本發(fā)明屬于廢活性炭再生技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多組電暈-介質(zhì)阻擋協(xié)同等離子體反應(yīng)器再生處理廢活性炭的方法和裝置。

背景技術(shù)：

活性炭因具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和合適的比表面積，無毒無味，對有機(jī)物質(zhì)有色分子具有強烈的吸附能力，常被作為一種優(yōu)良的吸附劑，廣泛的運用于醫(yī)藥、冶金、食品、化工、軍事和環(huán)境保護(hù)等各個領(lǐng)域。近年來，隨著人們社會環(huán)保意識的提高，活性炭在環(huán)保方面的需求日益增多。因此，大量吸附飽和的廢活性炭產(chǎn)生，如果不加以處理，將會對環(huán)境造成嚴(yán)重二次污染；由于活性炭價格偏高，生產(chǎn)資源越來越緊缺，若使用后的廢活性炭直接采取焚燒、填埋或危險廢物等方式處置，勢必會造成資源的嚴(yán)重浪費，且廢活性炭處置費用高，增加了企業(yè)生產(chǎn)成本；廢活性炭經(jīng)再生后可以循環(huán)利用，不僅僅節(jié)約了成本，也實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。故廢活性炭的再生具有良好的發(fā)展趨勢?；钚蕴吭偕侵?，保持活性炭原有結(jié)構(gòu)不變，運用物理或者化學(xué)方法，去除活性炭表面、孔道內(nèi)的吸附質(zhì)，恢復(fù)活性炭吸附性能、達(dá)到循環(huán)利用目的的一種方法。因此，研究廢活性炭再生技術(shù)，對避免造成環(huán)境二次污染、降低活性炭使用成本有重要意義。

現(xiàn)有活性炭再生設(shè)備，如2015年4月1日公布的公布號為cn104475068a的一種脈沖放電等離子體再生活性炭方法及裝置，該發(fā)明利用脈沖放電等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的活性物質(zhì)和物理效應(yīng)處理活性炭上吸附有機(jī)污染物，從而實現(xiàn)恢復(fù)活性炭吸附性能。該發(fā)明的主要缺點在于：（1）功能單一，且操作復(fù)雜，增加處理工序，進(jìn)而增加人工成本；（2）處理活性炭量有限，僅為30g，不能大批量處理廢活性炭，降低活性炭再生能效，進(jìn)而增加活性炭處理的成本。又如2015年12月2日公布的公布號為cn105289563a的一種廢活性炭再生處理方法，該發(fā)明利用儲存、預(yù)處理、熱力制取、焙燒、后處理等步驟的熱再生法來達(dá)到廢活性炭再生。該發(fā)明的主要缺點在于：（1）熱力資源嚴(yán)重浪費，耗時長，增加生產(chǎn)成本，不利于推廣；（2）活性炭再生后機(jī)械強度下降，比表面積減小，降低活性炭再生能效；（3）所需設(shè)備較復(fù)雜，運轉(zhuǎn)費用高，增加活性炭再生的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：針對現(xiàn)有活性炭再生方法的不足，提供一種低溫等離子體功能箱再生處理廢活性炭的方法和裝置，具有再生量大、不破壞活性炭結(jié)構(gòu)、且活性炭損耗低、再生后吸附性能強等優(yōu)點。

本發(fā)明中活性炭再生技術(shù)的機(jī)理是：多組低溫等離子體反應(yīng)器放電產(chǎn)生的高能電子以及大量的活性基團(tuán)，如o2^*、o、0h*、o3和n*等，這些活性物質(zhì)可以在短時間內(nèi)讓有機(jī)污染物分解達(dá)到除去污染物的目的。低溫等離子體通過高能電子的直接撞擊作用和高能電子的間接氧化作用兩種反應(yīng)途徑降解有機(jī)污染物。

實現(xiàn)本發(fā)明專利目的的技術(shù)方案是：一種低溫等離子體功能箱再生處理廢活性炭裝置，由廢活性炭再生工作區(qū)、尾氣處理區(qū)、電源系統(tǒng)以及配件設(shè)施構(gòu)成。所述廢活性炭再生工作區(qū)設(shè)有凈化反應(yīng)器、傳輸裝置。所述凈化裝置反應(yīng)器由電暈-低溫等離子體協(xié)同放電裝置組成，可根據(jù)廢活性炭處理量調(diào)節(jié)個數(shù)；所述傳輸裝置由變速電機(jī)、齒輪、鏈條、網(wǎng)孔傳送帶組成；所述傳輸帶材質(zhì)為網(wǎng)孔纖維、網(wǎng)孔布料以及鐵絲網(wǎng)等。所述配件設(shè)施由箱體及支架、變頻風(fēng)機(jī)、t型循環(huán)管道組成。所述方法的具體步驟如下：

