一種粉末活性炭物理法再生工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種活性炭物理法再生工藝，尤其適用于廢粉末活性炭的再生。
【背景技術(shù)】
[0002]在石化產(chǎn)品生產(chǎn)、藥品生產(chǎn)、糖液脫色等領(lǐng)域經(jīng)常使用大量的粉末活性炭，由于再生困難，粉末活性炭往往是一次性使用，使用過后的活性炭作為廢棄物處置。實(shí)際上，這些粉末活性炭主要是以木材下腳料為原料，化學(xué)法生產(chǎn)，生產(chǎn)成本很高，只使用一次確實(shí)很浪費(fèi)，且廢炭成為危廢，這就造成用戶的使用成本居高不下。
[0003]目前研究出的粉末活性炭再生技術(shù)不少，例如熱再生法，即通過加熱廢炭，使廢炭中吸附的物質(zhì)揮發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)再生，包括微波加熱再生法、直接熱再生法等；又例如溶液洗脫法，利用溶液劑或酸堿鹽溶液對廢活性炭進(jìn)行萃取處理，使活性炭恢復(fù)全部或部分吸附性能。
[0004]但是，微波加熱再生法能耗太高，設(shè)備也不容易解決，而且由于難以使用蒸汽反應(yīng)，再生效果也不好，因此在工業(yè)上很難應(yīng)用；使用回轉(zhuǎn)爐直接熱再生法存在物料受熱不均，而且活化氣流容易將炭粉吹散帶出，帶來危險(xiǎn)和效率低下；溶液洗脫再生法使用的洗脫液成分會(huì)對炭產(chǎn)生污染，不利于活性炭的使用，而且洗脫液是嚴(yán)重的污染物，很難低成本處理。鑒于上述原因，以往研究過的再生方法很少在工業(yè)上真正的使用，因此亟待研究出能實(shí)際用于工業(yè)的廢粉末活性炭物理法再生工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的現(xiàn)存技術(shù)問題如下:1、直接熱再生時(shí)物料的均化受熱；2、再生時(shí)消除粉塵的形成；3、提高再生效果，恢復(fù)活性炭的吸附能力。針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種粉末活性炭物理法再生工藝，通過將廢粉末活性炭制成條狀，利用再生顆粒炭的設(shè)備再生粉狀炭，達(dá)到再生過程無污染、能耗低、效果好的目的。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種粉末活性炭物理法再生工藝，包括以下具體步驟:
(A)將使用過的廢粉末活性炭(以絕干計(jì))、有機(jī)粘結(jié)劑、瀝青或強(qiáng)粘結(jié)性煤粉按質(zhì)量比100:1-3:5-10配合，并加入水，然后混捏均勻成膏體。
[0007]其中，有機(jī)粘結(jié)劑的作用是加強(qiáng)低溫下炭條的強(qiáng)度，選用羧甲基纖維素鈉(簡稱CMC)水溶液或田菁粉水溶液，最佳的配入量為2%，這時(shí)炭條容易擠出，且炭條強(qiáng)度適中，滿足再生工藝要求，成本也不高。
[0008]瀝青或強(qiáng)粘結(jié)性煤粉的作用是在再生過程中能夠增強(qiáng)炭條強(qiáng)度，使得炭條不致破損形成粉末而影響再生爐的正常運(yùn)行。而瀝青相較于強(qiáng)粘結(jié)性煤粉，其灰分低，更有利于再生后產(chǎn)品的品質(zhì)提高，特別是對產(chǎn)品灰分有要求較高的場合，優(yōu)先采用瀝青，但成本較高；若對產(chǎn)品灰分無特殊要求時(shí)，也可采用強(qiáng)粘結(jié)性煤粉，如肥煤或氣肥煤來代替瀝青，尤其是添加廢粉末活性炭質(zhì)量5%的氣肥煤效果最佳，還能夠起到降低成本的效果。
[0009]水起到潤滑的作用，其加入量對于不同的廢炭可能不同，水分太少則后續(xù)工序擠不出炭條，水分太多則炭條的強(qiáng)度低，以能擠出炭條的最小量水為佳，一般為廢粉末活性炭質(zhì)量的35% - 50%ο
[0010](Β)將上述膏體在擠條機(jī)上擠壓成直徑3-6mm的炭條，從而將粉末活性炭變?yōu)轭w?；钚蕴浚荛_了對粉末活性炭活化過程的難題，而轉(zhuǎn)為對炭條進(jìn)行活化，以此來提高再生時(shí)物料的均化受熱，同時(shí)極大的消除粉塵的形成。
[0011](C)將上述炭條在120-180°c下加熱干燥，使炭條中的水分控制在10%以下。
[0012](D)將干燥后的炭條置于活化爐中，在溫度為700_850°C條件下通入水蒸氣進(jìn)行活化，活化時(shí)間視再生度需要而定，最佳條件是選取溫度800°C，停留時(shí)間20分鐘，這種情況下再生得率、產(chǎn)品品質(zhì)、成本等均能達(dá)到合理的平衡點(diǎn)。
