专利名称:活性炭强制放电再生技术及其装置的制作方法
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-加热温度150～300℃，对湿炭进行脱水干燥;
焙烧阶段-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-加热温度600～900℃，对炭化了的表面用水蒸气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-1981年4月发表的4261857号书，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及离子质谱图象，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。(见图-1、图-2)。
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。
本发明再生装置的构造见附图。3.炉体(1)按再生量大小可设计成斗形或槽形，下部为倒锥体，饱和炭由两对称设置的石墨(或金属)电极(2)间通过，采用三相380伏交流电，经变压、整流后为直流电源(3)，饱和炭由上部进料装置(4)投入，由炉下部设有可控炭量的排出口(5)出炭，废气由炉顶排气罩(6)引至废气处理设备，电极间设热电偶(7)，连接电源电压控制器(8)，使炉温自动控制在要求的温度范围内，炉底部设可控的强制放电激发装置(9)。
最佳实施方案1、炉体型式小型炉为方斗型，大型炉为槽型，底部均为倒锥体，两侧为石墨或金属极板，饱和炭由上部进入，再生炭由底部排出，即完成再生，炉底部设置强制激发装置。
2、炉体材料可按粘土耐火砖配方烧制定型炉体，或用耐热混凝土制作。其外层衬岩棉保温层及绝缘层，再由钢板固定。
3、电源采用三相380伏交流电，经变压、整流为直流电源，接电极，用热电偶测温并接电源电压控制器，使炉温自动控制在要求范围。
本发明与国内外直接电流加热再生炉比较表 附表
权利要求
1.活性炭再生放电方法，其特征在于用强制放电加热再生装置控制能量，使炭粒间强制形成的电弧，对饱和炭进行强制放电，使其在极短时间内达到再生活化。
2.根据权利要求
1所述活性炭强制放电方法，其特征在于对活性炭放电的频率为3000次/分左右。
3.根据权利要求
1和2所述，其特征是对活性炭加热时间为5～10分钟。
4.根据权利要求
1所述，其特征在于干燥、焙烧、活化三个阶段可一次完成，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。
5.根据权利要求
1和4所述，其特征是强制放电再生过程不需通入水蒸汽即达到再生活化。
6.根据权利要求
1所述的强制放电加热再生装置，其特征是再生炉体为方斗形或槽形，底部为倒锥形，石墨或金属电极于两侧对称设置，被再生的炭由上部进入，底部排出。
7.根据权利要求
6所述的活性炭再生装置，其特征在于在设备底部设置可控的强制放电激发装置。
8.根据权利要求
6和7所述的活性炭再生装置，其特征是无密闭要求，可敞开运行与空气接触。
9.根据权利要求
6所述，其特征在于此再生装置可制造再生量0.5公斤/时以上多种生产量的系列产品。
专利摘要
活性炭强制放电再生技术及其装置，属化工分离技术，或水和废水净化技术。
文档编号H05B3/60GK85100619SQ85100619
公开日1985年12月20日 申请日期1985年4月2日
发明者翁元声 申请人:中国市政工程西北设计院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan