CN103464127A

CN103464127A - 自由基簇射活性炭再生方法及装置

Info

Publication number: CN103464127A
Application number: CN2013103753003A
Authority: CN
Inventors: 陈杰
Original assignee: Hangzhou Dianzi University
Current assignee: Hangzhou Dianzi University
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: CN103464127B

Abstract

本发明公开了一种自由基簇射活性炭再生方法及装置。该装置主要由风机、高频高压电源、自由基喷嘴、不锈钢丝网、活性炭填充床、绝缘外壳、导流板、进风口和出风口构成。在该方法中，高频高压电源在自由基喷嘴施加高频高压，自由基喷嘴在气体放电过程中会产生的各种活性粒子和自由基，活性粒子和自由基穿过不锈钢丝网作用于填充床内的饱和活性炭，氧化分解吸附在活性炭表面的有机污染物，氧化分解后产物随气流从出风口排出，从而恢复活性炭的吸附性能。本发明的优点在于活性炭再生设备简易，造价低，耗能低，再生效率高，无二次污染。

Description

自由基簇射活性炭再生方法及装置

技术领域

本发明涉及化工吸附分离和污染物控制技术领域，尤其涉及一种自由基簇射活性炭再生方法及装置。

背景技术

我国“十二五”期间已全面开展重点行业治理，完善挥发性有机污染防治体系。在挥发性有机气体污染物治理中，活性炭吸附作为主要控制技术，发挥巨大作用。然而活性炭作为吸附法中的易耗品，极易吸附饱和。饱和活性炭作为危险固废，直接废弃造成资源浪费和二次污染。

饱和活性炭再生技术的开发已成为目前环保行业的研究热点之一。目前运用较为普遍的活性炭再生方法有：水蒸汽吹脱法、热再生法、超声波再生法、溶剂再生法、生物再生法等。然而上述几种再生方法存在一些缺点：再生的能耗高；再生过程中活性炭损失较大；再生后活性炭吸附能力会有明显下降；再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。这些缺点限制活性炭再生技术的推广和使用。

气体在放电过程中会产生各种活性粒子（臭氧等）和自由基（氧自由基、羟基自由基等），活性粒子和自由基可氧化分解吸附在活性炭表面的有机污染物，从而恢复活性炭的吸附性能。该方法优点在于再生设备简易，造价低，耗能低，再生效率高，无二次污染。

发明内容

本发明提供了自由基簇射活性炭再生方法及装置。该技术主要利用气体放电产生活性粒子和自由基，氧化分解吸附在活性炭上的有机污染物，从而恢复活性炭的吸附性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

自由基簇射活性炭再生方法，是将活性炭放置在填充床中，自由基喷嘴连接外置高频高压电源，不锈钢丝网接地。风机给再生反应器鼓入新鲜空气，新鲜空气经导流板均匀排气后，由自由基喷嘴喷出，活化生成活性粒子和自由基。活性粒子和自由基透过不锈钢丝网进入活性炭填充床，活性粒子和自由基氧化分解活性炭表面的有机污染物，活性炭得到再生。

实施上述自由基簇射活性炭再生方法的装置，包括风机、高频高压电源、自由基喷嘴、不锈钢丝网、活性炭填充床、绝缘外壳、再生反应器、导流板、进风口和出风口，再生反应器包覆有绝缘外壳，在再生反应器内设有活性炭填充床，活性炭填充床由不锈钢丝网隔成，其中靠近进风口的不锈钢丝网接地，自由基喷嘴正对该接地的不锈钢丝网设置，所述的自由基喷嘴与外部的高频高压电源连接，风机的出风口连接进风口，该进风口由导流板设置而成，出风口设置在活性炭填充床远离自由基喷嘴的一侧。

本发明的有益效果：再生设备简易，造价低，耗能低，再生效率高，无二次污染。

附图说明

图1是本发明中自由基簇射活性炭再生装置示意图。

图2是本发明中自由基喷嘴的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

下面结合实施例和附图详细说明本发明，但本发明并不仅限于此。

如图1所示，本发明中的自由基簇射活性炭再生装置包括风机1、高频高压电源2、再生反应器；再生反应器由绝缘外壳6覆盖，再生反应器内设活性炭填充床8，再生反应器外设有自由基喷嘴5、导流板4、进风口3和出风口9构成。风机给反应器供气，自由基喷嘴所在的不锈钢板与高频高压电源高压端连接，不锈钢丝网7接地，不锈钢丝网与自由基喷嘴相对并控制合适距离，待再生活性炭置于不锈钢丝网后的填充床内。风机给再生反应器鼓入新鲜空气，新鲜空气经导流板均匀排气后，由自由基喷嘴喷出，活化生成活性粒子和自由基。活性粒子和自由基透过不锈钢丝网进入活性炭填充床，活性粒子和自由基氧化分解活性炭表面的有机污染物，活性炭得到再生。

