一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，包括圓柱形電極組和絕緣板，圓柱形電極組包括間隔套設(shè)的進(jìn)電電極和出電電極，絕緣板間隔穿插在圓柱形電極組中，并將進(jìn)電電極分隔為互不連通的第一進(jìn)電段、第二進(jìn)電段、第三進(jìn)電段，相應(yīng)地絕緣板將進(jìn)電電極和出電電極間的碳床分隔為第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，第一進(jìn)電段、第二進(jìn)電段和第三進(jìn)電段分別用于和三相電源的第一相線、第二相線和第三相線相連，出電電極用于和三相電源的中線相連。本發(fā)明公開的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極提供一種用于活性炭電熱再生三相平衡電極，其優(yōu)點(diǎn)在于與三相電源配合使用，彌補(bǔ)單相電源輸出功率受限的缺點(diǎn)，增大活性炭再生設(shè)備的生產(chǎn)能力。
【專利說明】
一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及活性炭再生領(lǐng)域，尤其涉及一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極及使 用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性炭是一種具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、巨大比表面積和極強(qiáng)吸附能力的碳質(zhì)材料，它 在水處理行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用?；钚蕴吭谖揭欢螘r(shí)間后勢(shì)必會(huì)達(dá)到吸附飽和，吸附效率 下降，如果直接丟棄更換新炭，不僅對(duì)環(huán)境造成污染還產(chǎn)生了很大的資源浪費(fèi)，增加運(yùn)行成 本。所以在活性炭吸附飽和后，為節(jié)約資源，降低運(yùn)行成本可對(duì)其進(jìn)行再生操作?；钚蕴吭?生是將飽和吸附各種雜質(zhì)的活性炭經(jīng)過物理、化學(xué)或生物化學(xué)等方法處理，使其恢復(fù)吸附 能力，從而延長活性炭的使用壽命。
[0003] 活性炭再生方法很多，針對(duì)不同的應(yīng)用條件，國內(nèi)外研究人員提出了各種活性炭 再生方法，如熱再生法、濕式氧化法、生物再生法、電化學(xué)再生法、微波輻射再生法、超臨界 流體再生法等，但是，目前只有熱再生在工業(yè)上得到較為廣泛的應(yīng)用。
[0004] 隨著電力技術(shù)的發(fā)展，活性炭電熱再生得到了迅速發(fā)展，相比較傳統(tǒng)的活性炭使 用燃煤爐熱再生和燃油爐熱再生，活性炭電熱再生設(shè)備簡單、操作方便、能源清潔不產(chǎn)生二 次污染。
[0005] 目前市場(chǎng)使用的活性炭加熱方法，一般通過單向電加熱，其不足在于單相電的輸 出功率受限，導(dǎo)致活性炭再生能能力有限。加熱方式往往采用通過電阻絲通電加熱，其不足 在于電阻加熱活性炭床受熱不均勻，靠近電阻絲的區(qū)域溫度高，而遠(yuǎn)離電阻絲區(qū)域溫度低， 能源利用率低，能耗大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是活性炭電熱再生設(shè)備與三相電源配合使用，彌補(bǔ)單 相電源輸出功率受限的缺點(diǎn)，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于活性炭電熱再生設(shè) 備的電極，包括圓柱形電極組和絕緣板，圓柱形電極組包括間隔套設(shè)的進(jìn)電電極和出電電 極，絕緣板間隔穿插在圓柱形電極組中，并將進(jìn)電電極分隔為互不連通的第一進(jìn)電段、第二 進(jìn)電段、第三進(jìn)電段，相應(yīng)地絕緣板將進(jìn)電電極和出電電極間的碳床分隔為第一區(qū)域、第二 區(qū)域和第三區(qū)域，第一進(jìn)電段、第二進(jìn)電段和第三進(jìn)電段分別用于和三相電源的第一相線、 第二相線和第三相線相連，出電電極用于和三相電源的中線相連。
[0007] 進(jìn)一步地，絕緣板的數(shù)量有三塊，絕緣板在圓柱形電極組的圓周上呈120°夾角間 隔設(shè)置。
