一種處理衣康酸脫色工序廢活性炭的再生方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢活性炭再生技術(shù)，具體涉及一種處理衣康酸脫色工序廢活性炭的再生方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]衣康酸及其酯類(lèi)是生產(chǎn)腈綸等化纖、合成樹(shù)脂、塑料、橡膠、藥物、表面活性劑、無(wú)毒食品包裝材料、除草劑、乳膠、除垢劑、粘合劑等的重要工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、造紙、紡織、印刷等領(lǐng)域。衣康酸的生產(chǎn)方法有發(fā)酵法和化學(xué)合成2大類(lèi)。其中發(fā)酵法生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，成為國(guó)內(nèi)外普遍采用的方法。發(fā)酵法主要采用廉價(jià)的糖類(lèi)等農(nóng)副產(chǎn)品為發(fā)酵原料，選用適當(dāng)菌種在適宜溫度下經(jīng)生物發(fā)酵即可制得發(fā)酵液。發(fā)酵液經(jīng)過(guò)濾、濃縮、脫色、結(jié)晶和干燥可得衣康酸。目前工業(yè)上常利用活性炭對(duì)衣康酸進(jìn)行吸附脫色，然后通過(guò)重結(jié)晶的工藝得到衣康酸純品。這就需要消耗大量活性炭，生產(chǎn)成本較高，并且該廢活性炭中含有衣康酸、色素、少量無(wú)機(jī)鹽和其它雜質(zhì)，脫色后的廢活性炭都采用丟棄或焚燒等手段處理，沒(méi)有重復(fù)利用，由于產(chǎn)生的廢活性炭不回收，既會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染又會(huì)造成資源的浪費(fèi)，也進(jìn)一步使衣康酸生產(chǎn)成本升高，所以廢活性炭合理的再生處理及資源化不僅可以減少?gòu)U物排放，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，而且可以減緩環(huán)境壓力，符合清潔生產(chǎn)的要求，又有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0003]活性炭的常用處理方法有熱再生法、生物再生法、化學(xué)藥品再生法和電化學(xué)再生法等。熱再生過(guò)程中，廢活性炭要在800°C左右的高溫下處理，能耗高且炭損失較大，并且造成再生炭機(jī)械強(qiáng)度下降，炭表面化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，比表面積減小，從而降低吸附效率。采用化學(xué)藥品再生法處理廢活性炭，炭損耗小且能回收有用的吸附質(zhì)，但再生不徹底，微孔易堵塞，多次再生后吸附性顯著降低。生物再生法利用微生物分解廢活性炭上的有機(jī)物，能夠延長(zhǎng)吸附劑的壽命，但微生物降解得到的代謝產(chǎn)物可能會(huì)轉(zhuǎn)化為新的吸附質(zhì)，影響再生效果。電化學(xué)再生法將廢活性炭在電場(chǎng)作用下極化形成微電解槽從而使污染物分解，該法再生效率高，但在實(shí)際運(yùn)行中存在金屬電極腐蝕、易鈍化、絮凝物堵塞等問(wèn)題。因此單一的廢活性炭再生工藝不能同時(shí)滿(mǎn)足再生率高、炭損失少、運(yùn)行費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等要求。
