活性炭电热再生技术实验的研究

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1、硕士学位论文题目活性炭电热再生技术的实验研究研究生占戈专业机械电子工程指导教师潘华辰教授聂欣副教授完成日期2012年11月杭州电子科技大学硕士学位论文活性炭电热再生技术的实验研究研究生：占戈指导教师：潘华辰教授聂欣副教授2012年11月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterExperimentalStudyonElectro-thermalRegenerationofActivatedCarbonCandidate:ZhanGeSu

2、pervisor:Prof.PanHuachenProf.NieXinNovember，2012杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学

3、位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要活性炭是一种具有发达孔隙结构、巨大比表面积和极强的吸附能力的碳质材料，它在水处理行业得到广泛的应用。活性炭的再生是将饱和吸附各

4、种杂质的活性炭经过物理、化学或生物化学等方法处理，使其恢复吸附能力，从而延长活性炭的使用寿命，降低运行成本，减少资源的浪费。本文采用一种新型活性炭再生方法—电热再生，从理论和实验的角度出发，对电热再生技术展开系统性研究，最终成功解决饱和活性炭电阻过大的难点，再生得到活性炭的吸附能力达到新炭90%以上。围绕活性炭电热再生技术，本文开展了以下几方面的工作：首先，论述了该课题的研究背景和意义，并对活性炭的性质、结构和应用以及活性炭再生的原理和方法都做了比较详细的阐述。同时，概况了本文的基本思路和主要研究内容。然后，对活性炭的基本参数

5、做了测量，明确了检验活性炭再生吸附能力的两项主要指标。对活性炭再生的实验设备进行具体的论述，包括再生炉、干燥机、电源、热电偶和数据采集器，研究了电热再生技术的基本原理，并对再生结果的检验实验进行了介绍。其次，围绕饱和活性炭的电阻问题展开具体地研究。第一，测量得出饱和活性炭的电阻要比新炭的电阻大的多，并证明了饱和活性炭的电阻随温度的升高而降低。第二，找出无法顺利实现再生的原因：饱和活性炭的水分过多且电阻过大，这主要是由吸附的有机物造成的。第三，通过探索性实验发现表面摩擦能减小活性炭的电阻，故引入干燥机前处理饱和活性炭，减少活性炭

6、的水分和电阻。第四，对前处理的工况展开系统性研究，通过不同的温度和时间工况，并综合考虑能耗、磨损率和碘值的变化来选取了最优前处理工况：温度200℃，时间2h。再次，把经过前处理的饱和活性炭投入再生炉内，对再生试验进行了比较全面的研究。观察了低功率再生试验的结果，发现不足之处，改用两个高功率高电压的电源箱，得到良好的效果。同时，对再生试验的两个可控参数：再生温度和质量流量进行了正交实验，以再生炭的碘吸附值和亚甲蓝吸附值作为选择依据，确立了最优实验工况：再生温度850℃，质量流量53.7kg/h，得到再生炭两项吸附值分别为91.6

7、%和92.7%。另外，用热重—红外技术分析了饱和炭和再生炭表面官能团的种类。最后，简述了CFD数值模拟的基本思路，运用了Ansys-Fluent中的UDS及UDF模块，模拟了活性炭电热再生炉内的速度和温度分布，并用Fieldview进行后处理工作。同时将计算结果与实验结果进行了对比，证明了计算结果的准确性。关键词：活性炭，电热再生，吸附能力，电阻，最优工况I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTActivatedcarbonisonekindofcarbonmaterialwithdevelopedporestructu

8、re,largespecificsurfaceareaandstrongadsorptioncapacity.Itiswidelyusedinwatertreatment.Tomaketheadsorptionmaterialofexhaustedactivatedcarbo