[0008] 進(jìn)一步地，圓柱形電極組包括間隔套設(shè)的多個(gè)進(jìn)電電極和多個(gè)出電電極，多個(gè)進(jìn) 電電極之間互不相鄰，多個(gè)出電電極之間互不相鄰。
[0009] 進(jìn)一步地，多個(gè)進(jìn)電電極的第一進(jìn)電段相互并聯(lián)再和第一相線連接，多個(gè)進(jìn)電電 極的第二進(jìn)電段相互并聯(lián)再和第二相線連接，多個(gè)進(jìn)電電極的第三進(jìn)電段相互并聯(lián)再和第 三相線連接;多個(gè)出電電極相互并聯(lián)并和中線相連。
[0010] 進(jìn)一步地，進(jìn)電電極和出電電極同心間隔設(shè)置。
[0011] 進(jìn)一步地，進(jìn)電電極和套設(shè)在其內(nèi)部的出電電極間具有第一間距，進(jìn)電電極和套 設(shè)在其外部的出電電極具有第二間距，第一間距和第二間距設(shè)置為使進(jìn)電電極和套設(shè)在其 內(nèi)部的出電電極間碳床的電阻和進(jìn)電電極和套設(shè)在其外部的出電電極間碳床的電阻相同。
[0012] 進(jìn)一步地，電極的材質(zhì)可采用石墨、不銹鋼、鈦中任意一種。
[0013 ]進(jìn)一步地，進(jìn)電電極的數(shù)量為1個(gè)，出電電極的數(shù)量為2個(gè)，分別為第一出電電極和 第二出電電極，由內(nèi)向外依次套設(shè)的第一出電電極、進(jìn)電電極和第二出電電極直徑的范圍 為125-160mm、250-400mm和500-1000mm。
[0014] 進(jìn)一步地，進(jìn)電電極的數(shù)量為2個(gè)，分別為第一進(jìn)電電極和第二進(jìn)電電極，出電電 極的數(shù)量為3個(gè)，分別為第三出電電極、第四出電電極和第五出電電極，由內(nèi)向外設(shè)置的第 三出電電極、第一進(jìn)電電極、第四出電電極、第二進(jìn)電電極和第五出電電極直徑的范圍為 370-530mm、560-780mm、850-1150mm、1300-1700mm和2000-2500mm。
[0015] 本發(fā)明還公開了一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極的使用方法，將第一進(jìn)電 段、第二進(jìn)電段、第三進(jìn)電段通電，檢測(cè)第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域的溫度，當(dāng)檢測(cè)到其 中每一個(gè)區(qū)域的溫度均高于ioo°c時(shí)，停止加熱。
[0016] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0017] 1、本發(fā)明公開的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極提供一種用于活性炭電熱 再生三相平衡電極，其優(yōu)點(diǎn)在于與三相電源配合使用，彌補(bǔ)單相電源輸出功率受限的缺點(diǎn)， 增大活性炭再生設(shè)備的生產(chǎn)能力。
[0018] 2、該發(fā)明將電流均勻分布于活性炭炭床之中，活性炭因自身具備電阻而產(chǎn)生熱 量，溫度逐漸升高達(dá)到再生目的，具有溫度分布均勻、能源利用率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1和實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0020] 圖2是本發(fā)明的實(shí)施例3和實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖并參照數(shù)據(jù)進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。應(yīng)理解，實(shí)施方式只是為了舉 例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制發(fā)明的范圍。
