[發明專利]一種利用雙氧水制備過程中的廢水制備炭材料的工藝

在審

• 申請號: 202110053715.3
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112811421A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 陳攀;陳振興
• 申請（專利權）人: 岳陽振興中順新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/324
• 分類號: C01B32/324;C01B32/39
• 代理公司: 長沙鑫澤信知識產權代理事務所(普通合伙) 43247
• 代理人: 刁飛

本發明公開了一種利用雙氧水制備過程中的廢水制備炭材料的工藝，屬于廢水處理技術領域，該工藝包括以下步驟：S1、將雙氧水制備過程中收集到的廢水進行過濾預處理，添加活性炭，得到固液混合物A；S2、在固液混合物A中添加碳納米管轉化催化劑，得到混合廢液B；S3、將混合廢液B加入到超臨界反應器中進行反應，得到黏性物質C；S4、將黏性物質C冷卻至室溫，干燥；S5、將黏性物質C轉移至馬弗爐中，得到含有碳納米管的活性炭D；S6、將活性炭D進行破碎和篩分，得到產物活性炭。本發明解決了雙氧水制備過程中產生的含有重芳烴、磷酸三辛酯和蒽醌的廢水處理問題，并利用這些多環芳烴制備炭材料，節能環保，以便控制成本。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，更具體地說，它涉及一種利用雙氧水制備過程中的廢水制備炭材料的工藝。

背景技術

2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯和四丁基脲是制備雙氧水過程中的重要原料，但是進行有機合成2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯和四丁基脲過程中難免產生大量有機廢水。以2-乙基蒽醌為例，由苯酐、乙苯和三氯化鋁為起始原料制備，中間產生了眾多蒽醌類的副產品。總的來說，雙氧水制備過程中會產生大量的包含重芳烴(三甲苯及其異構體)、磷酸三辛酯和蒽醌的廢水。根據實際生產經營，這部分廢水占整個雙氧水工業廢水的50％以上。這部分廢水具有含鹽高、含有機物的特點，處理難度大，處理成本高。該廢水不可直接利用生化工藝處理，直接用芬頓試劑、臭氧等氧化處理過程成本高，因此市面上出現了利用超臨界技術對有機廢水進行處理。

以往采用的超臨界技術主要是指超臨界水，超臨界水在溫度超過374℃、壓力超過22Mpa時具有一些特殊性質，此時的超臨界水是一種非極性流體，有機物與氧化劑能夠在超臨界水中完全混溶。在超臨界水環境中進行有機物的氧化能夠顯著提升氧化效率，氧化劑將有機物氧化分解為水、二氧化碳、氮氣等氣體，有機物中含有的放射性核素轉變為無機鹽，整個氧化反應過程僅需幾秒鐘至幾分鐘。

CO-水臨界是指在340℃左右，在此時的臨界條件下CO氣體會與水發生水煤氣變換反應，CO+H₂O＝CO₂+H₂，同時也是生物質超臨界水氣化制氫中氫氣生成的主要路徑之一，而此反應中，產生的不同于平常的活性氫，該氫能與水結合生成類似于雙氧水的效果，同時該活性氫還能將大分子有機化合物(比如難處理的苯、聯苯、蒽醌)打碎生成小分子有機化合物，這些小分子物質形成游離碳。反應中通過加入碳納米管轉化催化劑，催化劑首先有效的促進水煤氣變換反應的進行，增加活性氫的轉化率，同時為后續高溫炭化下轉化為活性炭基碳納米管提供可能。

有鑒于于此，本發明提供一種利用雙氧水制備過程中的廢水制備炭材料的工藝。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種利用雙氧水制備過程中的廢水制備炭材料的工藝，解決了雙氧水制備過程中產生的含有重芳烴(三甲苯及其異構體)、磷酸三辛酯和蒽醌的廢水處理問題，并利用這些多環芳烴制備炭材料，節能環保，以便控制成本。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種利用雙氧水制備過程中的廢水制備炭材料的工藝，包括以下步驟：

S1、將雙氧水制備過程中收集到的廢水進行過濾預處理，脫除顆粒固體和懸浮物后得到廢液A；在廢液A中添加活性炭，充分攪拌，得到固液混合物A；

S2、在步驟S1得到的固液混合物A中添加碳納米管轉化催化劑，得到混合廢液B；

S3、將步驟S2得到的混合廢液B加入到超臨界反應器中進行反應，直至液態相的流動物質消失，形成活性炭和包裹在其表面的黏性物質，得到黏性物質C；

S4、將步驟S3中的黏性物質C冷卻至室溫，并在室溫下干燥；

S5、將干燥后的黏性物質C轉移至馬弗爐中，以3-5℃/min的升溫速率升溫到炭化終溫，得到含有碳納米管的活性炭D；