[0004]由于活性炭的自身性質(zhì)和用途的不同，以及在使用過(guò)程中的吸附形式、吸附物質(zhì)和吸附量的差異，再生時(shí)采用的方法也各不相同。對(duì)于該工藝脫色廢活性炭目前還沒(méi)有較好的處理方法。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種處理衣康酸脫色工序廢活性炭的再生方法，所述方法提供了一種總成本較低、再生率高且經(jīng)濟(jì)效益較高的衣康酸脫色工序廢活性炭的再生方法，基于生產(chǎn)衣康酸的吸附劑廢活性炭回收率可高達(dá)97.8%，較之前焚燒或丟棄的方式能大大減少固體廢棄物的排放；并且回收廢炭中的無(wú)機(jī)鹽、發(fā)酵殘?zhí)?、膠體、雜酸等，減少了焚燒過(guò)程中硫氧化物、氮氧化物等有毒有害物質(zhì)的排放。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種處理衣康酸脫色工序廢活性炭的再生方法，所述方法將未經(jīng)干燥的廢活性炭通過(guò)反應(yīng)釜、分離器、蒸餾塔和再生釜后，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的溫度控制將色素和其它雜質(zhì)熱分解，實(shí)現(xiàn)廢活性炭的再生，具體步驟為:
[0007](I)將未經(jīng)處理的廢活性炭放入反應(yīng)釜中，加入75%?95%乙醇溶液，輔以攪拌使其混合均勻；其中，廢活性炭的含水率為10%?25%，無(wú)機(jī)鹽、發(fā)酵殘?zhí)?、膠體含量為2%?10%，衣康酸含量為20%?45%，廢活性炭與乙醇溶液的重量比為I比2.5到I比5.5之間；
[0008](2)然后，向反應(yīng)釜內(nèi)通入熱源，輔以攪拌；其中，溶液溫度控制在50?70°C之間；
[0009](3)攪拌混合15?45min后，停止攪拌和加熱，快速抽濾將廢活性炭和溶液進(jìn)行分離；其中，抽濾溫度控制在45°C?65°C之間；
[0010](4)將抽濾后未經(jīng)干燥的廢活性炭放入反應(yīng)釜中，重復(fù)步驟(I)至步驟(3);
[0011 ] (5)將乙醇濾液經(jīng)蒸餾塔，提純乙醇得到80 %?95 %的乙醇水溶液，轉(zhuǎn)步驟(I)洗滌廢炭；
[0012](6)向步驟4完成后的廢活性炭中按質(zhì)量比1: 3加入水溶液，于45?65°C條件下混合攪拌20?45min，快速抽濾將廢活性炭和溶液進(jìn)行分離；
[0013](7)水洗濾液經(jīng)蒸餾后收集乙醇，返回步驟I洗滌廢炭，蒸出水分可用于步驟6廢活性炭的洗滌；
[0014](8)將步驟7完成后的活性炭轉(zhuǎn)入再生釜，通入熱源并輔以攪拌，將溫度控制在102°C?110°C之間，收集汽化后的水蒸氣和乙醇蒸汽；
[0015](9)當(dāng)活性炭中含有的水和乙醇完全蒸發(fā)后，將熱再生釜內(nèi)溫度升至250°C?350°C之間，再生處理1.0?2.0小時(shí)后得到再生活性炭。
[0016]本發(fā)明具有如下有益效果
[0017](I)本發(fā)明提供一種總成本較低、再生率高且經(jīng)濟(jì)效益較高的衣康酸脫色工序廢活性炭的再生方法；
[0018](2)本發(fā)明基于生產(chǎn)衣康酸的吸附劑廢活性炭回收率可高達(dá)97.8%，較之前焚燒或丟棄的方式能大大減少固體廢棄物的排放；并且回收廢炭中的無(wú)機(jī)鹽、膠體等，減少了焚燒過(guò)程中硫氧化物、氮氧化物等有毒有害物質(zhì)的排放；
[0019](3)本發(fā)明選擇乙醇溶液作為萃取劑，乙醇溶液對(duì)于衣康酸具有高選擇性的同時(shí)幾乎不會(huì)將色素洗出，萃取劑可通過(guò)重結(jié)晶的方式回收衣康酸，再生完全，沒(méi)有二次污染；
[0020](4)本發(fā)明采用先溶劑洗滌后熱再生的工藝方案，能夠在較低溫度下即可將色素和其它雜質(zhì)熱分解，能耗低、炭損失小且再生率高。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
[0022]將500kg廢活性炭與1250kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80 %的乙醇溶液混合均勻，在50°C下進(jìn)行溶劑再生，再生30min后趁熱過(guò)濾并收集濾液。重復(fù)上述步驟對(duì)濾餅進(jìn)行二次溶劑再生。乙醇濾液蒸餾后得80%的乙醇餾出液，然后用1500kg水對(duì)廢活性炭在50°C條件下進(jìn)行30min的無(wú)機(jī)溶劑再生。并采用滴定法確定濾液中衣康酸的含量。熱再生階段采用分段加熱的方式，先加熱至102°C收集廢活性炭中殘留的少量水和乙醇，再加熱至320°C并維持I