[0022] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明公開了一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，包括圓柱 形電極組1和絕緣板2,圓柱形電極組1包括多個(gè)同心間隔套設(shè)的進(jìn)電電極和出電電極，電極 的材質(zhì)可以是石墨、不銹鋼、鈦等導(dǎo)電耐腐蝕材料，電極的數(shù)量可根據(jù)活性炭再生設(shè)備的生 產(chǎn)能力來設(shè)定，多個(gè)進(jìn)電電極之間互不相鄰，多個(gè)出電電極之間互不相鄰。絕緣板2間隔穿 插在圓柱形電極組中，并將各個(gè)進(jìn)電電極分隔為互不連通的第一進(jìn)電段、第二進(jìn)電段、第三 進(jìn)電段，相應(yīng)地絕緣板2將進(jìn)電電極和出電電極間的碳床分隔為第一區(qū)域，第二區(qū)域和第三 區(qū)域，多個(gè)進(jìn)電電極的第一進(jìn)電段相互并聯(lián)再和三相電源的第一相線連接，多個(gè)進(jìn)電電極 的第二進(jìn)電段相互并聯(lián)再和三相電源的第二相線連接，多個(gè)進(jìn)電電極的第三進(jìn)電段相互并 聯(lián)再和三相電源的第三相線連接；多個(gè)出電電極相互并聯(lián)并和三相電源的中線相連。通過 和三相電源配合使用，彌補(bǔ)單相電源輸出功率受限的缺點(diǎn)，可增大活性炭再生設(shè)備的生產(chǎn) 能力。
[0023]進(jìn)電電極和套設(shè)在其內(nèi)部的出電電極間具有第一間距，進(jìn)電電極和套設(shè)在其外部 的出電電極具有第二間距，第一間距和第二間距設(shè)置為使進(jìn)電電極和套設(shè)在其內(nèi)部的出電 電極間碳床的電阻和進(jìn)電電極和套設(shè)在其外部的出電電極間碳床的電阻相同。從而使得電 流均勻分布于活性炭碳床之中，活性炭因自身具備電阻而產(chǎn)生熱量，溫度分布均勻并逐漸 升高達(dá)到再生目的，從而提高能源利用率，并降低能耗。本發(fā)明的電極也適用于其他具有導(dǎo) 電性能的吸附劑的電熱再生，如石墨等。
[0024] 實(shí)施例1
[0025]如圖1所示，一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極包括一個(gè)進(jìn)電電極和2個(gè)出電電 極，分別為第一出電電極11和第二出電電極13,且由內(nèi)向外依次同心套設(shè)第一出電電極11、 進(jìn)電電極12和第二出電電極13。電極之間均勻充滿500kg活性炭，三塊絕緣板在圓柱形電機(jī) 組的圓周上呈120°夾角間隔設(shè)置，將活性炭床分隔為第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，并將 進(jìn)電電極12分隔為互不連通的第一進(jìn)電段121、第二進(jìn)電段122和第三進(jìn)電段123。
[0026] 第一出電電級(jí)11的直徑為160mm，進(jìn)電電極12的直徑為400mm，第二出電電極的直 徑為1000mm，第一出電電極11和第二出電電極13與進(jìn)電電極12之間炭床分別為第一炭床4 和第二炭床5,且碳床的該分布使得第一炭床和第二炭床的電阻相同。
[0027]接通三相交流電，第一進(jìn)電段121、第二進(jìn)電段122、第三進(jìn)電段123分別和三相電 源的第一相線、第二相線、第三相線連接;第一出電電極11和第二出電電極13并聯(lián)再和三相 電源的中線相連。在每一相設(shè)置電流表和電壓表，從而根據(jù)每一相的電流值和電壓值計(jì)算 每一相的輸出功率，每一相的輸出功率之和即三相電源輸出總功率。調(diào)節(jié)三相電源輸出總 功率，并用溫度傳感器測(cè)量第一炭床4和第二炭床5的溫度。當(dāng)碳床溫度達(dá)到100,斷開三相 交流電，加熱所需的時(shí)間為耗時(shí)。測(cè)試結(jié)果如表1所示，第一碳床和第二碳床在加熱過程中 受熱均勻，且由于同時(shí)使用交流電源的三相輸入，對(duì)交流電源使用的輸出功率不受限制，輸 出功率可達(dá)75KW，同時(shí)保證三相交流電源的三相平衡。
[0028]表 1
[0030] 實(shí)施例2
[0031]將實(shí)施例1中的第一出電電極11、進(jìn)電電極12、第二出電電極13的直徑分別替換為 125mm、250mm和500mm，且由于每個(gè)電極的直徑減小，相應(yīng)填充的活性炭重100kg，其他測(cè)試 條件不變，測(cè)試結(jié)果如表2所示，第一碳床和第二碳床在加熱過程中受熱均勻，且由于同時(shí) 使用交流電源的三相輸入，對(duì)交流電源使用的輸出功率不受限制，輸出功率可達(dá)75KW，同時(shí) 保證三相交流電源的三相平衡。
[0032]表 2
[0034] 實(shí)施例3
