一种乙烯脱除装置及冷库.pdf

本发明提供了一种乙烯脱除装置及冷库，该乙烯脱除装置包括：用于调节气体温度的第一电热装置；与所述第一电热装置连接的催化剂装置；与所述催化剂装置连接的第二电热装置；其中，所述第一电热装置将待净化气体的温度调节到第一预设值后，得到第一阶段气体，并送入所述催化剂装置；由所述催化剂装置将所述第一阶段气体中的乙烯经催化剂作用后分解成二氧化碳和水，得到第二阶段气体，并送入所述第二电热装置；由所述第二电热装置将所述第二阶段气体的温度调节到第二预设值后，得到第三阶段气体；其中所述第二预设值小于所述第一预设值。本发明的方案能提高乙烯脱除效率，增加经济效益。

权利要求书
1.  一种乙烯脱除装置，其特征在于，包括： 
用于调节气体温度的第一电热装置； 
与所述第一电热装置连接的催化剂装置； 
与所述催化剂装置连接的第二电热装置； 
其中，所述第一电热装置将待净化气体的温度调节到第一预设值后，得到第一阶段气体，并送入所述催化剂装置；由所述催化剂装置将所述第一阶段气体中的乙烯经催化剂作用后分解成二氧化碳和水，得到第二阶段气体，并送入所述第二电热装置；由所述第二电热装置将所述第二阶段气体的温度调节到第二预设值后，得到第三阶段气体；其中所述第二预设值小于所述第一预设值。 

2.  根据权利要求1所述的乙烯脱除装置，其特征在于，还包括： 
与所述第一电热装置连接的气泵，所述气泵从外部吸入所述待净化气体，并送入所述第一电热装置。 

3.  根据权利要求1所述的乙烯脱除装置，其特征在于，还包括： 
与外部设备进行气体交换的进气管和出气管； 
与所述第一电热装置连接的第一管道； 
与所述第二电热装置连接的第二管道； 
其中所述第一管道通过第一开关与所述进气管或所述出气管连接；所述第二管道通过第二开关与所述出气管或所述进气管连接。 

4.  根据权利要求3所述的乙烯脱除装置，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为两项选择开关； 
其中，所述第一开关包括第一位置和第二位置，且所述第一开关选择所述第一位置时，所述第一管道与所述进气管连接；所述第一开关选择所述第二位置时，所述第一管道与所述出气管连接； 
其中，所述第二开关包括第三位置和第四位置，且所述第二开关选择所述第三位置时，所述第二管道与所述出气管连接；所述第二开关选择所述第四位置时，所述第二管道与所述进气管连接。 

5.  根据权利要求4所述的乙烯脱除装置，其特征在于，所述第一开关位 于所述第一位置时，所述第二开关位于所述第三位置；所述第一开关位于所述第二位置时，所述第二开关位于所述第四位置。 

6.  根据权利要求1所述的乙烯脱除装置，其特征在于，所述第一电热装置及所述第二电热装置分别包括顺序连接的预设级变温场，其中从第一级变温场到最后一级变温场的温度逐渐升高，所述第一级变温场的温度为所述第二预设值，所述最后一级变温场的温度为所述第一预设值；所述第一电热装置及所述第二电热装置的最后一级变温场分别与所述催化剂装置连接。 

