[發(fā)明專利]一種有機物吸附劑的脫附再生方法

無效

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• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103447015A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 盧晗鋒;常仁琴;周瑛;曹潔晶;劉露杰;黃海鳳;陳銀飛;楚建堂;季雪陽;方敏杰
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: B01J20/34
• 分類號: B01J20/34;B01J19/12
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王曉普

（一）技術領域

本發(fā)明涉及一種有機污染物吸附劑的再生方法，尤其針對有機分子在活性炭、分子篩和高分子樹脂吸附劑內(nèi)的再生脫附，解決目前有機廢氣、有機廢水吸附后吸附劑再生的問題。

（二）背景技術

吸附技術目前被廣泛應用在有機廢氣和有機廢水治理中，尤其是針對一些低濃度的有機廢氣和廢水，吸附可以很好地去除有機污染物，達到凈化的目的。另外，通過脫附回收利用，也可以實現(xiàn)有機污染物的資源化利用。目前工業(yè)上最常見的吸附劑有活性炭、活性炭纖維、沸石分子篩和高分子多孔樹脂等，這些吸附劑都表現(xiàn)出良好的吸附特性。但在有機污染處理中，除了要求吸附劑具有高效吸附性能外，同樣要求吸附劑可以良好的再生性能，因此脫附也是有機污染物凈化的關鍵技術。目前研究較多的脫附技術有：溶劑洗脫、熱空氣脫附和水蒸氣脫附技術等，但溶劑洗脫和熱空氣脫附易造成后續(xù)處理的二次污染，而且有機物無法實現(xiàn)資源利用。因此在有機物脫附回收中，得到最為廣泛應用的是水蒸氣脫附技術。通過大量高溫水蒸氣傳熱，使吸附有機分子受熱脫附，在后續(xù)冷凝中和水蒸氣一起轉化為液體，從而實現(xiàn)有機物的回收。

但在工業(yè)實踐中，水蒸氣再生技術同樣存在幾個問題：（1）利用水蒸氣溫度加熱吸附劑，要消耗大量水蒸氣；（2）水蒸氣熱量從外傳遞到吸附劑孔道內(nèi)，而分子篩和樹脂等吸附劑熱導系數(shù)小，熱傳遞速率慢，脫附時間長；（3）水分子會在吸附劑內(nèi)殘留，吸附劑需熱空氣進行干燥，能耗較高；（4）脫附產(chǎn)物含水率高，給后續(xù)儲存和分離帶來困難。

為進一步提高脫附速率，微波再生技術成為近年來的研究熱點，通過微波作用，可使活性炭迅速升溫，從而使吸附在表面的有機分子快速脫附，大大減少脫附時間，并且通過后續(xù)冷凝，得到較為單一的有機液體產(chǎn)物。但微波處理同樣也存在一些局限性：（1）首先微波處理活性炭等高介電常數(shù)的介質(zhì)，容易產(chǎn)生局部高溫和火花，存在嚴重的安全隱患，并且會破壞吸附劑結構；（2）相對于高疏水性的吸附劑（如樹脂、高疏水性的沸石分子篩）和非極性的吸附質(zhì)（苯、甲苯），由于介電常數(shù)低，微波幾乎不能加熱這些介質(zhì)，因此也不能達到良好的脫附效果。

因此迫切需要一種新的脫附再生技術，不僅使用安全高效，而且能適應不同極性的吸附劑和吸附質(zhì)，回收得到低含水率的有機物。

（三）發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新的吸附劑表面有機物脫附技術，可提高脫附速率，降低能耗，以及減小有機物和水的分離的負荷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種有機物吸附劑的脫附再生方法，所述方法為：在脫附塔內(nèi)設有微波發(fā)生器的有機物吸附劑的脫附再生裝置內(nèi)，將待脫附的吸附有有機物的吸附劑置于脫附塔內(nèi)，從脫附塔頂端蒸氣入口通入水蒸氣，開啟微波發(fā)生器，微波功率500-10000W，進行脫附處理2～30分鐘，脫附的有機物和水蒸氣從脫附塔底端蒸氣出口流出，進入冷凝器冷凝；然后切斷水蒸氣，從脫附塔頂端氮氣入口通入氮氣，底端氮氣出口流出氮氣，微波功率為200-2000W，進行干燥處理2-20分鐘，停止微波發(fā)生器并切斷氮氣，即得到脫附后的吸附劑。

所述微波功率可根據(jù)吸附塔內(nèi)體積大小進行調(diào)節(jié)，使微波場均勻作用整個吸附塔。

所述水蒸氣每小時通入的體積量為吸附劑體積的0.2-5.0倍，其用量根據(jù)吸附劑介電常數(shù)不同而進行適當調(diào)節(jié)。

所述氮氣的空速為500-5000h^-1，優(yōu)選為2000h^-1。

本發(fā)明還提供一種有機物吸附劑的脫附再生裝置，所述裝置包括脫附塔、蒸氣發(fā)生器、氮氣發(fā)生器、冷凝器，以及設于脫附塔內(nèi)的微波發(fā)生器，所述蒸氣發(fā)生器通過流量計與脫附塔頂端的蒸氣入口連通，氮氣發(fā)生器通過流量計與脫附塔頂端的氮氣入口相連通，氮氣出口和蒸氣出口分別設于脫附塔底端，蒸氣出口與冷凝器連通。

脫附塔內(nèi)可填裝待脫附的吸附劑，所述吸附劑可以為活性炭、活性炭纖維、沸石分子篩、高分子多孔樹脂等各種可吸附有機物的吸附劑。蒸氣發(fā)生器通過流量計調(diào)節(jié)水蒸氣流量，氮氣發(fā)生器通過流量計調(diào)節(jié)氮氣流量。

所述裝置可于冷凝器出口連接一存儲容器，存儲從冷凝器中冷凝出來的液態(tài)的有機物和水。