本发明属于烧结烟气净化处理领域，具体涉及一种用于脱硫脱硝废活性炭再生的方法。
背景技术：
烧结是一个复杂物理化学过程，所排放的烟气具有温度低、成分复杂、排放量大等特点，其中so2排放量占钢铁企业总排放量的60％以上，此外还含有nox、重金属等其他污染物。因此，烧结是钢铁生产过程中污染较严重的工序之一。活性炭是一种具有多孔结构的碳材料，由于其比表面积大，内部孔隙结构发达，使活性炭具备优良的吸附性能，被广泛应用于催化、吸附、能源储备以及医药等领域。
随着活性炭的使用量的不断增大，废活性炭的产生量亦持续增加。大量产生的废活性炭不进行回收利用，不仅污染环境，而且也是资源浪费。目前，废活性炭再生的方法主要是热再生法。然而热再生设备运行能耗高，炭的损失率较高，再生后的活性炭机械强度低等问题仍需要进一步解决。溶剂再生法的反应条件温和，对活性炭结构无影响，再生效率较高，被认为是活性炭再生的一个有效途径。中国专利文献cn106345440a提供了一种再生活性炭的方法，以去离子水洗涤活化剂并在氧化性气氛中保温数小时，但是其存在以下问题：再生活性炭吸附效果不佳，机械强度降低等，不利于废活性炭再利用。中国专利文献cn108906138a提供了一种活性炭或碳基催化剂的再生方法，通过碱液浸泡后通入臭氧再生废活性炭，该方法操作繁琐、再生过程不易控制，并且通入的o3气体反应后仍需进一步处理，因此该方法在大规模工业生产方面难以实现。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于脱硫脱硝废活性炭再生的方法，以解决现有技术中存在的再生的活性炭性能不佳、再生过程繁琐的不足。
本发明的目的采用如下技术方案：
一种用于脱硫脱硝废活性炭再生的方法，包括如下步骤：
s1，将废活性炭加入至脱附剂中进行反应，反应结束后进行固液分离，所述脱附剂由碱性化合物、有机溶剂和水混合制成；
s2，将s1固液分离得到的固体加入至再生剂中进行反应，反应结束后进行固液分离，所述再生剂由活化剂、氧化剂和酸液混合制成；
s3，将s2固液分离得到的固体水洗、烘干得到再生活性炭。
所述脱附剂中，以质量百分数计，碱性化合物含量为2％～15％，有机溶剂含量为1％～10％，其余为水。
所述碱性化合物为naoh、koh、na2co3和k2co3中的一种或多种的混合物。
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或多种的混合物。
所述再生剂中，以质量百分数计，活化剂含量为2％～8％，氧化剂含量为5％～12％，其余为酸液。
所述的活化剂为feso4、mg(no3)2与ba(no3)2的一种或多种混合物。
所述的氧化剂为h2o2。
所述的酸液为h2so4水溶液，溶质重量百分浓度为3％～10％。
脱附剂与废活性炭的体积比为(2～3)：1；再生剂与废活性炭的体积比为(1～3)：1。
s1中，废活性炭与脱附剂在60-100℃下搅拌反应1-4小时；s2中，s1固液分离得到的固体与再生剂在80-100℃下充分搅拌2-4小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明将废活性炭加入至脱附剂中进行反应，脱附剂中的碱性化合物和有机溶剂对烧结过程中活性炭吸附和反应生成的主要产物(如硫酸、硫酸铵以及二噁英)具有很好地去除或分解作用。废活性炭经过脱附剂处理后，与再生剂再进行反应，再生剂由活化剂、氧化剂和酸液混合制成，因此具有氧化性的再生剂将废活性炭空隙内部的有机杂质分解为小分子物质或co2和h2o，同时，使孔隙进一步氧化扩大使得再生活性炭具有优良的吸附性能。再生剂中的活化剂增加了活化速度，有效缩短了活化时间。并且活性炭表面含氮官能团数量的增加使活性炭在吸附过程中的中间络合氧活性增强，强化了再生活性炭的吸附性能。本发明的方法在不仅较好地恢复了废活性炭的吸附能力，而且不需要再配置专用的活化设备，实际可操作性较强，具有很好的经济和社会效益。
具体实施方式
以下通过实例，对本发明作进一步说明：
针对现有技术的不足，本发明的用于脱硫脱硝废活性炭的再生方法，科学合理，简单易行，不仅较好地恢复废活性炭的吸附能力，而且活化时间更短，再生活性炭损失量很低，低温操作利于实现在线操作和在工业上规模使用。本发明用于脱硫脱硝废活性炭再生的方法，具体包括以下步骤：
1)将废活性炭筛分，除去粉末状和粒度小于3mm的废活性炭；
2)将废活性炭加入至脱附剂中，在60-100℃下搅拌1-4小时，进行固液分离；
3)将步骤2)固液分离获得的固体物质加入再生剂中，在80-100℃下充分搅拌2-4小时，进行固液分离；
4)将步骤3)固液分离得到的固体物质进行经过水洗、烘干后得到再生活性炭。得到的再生活性炭将装入脱硫脱硝吸附系统中可继续使用。
其中：
脱附剂由碱性化合物、有机溶剂和水混合制成；碱性化合物为naoh、koh、na2co3和k2co3中的一种或多种的混合物；有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或多种的混合物；脱附剂中，以质量百分数计，碱性化合物含量为2％～15％，有机溶剂含量为1％～10％，其余为水。
再生剂由活化剂、氧化剂和酸液混合制成；活化剂为feso4、mg(no3)2与ba(no3)2的一种或多种混合物；氧化剂为h2o2；酸液为h2so4水溶液，溶质重量百分浓度为3％～10％；再生剂中，以质量百分数计，活化剂含量为2％～8％，氧化剂含量为5％～12％，其余为酸液。
脱附剂与废活性炭的体积比为(2～3)：1；再生剂与废活性炭的体积比为(1～3)：1。
实施例1
本实施例用于脱硫脱硝废活性炭的再生方法，包括以下步骤：
1)将烟气脱硫脱硝处理后的废活性炭，废活性炭筛分，除去粉末状和粒度小于3mm的废活性炭；
2)配制脱附剂，以质量百分数计，该脱附剂由7％的naoh、3％的koh、8％的甲醇以及其余重量的水混合制成。
3)配制活化剂，以质量百分数计，该活化剂由5％的feso4、4％的mg(no3)2、10％的h2o2以及其余重量的h2so4水溶液混合制成，h2so4水溶液的中溶质重量百分浓度为6％。
4)将废活性炭加入至脱附剂中，控制脱附剂与废活性炭的体积比为3:1，在80℃下搅拌2小时，进行固液分离；
5)将步骤4)固液分离获得的固体物质加入至活化剂中，控制再生剂与固体物质的体积比为2:1，在100℃下充分搅拌4小时，进行固液分离；
6)过滤，将滤渣经过水洗、烘干得到再生活性炭，称量活性炭的再生得率为98.3％，进行吸附性能测试，测试结果见表1。
实施例2
本实施例用于脱硫脱硝废活性炭的再生方法，包括以下步骤：
1)将烟气脱硫脱硝处理后的废活性炭，废活性炭筛分，除去粉末状和粒度小于3mm的废活性炭；
2)配制脱附剂，以质量百分数计，该脱附剂由12％的naoh、10％的甲醇以及其余重量的水混合制成。
3)配制活化剂，以质量百分数计，该活化剂由3％的feso4、2％的mg(no3)2、2％的ba(no3)2、10％的h2o2以及其余重量的h2so4水溶液混合制成，h2so4水溶液的重量百分浓度为8％。
4)将废活性炭加入至脱附剂中，控制脱附剂与废活性炭的体积比为3:1，在60℃下搅拌3小时，进行固液分离；
5)将步骤4)固液分离获得的固体物质加入至活化剂中，控制再生剂与固体物质的体积比为1:1，在80℃下充分搅拌3小时，进行固液分离；
6)过滤，将滤渣经过水洗、烘干得到再生活性炭，称量活性炭的再生得率为97.8％，进行吸附性能测试，测试结果见表1。
实施例3
本实施例用于脱硫脱硝废活性炭的再生方法，包括以下步骤：
1)将烟气脱硫脱硝处理后的废活性炭，废活性炭筛分，除去粉末状和粒度小于3mm的废活性炭；
2)配制脱附剂，以质量百分数计，该脱附剂由10％koh、3％的na2co3、2％的k2co3、6％的甲醇、4％的乙醇以及其余重量的水混合制成。
3)配制活化剂，以质量百分数计，该活化剂由5％的mg(no3)2、3％的ba(no3)2、12％的h2o2以及其余重量的h2so4水溶液混合制成，h2so4水溶液的重量百分浓度为4％。
4)将废活性炭加入至脱附剂中，控制脱附剂与废活性炭的体积比为2:1，在70℃下搅拌2小时，进行固液分离；
