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一种活性炭低压引弧再生装置及再生方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2021-06-24
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2021-10-15
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-06-24
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2041-06-24
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202110707171.8 申请日 2021-06-24
公开/公告号 CN113426431B 公开/公告日 2022-06-24
授权日 2022-06-24 预估到期日 2041-06-24
申请年 2021年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 B01J20/34B01J20/20C01B32/366 主分类号 B01J20/34
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 9
权利要求数量 10 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 1 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 聂欣、廖海波、郑世元、陈祁、吕明、徐江荣 第一发明人 聂欣
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 6
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
浙江千克知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
周希良
摘要
本发明公开了一种活性炭低压引弧再生装置及再生方法。本发明的第一再生舱和第二再生舱正对的一侧开放设置,且第一再生舱和第二再生舱开放的侧部均固定有金属筛网;第一再生舱和第二再生舱内与各自金属筛网相对的另一侧均固定有电极板;第一再生舱和第二再生舱内均设有温度传感器;第一再生舱和第二再生舱分别与第一机械振动器和第二机械振动器连接;第一机械振动器和第二机械振动器分别固定在第一底座和第二底座上;第一底座由水平驱动件驱动;第一底座和第二底座的顶面等高。本发明利用活性炭导电产热和引弧产热,使活性炭高温活化再生;同时在低电压下电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,进一步提高活性炭再生效果。
  • 摘要附图
    一种活性炭低压引弧再生装置及再生方法
  • 说明书附图:图1
    一种活性炭低压引弧再生装置及再生方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-06-24 授权
2 2021-10-15 实质审查的生效 IPC(主分类): B01J 20/34 专利申请号: 202110707171.8 申请日: 2021.06.24
3 2021-09-24 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种活性炭低压引弧再生装置,包括第一再生舱和电极板,其特征在于:还包括第二再生舱、金属筛网、第一机械振动器和第二机械振动器;所述第一再生舱和第二再生舱正对的一侧开放设置,且第一再生舱和第二再生舱开放的侧部位置均固定有金属筛网;第一再生舱和第二再生舱内与各自金属筛网相对的另一侧均固定有一片电极板;第一再生舱和第二再生舱内的电极板分别接电源的正、负极;所述的第一再生舱和第二再生舱内均设置有温度传感器;第一再生舱和第二再生舱分别与第一机械振动器和第二机械振动器连接;所述的第一机械振动器和第二机械振动器分别固定在第一底座和第二底座上;所述的第一底座由水平驱动件驱动;第一底座和第二底座的顶面等高;两个金属网筛之间的相邻凸起逐渐靠近和分离,产生电弧释放热量。

2.根据权利要求1所述的一种活性炭低压引弧再生装置,其特征在于:所述的金属筛网由金属丝编织而成,表面交织形成的凸起呈现高低起伏的纹理。

3.根据权利要求2所述的一种活性炭低压引弧再生装置,其特征在于:所述金属筛网表面的凸起呈棱锥状。

4.根据权利要求1所述的一种活性炭低压引弧再生装置,其特征在于:所述的水平驱动件采用电动缸或电动滑台。

5.根据权利要求1所述的一种活性炭低压引弧再生装置,其特征在于:所述的第一底座上固定有第一滑动导向柱,第二底座上固定有第二滑动导向柱;第一滑动导向柱与固定在第一再生舱外侧壁的导向块构成滑动副,第二滑动导向柱与固定在第二再生舱外侧壁的导向块构成滑动副。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:该方法具体过程如下:
步骤一、将水平驱动件、第一底座和第二底座置于平整的地面上;通过进料口向第一再生舱和第二再生舱装入饱和活性炭颗粒;水平驱动件驱动第一底座,调节第一底座和第二底座的距离,使得第一再生舱上金属筛网与第二再生舱上金属筛网接触;然后,设置第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率和振幅,且振幅均大于金属筛网上的上下相邻两个凸起之间的距离,启动第一机械振动器和第二机械振动器,带动第一再生舱和第二再生舱上下振动,使第一再生舱和第二再生舱内的饱和活性炭颗粒翻滚,相互刮蹭掉饱和活性炭颗粒表面的吸附物;
步骤二、向第一再生舱和第二再生舱的电极板输入直流电,直流电的电压符合电压公式 其中I为电流值,ρ为活性炭的电阻率,d为电极板到金属筛网的距离,S为电极板与活性炭颗粒的接触面积,l为金属筛网上凸起的高度;α和β为常数;
步骤三、活性炭颗粒因振动而翻滚使活性炭颗粒之间随机接触并导电,且活性炭因通电而自发产热,翻滚并随机接触使活性炭产热均匀;而且在第一机械振动器和第二机械振动器的驱动下,第一再生舱和第二再生舱上下振动,第一再生舱和第二再生舱上金属筛网的各个凸起随着振动不断发生接触和分离,产生电弧释放热量;活性炭在导电产热和引弧产热的共同作用下温度上升,活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,活性炭的活性得以恢复;同时,电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,提高再生后活性炭的吸附能力;在电解和热解过程中释放的有害废气通过金属筛网的孔隙逸出时,被电弧进一步分解;
步骤四、当温度传感器检测到温度上升至预设温度时,活性炭再生完成,停止电极板的直流电输入,并停止第一机械振动器和第二机械振动器的振动,通过出料口取出第一再生舱和第二再生舱中再生后的活性炭颗粒。

7.根据权利要求6所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:所述第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率在10Hz~100Hz范围内,且第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率不同,保证第一再生舱和第二再生舱不会相对静止。

8.根据权利要求6所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:所述的α取值为10V~50V,β取值为10000A·V/m~20000A·V/m。

9.根据权利要求6所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:步骤二中,活性炭因温度变化,电阻率发生变化,控制器根据温度传感器测得的温度计算活性炭的实时电阻率,并反馈调节电源的电压,使电源的电压始终符合电压公式。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:该方法具体过程如下:
步骤一、将水平驱动件、第一底座和第二底座置于平整的地面上;通过进料口向第一再生舱和第二再生舱装入饱和活性炭颗粒;水平驱动件驱动第一底座,调节第一底座和第二底座的距离,使得第一再生舱与第二再生舱的金属筛网之间的最小距离δ小于0.0005m;然后,设置第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率和振幅,且振幅均大于金属筛网上的上下相邻两个凸起之间的距离,启动第一机械振动器和第二机械振动器,带动第一再生舱和第二再生舱上下振动,使第一再生舱和第二再生舱内的饱和活性炭颗粒翻滚,相互刮蹭掉饱和活性炭颗粒表面的吸附物;
步骤二、向第一再生舱和第二再生舱的电极板输入直流电,直流电的电压符合电压公
5
式 p为两张金属筛网之间间隙处的压强,取值为大气压1.013×10 Pa,
δ为第一再生舱和第二再生舱的金属筛网之间的最小距离,γ为表面电离系数,A和B为经验‑1 ‑1 ‑1 ‑1
系数,A在10Pa m ~30Pa m 范围内取值,B在50V/(Pa·m)~200V/(Pa·m)范围内取值;
步骤三、活性炭颗粒因振动而翻滚使活性炭颗粒之间随机接触并导电,且活性炭因通电而自发产热,翻滚并随机接触使活性炭产热均匀;而且在第一机械振动器和第二机械振动器的驱动下,第一再生舱和第二再生舱上下振动,第一再生舱和第二再生舱上金属筛网的相邻凸起逐渐靠近和分离,但不发生接触,产生击穿电弧释放热量;活性炭在导电产热和击穿电弧产热的共同作用下温度上升,活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,活性炭的活性得以恢复;同时,击穿电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,提高再生后活性炭的吸附能力;在电解和热解过程中释放的有害废气通过金属筛网的孔隙逸出时,被击穿电弧进一步分解;
步骤四、当温度传感器检测到温度上升至预设温度时,活性炭再生完成,停止电极板的直流电输入,并停止第一机械振动器和第二机械振动器的振动,通过出料口取出第一再生舱和第二再生舱中再生后的活性炭颗粒。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于活性炭再生领域,具体涉及一种活性炭低压引弧再生装置及方法。

