本发明涉及环境保护技术领域，特别是一种基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置及再生方法。
背景技术
随着人们生活水平及环保意识的提高，在居室尤其是一些高氡浓度的地下设施内氡引起人们越来越广泛地关注，采取有效措施降低生活、工作场所氡水平已成为一项重要及有意义的工作。
使用活性炭吸附局部环境中的氡是降氡方法之一，这对科研和特殊环境有着重要的用途。活性炭不单纯可以吸附氡，对于性质类同的惰性气体同样具有较好的吸附能力。但一定质量的活性炭单次只能处理有限体积空气中的氡，为了实现局部持续降氡的目的，必须解决吸氡活性炭快速在线解吸再生的问题。
通常使用的活性炭再生方法有高温加热解吸再生法、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。在这些方法之中，人们采用最多，也最为成熟的方法是高温加热解吸再生法。
现有的高温加热解吸再生法有两种，一是利用活性炭良好的导电特性，在活性炭管两端分别加一块加热电极，通过加热电极让活性炭导电加热解吸；二是利用电热丝加热空气，利用热空气穿透活性炭并加热活性炭。这两种高温加热解吸再生法能耗大，升温缓慢，再生时间长，不能满足活性炭持续除氡过程中快速再生的要求。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置及再生方法。
本发明的技术方案是：基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置，包括微波加热炉、活性炭床、恒流泵、测氡仪、滞留炭床、温度仪、微波抑制管、进气管、出气管、三通电磁阀、进气管接头、出气管接头、热电偶、活性炭纤维片、第一快装接头、第二快装接头及连接套。
微波加热炉两侧的炉壁上分别设有进气管安装孔及出气管安装孔。
活性炭床包括圆柱形筒体及端盖。
圆柱形筒体的底部设有出气管接头安装孔，出气管接头安装在出气管接头安装孔内，并通过粘结剂与出气管接头安装孔密封固接，出气管接头上安装有第二快装接头。
端盖上设有热电偶安装孔及进气管接头安装孔，进气管接头安装在进气管接头安装孔内，并通过粘结剂与进气管接头安装孔密封固接，进气管接头上安装有第二快装接头。
圆柱形筒体的筒体内填装有活性炭，并通过端盖封装在圆柱形筒体的筒体内，端盖通过粘结剂与圆柱形筒体的开口端密封固接，两块活性炭纤维片分别安装在圆柱形筒体的底端及端盖的内端面，热电偶穿过端盖上的热电偶安装孔插入到圆柱形筒体内，用来测量活性炭的温度，热电偶通过粘结剂密封固接在热电偶安装孔内。
进气管包括进气直管，进气直管的一端设有进气端接头，进气端接头端面上设有过滤网，过滤网通过进气端盖压紧在进气端接头的端面上，进气直管的另一端设有外螺纹。
进气管的一端穿过微波加热炉炉壁上的进气管安装孔插入到微波加热炉的内腔，进气管与进气管安装孔之间通过粘结剂密封固接，第一快装接头安装在进气管的外螺纹上，连接套套装在第一快装接头上。
暴露在微波加热炉外的进气管上套装有微波抑制管，微波抑制管通过螺钉固定在微波加热炉的外壁上。
出气管包括出气直管，出气直管的一端设有连接法兰，其另一端设有外螺纹。
出气管的一端穿过微波加热炉炉壁上的出气管安装孔插入到微波加热炉的内腔，出气管与气管安装孔之间通过粘结剂密封固接，第一快装接头安装在出气管的外螺纹上，连接套套装在第一快装接头上。
暴露在微波加热炉外的出气管上套装有微波抑制管，微波抑制管通过螺钉固定在微波加热炉的外壁上。
活性炭床安装在微波加热炉的内腔，进气管上的第一快装接头通过连接套与进气管接头上的第二快装接头连接，第一快装接头与第二快装接头之间设有密封垫，出气管上的第一快装接头通过连接套与出气管接头上的第二快装接头连接，第一快装接头与第二快装接头之间设有密封垫。
热电偶上的[1]穿过微波加热炉及微波抑制管与温度仪连接，出气管通过管道与恒流泵的进气端连接，恒流泵的出气端通过管道与三通电磁阀的进气端连接，三通电磁阀的第一出气端与室内空气相通，三通电磁阀的第二出气端与滞留炭床的进气端连接，测氡仪安装在恒流泵出气端与三通电磁阀进气端之间的管道上。
