一种用于活性炭再生的浸出溶剂及活性炭再生方法与流程

本发明涉及活性炭，具体涉及一种用于活性炭再生的浸出溶剂及活性炭再生方法。

背景技术：

1、目前国内年生产销售活性炭约142万吨，其中粉末活性炭产销量占80％，达到110万吨以上，原料来源包括煤基、生物基(木屑、果壳)等，产品广泛用于化工、染料、医药、食品、水处理等领域的脱色、除杂和净化，但仅有很少的企业在进行废粉末活性炭工业化再生处理，除食品领域废活性炭归属一般固废外，其它废粉末活性炭均属于危险废弃物，采用焚烧方式处理，环境污染大，也浪费了大量资源。

2、活性炭再生的方法包括生物再生法、湿式氧化再生法、电化学再生法、超临界流体再生法、超声波再生法、微波辐照再生法、溶剂再生法等。

3、工业上使用的活性炭再生工艺主要是热再生法。如北京工业大学李星等申请的中国专利cn114177898a公开了的一种低温热再生与溶剂再生-超声波/过硫酸盐再生耦合的粉末活性炭复合再生方法，先采用150-500℃低温热再生，再采用有机溶剂、无机溶剂、酸、碱或其溶剂，添加过硫酸盐，在超声、搅拌及一定温度下进行耦合再生，该方法过程步骤多，配方复杂，再生处理活性炭后溶剂(包括杂盐)的环保处理困难。

4、北方民族大学取得的授权专利cn109621909b公开了一种废活性炭的再生及应用。采用预真空热解，再进行溶剂处理、保温处理、真空热解，采用的溶剂配方为甲醇40-50％、丙酮15-20％、二氯甲烷15-20％、乙醇10％、异丙醇10％。处理后滤液减压蒸馏回收混合溶剂。

5、热再生法的优点是再生效率高、再生时间短，对吸附物质基本无选择性。其不足为：热再生过程中炭的损失较大，再生活性炭强度下降，炭表面化学结构发生变化，活性降低。同时高温汽化有机物缩合生焦堵塞管道、热解产生腐蚀性气体，对再生设备长周期安全运行带来严重影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于活性炭再生的浸出溶剂及活性炭再生方法，解决现有技术中热再生过程中炭的损失较大，再生活性炭强度下降，炭表面化学结构发生变化，活性降低的技术问题。

2、本发明公开了一种用于活性炭再生的浸出溶剂，包括a组分、b组分和c组分；

3、其中a组分为与水完全互溶的醇类溶剂；

4、b组分为脱盐水；

5、c组分为萃取助剂；

6、所述溶剂的介电常数为20f/m-78f/m。

7、利用相似相容原理，对粉末活性炭吸附的非极性有机物、弱极性有机物到极性有机物分段进行溶剂浸出、固液分离，再低温干燥脱除活性炭吸附溶剂，使粉末活性炭恢复的比表面积、微孔、中孔孔容达到新碳的75％以上，使废粉末活性炭得到再生和资源化利用。

8、进一步的，各配方组分质量比例范围为：a组分：50.0～95.0％；b组分：5.0～47.0％；c组分：0.1～5.0％。

9、进一步的，所述a组分为甲醇、乙醇或异丙醇。

10、异丙醇19.9f/m，乙醇24.5f/m，甲醇32.7f/m，水76.5f/m。以乙醇-水溶液体系为例，其溶液介电常数随乙醇浓度从24.5f/m到76.5f/m之间变化，调节乙醇浓度，就可以在适当范围调节溶液的极性。以乙醇为例，当乙醇浓度大于90％时，可浸提挥发油、有机酸、树脂和叶绿素；当乙醇浓度50-70％时，可浸提生物碱、苷类物质；当乙醇浓度小于50％时，可浸提苦味质、蒽醌类。分段调变乙醇(或甲醇、异丙醇)浓度的溶液体系，对被活性炭吸附的非极性有机物→弱极性有机物→极性有机物展现有针对性的溶解、扩散、浸出性能，对活性炭吸附有机物进行分段解离吸附，从而使溶剂具有对废粉末活性炭来源较宽泛、吸附物较复杂工况的适应能力。极端地，当吸附质为单一杂质时，溶剂在配方指标范围内可以固定到最佳值。