[0035] 如圖2所示，一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極包括由內(nèi)向外依次同心套設(shè)的 第三出電電極14、第一進(jìn)電電極15、第四出電電極16、第二進(jìn)電電極17和第五出電電極18， 對(duì)應(yīng)的直徑依次為370臟、560臟、850111111、1300111111和2000111111。電極之間均勻充滿7001^活性炭， 三塊絕緣板在圓柱形電極組的圓周上呈120°夾角間隔設(shè)置，并將第一進(jìn)電電極15分為互不 連通的第一進(jìn)電段151、第二進(jìn)電段152、第三進(jìn)電段153,將第二進(jìn)電電極17分為互不連通 的第一進(jìn)電段171、第二進(jìn)電段172和第三進(jìn)電段173。
[0036] 其中第一進(jìn)電電極15與第三出電電極14和第四出電電極16之間的炭床分別為第 三炭床6和第四炭床7,第二進(jìn)電電極與第四出電電極和第五出電電極之間的炭床分別為第 五炭床8和第六炭床9。且碳床的該分布使得第三炭床6、第四炭床7、第五炭床8和第六炭床9 的電阻相同。
[0037]接通三相交流電，第一進(jìn)電電極15和第二進(jìn)電電極17的第一進(jìn)電段151和第一進(jìn) 電段171、第二進(jìn)電段152和第二進(jìn)電段172、第三進(jìn)電段153和第三進(jìn)電段173相互并聯(lián)再分 別和三相電源的第一相線、第二相線、第三相線連接;第三出電電極14、第四出電電極16和 第五出電電極18相互并聯(lián)再和三相電源的中線相連。在每一相設(shè)置電流表和電壓表，從而 根據(jù)每一相的電流值和電壓值計(jì)算每一相的輸出功率，每一相的輸出功率之和即三相電源 輸出總功率。調(diào)節(jié)三相電源輸出總功率，并用溫度傳感器測(cè)量第三炭床6、第四炭床7、第五 炭床8和第六炭床9的溫度。當(dāng)碳床溫度達(dá)到100°C，斷開三相交流電，加熱所需的時(shí)間為耗 時(shí)。測(cè)試結(jié)果如表3所示，結(jié)果顯示第三炭床6、第四炭床7、第五炭床8和第六炭床9在加熱過 程中受熱均勻，且由于同時(shí)使用交流電源的三相輸入，對(duì)交流電源使用的輸出功率不受限 制，輸出功率可達(dá)75KW，同時(shí)保證三相交流電源的三相平衡。
[0038]表3
[0040] 實(shí)施例4
[0041] 將實(shí)施例3中的第三出電電極14、第一進(jìn)電電極15、第四出電電極16、第二進(jìn)電電 極17和第五出電電極18的直徑分別替換為530mm、780mm、1150mm、1700mm和2500mm，相應(yīng)碳 床填充活性炭重900kg，其他測(cè)試條件不變，測(cè)試結(jié)果如表4所示，結(jié)果顯示第三炭床6、第四 炭床7、第五炭床8和第六炭床9在加熱過程中受熱均勻，且由于同時(shí)使用交流電源的三相輸 入，對(duì)交流電源使用的輸出功率不受限制，輸出功率可達(dá)75KW，同時(shí)保證三相交流電源的三 相平衡。
[0042] 表 4
[0044] 本發(fā)明還公開了一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極的使用方法，將電極的第一 進(jìn)電段、第二進(jìn)電段、第三進(jìn)電段分別連接三相電源的第一相線、第二相線和第三相線，并 通電，檢測(cè)第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域的溫度，當(dāng)檢測(cè)到其中每一個(gè)區(qū)域的溫度均達(dá)到 100°C，停止加熱。此時(shí)碳床中的活性炭基本達(dá)到再生要求。
[0045] 以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無 需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù) 人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的 技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，包括圓柱形電極組和絕緣板，所 述圓柱形電極組包括間隔套設(shè)的進(jìn)電電極和出電電極，所述絕緣板間隔穿插在所述圓柱形 電極組中，并將所述進(jìn)電電極分隔為互不連通的第一進(jìn)電段、第二進(jìn)電段、第三進(jìn)電段，相 應(yīng)地所述絕緣板將所述進(jìn)電電極和出電電極間的碳床分隔為第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū) 域，所述第一進(jìn)電段、第二進(jìn)電段和第三進(jìn)電段分別用于和三相電源的第一相線、第二相線 和第三相線相連，所述出電電極用于和所述三相電源的中線相連。