背景技术

[0002] 活性炭有很好的吸附作用,被广泛用于净化处理各类污染物。活性炭在吸附的过程中,吸附物质会黏附在活性炭表面和堵塞在活性炭的孔隙内,使活性炭的吸附能力大大减弱甚至丧失。吸附能力弱化的已使用的活性炭被称为饱和活性碳,饱和活性炭可以被活化再生,即通过分解和脱附吸附物质使其重新恢复吸附能力,实现活性炭的循环利用,大大节省资源。
[0003] 目前活性炭的再生方法有多种,如:热再生法、湿式氧化再生法、化学药溶剂再生法、生物再生法、电化学再生、电热式再生方式等。现阶段工业真正大量使用的活性炭再生方式是热再生,即通过外部传热的方式,将饱和活性炭颗粒升温到800℃以上,被吸附的有机物按性质不同,分别以解析、炭化和氧化的形式从活性炭的基质上消除出来,从而使活性炭获得再生。该再生方式对大多数种类的活性炭再生都取得了不错的效果,通用性较好。但其也有明显的缺点:因需要保证一定的再生时间和气密性,使得再生设备庞大,且辅助设备较多,设备投资较大,并且再生时间较长,能耗较高,散热损耗也很大,炭的损耗也较大。
[0004] 由于活性炭具备导电能力,电热式再生方法被提出,通过电流流过活性炭产生的焦耳热使活性炭自发升温,对活性炭颗粒进行由内而外的快速升温,这与热再生方式中由外向内传热的升温不同。这种方法原理简单,但还存在一些技术壁垒,在工业上并没得到广泛应用。因为饱和活性炭吸附了大量的各种污染物和杂质,黏附在其表面和堵塞在其孔隙内,使得其电阻几十几百倍地升高,甚至部分活性炭颗粒无法相互接触而绝缘。所以这种饱和活性炭并不易在低压下通电并产生足够活化的热量,而若是直接高压通电则易导致活性炭被击穿,破坏活性炭的组织结构甚至直接烧毁。因此一些对饱和活性炭再生的预处理方法和技术被提出或使用,但增加预处理阶段又会增加相应的设备和能耗,这与饱和活性碳再生技术向设备轻量化、能耗更低、速度更快的发展方向背道而驰。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种活性炭低压引弧再生装置及再生方法,通过活性炭导电产热和引弧产热结合来再生活性炭,并利用电锤效应对活性炭进行扩孔。
[0006] 本发明一种活性炭低压引弧再生装置,包括第一再生舱、第二再生舱、金属筛网、电极板、第一机械振动器和第二机械振动器;所述第一再生舱和第二再生舱正对的一侧开放设置,且第一再生舱和第二再生舱开放的侧部位置均固定有金属筛网;第一再生舱和第二再生舱内与各自金属筛网相对的另一侧均固定有一片电极板;第一再生舱和第二再生舱内的电极板分别接电源的正、负极;所述的第一再生舱和第二再生舱内均设置有温度传感器;第一再生舱和第二再生舱分别与第一机械振动器和第二机械振动器连接;所述的第一机械振动器和第二机械振动器分别固定在第一底座和第二底座上;所述的第一底座由水平驱动件驱动;第一底座和第二底座的顶面等高。
[0007] 优选地,所述的金属筛网由金属丝编织而成,表面交织形成的凸起呈现高低起伏的纹理。
[0008] 更优选地,所述金属筛网表面的凸起呈棱锥状。
[0009] 优选地,所述的水平驱动件采用电动缸或电动滑台。
[0010] 优选地,所述的第一底座上固定有第一滑动导向柱,第二底座上固定有第二滑动导向柱;第一滑动导向柱与固定在第一再生舱外侧壁的导向块构成滑动副,第二滑动导向柱与固定在第二再生舱外侧壁的导向块构成滑动副。
[0011] 该活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,具体过程如下:
[0012] 步骤一、将水平驱动件、第一底座和第二底座置于平整的地面上;通过进料口向第一再生舱和第二再生舱装入饱和活性炭颗粒;水平驱动件驱动第一底座,调节第一底座和第二底座的距离,使得第一再生舱上金属筛网与第二再生舱上金属筛网接触;然后,设置第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率和振幅,且振幅均大于金属筛网上的上下相邻两个凸起之间的距离,启动第一机械振动器和第二机械振动器,带动第一再生舱和第二再生舱上下振动,使第一再生舱和第二再生舱内的饱和活性炭颗粒翻滚,相互刮蹭掉饱和活性炭颗粒表面的吸附物。
[0013] 步骤二、向第一再生舱和第二再生舱的电极板输入直流电,直流电的电压符合电压公式 其中I为电流值,ρ为活性炭的电阻率,d为电极板到金属筛网的距离,S为电极板与活性炭颗粒的接触面积,l为金属筛网上凸起的高度;α和β为常数;