5)将步骤4)固液分离获得的固体物质加入至活化剂中，控制再生剂与固体物质的体积比为3:1，在100℃下充分搅拌2小时，进行固液分离；
6)过滤，将滤渣经过水洗、烘干得到再生活性炭，称量活性炭的再生得率为98.6％，进行吸附性能测试，测试结果见表1。
实施例4
本实施例用于脱硫脱硝废活性炭的再生方法，包括以下步骤：
1)将烟气脱硫脱硝处理后的废活性炭，废活性炭筛分，除去粉末状和粒度小于3mm的废活性炭；
2)配制脱附剂，以质量百分数计，该脱附剂由11％koh、3％的k2co3、4％重量的甲醇、4％的丙酮、4％的乙醇以及其余重量的水混合制成。
3)配制活化剂，以质量百分数计，该活化剂由4％的feso4、4％的ba(no3)2、8％的h2o2以及其余重量的h2so4水溶液混合制成，h2so4水溶液的重量百分浓度为5％。
4)将废活性炭加入至脱附剂中，控制脱附剂与废活性炭的体积比为2:1，在90℃下搅拌1小时，进行固液分离；
5)将步骤4)固液分离获得的固体物质加入至活化剂中，控制再生剂与固体物质的体积比为1:1，在90℃下充分搅拌2小时，进行固液分离；
6)过滤，将滤渣经过水洗、烘干得到再生活性炭，称量活性炭的再生得率为99.1％，进行吸附性能测试，测试结果见表1。
实施例5
本实施例用于脱硫脱硝废活性炭的再生方法，包括以下步骤：
1)将烟气脱硫脱硝处理后的废活性炭，废活性炭筛分，除去粉末状和粒度小于3mm的废活性炭；
2)配制脱附剂，以质量百分数计，该脱附剂由5％naoh、3％的k2co3、6％的甲醇、10％的乙醇以及其余重量的水混合制成。
3)配制活化剂，以质量百分数计，该活化剂由2％的mg(no3)2、3％的feso4、6％的h2o2以及其余重量的h2so4水溶液混合制成，h2so4水溶液的重量百分浓度为3％
4)将废活性炭加入至脱附剂中，控制脱附剂与废活性炭的体积比为2:1，在80℃下搅拌2小时，进行固液分离；
5)将步骤4)固液分离获得的固体物质加入至活化剂中，控制再生剂与固体物质的体积比为2:1，在80℃下充分搅拌3小时，进行固液分离；
6)过滤，将滤渣经过水洗、烘干得到再生活性炭，称量活性炭的再生得率为98.7％，进行吸附性能测试，测试结果见表1。
对照组1
将未使用过的初始活性炭在相同条件下进行吸附性能测试，测试结果见表1。
对照组2
将废活性炭放入去离子水中，在80℃下搅拌3小时，烘干后称量活性炭的再生得率为99.4％进行吸附性能测试，测试结果见表1。
对上述实施例与对照组所得活性炭进行吸附能力测试，测定方法为：亚甲基兰吸附值按照gb/t12496.10-1999进行测定；碘吸附值按照gb/t12496.8-1999进行测定；四氯化碳吸附值按照gb/t12496.5-1999进行测定。测试结果如表1所示。
表1
由上表可以看出，采用本发明用于脱硫脱硝废活性炭再生的方法，可以有效再生吸附饱和的废活性炭，较好地恢复活性炭的吸附性能，并且再生后的活性炭得率较高，说明该方法处理过的废活性炭在整个再生过程中没有出现较大程度的粉化破碎，能保持原本的质量没大变化，所以该方法得到的再生活性炭机械强度高，有利于废活性炭的循环利用。
本发明的用于脱硫脱硝废活性炭再生的方法中，脱附剂由强碱溶液与有机溶剂混合而成，针对烧结过程中活性炭吸附和反应生成的主要产物，如硫酸、硫酸铵以及二噁英等，具有很好地去除或分解作用。废活性炭经过脱附剂处理后，在使用具有较强氧化性的再生剂将其空隙内部的有机杂质分解为小分子物质或co2和h2o。同时，较强的氧化性使孔隙进一步氧化扩大使得再生活性炭具有优良的吸附性能。再生剂中的活化剂增加了活化速度，有效缩短了活化时间。并且活性炭表面含氮官能团数量的增加使活性炭在吸附过程中的中间络合氧活性增强，强化了再生活性炭的吸附性能。本发明的方法在不仅较好地恢复了废活性炭的吸附能力，而且不需要再配置专用的活化设备，实际可操作性较强，具有很好的经济和社会效益。本发明的活性炭再生方法不仅较好地恢复废活性炭的吸附能力，而且活化时间相较于传统溶剂再生法所需要的时间更短。同时，低温操作利于实现在线操作和在工业上规模使用，科学合理，简单易行，缩短了废活性炭的再生时间，再生效果良好。