高频高压电源的频率大于20kHz，高压输出大于30kV。调整高频高压电源在适当的频率和电压，使其与反应器匹配。防止自由基喷嘴与不锈钢丝网之间产生电火花。

本发明方法的具体步骤如下：

步骤（1）将实际工业应用过的活性炭装在填充床中；

步骤（2）检查管道和气路后启动风机；

步骤（3）气路稳定后，启动高频高压电源，调节输出电压，使自由基喷嘴正常稳定工作，并发出嘶嘶声；

步骤（4）再生一定时间后，断开高频高压电源开关后，再关闭风机；

步骤（5）从填充床中取出活性炭，再生完毕。

实施例

失活活性炭采自某机械厂喷涂车间喷漆废气活性炭吸附处理装置，活性炭类型为块状蜂窝活性炭，每块尺寸100×100×100mm。再生反应器外壳由聚甲基丙烯酸甲酯制成，厚度10mm。再生反应器外形尺寸为350×200×200mm的长方形，外加200mm长变径。其中，活性炭填充床由不锈钢丝网隔成，尺寸为200×200×200mm，每层紧密放置4块上述失活蜂窝活性炭，放置2层共8块活性炭。自由基喷嘴距离不锈钢丝网100mm，采用不锈钢制成，喷嘴尺寸￠10×10mm。200×200mm的不锈钢板上均匀植有169只自由基喷嘴，不锈钢板厚1.5mm。不锈钢板连接外置高频高压电源，高频高压电源频率20kHz,输出电压30kV，功率1kW，再生反应器进风口端采用风管与风机相连。

再生步骤：

第一步，将4块尺寸为100×100×100mm的失活蜂窝活性炭置于填充床中；

第二步，启动风机，通入清洁空气，控制流量在200m³/h；

第三步，启动风机3min后，启动高频高压电源，自由基喷嘴稳定工作，发出“嘶嘶”声；

第三步，活性炭再生45min后，关闭高频高压电源，停止风机，取出活性炭，再生完毕。

再生效果测试：

把尺寸均为100×100×100mm的再生活性炭（AC1）与新鲜活性炭(AC2)和失活活性炭(AC3)进行吸附活性对比。具体步骤如下：

（1）将某机械厂喷涂车间喷漆废气接到吸附性能评价平台，吸附性能评价平台尺寸为200×200×200mm（外加200mm长变径），风量为200 m³/h，吸附性能评价平台前设置除漆雾设备，喷涂车间每天工作8小时；

（2）依次将AC1，AC2，AC3置于吸附性能评价平台内，测定经三种活性炭吸附后，尾气中二甲苯的浓度；

（3）统计步骤（2）中所得的数据，绘制成图2；

从图2中可得，再生后的活性炭AC1与新鲜活性炭AC2相比，吸附性能没有明显的下降，而失活活性炭AC3的吸附性能则比AC1、AC2要差许多。因此，从上述实施例可看出，自由基簇射可以有效再生活性炭。

Claims

1. 自由基簇射活性炭再生方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤（1）将实际工业吸附有机废气的饱和活性炭置于填充床中，并从进风口通入清洁空气；

步骤（2）打开高频高压电源，清洁空气通过自由基喷嘴时在气体放电作用下生成各种活性粒子和自由基，活性粒子和自由基穿过不锈钢丝网作用于填充床内的饱和活性炭，使其充分再生。

2.实现如权利要求1所述的自由基簇射活性炭再生方法的装置，其特征在于：包括风机、高频高压电源、自由基喷嘴、不锈钢丝网、活性炭填充床、绝缘外壳、再生反应器、导流板、进风口和出风口，再生反应器包覆有绝缘外壳，在再生反应器内设有活性炭填充床，活性炭填充床由不锈钢丝网隔成，其中靠近进风口的不锈钢丝网接地，自由基喷嘴正对该接地的不锈钢丝网设置，所述的自由基喷嘴与外部的高频高压电源连接，风机的出风口连接进风口，该进风口由导流板设置而成，出风口设置在活性炭填充床远离自由基喷嘴的一侧。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的绝缘外壳由聚丙烯制成。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的自由基喷嘴由不锈钢制成，其设置形式为：垂直植在不锈钢板上。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的自由基喷嘴与接地的不锈钢丝网距离100mm。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的高频高压电源频率大于20kHz，高压输出大于30kV。