[0014] 步骤三、活性炭颗粒因振动而翻滚使活性炭颗粒之间随机接触并导电,且活性炭因通电而自发产热,翻滚并随机接触使活性炭产热均匀。而且在第一机械振动器和第二机械振动器的驱动下,第一再生舱和第二再生舱上下振动,第一再生舱和第二再生舱上金属筛网的各个凸起随着振动不断发生接触和分离,产生电弧释放热量。活性炭在导电产热和引弧产热的共同作用下温度上升,活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,活性炭的活性得以恢复。同时,电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,提高再生后活性炭的吸附能力。在电解和热解过程中释放的有害废气通过金属筛网的孔隙逸出时,被电弧进一步分解。
[0015] 步骤四、当温度传感器检测到温度上升至预设温度时,活性炭再生完成,停止电极板的直流电输入,并停止第一机械振动器和第二机械振动器的振动,通过出料口取出第一再生舱和第二再生舱中再生后的活性炭颗粒。
[0016] 优选地,所述第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率在10Hz~100Hz范围内,且第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率不同,保证第一再生舱和第二再生舱不会相对静止。
[0017] 优选地,所述的α取值为10V~50V,β取值为10000A·V/m~20000A·V/m。
[0018] 优选地,步骤二中,活性炭因温度变化,电阻率发生变化,控制器根据温度传感器测得的温度计算活性炭的实时电阻率,并反馈调节电源的电压,使电源的电压始终符合电压公式。
[0019] 该活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,另一种方案具体过程如下:
[0020] 步骤一、将水平驱动件、第一底座和第二底座置于平整的地面上;通过进料口向第一再生舱和第二再生舱装入饱和活性炭颗粒;水平驱动件驱动第一底座,调节第一底座和第二底座的距离,使得第一再生舱与第二再生舱的金属筛网之间的最小距离δ小于0.0005m;然后,设置第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率和振幅,且振幅均大于金属筛网上的上下相邻两个凸起之间的距离,启动第一机械振动器和第二机械振动器,带动第一再生舱和第二再生舱上下振动,使第一再生舱和第二再生舱内的饱和活性炭颗粒翻滚,相互刮蹭掉饱和活性炭颗粒表面的吸附物。
[0021] 步骤二、向第一再生舱和第二再生舱的电极板输入直流电,直流电的电压符合电压公式 p为两张金属筛网之间间隙处的压强,取值为大气压1.013×5
10Pa,δ为第一再生舱和第二再生舱的金属筛网之间的最小距离,γ为表面电离系数,A和B‑1 ‑1 ‑1 ‑1
为经验系数,A在10Pa m ~30Pa m 范围内取值,B在50V/(Pa·m)~200V/(Pa·m)范围内取值;
[0022] 步骤三、活性炭颗粒因振动而翻滚使活性炭颗粒之间随机接触并导电,且活性炭因通电而自发产热,翻滚并随机接触使活性炭产热均匀。而且在第一机械振动器和第二机械振动器的驱动下,第一再生舱和第二再生舱上下振动,第一再生舱和第二再生舱上金属筛网的相邻凸起逐渐靠近和分离,但不发生接触,产生击穿电弧释放热量。活性炭在导电产热和击穿电弧产热的共同作用下温度上升,活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,活性炭的活性得以恢复。同时,击穿电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,提高再生后活性炭的吸附能力。在电解和热解过程中释放的有害废气通过金属筛网的孔隙逸出时,被击穿电弧进一步分解。
[0023] 步骤四、当温度传感器检测到温度上升至预设温度时,活性炭再生完成,停止电极板的直流电输入,并停止第一机械振动器和第二机械振动器的振动,通过出料口取出第一再生舱和第二再生舱中再生后的活性炭颗粒。
[0024] 本发明具有的有益效果是:
[0025] 1、本发明实现了活性炭电热式再生,利用活性炭导电产热和引弧产热,使活性炭高温活化再生,活性炭得以再生并循环利用;同时电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,进一步提高活性炭再生效果;这种引弧再生方式低电压下即可实现,避免活性炭在通电再生时被高压电烧毁。
[0026] 2、本发明让活性炭再生舱振动,使舱内活性炭颗粒翻滚,能刮蹭掉活性炭颗粒表面的吸附物,提高活性炭的导电性,利于电热式再生。此外翻滚使活性炭颗粒之间随机接触并导电发热,利于活性炭再生均匀。
[0027] 3、本发明的金属筛网产生电弧,金属筛网孔隙有利于活性炭在高温再生过程中释放气体,同时金属筛网中的电弧会击穿所释放的气体,有利于有害废气被进一步分解。
[0028] 4、本发明活性炭低压引弧再生装置具有结构简单、体积小、占地少、电耗低、速度快、炭耗少、吸附恢复率高等优点。

