過第一尾氣排放管9排放到第二綜合反應器內8;
[0042]S5，S4中在第二綜合反應器8生成的尾氣通過氣體排放管11排入大棚內；
[0043]S6，當S2中產生的二氧化碳達到要求或碳酸氫銨反應完成后，分解反應器I自動關閉加熱器，二氧化碳停止產生；
[0044]S7，向第一綜合反應器2內，通過臭氧管道7供給臭氧或臭氧水，臭氧或臭氧水在第一綜合反應器2內與氨水進行反應，未反應的臭氧通過第一尾氣排放管9導入第二綜合反應器8，臭氧經第二綜合反應器8后再經氣體排放管11進入大棚或排空；
[0045]S8，通過氨水濃度測量儀18或者pH測量儀測定第一綜合反應器2內的氨水濃度或第一綜合反應器2內溶液的pH，氨水濃度低于0.lg/L或者pH小于7后，通過空氣加壓管10向第二綜合反應器8和第一綜合反應器2加壓，將第一綜合反應器2內的溶液通過硝酸銨排放管4排出后備用，處理完畢。硝酸銨溶液可用作肥料使用。若對第一綜合反應器內的氨水的濃度要求較高，可把測量的閾值從氨水濃度低于0.lg/L調整為氨水濃度低于0.05g/L或
0.02g/L或0.01g/L。可把測量的閾值從pH小于7調整為pH小于6.8或6.5或6。
[0046]本發明以碳酸氫銨和臭氧為原料，共有三種產物，分別是作為肥料的硝酸銨、作為殺菌劑的臭氧和溫室氣體二氧化碳，這些產物全部為蔬菜所需物質。反應過程中采用臭氧過量的方式進行，保證氨氣反應充分，而且最后產物中的一定量的臭氧，具有臭氧消毒功能，且由于臭氧的濃度較低，同樣不會對蔬菜不會造成危害。
[0047]上述【具體實施方式】不能作為對本發明保護范圍的限制，對于本技術領域的技術人員來說，對本發明實施方式所做出的任何替代改進或變換均落在本發明的保護范圍內。
[0048]本發明未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:包括碳酸氫銨分解反應器，在分解反應器內設有電加熱器，一第一綜合反應器的下部與分解反應器的上部通過氨氣管道相連，在第一綜合反應器底部設有硝酸銨排放管，在硝酸銨排放管上設有一排放閥，一臭氧發生器與第一綜合反應器的下部通過臭氧管道相連，一第二綜合反應器與第一綜合反應器頂部通過第一尾氣排放管相連，在第二綜合反應器頂部分別設置空氣加壓管和氣體排放管，在第二綜合反應器上設有加水管。2.根據權利要求1所述的一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:所述第二綜合反應器設置在第一綜合反應器的頂部，第一綜合反應器與第二綜合反應器一體設置，一豎直設置的溢流管上出口設置在第二綜合反應器內，下出口設置在第一綜合反應器底部。3.根據權利要求2所述的一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:所述分解反應器設在第二綜合反應器頂部，分解反應器與第一綜合反應器和第二綜合反應器一體設置。4.根據權利要求3所述的一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:所述排放閥為電磁閥，在第一綜合反應器上設有氨水濃度測量儀和/或PH測量儀以及液位儀，氨水濃度測量儀和/或PH測量儀以及液位儀通過儀表線與電磁閥的控制系統相連。5.根據權利要求1所述的一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:所述第二綜合反應器頂部設有臭氧濃度檢測儀、氨氣濃度檢測儀和壓力檢測器。6.根據權利要求1所述的一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:在第一綜合反應器內設有與氨氣管道相連的氣體分散器和與臭氧管道相連的氣體分散器。7.根據權利要求1所述的一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:在第一綜合反應器內設有一氣體分散器，氨氣管道與臭氧管道分別與氣體分散器相連。8.根據權利要求1所述的一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:在臭氧管道上設有一氣液混合栗，氣液混合栗的氣體管道與臭氧發生器相連，氣液混合栗的液體管道與第一綜合反應器的底部相連。9.根據權利要求1所述的一種用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置，其特征在于:所述第一尾氣排放管在第二綜合反應器內設置為倒U型。10.—種如權利要求4所述的用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的裝置用于大棚二氧化碳供給及氨氣處理的方法，其特征在于:包括如下步驟: SI，向第二綜合反應器內通過加水管加水，水通過溢流管排入到第一綜合反應器內； S2，把碳酸氫銨放入到分解反應器內，對放入到分解反應器內的碳酸氫銨進行電加熱； S3，把S2中碳酸氫銨分解生成的二氧化碳、水和氨氣通過氨氣管道導入到第一綜合反應器下部，同時打開氣體排放管； S4，S3中生成的尾氣通過第一尾氣排放管排放到第二綜合反應器內； S5，S4中在第二綜合反應器生成的尾氣通過氣體排放管排入大棚內； S6，當S2中產生的二氧化碳達到要求或碳酸氫銨反應完成后，分解反應器自動關閉加熱器，二氧化碳停止產生； S7，向第一綜合反應器內，通過臭氧管道供給臭氧或臭氧水，臭氧或臭氧水在第一綜合反應器內與氨水進行反應，未反應的臭氧通過第一尾氣排放管導入第二綜合反應器，臭氧經第二綜合反應器后再經氣體排放管進入大棚或排空； S8，通過氨水濃度測量儀或者pH測量儀測定第一綜合反應器內的氨水濃度或第一綜合反應器內溶液的pH，氨水濃度低于0.lg/L或者pH小于7后，通過空氣加壓管向第二綜合反應器和第一綜合反應器加壓，將第一綜合反應器內的溶液通過硝酸銨排放管排出后備用，處理完畢。
【文檔編號】C01B31/20GK105900743SQ201610411563
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】李合偉, 單慧勇, 李志富, 陳瀟涵
【申請人】李合偉