吸附剂集成再生装置及吸附剂集成再生方法

技术领域

本发明属于固废处理技术领域，尤其涉及一种吸附剂集成再生装置及一种吸附剂集成再生方法。

背景技术

随着我国经济水平快速发展，石化、印染等行业产生大量VOCs严重污染区域生态环境，危害人体健康和人类生存空间，VOCs的安全、高效处理受到社会各界广泛关注与重视。

VOCs治理广泛使用吸附法，与其它方法相比，吸附法具有工艺成熟、操作简单、净化效率高、能耗低等优点，因此吸附法常用于处理大风量、低浓度、间歇性有机废气。目前，VOCs吸附剂主要使用活性炭、分子筛、吸附树脂、黏土的任一种或多种混合物，由于具有大量微孔结构和比表面积，吸附活性强，因此被广泛用于治理VOCs。

虽然吸附法在治理VOCs方面具有诸多优点，但吸附剂使用寿命短，吸附饱和后的失活吸附剂难以脱附再生循环利用，且国家有关部门已将部分行业产生的失活吸附剂定为危险废物，处理难度很大，处理成本很高。针对失活VOCs吸附剂的再生，常规处理技术难以使其再生彻底，并且易产生二次污染，再生效率低，成本高。利用循环流化床反应塔可以对失活吸附剂进行循环解析，使得再生过程更为彻底。等离子体技术在常温常压条件下产生大量高能电子、羟基自由基、臭氧等具有强氧化性的活性粒子，可以与吸附剂脱附产生的VOCs污染物分子反应降解生成CO

现有吸附剂集成再生装置存在处理效率低、再生成本高等问题，再生后的吸附剂中残留部分未能彻底分解的污染物，再生不彻底，并且在再生过程中产生大量VOCs有机废气和恶臭异味气体，对环境造成二次污染。针对现有吸附剂集成再生装置存在的不足，本发明提出一种吸附剂集成再生方法和吸附剂集成再生装置，经过对再生装置整体结构和等离子体反应器关键部件的优化改进，设备性能缺陷及二次污染问题得到有效解决，并具有再生效率高、运行管理方便、能耗低等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附剂集成再生装置和吸附剂集成再生方法，尤其涉及一种基于等离子体技术采用双介质阻挡放电方式处理失活吸附剂的再生装置和再生方法。

经过对吸附剂集成再生装置整体结构和等离子体反应器关键部件的优化改进，具有结构简单、操作方便、再生效率高、成本低、能耗低、无二次污染等优点。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种吸附剂集成再生装置，包括循环流化床反应塔和等离子体反应器，所述循环流化床反应塔和等离子体反应器通过引风机连接。循环流化床反应塔包括进料口、进料阀、鼓风机、排料阀、电加热器、旋风分离器、中心筒和返料器。等离子体反应器包括至少一个等离子体放电板和高压电源。首先失活吸附剂通过进料口以及控制进料阀使其进入循环流化床反应塔内，在鼓风机作用下，失活吸附剂床层在循环流化床反应塔内部呈流化状态，从循环流化床反应塔逃逸的失活吸附剂依次通过旋风分离器和返料器进行循环解析，使得失活吸附剂的再生更加彻底，脱附产生的VOCs废气通过中心筒在引风机作用下进入等离子体反应器；在循环流化床反应塔对失活吸附剂集成再生过程中，根据失活吸附剂床层流化状态调节鼓风机的风量大小，根据吸附剂脱附温度控制电加热器的再生温度；启动高压电源，等离子体放电板的接地极管与放电极管之间形成双介质阻挡放电，激发气体介质产生羟基、臭氧等活性粒子和高能离子，与VOCs废气充分反应，洁净气体排空；再生后的新鲜吸附剂通过排料阀汇集排出再生装置装袋入库。

上述技术方案中，所述电加热器在循环流化床反应塔内自上而下竖直串联布置。

上述技术方案中，所述循环流化床反应塔使用失活吸附剂作为物料床层，所述吸附剂包括活性炭、分子筛、吸附树脂、黏土中的至少一种或它们的任意组合。

上述技术方案中，所述失活吸附剂粒径大小介于0.3mm-1mm。

上述技术方案中，所述等离子体放电板包括高压导线、接地极管、放电极管和不锈钢壳体。

上述技术方案中，接地极管与放电极管单层交错排列。

上述技术方案中，接地极管与放电极管采用套管式结构，内部为不锈钢电极管，外部为石英玻璃管。

上述技术方案中，接地极管与放电极管间距为2-8mm。

根据本发明的另一方面，还提供了一种吸附剂集成再生方法，所述吸附剂集成再生方法使用根据上述实施例所述的吸附剂集成再生装置，所述吸附剂集成再生方法包括步骤：

首先失活吸附剂通过进料口以及打开进料阀，进入循环流化床反应塔内；

在鼓风机作用下，失活吸附剂的床层在循环流化床反应塔内呈流化状态，从循环流化床反应塔逃逸的失活吸附剂依次通过旋风分离器和返料器进行循环解析，使得失活吸附剂的再生；

脱附产生的VOCs废气通过中心筒在引风机作用下进入等离子体反应器；

在循环流化床反应塔对失活吸附剂集成再生过程中，根据失活吸附剂床层流化状态调节鼓风机的风量大小，根据吸附剂脱附温度控制电加热器的再生温度；

启动高压电源，等离子体放电板的接地极管与放电极管之间形成双介质阻挡放电，激发气体介质产生羟基、臭氧活性粒子和高能离子，与VOCs废气充分反应，并将洁净气体排空；

再生后的新鲜吸附剂通过排料阀汇集排出循环流化床反应塔并装袋入库。

本发明具有以下突出优点及效果：本发明提供一种基于等离子体技术采用双介质阻挡放电方式处理失活吸附剂的再生装置和再生方法，装置结构简单，占地面积小，即停即用，操作方便，运行稳定，再生效率高，成本低，能耗低，无二次污染，VOCs废气与电极管不直接接触，避免电极腐蚀现象的发生。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明所涉及的一种吸附剂集成再生装置示意图。