实施方案

[0030] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0031] 实施例1:
[0032] 如图1所示,一种活性炭低压引弧再生装置,包括第一再生舱1、第二再生舱2、金属筛网3、电极板4、第一机械振动器5和第二机械振动器6;第一再生舱1和第二再生舱2正对的一侧开放设置,且第一再生舱1和第二再生舱2开放的侧部位置均固定有金属筛网3;第一再生舱1和第二再生舱2内与各自金属筛网3相对的另一侧均固定有一片电极板4;第一再生舱1和第二再生舱2内的电极板4分别接电源的正、负极;第一再生舱1和第二再生舱2内均设置有温度传感器7(优选热电偶传感器),测量舱内活性炭颗粒的温度;第一再生舱1和第二再生舱2分别与第一机械振动器5和第二机械振动器6连接;第一机械振动器5和第二机械振动器6分别固定在第一底座8和第二底座9上;第一底座8由水平驱动件驱动,调节第一底座和第二底座的距离,从而改变第一再生舱上金属筛网3和第二再生舱上金属筛网3之间的间距;第一底座和第二底座的顶面等高。
[0033] 实施例2:
[0034] 在实施例1的基础上,金属筛网3由导电性良好的金属丝编织而成,表面交织形成的凸起呈现高低起伏的纹理。
[0035] 实施例3:
[0036] 在实施例2的基础上,金属筛网3表面的凸起呈棱锥状。
[0037] 实施例4:
[0038] 在实施例1的基础上,水平驱动件采用电动缸或电动滑台。
[0039] 实施例5:
[0040] 在实施例1的基础上,第一底座8上固定有第一滑动导向柱10,第二底座9上固定有第二滑动导向柱11;第一滑动导向柱10与固定在第一再生舱1外侧壁的导向块构成滑动副,第二滑动导向柱11与固定在第二再生舱2外侧壁的导向块构成滑动副,第一滑动导向柱10和第二滑动导向柱11的约束作用使得第一再生舱1和第二再生舱2只能作上下运动。
[0041] 实施例6:
[0042] 在实施例1、2、3、4或5的基础上,该活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,具体过程如下:
[0043] 步骤一、将水平驱动件、第一底座8和第二底座9置于平整的地面上;通过进料口(图中未画出)向第一再生舱1和第二再生舱2装入饱和活性炭颗粒;水平驱动件驱动第一底座8,调节第一底座和第二底座的距离,使得第一再生舱上金属筛网3与第二再生舱上金属筛网3接触;然后,设置第一机械振动器5和第二机械振动器6的振动频率分别为20Hz和35Hz,振幅均大于金属筛网3上的上下相邻两个凸起之间的距离,启动第一机械振动器5和第二机械振动器6,带动第一再生舱1和第二再生舱2上下振动,使第一再生舱1和第二再生舱2内的饱和活性炭颗粒翻滚,相互刮蹭掉饱和活性炭颗粒表面的吸附物,提高活性炭的导电性。
[0044] 步骤二、向第一再生舱1和第二再生舱2的电极板4输入直流电,直流电的电压符合电压公式 其中I为电流值,ρ为活性炭的电阻率,d为电极板到金属筛网的距离,S为电极板4与活性炭颗粒的接触面积,l为金属筛网3上凸起的高度;α和β为常数,与金属筛网3的材料和电流I有关;本实施例中,α取20V,β取值12000A·V/m;本实施例中,取I2
=69.2A,活性炭再生前ρ=7Ω·m,d=0.1m,S=0.5m ,l=0.008m,因此输入电压U=
152.6V。在再生过程中,活性炭因温度变化,电阻率发生变化,控制器根据温度传感器测得的温度计算活性炭的实时电阻率,并反馈调节电源的电压,使电源的电压始终符合电压公式。
[0045] 步骤三、活性炭颗粒因振动而翻滚使活性炭颗粒之间随机接触并导电,且活性炭因通电而自发产热,翻滚并随机接触使活性炭产热均匀。而且在第一机械振动器5和第二机械振动器6的驱动下,第一再生舱1和第二再生舱2上下振动,第一再生舱1和第二再生舱2上金属筛网3的各个凸起随着振动不断发生接触和分离,产生电弧释放热量。活性炭在导电产热和引弧产热的共同作用下温度上升,活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,活性炭的活性得以恢复。同时,电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,提高再生后活性炭的吸附能力。在电解和热解过程中释放的有害废气通过金属筛网3的孔隙逸出时,被电弧进一步分解。
