[发明专利]一种用于活性炭再生的微波处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及废活性炭再生处理技术领域，尤其涉及一种再生活性炭的微波处理装置。

背景技术

随着活性炭应用的日趋广泛，活性炭的再生问题也开始得到了人们的重视。由于活性炭价格较高，同时为了规避废活性炭可能带来的二次污染，因此对吸附饱和的活性炭进行再生处理无论从经济上还是环境保护方面考虑都是十分必要的。活性炭再生(或称活化)，是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下，将吸附于活性炭上的吸附质予以去除，恢复其吸附性能，从而达到重复使用的目的。目前国内外已经成型或基本成型的活性炭再生方法主要有热再生法、溶剂再生法、生物再生法、电化学再生法、超临界流体再生法等。

传统活性炭热再生通常在电炉中进行，热传递通过传导、对流、辐射等外部加热方式进行，再生存在由外向内的温度梯度，而活性炭再生过程中污染物的脱附是由内向外进行的，因而传热与传质方向是相反的，采用载气增进传质过程时，一般促进效率不高，而且易造成二次污染；常规加热方法同时还存在着能量消耗较大、活性炭损耗率高及再生后活性炭活性恢复率低等问题。

传统的活性炭再生技术存在着以下共同的缺陷：再生后活性炭的吸附能力会有明显下降；再生过程或形成新的二次污染；再生需要对设备和实验条件要求较高，再生过程中炭损耗大，不能实现原位再生。因此，需要对传统的活性炭再生技术进行改进，解决或者缓解再生技术上存在的诸多问题。

微波辐射再生活性炭是指经过高温使有机物脱附、炭化、活化，从而恢复其吸附能力的一种方法。微波是指电磁波谱中位于远红外和无线电波之间的电磁辐射。微波辐射过程中，有机污染物不能持续的吸收微波能量以达到降解所需的温度，而活性炭能有效吸收微波能量使温度达到1000℃以上。在微波作用下有机污染物克服范德华力吸引开始脱附，随着微波能量的聚集，在致热和非致热效应共同作用下，有机污染物一部分燃烧分解放出二氧化碳，另一部分则炭化。影响微波再生活性炭的因素依次是活性炭量、微波功率、微波辐照时间和载气线速等。微波加热能够使活性炭进一步活化，提高吸附容量。用这种方法再生废炭的时间短，能耗低，设备构造简单，具有较好的应用前景。

鉴于微波的加热特性以及它在各个方面越来越多的应用，许多研究者另辟蹊径，以热再生理论为基础，目前采用微波作为热源对活性炭进行再生研究基础相对比较薄弱，研究成果也相对有限。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷提供一种结构简单、活性炭再生产量高且能够有效利用热量的活性炭微波处理装置。

本发明的用于活性炭再生的微波处理装置，包括炉体、炉盖、炉腔、活性炭收容装置、微波辐射装置、排烟装置；微波辐射装置包括磁控管、定时器、功率分配器、开关和电气控制单元；所述微波辐射装置位于炉体上方，炉盖下方，使炉腔形成多模式谐振腔；炉盖盖合在微波辐射装置上，炉盖上设置有防爆阀；炉体底部开设有烟气出口，气烟排放孔通过连通管道与排烟装置连通，且每个连通管道中设置有废气阀；活性炭收容装置位于炉体底部，活性炭收容装置与炉腔面平行，活性炭收容装置由孔径1cm-10cm的网承载活性炭，大小不一的网格错落分布，构成网格化承载分布；活性炭收容装置镶嵌在炉体，螺母锁紧，为不可拆卸；活性炭收容装置中承载活性炭的网为不锈钢或铝材质，为可拆卸。

具体为：发明的活性炭微波处理装置包括炉体、炉盖、炉腔、活性炭收容装置、微波辐射装置、排烟装置。微波辐射装置包括磁控管、定时器、功率分配器、开关和电气控制单元；微波辐射装置的加热腔体为炉腔，微波源由2450MHz的连续波磁控管产生。电源部分向磁控管提供正常所需的各种电压，高压电源采用带漏磁变压器的半波倍压整流电路。微波辐射装置的定时器、功率分配器、开关和电气控制单元采用常规安装与装置配套链接。

微波辐射装置位于炉体上方，炉盖下方，使炉腔形成多模式谐振腔，由馈能波导口激励起的微波场在腔内壁间多次反射形成驻波场，并与被加热的物体相互作用，达到对物体加热或干燥的目的。馈能波导的作用是把由磁控管产生的微波能馈入到微波装置炉腔内，炉盖采用扼流结构防止微波泄漏。炉盖由钢板焊接而成，炉腔由耐火砖砌成和外设一层钢板，炉盖与微波辐射装置接触面上设置有耐火纤维，以实现密封。炉腔的外部加装有镀锌板防护层，主要是减少微波向外层的泄漏和防尘的作用。

炉盖盖合在微波辐射装置上，以形成容纳活性炭收容装置的密闭空间，在炉盖上设置防爆阀，防止炉腔内压力过大造成爆炸；在炉体的底部开设烟气出口，以使炉体内部的烟气沿烟气出口排出。烟气排放孔通过连通管道与排烟装置连通，且每个连通管道中设置有废气阀。