（1）廢活性炭的預(yù)處理及裝料

第（1）步驟，先將收集的廢活性炭經(jīng)粗篩、分揀、自然風(fēng)干后分裝；再關(guān)閉進(jìn)料擋板，將分裝好的廢活性炭經(jīng)進(jìn)料口投加到進(jìn)料箱。

（2）再生裝置性能檢測

第（1）步驟完成后，先打開變頻風(fēng)機(jī)、t型循環(huán)管道閥門，設(shè)置風(fēng)機(jī)風(fēng)速為0.1～0.5m³/min，保障產(chǎn)生廢氣在箱體中的多次循環(huán)凈化。再設(shè)置凈化反應(yīng)器數(shù)量3～9個，調(diào)節(jié)工作電壓為6～20kv后，通入背景氣體0.5～3min，打開凈化反應(yīng)器電源0.5～2min，待臭氧分析儀器檢測再生工作區(qū)中o3濃度為80～375ppm，表明反應(yīng)器中高能粒子穩(wěn)定產(chǎn)生。

（3）廢活性炭再生連續(xù)處理

第（2）步驟完成后，打開電機(jī)電源，設(shè)置傳送帶轉(zhuǎn)速為0.05～0.25m/min，打開進(jìn)料擋板，廢活性炭均勻落于網(wǎng)孔傳輸帶，放電處理20～100min后，檢測出料口再生活性炭吸附活性，達(dá)到用戶要求后，從出料口收集再生活性炭，關(guān)閉反應(yīng)器電源。所述背景氣體為空氣、n2、o2或惰性氣體。再生后所得活性炭再生率為53.55%～90.04%，再生后的活性炭吸附亞甲基藍(lán)，其吸附率為51.4%～86.45%。

（4）尾氣凈化

第（3）步驟完成后，先將尾氣吸附填料裝入尾氣處理室，裝入量為尾氣處理室箱體1/4～3/4。再調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)速，打開尾氣擋板，關(guān)閉出氣口閥門。繼續(xù)通入背景氣體，控制流速為1～4m³/min，繼續(xù)吹脫再生工作區(qū)中殘留氣體；將吹脫氣體導(dǎo)入尾氣處理室，待檢測尾氣及臭氧濃度達(dá)標(biāo)后，打開出氣口閥門，外排。所述尾氣吸附材料為清潔活性炭、再生后活性炭、活性氧化鋁、分子篩、硅膠等。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，主要有以下效果：

（1）本發(fā)明采用的多組可調(diào)電暈和介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的低溫等離子體功能箱，提高了活性粒子產(chǎn)生量，進(jìn)而提高廢活性炭處理量，活性炭再生效率高。電暈和介質(zhì)阻擋協(xié)同作用，高能粒子如電子、離子、分子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等，使反應(yīng)器高能粒子數(shù)量和能量增加，僅單位能量臭氧生成量達(dá)80～375mg/kw·h，再生后活性炭比表面積再生率是原有活性炭的再生率為90.04%，再生后的活性炭吸附初始濃度為50mg/l亞甲基藍(lán)25ml，其吸附率為86.45%。

（2）本發(fā)明采用的多組可調(diào)的一體化裝置，縮減活性炭再生的運行成本。采用電暈-介質(zhì)阻擋低溫等離子體反應(yīng)器，且可根據(jù)處理量進(jìn)行調(diào)試，實現(xiàn)同一空間進(jìn)行放電反應(yīng)和活性炭再生反應(yīng)，不僅減少放電產(chǎn)生的高能粒子的流動阻力、避免高能粒子的逸散，還縮減高能粒子與活性炭污染物接觸時間，同時節(jié)約反應(yīng)裝置空間，減少反應(yīng)裝置占地面積，從而縮減反應(yīng)器運行成本。

（3）本發(fā)明以空氣為氣源，廉價易得，操作簡單，無臭氧逸散，方法綠色環(huán)保。本發(fā)明方法可廣泛應(yīng)用于廢活性炭再生、有機(jī)物污染的土壤污染治理以及有機(jī)廢氣處理。

附圖說明

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖。圖1中：1、進(jìn)料口，2、進(jìn)料擋板，3和4、上下兩根有孔隙傳送帶，5、電暈-低溫等離子體協(xié)同放電反應(yīng)器，6、變速電機(jī)和齒輪鏈條，7、出料口，8、尾氣處理室，9、換料擋板，10、尾氣擋板，11、通風(fēng)擋板，12、t型循環(huán)管道13、進(jìn)氣口，14、吸附填料進(jìn)料口，15、出氣口，16、變頻風(fēng)機(jī)，17、出氣口閥門，18、循環(huán)管道閥門，19、傳送帶輥筒，20、循環(huán)管道出口，21、工具箱，22、支架，23、灰斗。