11、进一步的，所述萃取助剂为特种分散剂。

12、特种分散剂分子结构及尺寸、表面特性具备进入活性炭介孔甚至微孔，利用分散剂的化学键力、范德华力，将活性炭吸附物从微孔中拉入溶液，微孔空间被溶液分子置换，从而加强溶剂对2nm孔径以下活性炭微孔和更大孔隙中有机物的解离吸附。

13、一种活性炭再生方法，包括以下步骤：

14、s1.将溶剂加温后加入废粉末活性炭；

15、s2.搅拌然后进行浸出反应；

16、s3.浸出反应完成后固液分离，收集滤液和滤固；

17、s4.滤固烘干后即为再生活性炭。

18、进一步的，根据需要将滤固循环进行步骤s1-s3。

19、进一步的，所述滤液循环使用。

20、进一步的，步骤s1中溶剂：废活性炭重量比＝3～5:1。

21、进一步的，步骤s1中加温到50℃。

22、进一步的，步骤s2浸出反应中浸出温度35-50℃，浸出时间20-50min。

23、进一步的，步骤s2中搅拌速度20-60转/分钟。

24、进一步的，步骤s2中使用的浸出器增加超声波辅助清洗，超声频率20-47khz。

25、进一步的，步骤s3中所述固液分离为加压罐过滤、板框压力过滤机过滤，或采用絮凝后离心过滤。

26、进一步的，所述离心过滤使用离心机，在1200r/min离心10分钟。

27、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

28、1.利用相似相容原理，对粉末活性炭吸附的非极性有机物、弱极性有机物到极性有机物分段进行溶剂浸出、固液分离，再低温干燥脱除活性炭吸附溶剂，使粉末活性炭恢复的比表面积、微孔、中孔孔容达到新碳的75％以上，使废粉末活性炭得到再生和资源化利用。

技术特征：

1.一种用于活性炭再生的浸出溶剂，其特征在于：包括a组分、b组分和c组分；

2.根据权利要求1所述的一种用于活性炭再生的浸出溶剂，其特征在于：各配方组分质量比例范围为：a组分：50.0～95.0％；b组分：5.0～47.0％；c组分：0.1～5.0％。

3.根据权利要求1所述的一种用于活性炭再生的浸出溶剂，其特征在于：所述a组分为甲醇、乙醇或异丙醇。

4.根据权利要求1所述的一种用于活性炭再生的浸出溶剂，其特征在于：所述萃取助剂为特种分散剂。

5.一种活性炭再生方法，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种活性炭再生方法，其特征在于：根据需要将滤固循环进行步骤s1-s3。

7.根据权利要求6所述的一种活性炭再生方法，其特征在于：所述滤液循环使用。

8.根据权利要求5所述的一种活性炭再生方法，其特征在于：步骤s1中溶剂：废活性炭重量比＝3～5:1。

9.根据权利要求5所述的一种活性炭再生方法，其特征在于步骤s2浸出反应中浸出温度35-50℃，浸出时间20-50min。

10.根据权利要求5所述的一种活性炭再生方法，其特征在于：步骤s2中搅拌速度20-60转/分钟。

技术总结
本发明涉及活性炭技术领域，具体涉及一种用于活性炭再生的浸出溶剂及活性炭再生方法，包括A组分、B组分和C组分；其中A组分为与水完全互溶的醇类溶剂；B组分为脱盐水；C组分为萃取助剂；所述溶剂的介电常数为20F/m‑78F/m。利用相似相容原理，对粉末活性炭吸附的非极性有机物、弱极性有机物到极性有机物分段进行溶剂浸出、固液分离，再低温干燥脱除活性炭吸附溶剂，使粉末活性炭恢复的比表面积、微孔、中孔孔容达到新碳的75％以上，使废粉末活性炭得到再生和资源化利用。

技术研发人员：段启彬
受保护的技术使用者：四川新阳新材料有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8