7.  根据权利要求1所述的乙烯脱除装置，其特征在于，所述催化剂装置包括： 
用于承载催化剂的催化剂承载装置。 

8.  根据权利要求7所述的乙烯脱除装置，其特征在于，所述催化剂承载装置包括形成为网面的第一面和第二面，其中所述第一面与所述第二面分别朝向相反的方向。 

9.  根据权利要求1所述的乙烯脱除装置，其特征在于，还包括： 
与所述第二电热装置连接，用于检测所述第三阶段气体中乙烯浓度的乙烯检测仪。 

10.  一种冷库，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的乙烯脱除装置。 

说明书一种乙烯脱除装置及冷库
技术领域
本发明涉及乙烯脱除技术研究领域，特别涉及一种乙烯脱除装置及冷库。
背景技术
乙烯是一种植物内源激素，其生理功能主要是促进果实、籽粒成熟，促进叶、花、果脱落，也有诱导花芽分化、打破休眠、促进发芽、抑制开花、矮化植株及促进不定根生成等作用。高等植物的所有部分，如叶、茎、根、花、果实、块茎、种子及幼苗在一定条件下都会产生乙烯，当积累到一定浓度（0.1mg/kg）时，便会促进果蔬成熟，但是当果蔬开始腐烂，内源乙烯的浓度就会迅速升到饱和（1～10mg/kg），进而加快腐烂变质的过程。在果蔬贮藏的环境中，二氧化碳和乙烯同步作用会导致果蔬的代谢紊乱，所以在果蔬贮藏过程中，有效的降低贮藏环境中的乙烯浓度在延长果蔬保鲜期，防止果蔬代谢紊乱上有很重要的意义。
目前国内脱除乙烯的方法有多种，常见的方法有：1、通风换气；2、减压贮藏；3、物理吸附；4、化学吸附
目前被广泛使用的主要有两种方法：吸附法和高锰酸钾氧化法。
吸附法：活性炭可以将乙烯吸附，随后将其降解。以重铭酸吡啶盐PDC1作为金属催化剂的活性炭，在20℃时可有效抑制乙烯的蓄积。此外，也可将分散均匀的矿物质，如沸石、黏土等聚合入包装膜内以脱除乙烯。这种聚合包装膜大多不透明，吸附乙烯的能力不强。但聚合后膜的通透性会改变，袋内乙烯和二氧化碳通过膜向外扩散的速度加快，二氧化碳向膜内进入的速度也大于纯聚乙烯膜，这种通透性的改变也能降低包装内乙烯的浓度，从而延长货架期。物理吸附剂一般吸附的量有限，容易受到湿度的影响，需要勤于更换，由此应用起来并不十分理想，每年仍有大量水果蔬菜在采后由于生理失调而腐烂，造成了巨大的浪费。
化学法：高锰酸钾氧化法又称为化学除乙烯法。它是用高锰酸钾水溶液浸泡多孔材料(即载体)，如氧化铝、分子筛、蛭石、碎砖块、泡沫混凝土等，然后将此载体放入库内、包装箱内或闭路循环系统中，利用高锰酸钾的强氧化性能将乙烯除掉。目前我国许多地方使用的用于脱除乙烯的保鲜剂多为这种产品。这种方法脱除乙烯虽然简单，但脱除效率低，还要经常更换载体（包括重新吸收高锰酸钾），且高锰酸钾对皮肤和物体有很强的腐蚀作用，不便于现代化气调库的作业。一般用于小型或简易贮藏之中。
1-MCP：1-MCP（1-甲基环丙烯）能不可逆地作用于乙烯受体，从而阻断其与乙烯的正常结合，抑制其所诱导的与果实后熟相关的一系列生理生化反应。延长水果、蔬菜货架期50～200%以上。虽然1-MCP具有无毒、低量、高效等优点，但是使用1-MCP处理之后能够影响有些果蔬的后续正常成熟的过程，对果蔬的品质产生严重的影响。
对于现有技术中应用上述脱除乙烯方法的冷库也具有上述方法存在的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种乙烯脱除装置及冷库，解决现有技术中乙烯脱除方法落后、经济效益不高且处理后副作用明显等问题。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种乙烯脱除装置，包括：
用于调节气体温度的第一电热装置；
与所述第一电热装置连接的催化剂装置；
与所述催化剂装置连接的第二电热装置；
其中，所述第一电热装置将待净化气体的温度调节到第一预设值后，得到第一阶段气体，并送入所述催化剂装置；由所述催化剂装置将所述第一阶段气体中的乙烯经催化剂作用后分解成二氧化碳和水，得到第二阶段气体，并送入所述第二电热装置；由所述第二电热装置将所述第二阶段气体的温度调节到第二预设值后，得到第三阶段气体；其中所述第二预设值小于所述第一预设值。
其中，上述乙烯脱除装置还包括：
与所述第一电热装置连接的气泵，所述气泵从外部吸入所述待净化气体， 并送入所述第一电热装置。
其中，上述乙烯脱除装置还包括：
与外部设备进行气体交换的进气管和出气管；
与所述第一电热装置连接的第一管道；
