活性炭是一种公认的优良吸附材料,它能够有效的清除污染物,净化环境,被广泛应用于各个行业,但由于活性炭价格较高,使其在实际中难以大量应用。传统的蒸汽加热再生活性炭,由于水蒸气温度较低,解吸速率缓慢,无法满足实际要求。微波是一种绿色,清洁的能源,利用其加热迅速,高效,节能的特点,开发一种全新的活性炭生产和再生设备意义重大。 本论文的主要工作: 1、微波炭化炉的设计及其制作。该部分参照其它微波加热设备的基本结构,重新设计并制造了拥有自主知识产权的微波谐振腔,在微波的功率控制、改善微波辐射均匀性等方面进行了改进,设计并制造了一个专用的微波炭化炉。 2、微波炭化炉基本指标的测定。该部分应用常规方法对该炭化炉的有效输出功率和热场进行了实验研究,并且以家用微波炉做对照,为使用该设备提供参考。 3、微波炭化炉的初步应用研究。该部分共选择了两组实验,第一组是微波辐照废活性炭再生实验,第二组是微波辐照一次性筷子制活性炭的实验。实验初步探索了用微波炭化炉进行活性炭生产和再生的最佳条件。 4、微波炭化炉的成本核算。该部分为制造工厂化应用的微波设备提供预算数据参考。 本微波炭化炉的主要特点: 该炭化炉功率连续可调,既可以用其进行微波炭化、活化的实验研究,又可进行活性炭的再生和其它废水、废气污染治理等方面的应用研究,在提高能源利用率和环境保护方面都具有积极意义。本炭化炉可单独或串联使用,串联使用能提高生产能力。 主要结论如下: 1、通过应用实验,该炭化炉的工作性能稳定,可以长时间的进行活性炭生产和再生的实验。 2、通过应用Matlab6.5软件分析,结果表明,该炭化炉热场的能量分布均匀性要优于家用微波炉。 3、初步应用该炭化炉进行微波再生载苯酚废活性炭的实验研究,3min就能够达到11ml/0.1g,优于国家规定的二级品标准,不足之处是随着脱色力的增加,活性炭的失重也是呈现上升趋势的。 4、利用微波辐照一次性筷子制活性炭的最佳条件为浸渍液浓度40%,微波辐照功率1160W,辐照时间18min,所得到的活性炭亚甲基兰脱色力为21ml/0.1g为国家林业部规定的一级品活性炭标准的1.75倍。