本发明还提供了一种采用上述吸氡活性炭再生装置对吸氡活性炭解吸再生的方法，采用微波加热解吸吸氡活性炭，其具体操作过程如下：
a、当基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置吸附室内氡时，三通电磁阀的第一出气端处于开启状态，三通电磁阀的第二出气端处于关闭状态，开启恒流泵，室内含氡空气经活性炭床内的活性炭吸附后再通过三通电磁阀的第一出气端排出到室内。
b、当测氡仪的读数为室内氡浓度时，活性炭床内的活性炭吸附饱和，对活性炭进行解吸。
c、解吸时，关闭三通电磁阀的第一出气端，开启三通电磁阀的第二出气端，开启微波加热炉对活性炭床内的活性炭加热，微波加热功率为800w～1000w，热电偶测量活性炭的温度，当活性炭的温度达到150～250℃后，将微波加热功率调整到180w～220w，维持活性炭温度，恒流泵将解吸出来的氡抽入滞留炭床。
d、测氡仪用来测量解吸过程中的氡含量，当测氡仪的读数接近室内空气氡浓度时，解吸过程结束，从而实现活性炭的再生。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
1、采用微波对活性炭加热解吸，在很短的时间内就达到活性炭解吸所需的温度，能满足活性炭持续除氡过程中快速再生的要求。
2、采用微波对活性炭加热解吸，能够实现活性炭内外均匀的加热，这非常有利于吸氡活性炭的快速均匀加热解吸。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置的结构示意图；
附图2为去掉微波加热炉炉门后的微波加热炉与活性炭床的安装示意图；
附图3为附图2中的i部放大图；
附图4为附图2中的ii部放大图；
附图5为活性炭床的结构示意图；
附图6为附图5的a-a剖视图；
附图7为进气管的结构示意图；
附图8为出气管的结构示意图。
具体实施方式
实施例一、基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置，包括微波加热炉1、活性炭床2、恒流泵3、测氡仪4、滞留炭床5、温度仪6、微波抑制管7、进气管8、出气管9、三通电磁阀10、进气管接头11、出气管接头12、热电偶13、活性炭纤维片14第一快装接头16、第二快装接头17及连接套18。
微波加热炉1两侧的炉壁上分别设有进气管安装孔1-1及出气管安装孔1-2。
活性炭床2包括圆柱形筒体2-1及端盖2-2。
圆柱形筒体2-1的底部设有出气管接头安装孔2-1-1，出气管接头12安装在出气管接头安装孔2-1-1内，[2]，出气管接头12上安装有第二快装接头17。
端盖2-2上设有热电偶安装孔2-2-1及进气管接头安装孔2-2-2，[3]，进气管接头11上安装有第二快装接头17。
圆柱形筒体2-1的筒体内填装有活性炭15，并通过端盖2-2封装在圆柱形筒体2-1的筒体内，[4]，两块活性炭纤维片14分别安装在圆柱形筒体2-1的底端及端盖2-2的内端面，热电偶13穿过端盖2-2上的热电偶安装孔2-2-1插入到圆柱形筒体2-1内，用来测量活性炭15的温度，热电偶13通过粘结剂密封固接在热电偶安装孔2-2-1内。
[5]
进气管8的一端穿过微波加热炉1炉壁上的进气管安装孔1-1插入到微波加热炉1的内腔，[6]第一快装接头16安装在进气管8的外螺纹8-1-1上，连接套18套装在第一快装接头16上。
暴露在微波加热炉1外的进气管8上套装有微波抑制管7，微波抑制管7通过螺钉固定在微波加热炉1的外壁上。
出气管9包括出气直管9-1，[7]其另一端设有外螺纹9-1-1。
出气管9的一端穿过微波加热炉1炉壁上的出气管安装孔1-2插入到微波加热炉1的内腔，出气管9与气管安装孔1-2之间通过[8]密封固接，第一快装接头16安装在出气管9的外螺纹9-1-1上，连接套18套装在第一快装接头16上。
暴露在微波加热炉1外的出气管9上套装有微波抑制管7，微波抑制管7通过螺钉固定在微波加热炉1的外壁上。
