Reuse
活性炭再生
活性炭作為一種最普及的環保吸附材料，
在其吸附有機有害組分后，自身也成為了危險廢棄物。我們利用微波裂解反應器，在高溫下將其有機組分分解析出，使活性炭實現逆吸附，重新打開孔隙，
重新返回產出單位重復利用；
Reuse
活性炭再生
活性炭作為一種最普及的環保吸附材料，
在其吸附有機有害組分后，自身也成為了危險廢棄物。我們利用微波裂解反應器，在高溫下將其有機組分分解析出，使活性炭實現逆吸附，重新打開孔隙，
重新返回產出單位重復利用；
活性炭是具有發達的孔隙結構、
比表面積大、選擇性吸附能力強的碳材料。在一定的條件下，可對液體或氣體中的某一或某些物質進行吸附脫除、凈化、精制或回收，實現產品的精制和環境的凈化。活性炭廣泛應用于軍工、化工、食品、輕工、醫藥、制藥、環保和水處理等工業和生活各個領域。活性炭主要是以木炭、木屑、各種果殼、煤炭和石油焦等含碳物質為原料，
經炭化活化而制得。
我國活性炭總需求保持增長，
水、氣處理成為最大應用市場：從需求端來看，活性炭是環境保護利器，近年來隨著我國工業污染加劇，國內活性炭需求快速增多，我國已經成為全球活性炭的主要消費區域之一，是僅次于美國的全球第二大活性炭消費國。據數據，我國活性炭需求量由2015年的47.2萬噸增長至2019年的65.9萬噸，預計2025年我國
活性炭需求量將達到90萬噸左右。
活性炭在水處理和廢氣凈化中的作用
主要基于物理和化學吸附原理。物理吸附依靠范德華力，而化學吸附則依賴于活性炭表面的活性官能團。這些吸附作用能夠捕捉并去除廢水和廢氣中的污染物分子，實現凈化目的。隨著時間的推移，污染物在活性炭孔隙中積累，逐漸堵塞孔隙，導致活性炭的過濾效能下降。為了恢復活性炭的吸附能力，可以通過物理或化學方法對吸附的污染物進行解吸處理，
從而使活性炭得以循環利用。
在工業應用中，熱再生法是活性炭再生
的首選方法。這種方法通過加熱活性炭，使得吸附在其內部的物質得以揮發，而那些不易揮發的高分子組分則在更高溫度下裂解并氣化，從而實現活性炭的解吸和再生。然而，傳統的加熱方法存在一定的局限性，熱量通常從活性炭表面向內部傳遞，造成受熱不均。這導致外表面的吸附物在高溫下分解形成無定形碳，堵塞孔隙，阻礙內部吸附物的揮發。此外，由于大部分有機吸附物在慢速熱解過程中更容易生成固態無定形碳，這進一步加劇了孔隙的堵塞問題，降低了活性炭的性能恢復率。為了解決加熱不均的問題，通常采用回轉窯或內螺旋回轉窯等設備，通過大量攪拌來均化活性炭的溫度。但這種攪拌過程會導致活性炭磨損，影響其再生收率，進而影響經濟性。因此，尋找更高效的加熱和再生技術，以減少磨損并提高活性炭的再生性能，
是當前工業領域的一個重要研究方向。
活性炭的微波再生技術是一種創新的加熱方法，
它通過微波能量來恢復活性炭的吸附能力。這種方法的核心在于活性炭作為介電材料，能夠在微波場中迅速吸收微波并將其轉化為熱能，實現活性炭的快速加熱。與傳統加熱方式相比，微波加熱技術使得活性炭能夠均勻地升溫，有效避免了因傳熱不均而導致的表面孔隙炭化和堵塞，同時也減少了攪拌過程中的磨損。微波再生過程中，活性炭內部的吸附質能夠迅速升溫，產生一種從內向外的“暴沸”效應。這種效應產生的高壓蒸汽有助于將吸附物和裂解炭迅速排出活性炭孔隙，促進活性炭性能的全面恢復。此外，活性炭在微波場中還可能產生熱點現象和電弧現象，這些現象指的是微波加熱過程中可能在活性炭表面形成高溫區域，以及可能產生的等離子體。這些現象進一步增強了活性炭的解吸能力，
使得活性炭的再生更加高效。
●體加熱
微波加熱技術通過激活極性分子震蕩產生熱量，
避免了傳統加熱的傳導、對流和輻射熱傳遞速度慢的問題，確保物料整體均勻受熱。與傳統間接加熱相比，微波加熱避免了局部過熱和設備結焦等問題，
