CN106732488A - 一种载甲醛活性炭再生和解吸气淬灭同步进行的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载甲醛活性炭再生和解吸气淬灭同步进行的方法和装置，在再生装置内放入金属粉末或者金属丝利用微波诱导金属放电同时实现了载甲醛活性炭的再生和解吸气的淬灭。本发明有两大优势，第一：微波诱导金属放电的热效应——短时间内释放大量的热，引起周围环境温度的急速升高，可提高活性炭再生速率；等离子体现象——离子体对化学反应具有一定的催化作用，而金属放电激发产生等离子体，加快降解脱附产生的甲醛，并产生不定型碳附着沉积在再生活性炭表界面内，对再生活性炭起到改性活化作用；第二：从经济性和再生装置角度出发，活性炭再生和解吸气淬灭在同一装置内同时进行，省去了再生后解吸气的处理步骤，从而节省了再生成本。

Description

一种载甲醛活性炭再生和解吸气淬灭同步进行的方法和装置

技术领域

本发明涉及节能减排技术领域，特别是涉及一种载甲醛活性炭再生和解吸气淬灭同步进行的方法和装置。

背景技术

室内空气中甲醛已经成为影响人类身体健康的主要污染物，特别是冬天的空气中甲醛对人体的危害最大。我国家庭空气中的甲醛来源主要有以下几个方面：(1)用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材。生产人造板使用的胶粘剂以甲醛为主要成分，板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，是形成室内空气中甲醛的主体。(2)用人造板制造的家具。一些厂家为了追求利润，使用不合格的板材，或者在粘接贴面材料时使用劣质胶水，板材与胶水中的甲醛严重超标。(3)含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料，如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、油漆和涂料等。

随着我国经济高速发展，人民生活水平不断提高，甲醛危害人们的身体健康和生活质量，怎样解决这一问题成了社会关注的热点。像这种低含量甲醛空气的净化，目前普遍采用吸附法处理，使用较多并且较为成熟的就是活性炭吸附法。但是活性炭价格较高，如果不对吸附后的活性炭进行再生及回收处理，成本必然相对较高，而且废活性炭还会产生二次污染等问题。因此经济高效的活性炭再生技术是降低活性炭吸附法治理甲醛废气成本的关键。

活性炭再生有加热再生法、生物再生法、电化学再生法、超声波再生法、微波辐射再生法、超临界流体再生法、光催化再生法等几种再生方法。这里主要对微波辐射再生法作出分析，微波辐射再生活性炭的再生效率，主要取决于微波功率、微波辐照时间、活性炭吸附量等因素。微波功率低，辐照时间短，活性炭活化不明显；微波功率大，辐照时间长，活性炭烧损严重，所以应选择合适的微波功率和辐照时间。微波辐照过程使在活性炭孔隙中吸附的有机污染物急剧分解、挥发，产生较大的蒸汽压，爆炸压出，造成多孔结构，使再生的活性炭具有极好的吸附能力。但是，微波辐射再生法，还需处理活性炭再生后的解吸气，主要有催化燃烧、冷凝收集、吸收液吸收等方法。这就使得再生装置复杂化，也增加了再生成本。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种载甲醛活性炭再生和解吸气淬灭同步进行的方法和装置，在再生装置内放入金属粉末或者金属丝利用微波诱导金属放电实现了载甲醛活性炭再生和解吸气淬灭的同时进行。而微波诱导金属放电的热效应在短时间内释放大量的热，引起周围环境温度的急速升高，可提高活性炭再生速率。金属放电等离子体现象——离子体对化学反应具有一定的催化作用，而金属放电激发氮气产生等离子体，加快降解脱附产生的甲醛。这两点加快了活性炭再生速率。再生和解吸气淬灭在同一装置内同时进行，省去了再生后解吸气的处理步骤。

本发明所采用的技术方案是：

本装置设有密封储料仓，用于接收和暂时储存吸附饱和待再生的活性炭；储料仓下设有密封给料器，给料器可以控制给料速度，保证再生装置内料位正常；活性炭经过给料装置进入再生装置，再生装置布置有微波发生器，提供再生能量；再生装置上布置有抽气口，用于将再生解吸及降解后的尾气及时排除再生装置；活性炭在再生装置内的停留时间通过控制出料装置的出料速度加以控制；再生完毕后的活性炭进入筛分装置进行筛分，金属送回料仓反复循环使用，筛粉分离后的活性炭回用；从抽气口抽出的尾气经过分离装置出去大部分的固体颗粒，经过风机输送至尾气终端处理装置净化使用或排放。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方法应用后能加快活性炭再生速率，提高再生处理量，并将再生和解吸气淬灭在同一装置内同时进行，省去了再生后解吸气的处理步骤。