2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，所述絕緣板 的數(shù)量有三塊，所述絕緣板在所述圓柱形電極組的圓周上呈120°夾角間隔設(shè)置。3. 如權(quán)利要求1所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，所述圓柱形 電極組包括間隔套設(shè)的多個(gè)進(jìn)電電極和多個(gè)出電電極，所述多個(gè)進(jìn)電電極之間互不相鄰， 所述多個(gè)出電電極之間互不相鄰。4. 如權(quán)利要求3所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，所述多個(gè)進(jìn) 電電極的第一進(jìn)電段相互并聯(lián)再和所述第一相線連接，所述多個(gè)進(jìn)電電極的第二進(jìn)電段相 互并聯(lián)再和所述第二相線連接，所述多個(gè)進(jìn)電電極的第三進(jìn)電段相互并聯(lián)再和所述第三相 線連接;所述多個(gè)出電電極相互并聯(lián)并和所述中線相連。5. 如權(quán)利要求1-4所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，所述進(jìn)電 電極和出電電極同心間隔設(shè)置。6. 如權(quán)利要求5所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，所述進(jìn)電電 極和套設(shè)在其內(nèi)部的出電電極間具有第一間距，所述進(jìn)電電極和套設(shè)在其外部的出電電極 具有第二間距，所述第一間距和第二間距設(shè)置為使所述進(jìn)電電極和套設(shè)在其內(nèi)部的出電電 極間碳床的電阻和所述進(jìn)電電極和套設(shè)在其外部的出電電極間碳床的電阻相同。7. 如權(quán)利要求6所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，所述電極的 材質(zhì)可采用石墨、不銹鋼、鈦中任意一種。8. 如權(quán)利要求6所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，所述進(jìn)電電 極的數(shù)量為1個(gè)，所述出電電極的數(shù)量為2個(gè)，分別為第一出電電極和第二出電電極，由內(nèi)向 外依次套設(shè)的第一出電電極、進(jìn)電電極和第二出電電極直徑的范圍為125-160mm、250-400mm和500-1000mm。9. 如權(quán)利要求6所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極，其特征在于，所述進(jìn)電電 極的數(shù)量為2個(gè)，分別為第一進(jìn)電電極和第二進(jìn)電電極，所述出電電極的數(shù)量為3個(gè)，分別為 第三出電電極、第四出電電極和第五出電電極，由內(nèi)向外設(shè)置的第三出電電極、第一進(jìn)電電 極、第四出電電極、第二進(jìn)電電極和第五出電電極直徑的范圍為370-530mm、560-780mm、 850-1150mm、1300-1700mm和2000-2500mm。10. -種使用如權(quán)利要求1所述的一種用于活性炭電熱再生設(shè)備的電極的使用方法，其 特征在于，將所述第一進(jìn)電段、第二進(jìn)電段、第三進(jìn)電段通電，檢測(cè)所述第一區(qū)域、第二區(qū) 域、第三區(qū)域的溫度，當(dāng)檢測(cè)到其中每一個(gè)區(qū)域的溫度均高于l〇〇°C時(shí)，停止加熱。
【文檔編號(hào)】B01J20/20GK106040208SQ201610378975
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】傅立德
【申請(qǐng)人】上海力脈環(huán)保設(shè)備有限公司