图2是本发明所涉及的等离子体放电板示意图。

图中：1―循环流化床反应塔；11―进料口；12―进料阀；13―鼓风机；14―排料阀；15―电加热器；16—旋风分离器；17—中心筒；2—引风机；3―等离子体反应器；31―等离子体放电板；32―高压电源；311—高压导线；312—接地极管；313—放电极管；314—不锈钢壳体。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本发明涉及一种吸附剂集成再生装置以及一种吸附剂集成再生方法，应用于固废处理技术领域。

如图1所示，示出根据本发明的一个实施例的吸附剂集成再生装置。该吸附剂集成再生装置包括循环流化床反应塔1和等离子体反应器3，以及连接它们两个的引风机2。

具体地，循环流化床反应塔1包括沿吸附剂流入方向从上游至下游依次布置的进料口11、进料阀12、鼓风机13、排料阀14、电加热器15、旋风分离器16、中心筒17和返料器18。

该等离子体反应器3包括至少一个等离子体放电板31和高压电源32。高压电源32用于提供相应的电力或电源给至少一个等离子体放电板31以对待处理的气体进行等离子体放电处理。

通过控制进料口11以及进料阀12可以控制失活吸附剂是否进入循环流化床反应塔1内，在需要的情况下，可以允许失活吸附剂进入到循环流化床反应塔1内。鼓风机13被设置用于把失活吸附剂吹送到循环流化床反应塔1的腔体中。排料阀14安装在腔体的最底端，用于排出再生后的新鲜吸附剂。电加热器15被设置呈多个彼此连接的加热环，布置在腔体的内壁上，例如它们可以依次彼此串联连接。旋风分离器16设置在电加热器15的下游，用于分离再生后的吸附剂和VOCs，并且再生的吸附剂通过返料器18再次进入腔体底部。返料器18连接在旋风分离器16的底端，中心筒17的一端连接在旋风分离器16的顶端，另一端连接在等离子体反应器3的进气口。

等离子体反应器3用于处理脱附产生的VOCs。该引风机2用于连接所述等离子体反应器3和循环流化床反应塔1，具体地该引风机2布置在中心筒17上，且布置在等离子体反应器3的进风口上游，优选地布置成靠近等离子体反应器3的进风口。脱附产生的VOCs废气通过中心筒17，在引风机3的作用下被吹送到等离子体反应器3中。

在一个实施例中，电加热器15包括布置在循环流化床反应塔1的腔体内的多个加热环，所述多个加热环自上而下竖直串联布置。

在一个实施例中，循环流化床反应塔1使用失活吸附剂作为物料床层。优选地，所述失活吸附剂包括活性炭、分子筛、吸附树脂、黏土中的一种或它们的任意组合。失活吸附剂粒径大小介于0.3mm-1mm之间。

在一个实施例中，所述等离子体放电板31包括高压导线311、接地极管312、放电极管313和不锈钢壳体314。所述高压导线311用于提供电源。所述不锈钢壳体314内设置有成列排列的间隔设置的接地极管312和放电极管313。在每一列中，接地极管311与放电极管313呈单层交错排列。

优选地，接地极管312与放电极管313采用套管式结构，内部为不锈钢电极管，外部为石英玻璃管。在同一列中，相邻的两个接地极管312与放电极管313间距为2-8mm。

本发明的另一实施例提供了一种吸附剂集成再生方法。具体地，在本发明的吸附剂再生处理过程中，首先失活吸附剂通过进料口11以及控制进料阀12使其进入循环流化床反应塔1内，在鼓风机13作用下，失活吸附剂的床层在循环流化床反应塔1内部呈流化状态，从循环流化床反应塔1逃逸的失活吸附剂依次通过旋风分离器16和返料器18进行循环解析，使得失活吸附剂的再生更加彻底，脱附产生的VOCs废气通过中心筒17在引风机13作用下进入等离子体反应器3；在循环流化床反应塔1对失活吸附剂集成再生过程中，根据失活吸附剂床层流化状态调节鼓风机13的风量大小，根据吸附剂脱附温度控制电加热器15的再生温度；启动高压电源32，等离子体放电板31的接地极管312与放电极管313之间形成双介质阻挡放电，激发气体介质产生羟基、臭氧等活性粒子和高能离子，与VOCs废气充分反应，洁净气体排空；再生后的新鲜吸附剂通过排料阀14汇集排出再生装置装袋入库。

本发明实施例提供的吸附剂集成再生装置尤其涉及一种基于等离子体技术采用双介质阻挡放电方式处理失活吸附剂的再生装置和再生方法；具有结构简单、占地面积小、操作方便、即停即用、运行稳定、再生效率高、成本低、无二次污染等优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。