一種活性炭微波再生處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波活性炭再生的工藝，尤其涉及到一種使用微波技術(shù)進(jìn)行活性炭再生的工藝，屬于環(huán)保工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是一種多孔吸附材料，廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、航天等領(lǐng)域，但是活性炭經(jīng)脫色或吸附飽和后，其內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)被吸附質(zhì)堵塞，從而喪失吸附能力。大量吸附達(dá)到飽和的廢活性炭被丟棄后，既造成資源浪費(fèi)又產(chǎn)生二次污染，因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)廢活性炭再生都很重視。
[0003]目前，活性炭再生方法主要由熱再生法和生物再生法、濕式氧化再生法、化學(xué)再生法、超聲波再生和光催化再生等。在眾多的活性炭再生方法中，熱再生工藝最成熟，應(yīng)用最為廣泛，但是也存在很多缺點(diǎn)，如再生過程用時(shí)長(zhǎng)、能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量低等。
[0004]因此，很有必要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)研發(fā)一種活性炭再生速度快，能耗低，環(huán)保，再生后活性炭質(zhì)量高的活性炭再生處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明目的在于提供一種活性炭微波再生工藝，利用活性炭良好的吸收微波特性，使其在微波場(chǎng)中受微波輻射而升至再生溫度，無需添加任何活化劑，即可達(dá)到再生的目的。本發(fā)明通過微波加熱產(chǎn)生的高溫使活性炭上的有機(jī)污染物炭化、活化，從而恢復(fù)其吸附能力，且由于高溫使部分活性炭燒失，使孔徑增大，從而還可以提高活性炭的吸附容量，本發(fā)明提供的方法再生活性炭的時(shí)間短、能耗低、設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，能夠克服傳統(tǒng)再生活性炭方法的諸多不足。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種活性炭微波再生處理方法，其包括以下步驟:
[0008]1)將吸附飽和的活性炭置于隔氧狀態(tài)的微波設(shè)備中；
[〇〇〇9] 2)開啟微波設(shè)備，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫；
[0010]3)將步驟2)中的活性炭升溫至600?900°C，維持0?30min ;
[0011]4)關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到再生活性炭。
[0012]作為優(yōu)選方案，以上所述的活性炭微波再生處理方法，步驟2)微波輻射采用的微波源功率為10kW，20kW或60kW。
[0013]作為優(yōu)選方案，以上所述的活性炭微波再生處理方法，步驟3)活性炭升溫至600 ?900°C，維持 0 ?30min。
[0014]工藝篩選實(shí)驗(yàn):
[0015]1、微波加熱溫度的篩選:
[0016](1)將吸附飽和的活性炭分成15份，置于微波設(shè)備中；開啟微波設(shè)備，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫，分別升溫至 100 °C、200 °C、300 °C、400 °C、500 °C、600 °C、700 °C、800 °C、900 °C、1000 °C、1100 °C、1200 °C、1300 °C、1400 °C、1500 °C，維持 20min ；關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，
得到不同微波處理溫度的再生活性炭。
[0017](2)檢測(cè)步驟(1)不同微波處理溫度得到的再生活性炭，結(jié)果表明，當(dāng)溫度低于600°C以下，由于活性炭的微小多孔結(jié)構(gòu)，吸附飽和的活性炭中的物質(zhì)不能完全炭化，吸附能力較差。當(dāng)微波輻射處理溫度為600 V、700 V、800 V、900 V時(shí)，吸附飽和的活性炭上的有機(jī)污染物完全被炭化，活性炭吸附能力得到恢復(fù)，并且在該溫度下部分活性炭燒失，使孔徑增大，活性炭的吸附容量反而得到提高，吸附能力更強(qiáng)。當(dāng)溫度高于1000°C時(shí)，活性炭燒失導(dǎo)致活性炭中微小孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其吸附能力反而減弱。因此本發(fā)明通過微波輻射加熱再生處理活性炭的最佳溫度為600°C?900°C，特別優(yōu)選900°C。
[0018]2、微波加熱溫時(shí)間的篩選:
[0019](1)將吸附飽和的活性炭分成12份，置于微波設(shè)備中；開啟微波設(shè)備，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫至 900 °C，分別維持 Omin、lmin、3min、5min、lOmin、15min、20min、25min、30min、35min、40min、50min和60min ;然后關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到不同微波處理時(shí)間的再生活性炭。
[0020](2)檢測(cè)步驟(1)不同微波處理時(shí)間得到的再生活性炭，結(jié)果表明，當(dāng)溫度為900°C時(shí)，微波處理時(shí)間小于5分鐘時(shí)，由于活性炭的微小多孔結(jié)構(gòu)，吸附飽和的活性炭中的物質(zhì)不能完全炭化、活化，吸附能力較差。當(dāng)微波輻射處理時(shí)間為5至30分鐘時(shí)，吸附飽和的活性炭上的有機(jī)污染物完全被炭化、活化，活性炭吸附能力得到恢復(fù)，并且在該溫度下部分活性炭燒失，使孔徑增大，活性炭的吸附容量反而得到提高，吸附能力更強(qiáng)。當(dāng)微波輻射處理時(shí)間大于30分鐘以上，活性炭中微小空隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使其吸附能力反而減弱。因此本發(fā)明通過微博輻射加熱再生處理活性炭的最佳時(shí)間為5?30分鐘，特別優(yōu)選900°C時(shí)，微波處理5分鐘，具有非常高的再生處理效率。
[0021]3、微波加熱處理時(shí)，微波設(shè)備中有氧和隔氧處理的篩選:
