[实用新型]一种转动低温等离子体改性活性炭吸附剂的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于等离子体改性活性炭吸附剂的制备技术领域，具体涉及一种转动低温等离子体改性活性炭吸附剂的装置及其方法。

背景技术

甲烷的温室效应是CO₂的21倍，对大气臭氧层的破坏能力为CO₂的7倍，甲烷排入大气对大气环境的破坏，已经成为全世界共同面临的重大环境问题。自20世纪70年代以来，中国政府加强了对环保工作的力度，颁布并采取了一些防治有机废气的政策和措施，以减少有机废气的排放，并收到了一定的效果。但从总体来看，大气环境污染和破坏还没有完全被控制。目前，我国年排放VOCs约1800万吨，《重点区域大气污染防治“十二五”规划》更是提出，“十二五”期间将针对煤炭、石化、污水处理厂、有机化工、合成材料、化学药品原药制造、塑料产品制造、装备制造涂装等重点行业，完善VOCs的污染防治体系，以期达到改善空气质量和污染减排的目的。由此可见，中国的环境保护仍任重而道远。

甲烷是有机废气中最常见的小分子有机物。变压吸附（PSA）是目前有机废气工业化应用的主要方法之一，吸附剂则是变压吸附技术分离效果的关键因素。许多研究N₂、CO₂、CH₄和O₂在活性炭上的吸附平衡的实验结果表明：活性炭对甲烷具有优先吸附的性能。为了提高活性炭对CH₄的吸附量，采用低温等离子体改性的办法，改变活性炭表面的表面官能团，提高N₂/CH₄的分离系数和常压穿透时间。

低温等离子体表面处理技术是最新应用于炭材料改性的一种新方法，它既能改变炭材料表面的化学性质，又能控制材料的界面物性，在炭材料改性方面表现了巨大的潜力和应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种转动低温等离子体改性活性炭吸附剂的装置，操作简单、环境友好、经济，可用于大规模生产。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种转动低温等离子体改性活性炭吸附剂的装置，包括石英管反应器、履带、电机、接地线圈、接地支架和电晕线，电机传动于履带，履带绕在石英管反应器上，石英管反应器的两端具有进气口和出气口，进气口中借助密封轴承安装进气管的接头，石英管反应器的中间为放电区，放电区穿插在接地线圈中，接地线圈的直径大于石英管反应器的外径，接地线圈架设在接地支架上，石英管反应器的放电区内部借助转动轴承架设电晕线，电晕线由石英管反应器出气口穿出并与交流电源连接。

所述低温等离子体改性装置为均匀转动装置。

所述出气口安装出气管的接头，出气管的接头中心开设电晕线孔。

所述石英管反应器内径Ф40-49mm，电晕线直径Ф0.8mm，接地线圈以间隔1～1.5cm绕匝在石英管反应器上，电机每分钟6～7转。

采用上述方案后，本实用新型的优点在于：

一、本实用新型原料价廉，制备条件成熟，操作简单，因此易于推广产业化和市场化；

二、整个过程不影响材料的体相结构，作用时间短（几到十几分钟），效率高；

三、得到低温等离子体改性的活性炭吸附剂为颗粒状，吸附分离效果得到提高；

四、本实用新型属于干式工艺，无需进行废液处理，成本较低，整个生产过程几乎无污染，符合可持续发展的要求，是一种新型环保工艺。

总之，本实用新型操作简单，工艺简单，得到吸附剂为颗粒状，能提高吸附剂的穿透时间和CH₄吸附量。本实用新型属于干式工艺，在生产过程中几乎无污染，环境友好、经济，可用于大规模生产，符合可持续发展的要求，是一种环保型生产工艺。本实用新型的产品能够有效用于0.2%浓度的CH₄气体。

附图说明

图1为本实用新型装置的整体装配图；

图1A为图1的A-A剖视图；

图2为本实用新型实施例1中活性炭原样的扫描电镜图；

图3为本实用新型实施例1中所得20KV/200Hz/15min/N₂气氛下产品的扫描电镜图；

图4为本实用新型实施例2中所得25KV/100Hz/15min/空气气氛下产品的扫描电镜图；

图5为本实用新型实施例3中所得20KV/100Hz/10min/CO₂气氛下产品的扫描电镜图；