[發明專利]一種以水分子為二次激發對象的等離子體活性炭再生方法

在審

• 申請號: 201810577383.7
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108745329A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 殷衡
• 申請（專利權）人: 殷衡
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種以水分子為二次激發對象的等離子體活性炭再生方法，所屬領域為環境工程中的固體廢棄物處理領域。該方法主要是為了解決活性炭加熱再生法工序和設備較為復雜、且脫附的污染物質會形成一定程度的二次污染的不足之處，解決上述問題的要點是：用高壓電場激發氮氣生成能量密度為4000～4100W/cm²的一次等離子體，并用上述一次等離子體轟擊清水浸泡清洗后的廢棄活性炭，生成二次等離子體的同時使其溫度上升至1750～1800℃，并維持該溫度55～60min；依靠上述溫度及水分子所激發的二次等離子體再生活性炭及降解活性炭脫附的污染物質。

技術領域

本發明涉及環境工程中的固體廢棄物處理領域，具體為一種以水分子為二次激發對象的 等離子體活性炭再生方法。

背景技術

活性炭在環境保護、工業與民用方面己被大量使用，并且取得了相當的成效，然而活性 炭在吸附飽和而失去吸附能力后，即變成了一種新的固體廢物。同時活性炭價格昂貴，每次 更換新炭，就會提升企業的運行成本，所以必須要考慮對飽和活性炭進行再生利用，以達到 循環經濟的目的。

活性炭的再生方法有很多種，例如：加熱再生法、生物再生法、濕式氧化法、溶劑再生 法、電化學再生法、催化濕式氧化法等。其中加熱再生法是應用最多，工業上最成熟的活性 炭再生方法。而加熱再生法一般包括干燥、高溫炭化及活化三個階段，其工序和設備較為復 雜，且脫附的污染物質會形成一定程度的二次污染。

因此急需開發一種簡單高效、無二次污染的活性炭再生工藝。

發明內容

本發明的目的是為了解決活性炭加熱再生法的不足之處，提供一種簡單高效、無二次污 染的活性炭再生工藝。

本發明的技術方案如下：

(1)將廢棄的活性炭用清水反復浸泡清洗直至出水清澈，對上述活性炭進行固液分離；

(2)用高壓電場激發氮氣生成能量密度為4000～4100W/cm²的一次等離子體，并用上述 一次等離子體轟擊固液分離后的廢棄活性炭，使其溫度上升至1750～1800℃，并維持該溫度 55～60min；

(3)上述溫度能夠使活性炭表面的有機污染物沸騰汽化脫附，氮氣所激發的等離子體所 攜帶的能量被活性炭孔隙中的水分子吸收，大量的能量吸使得活性炭孔隙中形成了急劇膨脹 的二次等離子體而產生沖擊波，沖擊波使得活性炭孔隙中的污染物質被剔除，從而使其恢復 吸附性能；

(4)水分子所激發的二次等離子體中攜帶了大量羥基自由基及高能電子，具有極強的氧 化能力，能夠無選擇性地降解活性炭所脫附的污染物質，同時羥基自由基提高了活性炭表面 酸性官能團的數量，使其表面更具親水性，從而使零電荷點大大降低，有利于極性物質的去 除。

(5)上述活性炭最終經水冷、干燥后得到產品再生活性炭。

其中：需要將廢棄活性炭用清水反復浸泡清洗。

其中：氮氣所激發的一次等離子體的能量密度為4000～4100W/cm²。

其中：再生溫度1750～1800℃，再生時間55～60min。

其中：一次等離子體所攜帶的能量被活性炭孔隙中的水分子吸收生成二次等離子體，二 次等離子體產生過程中形成的沖擊波將活性炭孔隙中的污染物質剔除。

其中：二次等離子體中攜帶了大量羥基自由基及高能電子，具有極強的氧化能力，能夠 無選擇性地降解活性炭所脫附的污染物質。

其中：羥基自由基提高了活性炭表面酸性官能團的數量，使其表面更具親水性，從而使 零電荷點大大降低，有利于極性物質的去除。