[0022](1)將吸附飽和的活性炭分成2份，分別置于微波設(shè)備中；一份在有氧條件下，另一份在氮?dú)馀抛咴O(shè)備中氧氣的條件下，分別開啟微波設(shè)備，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫至900°C，維持5min ;然后關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到有氧和隔氧微波處理的再生活性炭。
[0023](2)檢測(cè)步驟(1)有氧和隔氧微波處理的再生活性炭，結(jié)果表明，在有氧微波處理?xiàng)l件下，活性炭氧化比較嚴(yán)重，而在無氧條件下吸附飽和的活性炭上的有機(jī)污染物完全被炭化、活化，活性炭吸附能力得到恢復(fù)，并且活性炭微小孔徑增大，吸附能力得到提高，因此，本發(fā)明優(yōu)選在隔氧條件下再生處理，取得了非常好的技術(shù)效果。
[0024]4、微波加熱溫功率的篩選:
[0025]本發(fā)明還通過大量實(shí)驗(yàn)篩選了不同微波源加熱功率對(duì)活性炭再生處理效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)選用輸出功率為60kW的微波源時(shí)，微波加熱再生處理效果優(yōu)，較20kW、lOkff再生處理效率更高。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0027]實(shí)施例1
[0028]一種活性炭微波再生處理方法，其包括以下步驟:
[0029]1)將吸附飽和的活性炭置于隔氧狀態(tài)的微波設(shè)備中；
[0030]2)開啟微波設(shè)備，微波源采用60kW，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫；
[0031 ] 3)將步驟2)中的活性炭升溫至900 °C，維持5min ；
[0032]4)關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到再生活性炭。
[0033]實(shí)施例2
[0034]一種活性炭微波再生處理方法，其包括以下步驟:
[0035]1)將吸附飽和的活性炭置于隔氧狀態(tài)的微波設(shè)備中；
[0036]2)開啟微波設(shè)備，微波源采用60kW，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫；
[0037]3)將步驟2)中的活性炭升溫至600 °C，維持30min ；
[0038]4)關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到再生活性炭。
[0039]實(shí)施例3
[0040]一種活性炭微波再生處理方法，其包括以下步驟:
[0041]1)將吸附飽和的活性炭置于隔氧狀態(tài)的微波設(shè)備中；
[0042]2)開啟微波設(shè)備，微波源采用60kW，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫；
[0043]3)將步驟2)中的活性炭升溫至700 °C，維持20min ；
[0044]4)關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到再生活性炭。
[0045]實(shí)施例4
[0046]一種活性炭微波再生處理方法，其包括以下步驟:
[0047]1)將吸附飽和的活性炭置于隔氧狀態(tài)的微波設(shè)備中；
[0048]2)開啟微波設(shè)備，微波源采用60kW，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫；
[0049]3)將步驟2)中的活性炭升溫至800°C，維持15min ；
[0050]4)關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到再生活性炭。
[0051]實(shí)施例5
[0052]取以上實(shí)施例1至實(shí)施例4微波再生處理得到的活性炭，檢測(cè)其表面積和孔容，檢測(cè)結(jié)果表明，本發(fā)明微波再生處理得到的顆?；钚蕴康牡馕街悼蛇_(dá)950?1030mg/g，強(qiáng)度可達(dá)98?99.6%，總孔容積0.4?0.45cm3/g ;粉末活性炭的碘吸附值可達(dá)900?1050mg/g，強(qiáng)度達(dá)92%?95%，具有優(yōu)異的吸附能力。
[0053]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種活性炭微波再生處理方法，其特征在于包括以下步驟:1)將吸附飽和的活性炭置于隔氧狀態(tài)的微波設(shè)備中；2)開啟微波設(shè)備，采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫；3)將步驟2)中的活性炭升溫至600?900°C，維持0?30min ;4)關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到再生活性炭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭微波再生處理方法，其特征在于，步驟2)微波輻射采用的微波源輸出功率為10kW，20kW或60kW。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性炭微波再生處理方法，其特征在于，步驟3)活性炭升溫至 600 ?900°C，維持 5 ?30min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種活性炭微波再生處理方法，本發(fā)明將吸附飽和的活性炭置于隔氧狀態(tài)的微波設(shè)備中；采用微波輻射活性炭進(jìn)行升溫至600～900℃，維持0～30min；關(guān)閉微波設(shè)備，冷卻，得到再生活性炭。本發(fā)明通過大量實(shí)驗(yàn)篩選出最佳的微波再生處理工藝，微波加熱產(chǎn)生的高溫使活性炭上的有機(jī)污染物炭化、活化，從而恢復(fù)其吸附能力，且由于高溫使部分活性炭燒失，使孔徑增大，從而還可以提高活性炭的吸附容量。本發(fā)明提供的活性炭再生方法，時(shí)間短、能耗低、設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、環(huán)保性強(qiáng)、無需添加任何活化劑，即可達(dá)到再生的目的，能夠克服傳統(tǒng)再生活性炭方法的諸多不足。
【IPC分類】B01J20/34, B01J20/20
【公開號(hào)】CN105396567
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510939699
【發(fā)明人】張慧, 楊琦, 郝剛, 肖晶輝, 楊微
【申請(qǐng)人】南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司, 南京三樂電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日