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专利号: 2021107071718
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种活性炭低压引弧再生装置,包括第一再生舱和电极板,其特征在于:还包括第二再生舱、金属筛网、第一机械振动器和第二机械振动器;所述第一再生舱和第二再生舱正对的一侧开放设置,且第一再生舱和第二再生舱开放的侧部位置均固定有金属筛网;第一再生舱和第二再生舱内与各自金属筛网相对的另一侧均固定有一片电极板;第一再生舱和第二再生舱内的电极板分别接电源的正、负极;所述的第一再生舱和第二再生舱内均设置有温度传感器;第一再生舱和第二再生舱分别与第一机械振动器和第二机械振动器连接;所述的第一机械振动器和第二机械振动器分别固定在第一底座和第二底座上;所述的第一底座由水平驱动件驱动;第一底座和第二底座的顶面等高;两个金属网筛之间的相邻凸起逐渐靠近和分离,产生电弧释放热量。

2.根据权利要求1所述的一种活性炭低压引弧再生装置,其特征在于:所述的金属筛网由金属丝编织而成,表面交织形成的凸起呈现高低起伏的纹理。

3.根据权利要求2所述的一种活性炭低压引弧再生装置,其特征在于:所述金属筛网表面的凸起呈棱锥状。

4.根据权利要求1所述的一种活性炭低压引弧再生装置,其特征在于:所述的水平驱动件采用电动缸或电动滑台。

5.根据权利要求1所述的一种活性炭低压引弧再生装置,其特征在于:所述的第一底座上固定有第一滑动导向柱,第二底座上固定有第二滑动导向柱;第一滑动导向柱与固定在第一再生舱外侧壁的导向块构成滑动副,第二滑动导向柱与固定在第二再生舱外侧壁的导向块构成滑动副。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:该方法具体过程如下:

步骤一、将水平驱动件、第一底座和第二底座置于平整的地面上;通过进料口向第一再生舱和第二再生舱装入饱和活性炭颗粒;水平驱动件驱动第一底座,调节第一底座和第二底座的距离,使得第一再生舱上金属筛网与第二再生舱上金属筛网接触;然后,设置第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率和振幅,且振幅均大于金属筛网上的上下相邻两个凸起之间的距离,启动第一机械振动器和第二机械振动器,带动第一再生舱和第二再生舱上下振动,使第一再生舱和第二再生舱内的饱和活性炭颗粒翻滚,相互刮蹭掉饱和活性炭颗粒表面的吸附物;

步骤二、向第一再生舱和第二再生舱的电极板输入直流电,直流电的电压符合电压公式 其中I为电流值,ρ为活性炭的电阻率,d为电极板到金属筛网的距离,S为电极板与活性炭颗粒的接触面积,l为金属筛网上凸起的高度;α和β为常数;

步骤三、活性炭颗粒因振动而翻滚使活性炭颗粒之间随机接触并导电,且活性炭因通电而自发产热,翻滚并随机接触使活性炭产热均匀;而且在第一机械振动器和第二机械振动器的驱动下,第一再生舱和第二再生舱上下振动,第一再生舱和第二再生舱上金属筛网的各个凸起随着振动不断发生接触和分离,产生电弧释放热量;活性炭在导电产热和引弧产热的共同作用下温度上升,活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,活性炭的活性得以恢复;同时,电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,提高再生后活性炭的吸附能力;在电解和热解过程中释放的有害废气通过金属筛网的孔隙逸出时,被电弧进一步分解;

步骤四、当温度传感器检测到温度上升至预设温度时,活性炭再生完成,停止电极板的直流电输入,并停止第一机械振动器和第二机械振动器的振动,通过出料口取出第一再生舱和第二再生舱中再生后的活性炭颗粒。

7.根据权利要求6所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:所述第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率在10Hz~100Hz范围内,且第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率不同,保证第一再生舱和第二再生舱不会相对静止。

8.根据权利要求6所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:所述的α取值为10V~50V,β取值为10000A·V/m~20000A·V/m。

9.根据权利要求6所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:步骤二中,活性炭因温度变化,电阻率发生变化,控制器根据温度传感器测得的温度计算活性炭的实时电阻率,并反馈调节电源的电压,使电源的电压始终符合电压公式。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的一种活性炭低压引弧再生装置进行活性炭再生的方法,其特征在于:该方法具体过程如下:

步骤一、将水平驱动件、第一底座和第二底座置于平整的地面上;通过进料口向第一再生舱和第二再生舱装入饱和活性炭颗粒;水平驱动件驱动第一底座,调节第一底座和第二底座的距离,使得第一再生舱与第二再生舱的金属筛网之间的最小距离δ小于0.0005m;然后,设置第一机械振动器和第二机械振动器的振动频率和振幅,且振幅均大于金属筛网上的上下相邻两个凸起之间的距离,启动第一机械振动器和第二机械振动器,带动第一再生舱和第二再生舱上下振动,使第一再生舱和第二再生舱内的饱和活性炭颗粒翻滚,相互刮蹭掉饱和活性炭颗粒表面的吸附物;

步骤二、向第一再生舱和第二再生舱的电极板输入直流电,直流电的电压符合电压公

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式 p为两张金属筛网之间间隙处的压强,取值为大气压1.013×10 Pa,

δ为第一再生舱和第二再生舱的金属筛网之间的最小距离,γ为表面电离系数,A和B为经验‑1 ‑1 ‑1 ‑1

系数,A在10Pa m ~30Pa m 范围内取值,B在50V/(Pa·m)~200V/(Pa·m)范围内取值;

步骤三、活性炭颗粒因振动而翻滚使活性炭颗粒之间随机接触并导电,且活性炭因通电而自发产热,翻滚并随机接触使活性炭产热均匀;而且在第一机械振动器和第二机械振动器的驱动下,第一再生舱和第二再生舱上下振动,第一再生舱和第二再生舱上金属筛网的相邻凸起逐渐靠近和分离,但不发生接触,产生击穿电弧释放热量;活性炭在导电产热和击穿电弧产热的共同作用下温度上升,活性炭吸附的各种杂质在通电和高温作用下发生脱附、电解和热解,活性炭的活性得以恢复;同时,击穿电弧形成电锤效应,对活性炭内部的微孔具有扩孔作用,提高再生后活性炭的吸附能力;在电解和热解过程中释放的有害废气通过金属筛网的孔隙逸出时,被击穿电弧进一步分解;

步骤四、当温度传感器检测到温度上升至预设温度时,活性炭再生完成,停止电极板的直流电输入,并停止第一机械振动器和第二机械振动器的振动,通过出料口取出第一再生舱和第二再生舱中再生后的活性炭颗粒。