[其他]活性炭强制放电再生技术及其设备

说明书

本发明属于化工分离技术，或水和废水净化技术。

活性炭广泛应用于工农业生产和环境保护方面。主要利用它特有的吸附性能，可以吸附毒素、有害物质、重金属等，达到药物、食品的脱色精制，稀有金属的提纯，空气和水的净化，消除环境污染。

随着活性炭应用技术发展的同时，进行了对饱和炭的再生方法与再生装置的研究工作。到目前，粒状活性炭恢复活性的方法，主要有四类，即化学法、生物法、湿式空气氧化法和加热法，其中加热再生法已是得到普遍采用的一类方法。

用于城市污水和有机工业废水处理的饱和炭，吸附的多为热分解型和难脱附型的有机物，且吸附周期较长，必须经过高温炭化（450℃以上），活化再生（850℃以上），才能使活性炭的吸附能力恢复，因此，高温加热再生法多用于水的净化处理后饱和炭的再生活化，效果较为显著，成为最有效的方法。

高温加热再生装置一般需经三个阶段来完成再生工艺，即有：

干燥阶段一加热温度150～300℃，对湿炭进行脱水干燥；

焙烧阶段一加热温度300～600℃，对被吸附的有机物进行热分解，炭化或气化，达到脱附；

活化阶段一加热温度600～900℃，对炭化了的表面用水蒸汽或二氧化碳气体进行活化。

加热再生装置有许多种形式，其中直接通电式再生装置是较先进的。

日本1980年3月发表的特许公报11606号，介绍中尾康三郎于1976年研制成功的“直接通电式活性炭再生装置”，美国一 1981年4月发表的4261857号专利说明书，介绍了日本Na－Kao于1978年研制成功的“活性炭的再生技术及设备”都是较先进的。但是，其加热再生装置体型高大，构造复杂；饱和炭在装置内停留时间较长；能耗较多；再生损失仍偏大，操作仍不够简便。

本发明旨在提供一个装置构造简单，再生效率高，再生损失少，操作容易，节省能源消耗的高温加热再生技术和装置。

一般直接通电加热再生装置是利用活性炭自身导电、炭自身具有的电阻和炭粒间具有的接触电阻，使炭产生焦耳热，逐渐达到再生温度，再通入水蒸汽进行活化。

本发明的技术特征在于用控制能量的、使炭粒间强制形成的电弧，对饱和炭进行强制放电，放电频率在3000次／分左右，使其在极短时间内不需通入水蒸汽而达到再生活化。

强制放电再生过程可以达到下述功能：

将吸附的有机物气化、炭化；

放电形成紫外线，使炭粒间空气中的氧有部分产生臭氧，对吸附物起放电氧化作用；

放电弧隙中的气体热游离和电锤效应使活性炭吸附物被瞬间电离而分解；

吸附水在瞬间成为过热水蒸汽，进行水性氧化反应。

本发明与国内外具有工业实用条件的直接通电再生装置的技术性能对比情况，见附表。

由此可见，本发明的技术经济方面的优点在于：

当再生量在70～90公斤／时的情况下，本发明的再生装置体积仅为洗衣机大小，炉容量为同类型日本再生装置的1／9；

通常再生工艺过程需干燥、焙烧、活化三个阶段，本发明可一次完成。对进入装置的饱和炭的水分无严格限制，进入前的湿炭不需做干燥预处理；

对再生装置无密闭要求，不需与外界隔绝空气；

加热时间为0.166小时（10分钟），短于其他装置；

再生损失率不及2％，吸附恢复率高，以碘值计达96～100.4％。

不需要通入水蒸汽等活化气体；

能量消耗可节省，当干基含水率为6％的干废炭，加热到850℃耗电量为0.18千瓦、小时／公斤炭（154.9大卡／公斤炭），当干基含水率为76％的废炭，加热至850℃，耗电量为0.80千瓦·小时／公斤炭，为日本同类型再生装置能耗量的1／2。

其再生质量检验指标，按碘值恢复率计，为96～100.4％，较一般直接电流加热再生装置为佳。用美国PERKIN－ELMER公司生产的PH1595型多功能探针所作的俄歇电子图象见附图（1）及离子质谱图象见附图（2），能科学地反映再生前后炭表面元素情况。由图象可见，再生后的炭表面上有机物和无机物均得到较彻底的去除。

本发明的再生装置对再生量由0.5公斤／时适合实验室工作的小型装置至大到可以制造多种生产量的系列产品。