与所述第二电热装置连接的第二管道；
其中所述第一管道通过第一开关与所述进气管或所述出气管连接；所述第二管道通过第二开关与所述出气管或所述进气管连接。
其中，所述第一开关和所述第二开关均为两项选择开关；
其中，所述第一开关包括第一位置和第二位置，且所述第一开关选择所述第一位置时，所述第一管道与所述进气管连接；所述第一开关选择所述第二位置时，所述第一管道与所述出气管连接；
其中，所述第二开关包括第三位置和第四位置，且所述第二开关选择所述第三位置时，所述第二管道与所述出气管连接；所述第二开关选择所述第四位置时，所述第二管道与所述进气管连接。
其中，所述第一开关位于所述第一位置时，所述第二开关位于所述第三位置；所述第一开关位于所述第二位置时，所述第二开关位于所述第四位置。
其中，所述第一电热装置及所述第二电热装置分别包括顺序连接的预设级变温场，其中从第一级变温场到最后一级变温场的温度逐渐升高，所述第一级变温场的温度为所述第二预设值，所述最后一级变温场的温度为所述第一预设值；所述第一电热装置及所述第二电热装置的最后一级变温场分别与所述催化剂装置连接。
其中，所述催化剂装置包括：
用于承载催化剂的催化剂承载装置；
其中，所述催化剂承载装置包括形成为网面的第一面和第二面，其中所述第一面与所述第二面分别朝向相反的方向。
其中，上述乙烯脱除装置还包括：
与所述第二电热装置连接，用于检测所述第三阶段气体中乙烯浓度的乙烯检测仪。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例还提供了一种冷库，包括如上所 述的乙烯脱除装置。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明实施例的乙烯脱除装置，先通过第一电热装置将待净化气体的温度调节到第一预设值，得到第一阶段气体，再通过催化剂装置将第一阶段气体中的乙烯经催化剂作用后分解成二氧化碳和水，得到第二阶段气体，最后通过第二电热装置将第二阶段气体的温度调节到第二预设值，得到第三阶段气体，其中第二预设值小于第一预设值。通过第一电热装置、催化剂装置和第二电热装置的连续作用，有效降低了待净化气体中的乙烯浓度，提高了乙烯脱除效率，增加了经济效益，且乙烯脱除后产生二氧化碳和水，避免了处理后出现副作用的问题。
附图说明
图1为本发明乙烯脱除装置的结构示意图；
图2为本发明乙烯脱除装置气泵的结构示意图；
图3为本发明乙烯脱除装置进出气体转换示意图；
图4为本发明乙烯脱除装置一具体实施例的第一示意图；
图5为本发明乙烯脱除装置催化剂装置的示意图；
图6为本发明乙烯脱除装置一具体实施例的第二示意图；
图7为本发明乙烯脱除装置一具体实施例的第三示意图；
图8为本发明乙烯脱除装置一具体实施例的第四示意图。
附图标记说明：
1-吸收塔，11-第一电热装置，12-第二电热装置，111-第一管道，121-第二管道，13-催化剂装置，2-气泵，21-上管道，22-下管道，31-进气管，32-出气管，41-第一开关，42-第二开关，5-乙烯检测仪，6-换料口。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例的乙烯脱除装置，包括：
用于调节气体温度的第一电热装置11；
与所述第一电热装置11连接的催化剂装置13；
与所述催化剂装置13连接的第二电热装置12；
其中，所述第一电热装置11将待净化气体的温度调节到第一预设值后，得到第一阶段气体，并送入所述催化剂装置13；由所述催化剂装置13将所述第一阶段气体中的乙烯经催化剂作用后分解成二氧化碳和水，得到第二阶段气体，并送入所述第二电热装置12；由所述第二电热装置12将所述第二阶段气体的温度调节到第二预设值后，得到第三阶段气体；其中所述第二预设值小于所述第一预设值。
本发明实施例的乙烯脱除装置，由第一电热装置11、催化剂装置13和第二电热装置12组成了吸收塔1，通过吸收塔1的连续作用，有效降低了待净化气体中的乙烯浓度，提高了乙烯脱除效率，增加了经济效益，且乙烯脱除后产生二氧化碳和水，避免了处理后出现副作用的问题。
其中，本发明实施例的乙烯脱除装置还可以包括：
与所述第一电热装置11连接的气泵2，所述气泵2从外部吸入所述待净化气体，并送入所述第一电热装置11。
此时，作为动力部件，气泵2可以强制外部设备中待净化的气体进入第一电热装置11，进而通过催化剂装置13脱除待净化气体中的乙烯，达到净化的目的。
