CN101444693B - 活性碳纤维变电压脱附气体的方法 - Google Patents
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Abstract
活性碳纤维变电压脱附气体的方法，它涉及一种活性碳纤维脱附气体的方法。本发明解决了现有技术中耗能高的问题。方法：吸附床两端依次通过4～6V的交流电压加热28～32秒、8～12V的交流电压加热28～32秒、13～17V的交流电压加热28～32秒、18～22V的交流电压加热28～32秒、13～17V的交流电压加热，温度达到70～72度后将13～17V的电压变成4～6V的电压继续加热，维持碳纤维的温度在69～71度，8～12分钟后，即可将质量百分比为90％～99％的气体脱附出来。本发明方法脱附时间短、耗能低、操作简单、工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种活性碳纤维脱附气体的方法。
背景技术
20世纪70年代前，在国内活性炭(活性碳纤维)的应用主要集中于糖、药和味精工业；20世纪80年代后，扩展到水处理和环保等行业；20世纪90年代，扩大到溶剂回收、食品饮料提纯、空气净化、脱硫、载体、医药、黄金提取及半导体应用等领域。现今活性炭以粒子吸附载体的形式广泛应用于对气体、有机物、无机单质和金属元素的分离方面。然而，活性炭(活性碳纤维)在吸附饱和后，一般都会将其抛弃、掩埋或焚化处理掉，这些使用后吸附有大量有机物质、有害物质的废弃活性炭，若因处理、处置不当，易造成“二次污染”。因此废弃的活性炭在处置上必须慎重。活性炭脱附、活化再生，是在不破坏活性炭的前提下，将吸附于活性炭微孔的吸附质子、有机物进行剥离，同时打开活性炭微晶、晶隙、碳孔，恢复其吸附性能，达到重复使用的目的，因此，使用科学易行的方法，让其再生回复性能并多次重复使用，就工业减废、防治污染、资源回收而言，有着明显的经济效益及社会效益。
目前，公知的活性炭(活性碳纤维)脱附气体的方法主要有升温脱附、减压脱附、冲洗脱附、置换脱附、磁化脱附和超声波脱附。传统的脱附方法为减压脱附，即通过真空泵降低系统的压力进行脱附，这样既费时又耗费了很大的能量。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有活性碳纤维脱附气体的方法耗能高的问题，而提供一种活性碳纤维变电压脱附气体的方法。
活性碳纤维变电压脱附气体的方法按以下步骤实现：一、吸附床两端依次通过4～6V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到29～31℃，然后降至室温；二、8～12V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到44～46℃，然后降至室温；三、13～17V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到 70～72℃，然后降至室温；四、18～22V的交流电压加热28～32秒，括性碳纤维温度达到110℃，然后降至室温；五、13～17V的交流电压加热，温度达到70～72℃后将13～17V的电压变成4～6V的电压继续加热；六、维持碳纤维的温度在69～71℃，8～12分钟后，即可将质量百分比为90％～99％的气体脱附出来。
本发明所使用的吸附床为圆柱形的，直径为10cm，长度为40cm，内部装有208.3g活性碳纤维，碳纤维的结构为：直径1-5μm，长度为20mm～24mm。
应用电压可以减少脱附时间，而且可以节省能量。在同样能耗的情况下，电压脱附比减压脱附增加了15％～20％的脱附量。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式活性碳纤维变电压脱附气体的方法按以下步骤实现：一、吸附床两端依次通过4～6V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到29～31℃，然后降至室温；二、8～12V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到44～46℃，然后降至室温；三、13～17V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到70～72℃，然后降至室温；四、18～22V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到110℃，然后降至室温；五、13～17V的交流电压加热，温度达到70～72℃后将13～17V的电压变成4～6V的电压继续加热；六、维持碳纤维的温度在69～71℃，8～12分钟后，即可将质量百分比为90％～99％的气体脱附出来。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中吸附床两端通过4.5～5.5V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中吸附床两端通过4V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中吸附床两端通过6V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中吸附床两端通过5V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中吸附床 两端加热29～31秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中吸附床两端加热28秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中吸附床两端加热32秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中吸附床两端加热30秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中吸附床两端通过9～11V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中吸附床两端通过8V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中吸附床两端通过12V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中吸附床两端通过10V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中吸附床两端加热29～31秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中吸附床两端加热28秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中吸附床两端加热32秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中吸附床两端加热30秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中吸附床两端通过14～16V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中吸附床两端通过13V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中吸附床两端通过17V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中吸附床两端通过15V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中吸附床两端加热29～31秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中吸附床两端加热28秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中吸附床两端加热32秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中吸附床两端加热30秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中吸附床两端通过19～21V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中吸附床两端通过18V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中吸附床两端通过22V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式二十九：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中吸附床两端通过20V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中吸附床两端加热29～31秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中吸附床两端加热28秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中吸附床两端加热32秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤四中吸附床两端加热30秒。