[发明专利]一种熔融共晶碱再生废弃活性炭的方法

说明书

本发明公开了一种熔融共晶碱再生废弃活性炭的方法，属于活性炭再生技术领域。本发明通过熔融共晶碱与废弃活性炭，在恒定温度下反应一定时间，之后降温，加入热水，趁热过滤，并继续用热水洗涤至pH为中性，干燥后即得再生后的活性炭。共晶碱在熔融状态下，具有更强的碱性以及催化性能，在再生过程中，对吸附质具有极快的润涨性能，从而破坏吸附质与活性炭表面之间的强作用，达到快速将废弃活性炭再生的目的。本发明的制备方法操作简单，反应时间短，生产效率高，实现了活性炭的有效再生；其所用共晶碱易于回收，可循环利用，无废液产生，成本低廉，绿色环保。

技术领域

本发明属于活性炭再生技术领域，具体涉及一种熔融共晶碱再生废弃活性炭的方法。

背景技术

活性炭在吸附过程应用广泛，但其使用过程中最大的障碍是吸附剂的成本较高，并且吸附饱和后再生能耗较高、产率较低、容易引起二次污染。因此，寻找新的再生方法，以降低能耗，使活性炭达到循环利用，显得极为迫切，将成为研究攻关的热点。本发明将低熔点共晶碱再生法用于活性炭的再生，将促使活性炭再生工艺经济可行，对发展低碳经济、促进节能减排、保护生态环境以及可持续发展具有重大战略意义。

活性炭再生，是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下，将吸附于活性炭微孔的吸附质予以去除，恢复其吸附性能，达到重复使用的目的。采用何种方法进行活性炭再生主要取决于活性炭的类型和吸附物质的性质，同时再生操作要保证不使影响活性炭吸附性能的主要微孔容积损失太多。目前，国内外所采用的活性炭再生方法主要有：热再生法，生物再生法，湿式氧化再生法，溶剂萃取再生法，电化学再生法，微波辐照再生法，超声波再生法，超临界CO₂萃取再生法，臭氧氧化再生法和光催化再生法等方法。热再生法损失较多，能耗大；生物再生法再生时间长；电化学再生能耗高；超临界再生法，吸附质必须在超临界流体中可溶，同时设备需耐高压。

熔融共晶碱具有良好的稳定性，低粘度，高的热容量等优点，当熔融共晶碱进入到活性炭孔隙后，与吸附质发生作用，达到再生目的。与普通碱的水溶液相比，共晶碱在熔融状态下，具有更强的碱性，在再生过程中，对吸附质具有极快的润涨性能，从而破坏吸附质与活性炭表面之间的作用，达到快速将废弃活性炭再生的目的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有活性炭再生技术的不足，提供了一种熔融共晶碱再生废弃活性炭的方法。该方法操作简单，反应时间短，生产效率高，实现了活性炭的有效再生；其所用共晶碱易于回收，可循环利用，无废液产生，成本低廉，绿色环保。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种熔融共晶碱再生废弃活性炭的方法，包括以下步骤：

（1）将共晶碱加热至熔融状态，加入废弃活性炭混匀，恒温反应一定时间，得到熔融共晶碱-废弃活性炭混合物；

（2）待步骤（1）中所得熔融共晶碱-废弃活性炭混合物温度降至50℃，加入热水，趁热过滤，并用热水继续洗涤至pH为中性，得到活性炭。

（3）将步骤（2）中得到的活性炭进行干燥，即为再生活性炭；并将步骤（2）的滤液蒸发结晶，回收共晶碱。

上述步骤（1）中所述的共晶碱为Na₂CO₃-NaOH共晶碱，NaOH-KOH共晶碱、KOH-LiOH共晶碱、NaOH-LiOH共晶碱中的一种；其中Na₂CO₃-NaOH共晶碱，Na₂CO₃和NaOH的质量比为10:90，熔点为293℃；NaOH-KOH共晶碱，NaOH和KOH的质量比为51.5:48.5，熔点为165℃；KOH-LiOH共晶碱，KOH和LiOH的质量比为69:31，熔点为225℃；NaOH -LiOH共晶碱，NaOH和LiOH的质量比为71:29，熔点为220℃。碱以及熔融共晶碱的熔点见表1。

表1 碱以及熔融共晶碱熔点