进一步的，如图2所示，气泵2具有上管道21和下管道22，其中上管道21为出气，下管道22为进气，气泵2通过下管道22从外部吸入待净化气体，并通过上管道21将待净化气体传送给第一电热装置11。
其中，如图3、图4所示，本发明实施例的乙烯脱除装置还可以包括：
与外部设备进行气体交换的进气管31和出气管32；
与所述第一电热装置11连接的第一管道111；
与所述第二电热装置12连接的第二管道121；
其中所述第一管道111通过第一开关41与所述进气管31或所述出气管32连接；所述第二管道121通过第二开关42与所述出气管32或所述进气管31连接。
此时，当第一管道111与进气管31连接、第二管道121与出气管32连接时，外部气体通过进气管31及第一管道111后，顺序经过第一电热装置11、催化剂装置13及第二电热装置12，并通过第二管道121及出气管32排出到外部设备中，相应的，当第一管道111与出气管32连接、第二管道121与进气管31连接时，外部气体通过进气管31及第二管道121后，顺序经过第二电热装置12、催化剂装置13及第一电热装置11，并通过第一管道111及出气管32排出到外部设备中。
通过进气管31和出气管32的作用，可以使待净化气体从外部设备吸入到吸收塔1内，经催化剂作用后再排出到外部设备，形成一条循环通路，经过反复作用，有效提高了脱除乙烯的效率，且在需要时可以通过第一开关41和第二开关42转换第一电热装置11、第二电热装置12与进气管31、出气管32的连接关系，增加了设备的实用性。
其中，如图4所示，气泵2所在的标记位置放大后的结构如图3所示，气泵2设置在进气管31的预设位置上，装置通过气泵2将外部气体吸入并送入与进气管31连接的第一电热装置11或者第二电热装置12。
优选的，所述第一开关41和所述第二开关42均为两项选择开关；
其中，所述第一开关41包括第一位置A和第二位置B，且所述第一开关41选择所述第一位置A时，所述第一管道111与所述进气管31连接；所述第一开关41选择所述第二位置B时，所述第一管道111与所述出气管32连接；
其中，所述第二开关42包括第三位置C和第四位置D，且所述第二开关42选择所述第三位置C时，所述第二管道121与所述出气管32连接；所述第二开关42选择所述第四位置D时，所述第二管道121与所述进气管31连接。
此时，通过调节第一开关41和第二开关42的位置，可以轻易地转换第一管道111、第二管道121与进气管31、出气管32的连接关系，从而实现吸收塔1的进出口气体转换。
当本发明实施例的装置应用于气调冷库时，从气调冷库吸入的低温气体经过吸收塔1的作用后被加热，如果加热后的气体直接进入气调冷库会引起库温的变化，加大制冷机组的工作量，而通过调节第一开关41和第二开关42，将吸收塔1的进出口气体来回切换，也就是将冷热管道来回切换，可以使出口气 体不至于太热，进口气体有一个预热效果，从而达到节能目的。
其中，所述第一开关41位于所述第一位置时，所述第二开关42位于所述第三位置；所述第一开关41位于所述第二位置时，所述第二开关42位于所述第四位置。
本发明的具体实施例中，所述第一电热装置11及所述第二电热装置12分别包括顺序连接的预设级变温场，其中从第一级变温场到最后一级变温场的温度逐渐升高，所述第一级变温场的温度为所述第二预设值，所述最后一级变温场的温度为所述第一预设值；所述第一电热装置11及所述第二电热装置12的最后一级变温场分别与所述催化剂装置13连接。
此时，待净化气体顺序经过第一电热装置11/第二电热装置12、催化剂装置13和第二电热装置12/第一电热装置11时，先分段加热至第一预设值，经催化剂作用后再逐步降温至第二预设值，使反应中心的温度达到第一预设值，而吸收塔进出口气体的温度都不超过第二预设值，既达到了理想的反应效果，又不会给外部设备增加明显的热负荷。
其中，所述催化剂装置13包括：
用于承载催化剂的催化剂承载装置。
其中，催化剂承载装置可以采用不锈钢材料制成。
具体的，如图5所示，所述催化剂承载装置包括形成为网面的第一面和第二面，其中所述第一面与所述第二面分别朝向相反的方向。
此时，第一面和第二面中间为催化剂，形成为网面的第一面和第二面既防止了催化剂泄露流失，又保持了良好的通透性，便于气体充分接触催化剂，使混合气体中的乙烯充分反应，达到最好的脱除乙烯的效果。
其中，催化剂的成分可以为含有氧化钙、氧化钡、氧化锶的特殊活性银，能够将乙烯在高温250℃的环境下分解成二氧化碳和水，反应公式为：
C2H4+O2→CO2+H2O
另外，所述催化剂装置13还可以包括换料口6，以方便使用。