[0013](E)將活化后的炭條磨碎，使得活化后的條狀活性炭再次回到粉末狀態(tài)，即得粉末活性炭再生品。
[0014]本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于將粉末活性炭制成條狀顆粒，便于采用顆?；钚蕴康脑偕O(shè)備活化再生，再將炭條磨成粉炭。第一，添加成型助劑，即用有機(jī)粘合劑作為擠壓成的炭條在低溫(350°C以下)下的強(qiáng)度保障，同時(shí)添加瀝青或氣肥煤或肥煤作為炭條在高溫下(350°C以上)的強(qiáng)度保障。第二，采用擠壓的方法使松散的粉末活性炭變?yōu)榫哂幸欢ㄐ螤詈蛷?qiáng)度的顆粒態(tài)，使粉炭顆?；?。粉炭的顆?；粌H可以實(shí)現(xiàn)活化再生時(shí)物料的均勻翻轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生粉塵，而且這樣一來，還可以使用顆粒炭的再生設(shè)備、用水蒸氣進(jìn)行活化再生，不僅再生徹底，而且也沒有廢液產(chǎn)生，過程環(huán)保、操作容易、成本低廉。第三，再將活化好的顆粒狀的活性炭變回粉末狀活性炭，另辟蹊徑地完成了粉末狀活性炭的再生。
[0015]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于使廢粉末活性炭以低成本、高效率、無污染的方式得到再生，能夠在工業(yè)上方便地實(shí)現(xiàn)，具有節(jié)能、環(huán)保、高效、低成本的優(yōu)勢。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明方法的基本思路是粉末活性炭一顆?；钚蕴坎⒒罨环勰┗钚蕴浚瑢⒉灰子谠偕姆勰┗钚蕴哭D(zhuǎn)為在顆?；钚蕴康臓顟B(tài)下進(jìn)行活化，從而可以利用顆?；钚蕴炕罨姆绞胶驮O(shè)備，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]實(shí)施例1:
(A)將廢粉末活性炭(絕干計(jì))100g、羧甲基纖維素鈉2g、瀝青10g放在捏合攪拌設(shè)備中，再加入40g的水，混捏均勻成膏體。
[0018](B)在擠條機(jī)上將膏體擠壓成直徑4mm的炭條，確保炭條表面光滑，無縱橫裂紋，無塊狀物料，不結(jié)團(tuán)。此時(shí)羧甲基纖維素鈉水溶液作為炭條初始冷態(tài)強(qiáng)度的保障。
[0019](C)將炭條在120°C下加熱干燥，以除去炭條中的水分，并使炭條硬化、具有強(qiáng)度，便于下道工序進(jìn)行。干燥1.5小時(shí)后，炭條中的水分控制在10%以下。
[0020](D)將干燥好的炭條取出，在700°C的管式轉(zhuǎn)爐中活化30min。在高溫活化期間，瀝青作為炭條強(qiáng)度的保障。
[0021](E)將活化后的炭條取出冷卻，磨碎即得粉末活性炭再生品。
[0022]實(shí)施例2:
(A)取干的廢粉末活性炭100g，為保證物料在翻轉(zhuǎn)過程中不粉化，再取田菁粉lg、氣肥煤5g —同放在捏合攪拌設(shè)備中，并加入35g水，混捏均勻成膏體。
[0023](B)在擠條機(jī)上將膏體擠壓成直徑5mm的炭條，確保炭條表面光滑，無縱橫裂紋，無塊狀物料，不結(jié)團(tuán)。然后在顆粒狀活性炭的性質(zhì)下進(jìn)行再生工藝。
[0024](C)將炭條在150°C下干燥1小時(shí)，干燥完成后，炭條中的水分控制在10%以下。
[0025](D)將干燥好的炭條取出，再在750°C的管式轉(zhuǎn)爐中活化25min，時(shí)間可視再生度需要而定。此時(shí)，氣肥煤作為炭條在350°C以上高溫條件的強(qiáng)度保障。
[0026](E)將活化后的炭條取出冷卻，磨碎后即恢復(fù)到粉末活性炭再生品。
[0027]實(shí)施例3:
(A)將廢粉末活性炭100g、田菁粉3g、氣肥煤8g放在捏合攪拌設(shè)備中，再加入50g的水，混捏均勻成膏體。
[0028](B)在液壓成型機(jī)上將膏體擠壓成直徑6mm的炭條，確保炭條表面光滑，無縱橫裂紋，無塊狀物料，不結(jié)團(tuán)。
[0029](C)將炭條在160°C的溫度下干燥1小時(shí)，干燥完成后，炭條中的水分控制在10%以下。
[0030](D)將干燥好的炭條取出，再在800°C的管式轉(zhuǎn)爐中活化20min。
