[发明专利]一种以过硫酸盐为二次激发对象的等离子体活性炭再生方法

说明书

一种以过硫酸盐为二次激发对象的等离子体活性炭再生方法，所属领域为环境工程中的固体废弃物处理领域。该方法主要是为了解决活性炭加热再生法工序和设备较为复杂、且脱附的污染物质会形成一定程度的二次污染的不足之处，解决上述问题的要点是：用高压电场激发氮气生成能量密度为2200～2300W/cm²的一次等离子体，并用上述一次等离子体轰击过硫酸盐溶液浸泡后的废弃活性炭，生成二次等离子体的同时使其温度上升至950～1000℃，并维持该温度15～20min；依靠上述温度及过硫酸盐所激发的二次等离子体再生活性炭及降解活性炭脱附的污染物质。

技术领域

本发明涉及环境工程中的固体废弃物处理领域，具体为一种以过硫酸盐为二次激发对象 的等离子体活性炭再生方法。

背景技术

活性炭在环境保护、工业与民用方面己被大量使用，并且取得了相当的成效，然而活性 炭在吸附饱和而失去吸附能力后，即变成了一种新的固体废物。同时活性炭价格昂贵，每次 更换新炭，就会提升企业的运行成本，所以必须要考虑对饱和活性炭进行再生利用，以达到 循环经济的目的。

活性炭的再生方法有很多种，例如：加热再生法、生物再生法、湿式氧化法、溶剂再生 法、电化学再生法、催化湿式氧化法等。其中加热再生法是应用最多，工业上最成熟的活性 炭再生方法。而加热再生法一般包括干燥、高温炭化及活化三个阶段，其工序和设备较为复 杂，且脱附的污染物质会形成一定程度的二次污染。

因此急需开发一种简单高效、无二次污染的活性炭再生工艺。

发明内容

本发明的目的是为了解决活性炭加热再生法的不足之处，提供一种简单高效、无二次污 染的活性炭再生工艺。

本发明的技术方案如下：

(1)将废弃的活性炭用清水反复浸泡清洗直至出水清澈，继续用5％～10％过硫酸盐溶液 浸泡1～2h，对上述活性炭进行固液分离；

(2)用高压电场激发氮气生成能量密度为2200～2300W/cm²的一次等离子体，并用上述 一次等离子体轰击固液分离后的废弃活性炭，使其温度上升至950～1000℃，并维持该温度 15～20min；

(3)上述温度能够使活性炭表面的有机污染物沸腾汽化脱附，氮气所激发的等离子体所 携带的能量被活性炭孔隙中的过硫酸盐吸收，大量的能量吸使得活性炭孔隙中形成了急剧膨 胀的二次等离子体而产生冲击波，冲击波使得活性炭孔隙中的污染物质被剔除，从而使其恢 复吸附性能；

(4)过硫酸盐所激发的二次等离子体中携带了大量硫酸根自由基及高能电子，具有极强 的氧化能力，能够无选择性地降解活性炭所脱附的污染物质，同时硫酸根自由基提高了活性 炭表面酸性官能团的数量，使其表面更具亲水性，从而使零电荷点大大降低，有利于极性物 质的去除。

(5)上述活性炭最终经水冷、干燥后得到产品再生活性炭。

其中：将废弃活性炭用清水反复浸泡清洗后，需要用5％～10％过硫酸盐溶液浸泡1～2h。

其中：氮气所激发的一次等离子体的能量密度为2200～2300W/cm²。

其中：再生温度950～1000℃，再生时间15～20min。

其中：一次等离子体所携带的能量被活性炭孔隙中的过硫酸盐吸收生成二次等离子体， 二次等离子体产生过程中形成的冲击波将活性炭孔隙中的污染物质剔除。

其中：二次等离子体中携带了大量硫酸根自由基及高能电子，具有极强的氧化能力，能 够无选择性地降解活性炭所脱附的污染物质。

其中：硫酸根自由基提高了活性炭表面酸性官能团的数量，使其表面更具亲水性，从而 使零电荷点大大降低，有利于极性物质的去除。