圖2本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

實施例1

如附圖所示，本發(fā)明專利主要包括了廢活性炭再生工作區(qū)和尾氣處理區(qū)及其輔助設(shè)施。廢活性炭再生工作區(qū)包括凈化裝置、傳輸裝置、支撐架。其中，凈化裝置由電暈-低溫等離子體協(xié)同放電裝置5組成。傳輸裝置由變速電機(jī)、齒輪、鏈條6、兩條有孔隙的傳送帶3和4組成。尾氣處理區(qū)由尾氣處理室8，吸附填料進(jìn)料口14，換料擋板9，尾氣擋板10，通風(fēng)擋板11，出氣口15組成。輔助設(shè)施由出料口7，進(jìn)料擋板2，變頻風(fēng)機(jī)16，循環(huán)管道進(jìn)氣口20組成。

電暈-介質(zhì)阻擋低溫等離子體功能箱再生處理廢活性炭具體方法步驟是：

（1）廢活性炭的預(yù)處理及裝料

第（1）步驟，先將收集的廢活性炭經(jīng)粗篩、分揀、自然風(fēng)干后分裝；再關(guān)閉進(jìn)料擋板，將分裝好的廢活性炭250g經(jīng)進(jìn)料口1投加到進(jìn)料箱。

（2）再生裝置性能檢測

第（1）步驟完成后，先打開變頻風(fēng)機(jī)、t型循環(huán)管道閥門，設(shè)置風(fēng)機(jī)風(fēng)速為0.3m³/min，保障產(chǎn)生廢氣在箱體中的多次循環(huán)凈化。再設(shè)置凈化反應(yīng)器數(shù)量為7個，調(diào)節(jié)工作電壓為15kv后，通入背景氣體2.5min，打開凈化反應(yīng)器電源2.5min，待臭氧分析儀器檢測再生工作區(qū)中o3濃度為345ppm，表明反應(yīng)器中高能粒子穩(wěn)定產(chǎn)生。

（3）廢活性炭再生連續(xù)處理

第（2）步驟完成后，打開電機(jī)電源，設(shè)置傳送帶轉(zhuǎn)速為0.06m/min，打開進(jìn)料擋板，廢活性炭均勻落于網(wǎng)孔傳輸帶，放電處理60min后，檢測出料口再生活性炭吸附活性，達(dá)到用戶要求后，從出料口收集再生活性炭，關(guān)閉反應(yīng)器電源。

（4）尾氣凈化

第（3）步驟完成后，先將尾氣吸附填料裝入尾氣處理室，裝入量為尾氣處理室箱體1/3。再調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)速，打開尾氣擋板，關(guān)閉出氣口閥門。繼續(xù)通入背景氣體，控制流速為1m³/min，繼續(xù)吹脫再生工作區(qū)中殘留氣體20min；將吹脫氣體導(dǎo)入尾氣處理室，待檢測尾氣及臭氧濃度達(dá)標(biāo)后，打開出氣口閥門，外排。經(jīng)性能檢測，活性炭再生率為90.04%，再生后的活性炭吸附率為86.45%。

實施例2

電暈-介質(zhì)阻擋低溫等離子體功能箱再生處理廢活性炭方法，同實施例1，其中：

第（1）步驟，設(shè)置風(fēng)機(jī)風(fēng)速為0.2m³/min，凈化反應(yīng)器數(shù)量5個，調(diào)節(jié)工作電壓為13kv，通入背景氣體2min，打開凈化反應(yīng)器電源2min，o3濃度為223ppm。

第（2）步驟，設(shè)置傳送帶轉(zhuǎn)速為0.06m/min，放電處理60min后，關(guān)閉反應(yīng)器電源。

第（3）步驟，尾氣吸附填料裝入量為尾氣處理室箱體1/3；控制流速為1m³/min，吹脫時間為10min，活性炭再生率為73.09%，再生后活性炭吸附率為70.08%。

實施例3

電暈-介質(zhì)阻擋低溫等離子體功能箱再生處理廢活性炭方法，同實施例1，其中：

第（1）步驟，設(shè)置風(fēng)機(jī)風(fēng)速為0.2m³/min，凈化反應(yīng)器數(shù)量3個，調(diào)節(jié)工作電壓為8kv，通入背景氣體1min，打開凈化反應(yīng)器電源1min，o3濃度為135ppm。

第（2）步驟，設(shè)置傳送帶轉(zhuǎn)速為0.13/min，放電處理30min后，關(guān)閉反應(yīng)器電源。

第(3)步驟，尾氣吸附填料裝入量為尾氣處理室箱體1/3；控制流速為1m³/min，吹脫時間為5min，活性炭再生率為53.55％，再生后活性炭吸附率為51.42％。