提供了更高效均勻的加熱方式。
●選擇性加熱
微波加熱只針對吸波材料起作用
（不吸波材料可改變其激發條件使其轉化成吸波材料），因此可針對目標物料進行定向加熱，
大幅節省無效的能耗。
●無源加熱
微波反應器內部無明火燃燒，
能量源以電磁波的形式輻照在物料上，使物料自身發熱，
全過程更安全、清潔、高效。
●即時加熱
微波加熱即開即停，
物料因選擇性吸收，加熱停止后熱惰性小，升溫和降溫時間更短，起爐和停爐成本更低，
對溫度的控制也更精準。
諾芯科技與航天科工二院共同
開發的各類微波高溫加熱應用反應器產品，單體最大功率可達到150kw，最大處理物料可達10噸/天以上，最高反應溫度可到900°C，是國內乃至國際上處置規模最大、反應溫度最高的反應器產品，目前已在活性炭微波再生和制備、工業廢鹽微波處置、醫療危廢微波無害化處置等領域開始推廣應用。該類技術產品現共取得國家專利30余項，其中10項為發明專利。
其中在活性炭再生領域主要的產品
為“微波旋轉床反應器”。如下圖所示，微波以近場輻射的方式自上而下輻照旋轉床底部的物料，并通過旋轉床底部旋轉來實現物料在微波場內的均勻輻射。可配備單個或多個75kw大功率微波源，
可在氮氣、氧氣、水蒸氣等多氣氛下運行。
●能量密度大，處理效率高
相比小功率微波源(1.5kw)反應器，微波旋轉床反應器
采用單體915兆赫的75kw大功率微波源，能量密度更大；對物料的有效穿透更深（是小功率微波源的3倍），能夠使目標物料更快更均勻達到設定溫度；也更易于在物料內部形成暴沸效應，使脫附效率更高。
●集成化程度高，維護成本低
微波旋轉床反應器使用兩臺75kw大功率
微波源，相對于使用數量眾多1.5kw小功率微波源的多模反應器，集成化程度更高，故障點更少，且可以做到單體微波源故障檢修不停爐，大幅降低設備維護成本；另外，小功率微波源的使用壽命較短(3000小時)，更換頻繁，大功率微波源只需要更換少量易損元器件既可恢復使用。
●結構更簡潔，運行更穩定
微波旋轉床反應器內部運動部件少，
運動部件自身對微波場的干擾小，穩定的微波場對物料加熱更均勻，產成品質量更穩定。
●適用性廣
微波旋轉床最高溫度可達900°C以上，
適用于各類含有機廢棄物的無害化、資源化處置，設備的通用性更強，適用面更廣。
●模塊化程度高
微波旋轉床采用模塊化設計，可根據處理規模的大小進行組合擴展，滿足不同規模的處理需求。●占地面積小
微波旋轉床高度集成化，
占地面積小，重量輕，對基建的要求低，可大幅降低土地、廠房基建的成本。
●高度智控
微波旋轉床全過程高度自動化控制，大幅節省人工成本，運行更安全穩定。
●更環保
微波旋轉床全程使用清潔能源(電能)，可自由調節內部反應氣氛，阻止二噁英等有害物質的產生，運行更環保。
廢棄活性炭在微波的作用下，
根據廢活性炭再生終溫需求，快速升溫至目標溫度，最高可達900°C，原料中吸附的有機質在高溫下揮發或裂解氣化析出，析出的可燃氣進入煙氣處理系統處理后達標排放。煙氣處理系統視廢活性炭吸附物成分不同而進行選擇，有條件時可直接并入危廢處置中心的綜合煙氣處置系統，以進一步降低投資成本。再生后的固體活性炭產品從旋轉床底部排出，
經自動打包系統打包后銷售。
設計案例
廣東活性炭再生項目
廣東*州活性炭再生項目，設計年產能10000噸，
日產能不低于30噸。系統使用兩臺150kw大功率旋轉床反應器作為工藝主體，配以前置篩分、烘干等預處理裝置，以及物料冷卻、分級分選、自動打包等后處理裝置，構成一套完整的活性炭再生系統。系統主要處置對象為周邊印染、食品工業上所使用的氣相吸附活性炭，處置后
活性炭性能恢復率不低于95%，損耗率不高于10%。
