一种以HCl分子为二次激发对象的等离子体活性炭再生方法与流程

文档序号:15939955发布日期:2018-11-14 02:59阅读:278来源:国知局
本发明涉及环境工程中的固体废弃物处理领域,具体为一种以hcl分子为二次激发对象的等离子体活性炭再生方法。
背景技术
活性炭在环境保护、工业与民用方面己被大量使用,并且取得了相当的成效,然而活性炭在吸附饱和而失去吸附能力后,即变成了一种新的固体废物。同时活性炭价格昂贵,每次更换新炭,就会提升企业的运行成本,所以必须要考虑对饱和活性炭进行再生利用,以达到循环经济的目的。活性炭的再生方法有很多种,例如:加热再生法、生物再生法、湿式氧化法、溶剂再生法、电化学再生法、催化湿式氧化法等。其中加热再生法是应用最多,工业上最成熟的活性炭再生方法。而加热再生法一般包括干燥、高温炭化及活化三个阶段,其工序和设备较为复杂,且脱附的污染物质会形成一定程度的二次污染。因此急需开发一种简单高效、无二次污染的活性炭再生工艺。技术实现要素:本发明的目的是为了解决活性炭加热再生法的不足之处,提供一种简单高效、无二次污染的活性炭再生工艺。本发明的技术方案如下:(1)将废弃的活性炭用清水反复浸泡清洗直至出水清澈,继续用5%~10%稀盐酸溶液浸泡1~2h,对上述活性炭进行固液分离;(2)用高压电场激发氮气生成能量密度为3300~3400w/cm2的一次等离子体,并用上述一次等离子体轰击固液分离后的废弃活性炭,使其温度上升至1450~1500℃,并维持该温度40~45min;(3)上述温度能够使活性炭表面的有机污染物沸腾汽化脱附,氮气所激发的等离子体所携带的能量被活性炭孔隙中的hcl分子吸收,大量的能量吸使得活性炭孔隙中形成了急剧膨胀的二次等离子体而产生冲击波,冲击波使得活性炭孔隙中的污染物质被剔除,从而使其恢复吸附性能;(4)hcl分子所激发的二次等离子体中携带了大量氯自由基及高能电子,具有极强的氧化能力,能够无选择性地降解活性炭所脱附的污染物质,同时氯自由基提高了活性炭表面酸性官能团的数量,使其表面更具亲水性,从而使零电荷点大大降低,有利于极性物质的去除。(5)上述活性炭最终经水冷、干燥后得到产品再生活性炭。其中:将废弃活性炭用清水反复浸泡清洗后,需要用5%~10%稀盐酸溶液浸泡1~2h。其中:氮气所激发的一次等离子体的能量密度为3300~3400w/cm2。其中:再生温度1450~1500℃,再生时间40~45min。其中:一次等离子体所携带的能量被活性炭孔隙中的hcl分子吸收生成二次等离子体,二次等离子体产生过程中形成的冲击波将活性炭孔隙中的污染物质剔除。其中:二次等离子体中携带了大量氯自由基及高能电子,具有极强的氧化能力,能够无选择性地降解活性炭所脱附的污染物质。其中:氯自由基提高了活性炭表面酸性官能团的数量,使其表面更具亲水性,从而使零电荷点大大降低,有利于极性物质的去除。本发明方法将活性炭再生过程中的干燥、高温炭化及活化三个阶段合而为一,简化了活性炭再生的工序及设备;且二次等离子体中所携带的大量氯自由基不仅能够无选择性的降解活性炭脱附的污染物质,同时还能够提高活性炭表面酸性官能团的数量,更有利于极性物质的去除。具体实施方式为了便于理解本发明,下文将以“宁波雅戈尔盛泰纺织印染有限公司污水站废弃活性炭”为实施例对本发明作更全面、细致地描述,但并不作为对本发明的限定。实施例1:(1)将废弃的活性炭用清水反复浸泡清洗直至出水清澈,继续用5%稀盐酸溶液浸泡2h,对上述活性炭进行固液分离;(2)用高压电场激发氮气生成能量密度为3300w/cm2的一次等离子体,并用上述一次等离子体轰击固液分离后的废弃活性炭,使其温度上升至1450℃,并维持该温度45min;(3)上述温度能够使活性炭表面的有机污染物沸腾汽化脱附,氮气所激发的等离子体所携带的能量被活性炭孔隙中的hcl分子吸收,大量的能量吸使得活性炭孔隙中形成了急剧膨胀的二次等离子体而产生冲击波,冲击波使得活性炭孔隙中的污染物质被剔除,从而使其恢复吸附性能;(4)hcl分子所激发的二次等离子体中携带了大量氯自由基及高能电子,具有极强的氧化能力,能够无选择性地降解活性炭所脱附的污染物质,同时氯自由基提高了活性炭表面酸性官能团的数量,使其表面更具亲水性,从而使零电荷点大大降低,有利于极性物质的去除。(5)上述活性炭最终经水冷、干燥后得到产品再生活性炭。实施例2:(1)将废弃的活性炭用清水反复浸泡清洗直至出水清澈,继续用10%稀盐酸溶液浸泡1h,对上述活性炭进行固液分离;(2)用高压电场激发氮气生成能量密度为3400w/cm2的一次等离子体,并用上述一次等离子体轰击固液分离后的废弃活性炭,使其温度上升至1500℃,并维持该温度40min;(3)上述温度能够使活性炭表面的有机污染物沸腾汽化脱附,氮气所激发的等离子体所携带的能量被活性炭孔隙中的hcl分子吸收,大量的能量吸使得活性炭孔隙中形成了急剧膨胀的二次等离子体而产生冲击波,冲击波使得活性炭孔隙中的污染物质被剔除,从而使其恢复吸附性能;(4)hcl分子所激发的二次等离子体中携带了大量氯自由基及高能电子,具有极强的氧化能力,能够无选择性地降解活性炭所脱附的污染物质,同时氯自由基提高了活性炭表面酸性官能团的数量,使其表面更具亲水性,从而使零电荷点大大降低,有利于极性物质的去除。(5)上述活性炭最终经水冷、干燥后得到产品再生活性炭。通过上述步骤得到的再生活性炭与同型号的新活性炭进行“宁波雅戈尔盛泰纺织印染有限公司”污水净化的对照实验,检测结果见下表:检测项目实施例1实施例2新活性炭吸附值137mg/g137mg/g再生活性炭吸附值125mg/g128mg/g活性炭再生率91.24%93.43%综上所述,本活性炭再生方法再生效率高,值得推广。当前第1页12
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