活性炭床2安装在微波加热炉1的内腔，进气管8上的第一快装接头16通过连接套18与进气管接头11上的第二快装接头17连接，第一快装接头16与第二快装接头17之间设有密封垫19，出气管9上的第一快装接头15通过连接套18与出气管接头12上的第二快装接头17连接，第一快装接头16与第二快装接头17之间设有密封垫19。
热电偶13上的[9]穿过微波加热炉1及微波抑制管7与温度仪6连接，出气管9通过管道与恒流泵3的进气端连接，恒流泵3的出气端通过管道与三通电磁阀10的进气端连接，三通电磁阀10的第一出气端与室内空气相通，三通电磁阀10的第二出气端与滞留炭床5的进气端连接，测氡仪4安装在恒流泵3出气端与三通电磁阀10进气端之间的管道上。
实施例二、采用如实施例一所述的吸氡活性炭再生装置对吸氡活性炭解吸再生的方法，采用微波加热解吸吸氡活性炭，其具体操作过程如下：
a、当基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置吸附室内氡时，三通电磁阀10的第一出气端处于开启状态，三通电磁阀10的第二出气端处于关闭状态，开启恒流泵3，室内含氡空气经活性炭床2内的活性炭15吸附后再通过三通电磁阀10的第一出气端排出到室内。
b、当测氡仪4的读数为室内氡浓度时，活性炭床2内的活性炭15吸附饱和，对活性炭15进行解吸。
c、解吸时，关闭三通电磁阀10的第一出气端，开启三通电磁阀10的第二出气端，开启微波加热炉1对活性炭床2内的活性炭15加热，微波加热功率为800w，热电偶13测量活性炭15的温度，当活性炭15的温度达到150℃后，将微波加热功率调整到180w，维持活性炭15温度，恒流泵3将解吸出来的氡抽入滞留炭床5。
d、测氡仪4用来测量解吸过程中的氡含量，当测氡仪4的读数接近室内空气氡浓度时，解吸过程结束，从而实现活性炭15的再生。
实施例三、采用如实施例一所述的吸氡活性炭再生装置对吸氡活性炭解吸再生的方法，采用微波加热解吸吸氡活性炭，其具体操作过程如下：
a、当基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置吸附室内氡时，三通电磁阀10的第一出气端处于开启状态，三通电磁阀10的第二出气端处于关闭状态，开启恒流泵3，室内含氡空气经活性炭床2内的活性炭15吸附后再通过三通电磁阀10的第一出气端排出到室内。
b、当测氡仪4的读数为室内氡浓度时，活性炭床2内的活性炭15吸附饱和，对活性炭15进行解吸。
c、解吸时，关闭三通电磁阀10的第一出气端，开启三通电磁阀10的第二出气端，开启微波加热炉1对活性炭床2内的活性炭15加热，微波加热功率为900w，热电偶13测量活性炭15的温度，当活性炭15的温度达到200℃后，将微波加热功率调整到200w，维持活性炭15温度，恒流泵3将解吸出来的氡抽入滞留炭床5。
d、测氡仪4用来测量解吸过程中的氡含量，当测氡仪4的读数接近室内空气氡浓度时，解吸过程结束，从而实现活性炭15的再生。
实施例四、采用如实施例一所述的吸氡活性炭再生装置对吸氡活性炭解吸再生的方法，采用微波加热解吸吸氡活性炭，其具体操作过程如下：
a、当基于微波加热解吸的吸氡活性炭再生装置吸附室内氡时，三通电磁阀10的第一出气端处于开启状态，三通电磁阀10的第二出气端处于关闭状态，开启恒流泵3，室内含氡空气经活性炭床2内的活性炭15吸附后再通过三通电磁阀10的第一出气端排出到室内。
b、当测氡仪4的读数为室内氡浓度时，活性炭床2内的活性炭15吸附饱和，对活性炭15进行解吸。
c、解吸时，关闭三通电磁阀10的第一出气端，开启三通电磁阀10的第二出气端，开启微波加热炉1对活性炭床2内的活性炭15加热，微波加热功率为1000w，热电偶13测量活性炭15的温度，当活性炭15的温度达到250℃后，将微波加热功率调整到220w，维持活性炭15温度，恒流泵3将解吸出来的氡抽入滞留炭床5。
d、测氡仪4用来测量解吸过程中的氡含量，当测氡仪4的读数接近室内空气氡浓度时，解吸过程结束，从而实现活性炭15的再生。