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤五中吸附床两端通过14～16V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤五中吸 附床两端通过13V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤五中吸附床两端通过17V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤五中吸附床两端通过15V的交流电压加热。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤五中碳纤维的温度达到70℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三十九：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤六中碳纤维的温度达到72℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四十：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤六中碳纤维的温度达到71.57℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤六中碳纤维的温度达到69℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤六中碳纤维的温度达到71℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤六中碳纤维的温度达到70℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是吸附床为圆柱形；其中吸附床的直径为10cm，长度为40cm。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四十五：本实施方式与具体实施方式一不同的是吸附床的内部装有200～210g活性炭纤维。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四十六：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的直径为1～5μm，长度为20mm～24mm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式四十七：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的直径为2～4μm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式四十八：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的直径为1μm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式四十九：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的直径为5μm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式五十：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的直径为3μm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式五十一：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的长度为21mm～23mm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式五十二：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的长度为22mm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式五十三：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的长度为20mm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式五十四：本实施方式与具体实施方式四十五不同的是活性炭纤维的长度为24mm。其它与具体实施方式四十五相同。
具体实施方式五十五：本实施方式活性碳纤维变电压脱附气体的方法按以下步骤实现：一、吸附床两端通过5V的交流电压加热30秒后，降至室温；二、吸附床两端通过10V的交流电压加热30秒后，降至室温；三、吸附床两端通过15V的交流电压加热30秒后，降至室温；四、吸附床两端通过20V的交流电压加热30秒后，降至室温；五、吸附床两端通过15V的交流电压加热，碳纤维的温度达到71.57度后，马上将15V的电压变成5V的电压继续加热；六、维持碳纤维的温度在70度，10分钟后，即可将质量百分比为96％的气体脱附出来。
本实施方式中活性碳纤维吸附的气体为二氧化碳；其中活性碳纤维吸附二氧化碳采用下述方法：活性碳纤维首先在真空环境中加热到150度进行脱气干燥，维持1小时后，将活性碳纤维冷却到室温进行吸附实验。在室温时，吸附床吸附的二氧化碳的质量为20～25g。
吸附完成后，将活性碳纤维冷却到室温，进行脱附操作。每次通电加热脱附完成后，都要将活性碳纤维降低到室温，在真空环境中加热到150度进行脱气干燥，维持1小时后，将活性碳纤维冷却到室温进行吸附实验，吸附完成后，再将活性碳纤维冷却到室温，进行通电加热脱附操作，如此循环。
Claims (10)
1.活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于活性碳纤维变电压脱附气体的方法按以下步骤实现：一、吸附床两端依次通过4～6V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到29～31℃，然后降至室温；二、8～12V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到44～46℃，然后降至室温；三、13～17V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到70～72℃，然后降至室温；四、18～22V的交流电压加热28～32秒，活性碳纤维温度达到110℃，然后降至室温；五、13～17V的交流电压加热，温度达到70～72℃后将13～17V的电压变成4～6V的电压继续加热；六、维持碳纤维的温度在69～71℃，8～12分钟后，即可将质量百分比为90％～99％的气体脱附出来。
2.根据权利要求1所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于步骤一中吸附床两端通过5V的交流电压加热。
3.根据权利要求2所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于步骤二中吸附床两端通过10V的交流电压加热。
4.根据权利要求3所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于步骤三中吸附床两端通过15V的交流电压加热。
5.根据权利要求4所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于步骤四中吸附床两端通过20V的交流电压加热。
6.根据权利要求5所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于步骤五中吸附床两端通过15V的交流电压加热。
7.根据权利要求6所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于步骤五中碳纤维的温度达到71.57℃。
8.根据权利要求7所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于步骤六中维持碳纤维的温度在70℃。
9.根据权利要求8所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于吸附床为圆柱形；其中吸附床的直径为10cm，长度为40cm。
10.根据权利要求9所述的活性碳纤维变电压脱附气体的方法，其特征在于活性炭纤维的直径为1～5μm，长度为20mm～24mm。
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