附图说明

图1为活性炭再生和解吸气淬灭同步进行的工艺流程图；

图2为活性炭再生和解吸气淬灭同步进行装置示意图。

图中，1、密封储料仓，2、密封给料机，3、再生装置，4、微波磁控管，5、抽气口，6、出料螺旋，7、金属-活性炭分离装置，8、储料罐，9、除尘装置，10、风机，11、尾气净化装置。

具体实施方式

具体实施方式1：

1.预先制备吸附饱和的载甲醛活性炭，并计算出活性炭吸附量加以记录。

2.进行不放金属丝(金属粉末)的空白试验，即单纯的微波辐射再生作为对照。称取5g载甲醛活性炭置入再生装置3并密封，再把再生装置3放在微波炉内并连接好管路，微波启动前通入50ml/min的氮气吹扫管路和装置内的空气，一直保持吹扫至实验结束。实验结束后对解吸气净化处理。分别考察不同微波功率、再生时间、活性炭粒径等条件下微波再生后活性炭的吸附特性、活性炭的孔隙结构以及活性炭失量等基本物化特性分析。

3.称取5g载甲醛活性炭和适量金属丝(金属粉末)共同置入再生装置3并密封，金属丝(金属粉末)埋在活性炭床层中。再把再生装置3放在微波炉内并连接好管路，微波启动前通入50ml/min的氮气吹扫管路和装置内的空气，一直保持吹扫至实验结束。分别考察不同微波功率、再生时间、活性炭粒径、金属量等条件下微波再生后活性炭的吸附特性、活性炭的孔隙结构以及活性炭烧灼失量等基本物化特性分析。使用再生后的活性炭进行甲醛的穿透曲线，并与原始活性炭和单纯微波辐射再生后的活性炭进行比较，定性分析实验数据。

4.收集不同时段的产气，进行定性分析。考察甲醛解吸气是否降解完全。

5.经过实验对比，添加金属后载甲醛活性炭再生时间缩短30％，再生后活性炭吸附率有小幅提升，烧灼损失率在1％以下，属可接受范围，排放尾气中甲醛含量3vol.％以下。

具体实施方式2：

1.预先制备吸附饱和的载甲醛活性炭，并计算出活性炭吸附量加以记录。

2.称取50kg载甲醛活性炭和金属丝(质量比49:1)共同置入再生装置上的储料料斗1，微波再生装置3最大连续处理量为100kg/h，通过控制进料2和出料装置6转速进行调控；微波磁控管4输出功率0-10kW连续可调。微波启动前通入3L/min的氮气吹扫再生装置3，一直保持吹扫至实验结束。分别考察不同微波功率、再生时间等条件下微波再生后活性炭的吸附特性、活性炭的孔隙结构以及活性炭烧灼失量等基本物化特性分析。

3.再生后的活性炭经过金属-活性炭分离装置7后进入储料罐8储存待用。使用再生后活性炭进行甲醛的穿透曲线，并与原始活性炭进行比较，定性分析实验数据。

4.收集不同时段的抽气口5产气，进行定性分析。考察甲醛解吸气是否降解完全。

5.尾气经过风机10抽取，经过除尘9和净化装置11后排放；

6.经过连续试验对比，添加金属后载甲醛活性炭再生后活性炭吸附率有小幅提升，烧灼损失率在2％以下，排放尾气中甲醛含量5vol.％以下。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种载甲醛活性炭再生和解吸气淬灭同步进行的方法和装置，其特征在于：利用微波诱导金属放电同时实现载甲醛活性炭的再生和解吸气的淬灭；微波诱导金属放电的热效应和等离子体效应，大幅提高活性炭再生速率并加速脱附甲醛的降解，产生的不定性碳实现再生活性炭的改性活化；活性炭再生和解吸气淬灭在同一装置内同时进行。

2.根据权利要求1所述的微波诱导金属放电所用金属，其特征在于：可以是带尖端的不规则形状或定制加工的能形成稳定放电的金属件；熔点高于1500℃，多次使用后放电尖端不熔融，能稳定放电。

3.根据权利要求1所述的金属放电，其特征在于：金属放电的整体强度可以通过控制微波功率及添加放电用金属的数量加以控制，进而控制活性炭的再生时间、再生装置出口甲醛的排放浓度，以及甲醛降解产生不定性碳对再生活性炭的改性程度。

4.根据权利要求1所述的微波再生装置，其特征在于：再生装置内衬使用耐高温材质制成，能长期在高温下运行；具有温度测定和尾气排放监测功能，并实时反馈给控制系统，对再生活性炭进口速度、金属添加量、微波功率等进行控制，保证再生温度和甲醛排放浓度要求。