进一步的，本发明实施例的乙烯脱除装置还可以包括：
与所述第二电热装置12连接，用于检测所述第三阶段气体中乙烯浓度的乙烯检测仪5。
此时，通过乙烯检测仪5可以实时监测气体通过吸收塔后的乙烯浓度，进而适时调整装置，例如当检测到乙烯浓度低于第一设定值后控制装置关闭，或者在乙烯浓度超过第二设定值后控制装置开启，方便了用户的使用，增加了装置的实用性和便利性。
下面对本发明的具体实施例举例说明如下。
如图7、图8所示，本发明实施例的乙烯脱除装置包括进气管31，出气管32，气泵2，第一电热装置11，与第一电热装置11连接的催化剂装置13，与催化剂装置13连接的第二电热装置12，第一管道111，第二管道121，还包括设置于出气管32上的乙烯检测仪5、设置于催化剂装置上的换料口6，第一电热装置11、催化剂装置13和第二电热装置12组成了吸收塔1；
其中所述第一管道111通过第一开关41与所述进气管31或所述出气管32连接；所述第二管道121通过第二开关42与所述出气管32或所述进气管31连接。
第一开关41和第二开关42均为两项选择开关，且第一开关41位于第一位置时，第一管道111与进气管31连接，此时第二开关42位于第三位置，第二管道121与出气管32连接，而第一开关41位于第二位置时，第一管道111与出气管32连接，此时第二开关42位于第四位置，第二管道121与进气管31连接；
其中第一电热装置11和第二电热装置12分别包括顺序连接的四级变温场，从第一级变温场到最后一级变温场的温度逐渐升高，第一级变温场的温度为第二预设值15℃，第二级变温场的温度为80℃，第三级变温场的温度为150℃，最后一级变温场的温度为第一预设值250℃，第一电热装置11和第二电热装置12的最后一级变温场分别与催化剂装置13连接；
当第一开关41位于第一位置，且第二开关42位于第三位置时，气泵2通过进气管31将待净化气体吸入，并通过第一管道111送入第一电热装置11，由第一电热装置11通过四级变温场将气体逐步加热至250℃，然后由催化剂装置13将气体中的乙烯分解成二氧化碳和水，并送入第二电热装置12，由第二电热装置12通过四级变温场将气体逐步降温到15℃，并通过第二管道121将气体送入气泵2的出气管32，经过乙烯检测仪5后排出；
当切换第一开关41和第二开关42的位置，即使第一开关41位于第二位置，且第二开关42位于第四位置时，气泵2通过进气管31将待净化气体吸入，并通过第二管道121送入第二电热装置12。由第二电热装置12将气体加热至250℃，然后由催化剂装置13将气体中的乙烯分解成二氧化碳和水，并送入第一电热装置11，由第一电热装置11将气体降温到15℃，并通过第一管道111将气体送入出气管32，经过乙烯检测仪5后排出；
本发明实施例的乙烯脱除装置，通过吸收塔1的连续作用，有效降低了待净化气体中的乙烯浓度，提高了乙烯脱除效率，且乙烯脱除后产生二氧化碳和水，避免了处理后出现副作用的问题。
如图6所示，为本发明实施例的乙烯脱除装置的一种应用场景，吸收塔1通过进气管31和出气管32与冷库连接。先由气泵2将冷库中的待净化气体吸入到第一电热装置11，再由第一电热装置11将待净化气体温度加热到第一预设值，并送入催化剂装置13，经催化剂装置13作用后将气体中的乙烯分解成二氧化碳和水，并送入第二电热装置12，然后由第二电热装置12将气体的温度降低到第二预设值，并送入乙烯检测仪5，最后经过乙烯检测仪5检测后排放到冷库中。有效降低了待净化气体中的乙烯浓度，提高了乙烯脱除效率，且乙烯脱除后产生二氧化碳和水，避免了处理后出现副作用的问题。
其中，本发明实施例的乙烯脱除装置可以为长方体形，其中长为0.5-0.7米，宽为0.5-0.8米，高为1.5-2.0米，功率为2.5kw-6.5kw，所接电压为230V或者400V，经检测，每小时能为200-500吨常见果蔬脱除外源乙烯，最高能达到精度0.01ppm，有效提高了乙烯脱除效率。
本发明实施例的乙烯脱除装置虽然一次性投资较大，但可以连续自动运转，脱除效率高，同时还可将果蔬所释放的多种有害物质和芳香气体除掉，如醇类、酯类、醛类、酮类和烃类等，适合现代化的条件接收CA装置使用。
由于本实施例的乙烯脱除装置应用于冷库，因此，本发明实施例还提供了一种冷库，包括：如上述实施例中所述的乙烯脱除装置。其中，上述乙烯脱除装置的所述实现实例均适用于该冷库的实施例中，也能达到相同的技术效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。