[0046] 步骤四、当温度传感器7检测到温度上升至预设温度(预设温度在700℃~1000℃范围内取值,优选800℃)时,活性炭完成再生,停止电极板4的直流电输入,并停止第一机械振动器5和第二机械振动器6的振动,通过出料口(图中未画出)取出第一再生舱1和第二再生舱2中再生后的活性炭颗粒。
[0047] 对活性炭低压引弧再生的进一步说明:
[0048] 第一再生舱1和第二再生舱2在上下振动时,二者的金属筛网3的各个凸起在狭缝处发生靠近、接触和分离,产生以下3个方面因素来引发电弧:(1)当接触的凸起开始作分离运动时,接触的面积逐渐减小,接触处的电流密度逐渐增大,此处的金属强烈发热,其表面的自由电子逸出,形成电子的热发射;(2)分离后的凸起距离很小,其间的电场强度非常高,自由电子穿过势垒逸出金属,从而形成场致发射;(3)电子等带电粒子在电场作用下被加速到动能超过其电离能,在前进过程中碰撞其他粒子,形成碰撞电离。在这三者中的部分或三者共同作用下,部分电子从一侧金属筛网到达另一侧金属筛网,轰击金属表面并产生二次发射,二次发射的电子和正离子进入两张金属筛网之间又继续进行碰撞电离,往复作用产生更多的电子和正离子,形成等离子流通道,即电弧。同时,电子和正离子碰撞和复合过程会放出大量能量,以光和热的形式释放,进一步激发金属表面产生光电离和热电离,加剧电弧燃烧。当电弧两侧金属凸起远离,随着电弧被拉长和能量的耗散,该条电弧熄灭。因此,在第一再生舱1和第二再生舱2的振动过程中,金属筛网3中总是有大量的电弧在产生和耗散,引发的电弧弧柱的中心温度超过4000℃,电弧释放的热量和电流流过活性炭产生的焦耳热共同作用使活性炭加热至高温,从而使活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,释放出活性炭的孔隙,表征活性炭恢复活性,即再生完成。同时,由于大量电弧的产生和耗散,导致电流具有脉动作用,形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,以及电弧激发产生的少量臭氧,都进一步提高了活性炭的再生效果。此外,再生过程中释放的有害废气被电弧分解成CO2、H2O等气体,减少对大气的危害。
[0049] 实施例7:
[0050] 本实施例与实施例6的区别在于:水平驱动件驱动第一底座8,调节第一底座8和第二底座9的间距,使第一再生舱1与第二再生舱2的金属筛网3不接触,步骤二中将输入的直流电电压升高,符合电压公式 式中p为两张金属筛网3之间间隙处的压5
强,近似取值大气压1.013×10Pa,δ为第一再生舱1和第二再生舱2的金属筛网3之间的最‑1 ‑1
小距离,A、B为经验系数,本实施例中,A取值20Pa m ,B取值120V/(Pa·m);γ为表面电离系数,与金属筛网3的材料有关,本实施例中金属筛网3选用铜质材料,γ取值0.025;本实施例中δ=0.0001m,因此输入电压U=303.9V。
[0051] 第一再生舱1和第二再生舱2的金属筛网3之间设置间隙,步骤三中在第一机械振动器5和第二机械振动器6的驱动下,第一再生舱1和第二再生舱2上下振动,第一再生舱1和第二再生舱2上金属筛网3的相邻凸起逐渐靠近和分离,但不发生接触,产生击穿电弧释放热量。活性炭在导电产热和击穿电弧产热的共同作用下温度上升,活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,活性炭的活性得以恢复。同时,击穿电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,提高再生后活性炭的吸附能力。在电解和热解过程中释放的有害废气通过金属筛网3的孔隙逸出时,被击穿电弧进一步分解。
[0052] 本实施例的优点在于:本实施例避免两片金属筛网3的摩擦,大大降低金属筛网3的磨损,同时能产生弧柱更长的电弧,产热效果和分解废气的效果更好,形成的电锤效应更强,有利于活性炭的再生效果。本实施例的缺点在于:电弧形成的稳定性降低,同时需要更高的电压,对电源和电极材料要求更高,产生更高的能耗。

附图说明

[0029] 图1是本发明活性炭低压引弧再生装置的结构示意图。
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