專利名稱：一種微波輔助再生活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種微波輔助再生活性炭的方法，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
活性炭是一種粉末狀或顆粒狀的黑色固體，具有非常發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和高的比表面積，耐酸堿侵蝕，對(duì)生物惰性，是一種優(yōu)良的吸附材料。被廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品與制藥、濕法冶金、催化劑載體、電極材料和軍事化學(xué)防護(hù)等領(lǐng)域。活性炭在吸附了有機(jī)物后其自身被污染，需要進(jìn)行再生處理或者廢棄。我國(guó)因制糖工業(yè)產(chǎn)生的廢活性炭達(dá)到10000噸/年，由于廢活性炭中含有大量養(yǎng)分，細(xì)菌繁殖嚴(yán)重，氣味令人窒息。對(duì)其進(jìn)行資源化利用具有重要的環(huán)境保護(hù)意義和節(jié)約資源的意義。將吸附了有機(jī)物的廢活性炭再生的辦法之一是將有機(jī)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(xué)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(shí)長(zhǎng)，能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。使用微波作為加熱方法會(huì)有效改善上述熱再生中的缺陷，可降低用時(shí)、減小能耗。這是因?yàn)槲⒉訜峋哂袃?nèi)部加熱、可克服物料中的“冷中心”現(xiàn)象、快速加熱、選擇性加熱、易自動(dòng)控制、節(jié)能等特性。微波加熱技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品、輕紡、農(nóng)、林等行業(yè)中。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微波加熱在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用空間正在不斷拓寬，形成了許多新穎的交叉學(xué)科。本發(fā)明使用微波輻照加熱溶劑來(lái)再生活性炭，使微波加熱和溶劑再生有機(jī)結(jié)合，他們發(fā)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(dá)到比傳統(tǒng)加熱方法、微波法、溶劑法更好的再生效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢活性炭為原料。在糖生產(chǎn)過程中，需要用活性炭進(jìn)行脫色，硅藻土等助濾劑進(jìn)行過濾，因此，廢活性炭中含有少量砂子。本發(fā)明先經(jīng)過150目篩分后去掉活性炭中摻雜的砂子、粘土等無(wú)機(jī)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(jī)組分浸出，浸出液含有大量糖份，浸出劑也可作為動(dòng)物食品原料，因此浸出液可作為動(dòng)物飼料使用；浸出處理后的活性炭中大部分雜質(zhì)已經(jīng)被去掉，然后加水混合并添加活性劑無(wú)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(diào)整在8.5 10.5之間，置于微波輻照器中輻射處理IOmin 30min。輻照過程中活性炭微孔中含有的有機(jī)物被瞬間加熱到碳化溫度并被碳化，從而實(shí)現(xiàn)活性炭的再生。輻照后的活性炭經(jīng)過脫水、干燥后即可得到再生活性炭。本發(fā)明通過以下措施制得了微波輔助再生活性炭:(I)以焦糖生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分；(2)將活性炭、水、浸出劑按照一定的質(zhì)量比例混合，攪拌浸出2 5h，然后進(jìn)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(zhì)量的1.5% 9.0 %的活性劑并攪拌均勻，用調(diào)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(shí)間；(5)輻照后的活性炭經(jīng)過脫水、干燥后即可得到再生活性炭。本發(fā)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(zhì)碳化成多孔材料，實(shí)現(xiàn)了活性炭雜質(zhì)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(dòng)物飼料的拌合水使用，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)有利。生產(chǎn)過程中無(wú)有毒有害物質(zhì)排放，是一個(gè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的成套技術(shù)。本發(fā)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(xì)度5目 200目，可以是干燥后的廢活性炭，也可是糖生產(chǎn)線新排出的廢活性炭；2.酒石酸鈉、檸檬酸鈉，食品級(jí)；酒石酸鈉和檸檬酸鈉的混合物，兩者食品級(jí)原料按照任意比例混合皆可；3.無(wú)水乙醇、聚丙烯酸鈉、氨水、氫氧化鈉，工業(yè)級(jí)；原則生產(chǎn)工藝過程的具體步驟是:A.以焦糖生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分；B.將活性炭、水、浸出劑按照質(zhì)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(jìn)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(zhì)量比)為3.0 7.0，并加入活性炭質(zhì)量的1.5% 9.0 %的活性劑并攪拌均勻，用調(diào)整劑控制體系的pH值在8.5
10.5之間；D.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IOmin 30min ；E.輻照后的活性炭經(jīng)過脫水、干燥后即可得到再生活性炭。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:I)稱取干燥的糖生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢活性炭120g，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分，得到104.Sg去除砂子的廢活性炭；2)將步驟I得到的廢活性炭置于IL的燒杯中，加水500ml，酒石酸鈉6.50g，攪拌浸出4h，然后在真空抽濾，取濾餅備用；3)將步驟二制得的濾餅置于微波容積為2L專用塑料杯中，加水200ml，加入無(wú)水乙醇2.4g，并加入質(zhì)量濃度為40%的氨水調(diào)整漿料pH值為9.3 ;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25min ；E.輻照后的活性炭經(jīng)過脫水、干燥后即可得到再生活性炭。實(shí)施例1獲得的活性炭比表面積為1217.5m2/g，碘吸附值為878.lmg/g，亞甲基藍(lán)吸附值為217.5mg/g，再生率為93%。
權(quán)利要求
1.一種微波輔助再生活性炭的方法，其特征是:一、以糖生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分；二、將活性炭、水、浸出劑按照質(zhì)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(jìn)行過濾，取濾餅備用；三、將步驟二制得的濾餅與水混合，控制活性炭/水(質(zhì)量比)為3.0 7.0，并加入活性炭質(zhì)量的1.5% 9.0%的活性劑并攪拌均勻，用調(diào)整劑控制體系的pH值在8.5 10.5之間；四、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IOmin 30min ;五、輻照后的活性炭經(jīng)過脫水、干燥后即可得到再生活性炭；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助再生活性炭的方法，其特征在于步驟二中所用浸出劑為檸檬酸鈉、酒石酸鈉或者它們的混合物；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助再生活性炭的方法，其特征在于步驟三中所用活性劑為無(wú)水乙醇、聚丙烯酸鈉、檸檬酸鈉或者它們的混合物；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助再生活性炭的方法，其特征在于步驟二中所用調(diào)整劑為氨水、氫氧化鈉或者它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用微波輔助再生活性炭的方法，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。其特征是一、以糖生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢活性炭為原料，用150目方孔篩進(jìn)行篩分后取篩上部分；二、將活性炭、水、浸出劑按照質(zhì)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(jìn)行過濾，取濾餅備用；三、將步驟二制得的濾餅與水混合，控制活性炭/水(質(zhì)量比)為3.0～7.0，并加入活性炭質(zhì)量的1.5％～9.0％的活性劑并攪拌均勻，用調(diào)整劑控制體系的pH值在8.5～10.5之間；四、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10min～30min；五、輻照后的活性炭經(jīng)過脫水、干燥后即可得到再生活性炭。
文檔編號(hào)B01J20/34GK103084155SQ20111034323
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者呂國(guó)誠(chéng), 杜高翔, 廖立兵, 張澤朋, 吳麗梅 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)