本實用新型涉及廢活性炭再生處理技術領域,尤其涉及一種再生活性炭的微波處理裝置。
背景技術:
隨著活性炭應用的日趨廣泛,活性炭的再生問題也開始得到了人們的重視。由于活性炭價格較高,同時為了規避廢活性炭可能帶來的二次污染,因此對吸附飽和的活性炭進行再生處理無論從經濟上還是環境保護方面考慮都是十分必要的。活性炭再生(或稱活化),是指用物理或化學方法在不破壞活性炭原有結構的前提下,將吸附于活性炭上的吸附質予以去除,恢復其吸附性能,從而達到重復使用的目的。目前國內外已經成型或基本成型的活性炭再生方法主要有熱再生法、溶劑再生法、生物再生法、電化學再生法、超臨界流體再生法等。
傳統活性炭熱再生通常在電爐中進行,熱傳遞通過傳導、對流、輻射等外部加熱方式進行,再生存在由外向內的溫度梯度,而活性炭再生過程中污染物的脫附是由內向外進行的,因而傳熱與傳質方向是相反的,采用載氣增進傳質過程時,一般促進效率不高,而且易造成二次污染;常規加熱方法同時還存在著能量消耗較大、活性炭損耗率高及再生后活性炭活性恢復率低等問題。
傳統的活性炭再生技術存在著以下共同的缺陷:再生后活性炭的吸附能力會有明顯下降;再生過程或形成新的二次污染;再生需要對設備和實驗條件要求較高,再生過程中炭損耗大,不能實現原位再生。因此,需要對傳統的活性炭再生技術進行改進,解決或者緩解再生技術上存在的諸多問題。
微波輻射再生活性炭是指經過高溫使有機物脫附、炭化、活化,從而恢復其吸附能力的一種方法。微波是指電磁波譜中位于遠紅外和無線電波之間的電磁輻射。微波輻射過程中,有機污染物不能持續的吸收微波能量以達到降解所需的溫度,而活性炭能有效吸收微波能量使溫度達到1000℃以上。在微波作用下有機污染物克服范德華力吸引開始脫附,隨著微波能量的聚集,在致熱和非致熱效應共同作用下,有機污染物一部分燃燒分解放出二氧化碳,另一部分則炭化。影響微波再生活性炭的因素依次是活性炭量、微波功率、微波輻照時間和載氣線速等。微波加熱能夠使活性炭進一步活化,提高吸附容量。用這種方法再生廢炭的時間短,能耗低,設備構造簡單,具有較好的應用前景。
鑒于微波的加熱特性以及它在各個方面越來越多的應用,許多研究者另辟蹊徑,以熱再生理論為基礎,目前采用微波作為熱源對活性炭進行再生研究基礎相對比較薄弱,研究成果也相對有限。
技術實現要素:
本實用新型的目的是針對上述現有技術存在的缺陷提供一種結構簡單、活性炭再生產量高且能夠有效利用熱量的活性炭微波處理裝置。
實用新型的活性炭微波處理裝置包括爐體、爐蓋、爐腔、活性炭收容裝置、微波輻射裝置、排煙裝置。微波輻射裝置包括磁控管、定時器、功率分配器、開關和電氣控制單元;微波輻射裝置的加熱腔體為爐腔,微波源由2450MHz的連續波磁控管產生。電源部分向磁控管提供正常所需的各種電壓,高壓電源采用帶漏磁變壓器的半波倍壓整流電路。微波輻射裝置的定時器、功率分配器、開關和電氣控制單元采用常規安裝與裝置配套鏈接。
微波輻射裝置位于爐體上方,爐蓋下方,使爐腔形成多模式諧振腔,由饋能波導口激勵起的微波場在腔內壁間多次反射形成駐波場,并與被加熱的物體相互作用,達到對物體加熱或干燥的目的。饋能波導的作用是把由磁控管產生的微波能饋入到微波裝置爐腔內,爐蓋采用扼流結構防止微波泄漏。爐蓋由鋼板焊接而成,爐腔由耐火磚砌成和外設一層鋼板,爐蓋與微波輻射裝置接觸面上設置有耐火纖維,以實現密封。爐腔的外部加裝有鍍鋅板防護層,主要是減少微波向外層的泄漏和防塵的作用。
爐蓋蓋合在微波輻射裝置上,以形成容納活性炭收容裝置的密閉空間,在爐蓋上設置防爆閥,防止爐腔內壓力過大造成爆炸;在爐體的底部開設煙氣出口,以使爐體內部的煙氣沿煙氣出口排出。煙氣排放孔通過連通管道與排煙裝置連通,且每個連通管道中設置有廢氣閥。
活性炭收容裝置位于爐體底部,由耐高溫材料承載。活性炭收容裝置與爐腔面平行,熱量均勻擴散活性炭收容裝置,使活性炭均勻受熱,輻射面寬,產生的熱氣流在爐腔內循環,煙氣自下排出,熱量均勻進入承載的活性炭收容裝置,使得活性炭收容裝置內的活性炭活化再生。
優選的,爐蓋與微波輻射裝置之間用銅絲密封,確保腔體間具有良好的導電性。
優選的,爐體密封采用鋼板和耐火磚結構,確保爐體防腐,抗拉,抗壓,密閉、隔熱性能良好。同時為確保爐體的安全工作,絕對保證在任何情況下打開爐蓋,磁控管立即停止工作。反之,爐蓋沒有完全閉合,則磁控管絕對不能啟動。
優選的,在排煙裝置加裝設置微波屏蔽網,降低微波從排煙管泄漏的可能性。
附圖說明
圖1是活性炭再生的微波處理裝置結構示意圖;圖中:1爐體;2:爐蓋;3:爐腔;4:活性炭收容裝置;5:微波輻射裝置;6排煙裝置;7:磁控管:8:防爆閥;9:微波屏蔽網。
具體實施方式
如附圖所示,本實用新型的活性炭再生微波處理裝置包括爐體、爐蓋、爐腔、活性炭收容裝置、微波輻射裝置、排煙裝置。
微波輻射裝置由2450MHz的連續波磁控管產生微波源,爐腔構成微波輻射裝置的加熱腔體,微波輻射裝置還包括定時器、功率分配器、開關和電氣控制單元。電源部分向磁控管提供正常所需的各種電壓,高壓電源采用帶漏磁變壓器的半波倍壓整流電路。微波輻射裝置的定時器、功率分配器、開關和電氣控制單元屬于現有技術,采用常規安裝與裝置配套鏈接。
微波輻射裝置位于爐體上方,爐蓋下方,使爐腔形成多模式諧振腔,爐蓋采用扼流結構防止微波泄漏。爐蓋由鋼板焊接而成,爐腔由耐火磚砌成和外設一層鋼板,爐蓋與微波輻射裝置接觸面上設置有耐火纖維。
爐蓋蓋合在微波輻射裝置上,在爐蓋上設置有防爆閥,防止爐腔內壓力過大造成爆炸;在爐體的底部開設煙氣出口,以使爐體內部的煙氣沿煙氣出口排出。煙氣排放孔通過連通管道與排煙裝置連通,且每個連通管道中設置有廢氣閥。
活性炭收容裝置位于爐體底部,由耐高溫材料承載。活性炭收容裝置與爐腔面平行,熱量均勻擴散活性炭收容裝置,使活性炭均勻受熱,輻射面寬,產生的熱氣流在爐腔內循環,煙氣自下排出,熱量均勻進入承載的活性炭收容裝置,使得活性炭收容裝置內的活性炭活化再生。