[發明專利]一種利用廢離子交換樹脂制備炭化樹脂的方法

在審

• 申請號: 201811127838.1
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109179405A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 劉文飛;高永福;趙建輝;劉巧芬;郭為磊;靳增峰;尹志義
• 申請（專利權）人: 凱瑞環保科技股份有限公司
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/336
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;吳茜

本發明公開了一種利用廢離子交換樹脂制備炭化樹脂的方法，特別適合于以工業裝置報廢的各種離子交換樹脂為原料，經過炭化、活化等步驟制取炭化樹脂，制備出的炭化樹脂用于各種有機物料如氰尿酸、己二酸、淀粉糖等的脫色精制處理、廢水中酚類和COD的脫除、氣體中有機碳的脫除和凈化等領域，具有比普通活性炭強度高、吸附容量大、吸附雜質種類廣泛、再生容易、運行阻力小等優點。

技術領域

本發明涉及一種利用廢離子交換樹脂制備炭化樹脂的方法，具體地說，本發明涉及一種以工業裝置報廢的離子交換樹脂為原料在一定高溫下進行干餾炭化和活化制備具有一定比表面積的炭化樹脂(球形顆?；钚蕴?。這種炭化樹脂與普通活性炭相比具有許多顯著優點，如，高強度、高比表面積、高吸附容量(高碘值)、低阻力等，特別適用于物料精制領域之脫色脫雜、廢水處理領域之脫出酚類有機物和COD、空氣凈化領域之脫除二氧化碳、霧霾等。利用廢離子交換樹脂制備高性能的炭化樹脂是廢樹脂化害為利和資源化利用的有效途徑。

背景技術

離子交換樹脂是在交聯聚合物骨架上通過化學反應引入特定的功能基團，使其具有酸性或堿性，可以與陽離子或陰離子進行離子交換而被用于水的除鹽制取純水，可以作為固體酸或固體堿在許多領域代替液體酸堿用作催化劑，而且，由于離子交換樹脂是球狀固體顆粒，在許多溶劑和酸堿中能夠保持結構穩定，作為固體酸堿催化劑與液體酸堿催化劑相比具有物料分離容易、廢水產生量少、對設備腐蝕輕等許多優越性能，因此，自上世紀六十年代問世以來在工業許多方面都得到了越來越廣泛地應用，因此，其消耗量也在逐年增加，據統計，我國年消耗各類離子交換樹脂高達近20萬噸。報廢的離子交換樹脂的處理主要通過深埋或高溫焚燒進行處理，不可避免地造成對環境的二次污染而且不利于資源化再利用。

制備活性炭的相關專利也已經有許多公開，但都是以果殼、煤等原料進行炭化和活化制得，如CN1154686A公開了多孔性碳質材料、其制造方法及其用途，采用的原料是椰殼等，而且是對干餾炭進行鹵化處理和脫鹵處理得出含有一定鹵素的活性炭，該活性炭用于吸附氮等小分子物質和用于儲存電化學能的多孔碳質材料。專利CN100348268C公開了炭化樹脂DNA 免疫吸附劑的制備方法，但其采用的原料是以苯乙烯、二乙烯苯、丙烯腈等單體通過聚合而成的不含功能基團的聚合物。文獻《高分子通訊》1982年第4、5期、1985年第2期和《離子交換與吸附》1986年第4期和1987年第2期分別報道了新型吸附劑-球形炭化樹脂的研究，但制備這些炭化樹脂都是以苯乙烯、丙烯腈、二乙烯苯等制取的新樹脂為原料。文獻《離子交換與吸附》2005年第5期報道了廢棄離子交換樹脂基炭化樹脂的制備與特性，但采用的僅是以電廠廢棄的凝膠性陽離子交換樹脂為原料制取炭化樹脂，而且其炭化和活化是同時在高溫定碳爐中進行，其活化用二氧化碳氣和氮氣。

這些已公開的專利和文獻都沒有詳細描述過以各種報廢的離子交換樹脂和樹脂催化劑的混合物為原料，在特定條件下連續進行炭化和活化制備炭化樹脂的過程。上述一些研究性的報告僅限于在實驗室進行間歇式的炭化和活化實驗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，而提供一種利用廢離子交換樹脂制備炭化樹脂的方法，以工業裝置報廢的各種離子交換樹脂為原料，經過炭化、干餾等步驟制取炭化樹脂，制備出的炭化樹脂用于各種有機物料如氰尿酸、己二酸、淀粉糖等的脫色精制處理、廢水中酚類和COD的脫除、氣體中有機碳的脫除和凈化等領域，具有比普通活性炭強度高、吸附容量大、吸附雜質種類廣泛、再生容易、運行阻力小等優點。為廢離子交換樹脂的化害為利和資源化利用提供了有效途徑。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種利用廢離子交換樹脂制備炭化樹脂的方法，以廢離子交換樹脂為原料，經炭化、活化后制取炭化樹脂，炭化樹脂為球形顆粒活性炭，其特征在于，包括以下步驟：

(1)炭化：將廢離子交換樹脂連續通入炭化爐中，同時控制空氣的流量為廢離子交換樹脂進料流量的0～30％，在350～1200℃、-0.1～+0.6MPa(表壓)的條件下炭化20～240分鐘；