[0031](E)將活化后的炭條取出冷卻，磨碎即得粉末活性炭再生品。
[0032]實(shí)施例4:
(A)將廢粉末活性炭100g、羧甲基纖維素鈉1.5g、瀝青5g放在捏合攪拌設(shè)備中，再加入40g的水，混捏均勻成膏體。
[0033](B)在液壓成型機(jī)上將膏體擠壓成直徑3mm的炭條，確保炭條表面光滑，無縱橫裂紋，無塊狀物料，不結(jié)團(tuán)。
[0034](C)將炭條在180°C的溫度下加熱，干燥0.5小時(shí)后，炭條中的水分控制在10%以下。
[0035](D)將干燥好的炭條取出，再在850°C的管式轉(zhuǎn)爐中活化15min。
[0036](E)將活化后的炭條取出冷卻，磨碎即得粉末活性炭再生品。
[0037]綜上，本工藝?yán)昧畠r(jià)的方法將廢粉末活性炭擠壓成具有一定強(qiáng)度和形狀的炭條，使得粉末活性炭能夠以顆粒狀的物態(tài)完成后續(xù)的活化再生反應(yīng)，并添加有機(jī)黏結(jié)劑作為炭條初始冷態(tài)強(qiáng)度的保障，添加瀝青或者強(qiáng)黏結(jié)性煤粉作為高溫活化期間強(qiáng)度的保障，使得粉末活性炭物理法再生工藝得以在工業(yè)上有效的應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粉末活性炭物理法再生工藝，其特征在于，包括以下具體步驟: (A)將使用過的廢粉末活性炭(以絕干計(jì))、有機(jī)粘結(jié)劑、瀝青或強(qiáng)粘結(jié)性煤粉按質(zhì)量比100:1-3:5-10配合，并加入水，然后混捏均勻成膏體； (B)將上述膏體在擠條機(jī)上擠壓成直徑3-6mm的炭條； (C)將上述炭條在120-180°C下加熱干燥，使炭條中的水分控制在10%以下； (D)將干燥后的炭條置于活化爐中，在溫度為700-850°C條件下，通入水蒸氣進(jìn)行活化； (E)將活化后的炭條磨碎，即得粉末活性炭再生品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉末活性炭物理法再生工藝，其特征在于，步驟(A)中所述水的添加量為廢粉末活性炭質(zhì)量的35%-50%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種粉末活性炭物理法再生工藝，其特征在于，步驟(A)中所述的強(qiáng)粘結(jié)性煤粉為氣肥煤或肥煤。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種粉末活性炭物理法再生工藝，其特征在于，所述的氣肥煤的添加量為廢粉末活性炭質(zhì)量的5%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉末活性炭物理法再生工藝，其特征在于，所述的有機(jī)粘合劑為羧甲基纖維素鈉水溶液或田菁粉水溶液。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種粉末活性炭物理法再生工藝，其特征在于，步驟(A)中所述有機(jī)粘合劑的添加量為廢粉末活性炭質(zhì)量的2%。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種粉末活性炭物理法再生工藝，其特征在于，步驟(D)中所述的溫度為800°C，活化時(shí)間為20分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末活性炭物理法再生工藝，包括以下具體步驟：（A）將使用過的廢粉末活性炭（以絕干計(jì)）、有機(jī)粘結(jié)劑、瀝青或強(qiáng)粘結(jié)性煤粉按質(zhì)量比100：1-3：5-10：35-50配合，并加入水，然后混捏均勻成膏體；（B）將上述膏體在擠條機(jī)上擠壓成直徑3-6mm的炭條；（C）將上述炭條在120-180℃下加熱干燥，使炭條中的水分控制在10%以下；（D）將干燥后的炭條置于活化爐中，在溫度為700-850℃條件下，通入水蒸氣進(jìn)行活化；（E）將活化后的炭條磨碎，即得粉末活性炭再生品。能夠在工業(yè)上方便地實(shí)現(xiàn)，具有節(jié)能、環(huán)保、高效、低成本的優(yōu)勢。
【IPC分類】B01J20/20, B01J20/34
【公開號】CN105289489
【申請?zhí)枴緾N201510729637
【發(fā)明人】張雙全, 張瑞平, 王文俊
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月2日