[發明專利]一種微波輔助再生活性炭的方法

有效

• 申請號: 201110343234.2
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN103084155A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 呂國誠;杜高翔;廖立兵;張澤朋;吳麗梅
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(北京)
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J20/20;B01J19/12
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所屬技術領域

本發明涉及到一種微波輔助再生活性炭的方法，屬于環境工程領域。

背景技術

活性炭是一種粉末狀或顆粒狀的黑色固體，具有非常發達的細孔結構和高的比表面積，耐酸堿侵蝕，對生物惰性，是一種優良的吸附材料。被廣泛應用于化工、環保、食品與制藥、濕法冶金、催化劑載體、電極材料和軍事化學防護等領域。活性炭在吸附了有機物后其自身被污染，需要進行再生處理或者廢棄。我國因制糖工業產生的廢活性炭達到10000噸/年，由于廢活性炭中含有大量養分，細菌繁殖嚴重，氣味令人窒息。對其進行資源化利用具有重要的環境保護意義和節約資源的意義。

將吸附了有機物的廢活性炭再生的辦法之一是將有機物浸出或者原位碳化。目前，活性炭再生方法主要有熱再生法、生物再生法、濕式氧化再生法、溶劑再生法、化學再生法、超聲波再生法和光催化再生法等。在眾多的活性炭再生方法中，熱再生工藝最為成熟，但它再生過程用時長，能耗高，產品質量不穩定。使用微波作為加熱方法會有效改善上述熱再生中的缺陷，可降低用時、減小能耗。這是因為微波加熱具有內部加熱、可克服物料中的“冷中心”現象、快速加熱、選擇性加熱、易自動控制、節能等特性。微波加熱技術現已廣泛應用于食品、輕紡、農、林等行業中。隨著現代科學技術的不斷發展，微波加熱在其他領域中的應用空間正在不斷拓寬，形成了許多新穎的交叉學科。本發明使用微波輻照加熱溶劑來再生活性炭，使微波加熱和溶劑再生有機結合，他們發揮各自的效能，且相輔相成，提高了廢活性炭的還原率，從而達到比傳統加熱方法、微波法、溶劑法更好的再生效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種微波輔助再生活性炭的方法。它是以糖生產過程中產生的廢活性炭為原料。在糖生產過程中，需要用活性炭進行脫色，硅藻土等助濾劑進行過濾，因此，廢活性炭中含有少量砂子。本發明先經過150目篩分后去掉活性炭中摻雜的砂子、粘土等無機顆粒，然后利用酒石酸鈉水溶液或者檸檬酸鈉水溶液將活性炭顆粒表面和大孔中的焦糖等有機組分浸出，浸出液含有大量糖份，浸出劑也可作為動物食品原料，因此浸出液可作為動物飼料使用；浸出處理后的活性炭中大部分雜質已經被去掉，然后加水混合并添加活性劑無水乙醇、聚丙烯酸鈉、檸檬酸鈉或者它們的混合物，用氨水、氫氧化鈉或者它們的混合物將體系pH值調整在8.5～10.5之間，置于微波輻照器中輻射處理10min～30min。輻照過程中活性炭微孔中含有的有機物被瞬間加熱到碳化溫度并被碳化，從而實現活性炭的再生。輻照后的活性炭經過脫水、干燥后即可得到再生活性炭。

本發明通過以下措施制得了微波輔助再生活性炭：

(1)以焦糖生產過程產生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進行篩分后取篩上部分；

(2)將活性炭、水、浸出劑按照一定的質量比例混合，攪拌浸出2～5h，然后進行過濾，取濾餅備用；

(3)將步驟二制得的濾餅與水混合，并加入活性炭質量的1.5％～9.0％的活性劑并攪拌均勻，用調整劑控制體系的pH值在8.5～10.5之間；

(4)將步驟三制得的活性炭混合液置于微波輻照器中輻射處理一定的時間；

(5)輻照后的活性炭經過脫水、干燥后即可得到再生活性炭。

本發明制備的微波輔助再生活性炭由于使用微波輔助，將活性炭微孔中牢固吸附的糖份雜質碳化成多孔材料，實現了活性炭雜質的去除和新活性炭的生成。過程中浸出液中含有大量的糖份和少量酒石酸鈉、檸檬酸鈉，可以作為動物飼料的拌合水使用，對動物的生長有利。生產過程中無有毒有害物質排放，是一個資源節約型、環境友好型的成套技術。

本發明的微波輔助活性炭再生的具體方法是：

原材料選用：

1.廢活性炭，細度5目～200目，可以是干燥后的廢活性炭，也可是糖生產線新排出的廢活性炭；

2.酒石酸鈉、檸檬酸鈉，食品級；酒石酸鈉和檸檬酸鈉的混合物，兩者食品級原料按照任意比例混合皆可；

3.無水乙醇、聚丙烯酸鈉、氨水、氫氧化鈉，工業級；

原則生產工藝過程的具體步驟是：

A.以焦糖生產過程產生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進行篩分后取篩上部分；

B.將活性炭、水、浸出劑按照質量比為1.0∶4.0～6.0∶0.02～0.12的比例混合，攪拌浸出2～5h，然后進行過濾，取濾餅備用；

C.將步驟二制得的濾餅與水混合，控制活性炭/水(質量比)為3.0～7.0，并加入活性炭質量的1.5％～9.0％的活性劑并攪拌均勻，用調整劑控制體系的pH值在8.5～10.5之間；