[實用新型]一種微波解吸載乙醇活性炭的裝置

無效

• 申請號: 200820081273.3
• 申請日: 2008-05-29
• 公開（公告）號: CN201253570Y
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 馮權莉;寧平;楊玲;連明磊
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J19/12
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司
• 代理人: 賽曉剛

技術領域：本實用新型涉及一種微波解吸載乙醇活性炭的裝置，屬于工業水處理技術領域。

背景技術：酒精工業生產過程中產生的大量淡酒液主要含有乙醇(4％～8％)、少量脂類和酸類物質。目前對這類淡酒液主要采用直接排放的方法。由于淡酒液中的乙醇含量很低，且水和乙醇可形成共沸物，故傳統的加熱分餾方法很難將之分離，而用一般的廢水處理技術又很難達到預期效果。

活性炭是一種黑色多孔性固體吸附材料，廣泛地應用在環境保護中，用于消除大氣污染的脫硫脫氮、各種工業廢水的處理等。活性炭對水中的有機物具有很強的吸附能力。對淡酒液，若采用活性炭吸附法進行處理，既可回收其中的乙醇，又可解決環境污染問題。

用活性炭吸附法回收淡酒液中的低濃度乙醇，該方法是否經濟可行的決定因素除了吸附過程的理論研究基礎外，活性炭解吸再生方式的選擇及其理論研究也同樣重要，否則勢必會帶來治理成本高、造成二次污染、治理不徹底等問題。

活性炭吸附法的經濟性主要取決于再生方式。目前，活性炭再生方法主要有以下幾大類：加熱再生法、藥劑再生法、生物再生法、化學再生法、濕式氧化再生法等。其中加熱再生法是各種再生方法中應用、研究最多也是最成熟的一種方法。傳統變溫解吸可通過間接加熱吸附劑或直接與熱氣體接觸來實現。對活性炭，常利用水蒸氣來解吸，由于活性炭熱傳導系數較低，要使整個固定床加熱到吸附質被解吸的溫度，需加熱的時間很長。變溫解吸的另一缺點是能量消耗大，再生不僅需要將吸附質提升到解吸所需溫度，而且為使吸附劑進一步活化，還需將溫度進一步升到吸附劑的活化溫度，且經多次加熱冷卻后，燒損嚴重。如果利用過熱蒸汽再生，固定床在重新吸附前還要再干燥。如果解吸的有機物含水，還須設置水和有機物的分離設備。

微波解吸技術是針對低濃度工業有機廢氣的凈化處理而研究開發的，與傳統的熱再生方法相比，微波加熱解吸再生有以下優點：1)微波對反應物起深層加熱作用；2)微波加熱溫度均勻；3)解吸速度快；4)在微波輻照下，各種被蒸發的吸附質的電子損失不同，因此能實現對吸附質的選擇加熱。

對于低濃度工業揮發性有機廢氣的凈化回收，微波解吸載有機物活性炭是既經濟且有效的方法，但目前還沒有針對淡酒液中低濃度乙醇回收的微波解吸裝置及其方法。

微波加熱具有選擇性這一點對于載乙醇活性炭解吸過程中水和乙醇這類可形成共沸物的組分的分離是有效果的。乙醇和水對微波的吸收效率不同，導致解吸速率不同，形成尖銳的乙醇出口濃度曲線，可分罐收集得到不同級別的乙醇產品。工業氮氣具有化學惰性，不與活性炭中的C反應，成本相對低廉，選擇氮氣作為微波解吸再生載乙醇活性炭過程的載氣。

發明內容：本實用新型的目的在于解決現有技術之不足，提供一種微波解吸載乙醇活性炭裝置，它利用微波的選擇性加熱特點實現對負載在活性炭上的乙醇-水體系的分離提純效果。分罐收集餾出液，得到不同級別的乙醇產品的同時活性炭得以再生。

本實用新型的目的還在于是針對在淡酒液中對低濃度乙醇吸附飽和的載乙醇活性炭，采用微波解吸裝置及方法來解吸載乙醇活性炭，分離活性炭上負載的乙醇-水體系，分罐收集得到不同級別乙醇產品的同時活性炭得以再生。

本實用新型的技術方案是：微波解吸載乙醇活性炭裝置由微波解吸裝置(1)、石英玻璃反應器(2)、冷凝器(3)、餾出液收集容器(4)、氮氣瓶(5)、轉子流量計(6)、鎧裝熱電偶(8)、打孔石英玻璃篩板(9)、數顯溫度指示儀(11)、氮氣支管(12)組成，在微波解吸裝置(1)頂部中央部位開一相當于石英玻璃反應器(2)直徑大小的圓孔，反應器(2)通過此孔插入微波解吸裝置腔并固定。在反應器(2)內的中下部位置安裝一塊石英玻璃材料的打孔篩板(9)，并在篩板(9)上均勻地鋪一層石英玻璃棉，用于承托載乙醇活性炭。氮氣流經篩板(9)下的緩沖區后均勻分布于整個載乙醇活性炭床層。測量溫度的鎧裝熱電偶(8)的探頭插入到載乙醇活性炭床層接近中心的位置。反應器(2)頂部支管出來的乙醇和水的混合解析氣經冷凝器(3)冷凝，冷凝器(3)后接收集容器(4)。餾出液根據乙醇出口濃度曲線分罐收集，可將較低濃度的餾出液重新經活性炭吸附-微波解吸以進一步提純乙醇。

該實用新型操作過程為：

第一步，為串聯的水冷式蛇管冷卻器通冷凝水，將蛇管部分浸沒在冷卻水槽內。

第二步，打開氮氣鋼瓶的總閥與減壓閥，通過轉子流量計控制氮氣流量。待流量穩定后，調節微波功率，接通微波解吸裝置電源并開始計時，熱電偶測溫系統記錄載乙醇活性炭床層溫度。

第三步，微波輻照至設定時間時，切斷微波解吸裝置電源，關閉氮氣，關閉冷凝水。