一種活性炭的再生方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)固廢的回收處理領(lǐng)域，具體涉及一種活性炭的再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭經(jīng)過一段時間的吸附后，吸附能力將逐漸下降以致完全喪失，最終成為廢活性炭(飽和炭)。由于活性炭價格一般較昂貴，這些飽和炭如不經(jīng)處理就廢棄，將造成資源的浪費。
[0003]活性炭的再生是利用物理、化學(xué)或生物等方法來處理廢活性炭，以去除廢活性炭微孔內(nèi)的吸附質(zhì)(通常為有機雜質(zhì))，得再生活性炭(吸附能力得到一定程度恢復(fù)的活性炭)。
[0004]常見的廢活性炭再生方法有:化學(xué)再生法、熱再生法、生物再生法等。
[0005]應(yīng)用最多的方法是熱再生法，大部分都在700°C -1000°C的高溫環(huán)境中氧化去除活性炭中吸附的有機物，此法活性炭的損失率高，且活性炭孔隙結(jié)構(gòu)易被破壞。生物再生法耗時長且效果不穩(wěn)定，且微生物吸附有機物后仍然需要分解，活性炭吸附高毒物質(zhì)后，微生物大批死亡，產(chǎn)生大量污泥?；瘜W(xué)法應(yīng)用多的是溶劑再生法，此方法對溶劑選擇性高，且僅僅是污染物的轉(zhuǎn)移，處理不徹底。
[0006]濕式氧化法是在高溫(125?320°C )、高壓(0.5?20MPa)條件下，用氧氣或空氣作氧化劑，將液相中的有機物分解為C02、H2O或小分子有機物。濕式氧化再生的活性炭損失小，過程無二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物產(chǎn)生，適用于再生吸附質(zhì)為難降解有機物的粉末活性炭及顆?；钚蕴?。目前，該方法仍處于實驗室研究階段，再生溫度必須在200°C以上，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不成熟。
[0007]高原義昌的《廢水的生物處理》介紹了催化濕式氧化再生吸附丙烯腈廢水后的活性炭的實驗，但是該實驗中所述的廢活性炭中僅含一些簡單有機物。
[0008]李光明、王華等人(多相催化濕式氧化法再生活性炭反應(yīng)條件，《同濟大學(xué)學(xué)報》，2004年32期5卷)模擬了催化濕式氧化法再生吸附苯酚的活性炭。溫度210°C左右、氧分壓0.6Mpa的條件下，測得再生率為47%左右，活性炭的再生率低，而且未考慮活性炭的損失。
[0009]公開號為CN101695654A的中國專利文獻公開了一種甘氨酸生產(chǎn)中廢活性炭的再生方法，吸附的活性炭經(jīng)水洗干燥，與稀硫酸混合溶液，加壓加熱處理后，洗滌分離而得再生活性炭，活性炭的回收率高達94.8%，但該方法使用領(lǐng)域比較窄。因此尋找一種能耗低、效率高、操作方便，且處理對象所受局限性較小的活性炭再生方法成為需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明公開了一種活性炭的再生方法，采用該方法進行廢活性炭的再生，活性炭和脫附液的損失少，活性炭再生率較高，再生過程的反應(yīng)條件溫和，能耗較低。
[0011]—種活性炭的再生方法，先將廢活性炭與脫附液混合打漿制得漿料，再將該漿料進行后處理得到再生活性炭，所述脫附液包括有機溶劑和水；
[0012]所述后處理為:
[0013]方式a):將所述漿料進行催化濕式氧化反應(yīng)，經(jīng)過濾得再生活性炭及可作為脫附液重復(fù)使用的氧化濾液；或
[0014]方式b):將所述漿料進行脫附再生反應(yīng)，經(jīng)過濾得再生活性炭以及脫附濾液，將脫附濾液進行催化濕式氧化反應(yīng)，得可作為脫附液重復(fù)使用的反應(yīng)液；
[0015]所述催化濕式氧化反應(yīng)所采用的催化劑為銅鹽、釕鹽、銠鹽和鈀鹽的一種或幾種。
[0016]通過采用有機溶劑和水的混合溶液作為脫附液，可將廢活性炭微孔中的有機雜質(zhì)高效溶出，并充分轉(zhuǎn)移到液相體系中，再結(jié)合催化劑的使用，降低催化濕式氧化反應(yīng)的溫度和壓力，提高催化濕式氧化反應(yīng)效率，降低活性炭和脫附液的損失率小，使活性炭的再生率升尚O
[0017]所述的廢活性炭為經(jīng)過一段時間的吸附后，吸附能力有所下降或完全喪失，廢活性炭微孔中吸附有有機雜質(zhì)。所述的廢活性炭經(jīng)過機械脫水處理后，含水率為20-60%。
[0018]作為優(yōu)選，所述脫附液中水和有機溶劑的體積比為19-0:1。
[0019]進一步優(yōu)選，所述脫附液中水和有機溶劑的體積比為19-1:1。
[0020]所述脫附液包括有機溶劑和水，有機溶劑為親水性有機溶劑或疏水性有機溶劑。[0021 ] 作為優(yōu)選，所述的有機溶劑為DMF、DMS0、丙酮、乙酸、乙酸乙酯中的一種或幾種。通過改變溫度、壓力等條件，打破活性炭、溶劑與被吸附質(zhì)三者之間的相平衡，使吸附質(zhì)從活性炭上脫下來。上述有機溶劑和水按一定比例混合配制的脫附液對廢活性炭微孔里的有機雜質(zhì)洗脫效果好，促進活性炭的再生。
[0022]進一步優(yōu)選，所述有機溶劑為DMF和/或DMS0。
[0023]DMF和DMSO對有機物的溶解性能好，同時DMF和DMSO和水任意比互溶，DMF和/或DMSO和水混合配制的脫附液能高效溶出廢活性炭微孔內(nèi)的有機雜質(zhì)，洗脫效果受廢活性炭所吸附的有機雜質(zhì)的種類的影響較小，使得本方法可適用于大多數(shù)領(lǐng)域的飽和炭的再生。DMF和DMSO的沸點比較高，100-200°C內(nèi)反應(yīng)時不會大量損失。
[0024]作為優(yōu)選，脫附液與廢活性炭的投料質(zhì)量比為100:5-40。
[0025]廢活性炭和脫附液混合打漿得漿料，所述漿料為活性炭、脫附液及部分從廢活性炭內(nèi)溶解出的有機雜質(zhì)，將所述漿料進行后處理得到再生活性炭。
[0026]所述后處理的實施方式可分為兩種，即方式a)和方式b)。方式a)和方式b)都是采用有機溶劑和水的混合溶液作為廢活性炭的脫附液，通過廢活性炭和脫附液的打漿處理，使廢活性炭微孔內(nèi)的有機雜質(zhì)溶解至液相體系，再通過催化濕式氧化反應(yīng)將有機雜質(zhì)氧化分解成小分子，從而達到活性炭的再生和脫附液的再生，通過對脫附液的再生可降低活性炭再生成本。
[0027]方式a)為通過催化濕式氧化反應(yīng)一步完成廢活性炭的再生和脫附液的再生。在高溫、高壓條件下，通過催化濕式氧化反應(yīng)可將從廢活性炭中洗脫出的有機雜質(zhì)分解為C02、H20或小分子有機物，催化濕式氧化反應(yīng)完成后，過濾得再生活性炭和氧化濾液，由于有機雜質(zhì)被氧化成氣態(tài)或小分子有機物，過濾所得的氧化濾液中有機雜質(zhì)含量低，可以直接作為脫附液重復(fù)使用。方式a)的實施方法操作簡單，活性炭的回收率高，脫附液的損失少，活性炭的再生率高。
[0028]所述催化濕式氧化反應(yīng)在氣體B的氛圍下進行，催化濕式氧化反應(yīng)的溫度為150-2000C，催化濕式氧化反應(yīng)的壓強為5-8MPa，所述氣體B為氧化性氣體。
[0029]作為優(yōu)選，催化濕式氧化反應(yīng)的反應(yīng)時間為l_4h。催化濕式氧化反應(yīng)的反應(yīng)時間會影響活性炭和脫附液的回收率，反應(yīng)時間大于4h，活性炭和脫附液的損失比較大；反應(yīng)時間小于lh，反應(yīng)不充分，活性炭的再生率不高。有機雜質(zhì)在活性炭中及洗脫劑間傳質(zhì)反應(yīng)存在平衡，1-4小時內(nèi)可達到平衡。通過催化濕式氧化反應(yīng)，洗脫劑中的有機物被分解去除，促進有機雜質(zhì)從活性炭中向洗脫劑中轉(zhuǎn)移。
[0030]氣體B為氧化性氣體，作為優(yōu)選，氣體B為空氣或氧氣。
[0031]進一步優(yōu)選，氣體B為空氣。
[0032]所述催化濕式氧化反應(yīng)采用的催化劑為金屬及其氧化物或鹽。添加催化劑能提高催化濕式氧化反應(yīng)效率，從而提高活性炭再生效率，降低反應(yīng)溫度和壓強，降低活性炭的再生成本。
[0033]所述催化濕式氧化反應(yīng)可為均相催化濕式氧化反應(yīng)或非均相催化濕式氧化反應(yīng)。優(yōu)選地，所述非均相催化濕式氧化反應(yīng)在活性炭或1102負載的催化劑下進行。
[0034]作為優(yōu)選，催化劑為銅鹽、氧化舒、氧化銘和氧化鈀的一種或幾種。
[0035]進一步優(yōu)選，催化劑為銅系催化劑，銅系催化劑具有催化效率高、價格低、易回收等優(yōu)點，可以在均相催化及非均相催化中。銠鹽和鈀鹽的價格比較貴、較難回收，但是損失率較低。
[0036]更進一步優(yōu)選，所述催化劑為銅鹽。所述的銅鹽為硫酸銅、鹵化銅、鹵化亞銅、硝酸銅和銅絡(luò)合物的一種或幾種。
[0037]最優(yōu)選，所述的催化劑為硫酸銅。
[0038]作為優(yōu)選，催化劑的投加量為漿料或脫附濾液質(zhì)量的0.01-5%。
[0039]催化濕式氧化的催化劑可在打漿過程中加入。所述的催化劑為均相濕式氧化催化劑。
[0040]作為優(yōu)選，廢活性炭和脫附液打漿完成后添加所需量的催化