[发明专利]一种超临界二氧化碳萃取再生粉末活性炭的方法

说明书

本发明涉及活性炭再生技术领域，提供了一种超临界CO₂萃取再生粉末活性炭的方法。本发明采用超临界CO₂将粉末活性炭中吸附的有机物萃取出来，从而实现粉末活性炭的再生，超临界CO₂能够将粉末活性炭中的有机成分有效带出，且无炭损，再生率高，再生后的活性炭吸附率高，过程安全可靠，不产生二次污染；本发明将透气材料放置在粉末活性炭表面并压实，防止粉末活性炭随CO₂气体被冲出；进一步的，本发明在萃取前将粉末活性炭和醇混合，通过加入醇，提高被吸附有机物的溶解度，从而进一步提高粉末活性炭的再生率。

技术领域

本发明涉及活性炭再生技术领域，尤其涉及一种超临界CO₂萃取再生粉末活性炭的方法。

背景技术

活性炭具有巨大的比表面积和较高的孔隙率，吸附性能优异，尤其是在处理有机废水方面具有广泛的应用。活性炭按照外形区分，可以分为：粉末活性炭、颗粒活性炭、蜂窝炭、柱状炭等。其中，颗粒活性炭粒径较大，可以用于气相吸附或液相吸附，且容易进行再生，但是吸附速率慢，水处理效果较差。粉状活性炭具有发达的中孔结构，吸附容量大，且价格低廉，在废水处理方面的应用最为广泛，但是粉状活性炭具有轻、细的特点，非常容易飞扬，再生困难。

活性炭再生是指通过一定条件的处理，使吸附在活性炭内部的杂质进行脱附，并使活性炭恢复原有的活性，以达到重复使用的目的，具有明显的经济效益。传统的活性炭再生方法包括热再生法和湿式氧化法。其中热再生法一般分为干燥、热解和活化3个阶段，均在气体环境中完成，前两个阶段需要惰性气体提供热量以蒸发孔隙水及解吸、分解或炭化吸附质，活化阶段还需氧化性气体(H₂O、CO₂、O₂)参与碳化物的分解反应。粉末活性炭具有轻细易飞扬的特性，再生时不能利用大量气体提供热量，否则将吹走粉末炭，工程中为解决此问题需要对颗粒炭再生炉进行改造，造成粉末活性炭的再生成本较高，同时这种方法再生率较低，容易破坏粉末活性炭的孔隙结构和表面活性位点，再生后的粉末活性炭吸附率大幅降低。湿式氧化法在高温(125～320℃)、高压(0.5～20MPa)条件下，用氧气或者空气作为氧化剂，将吸附在活性炭中的有机物分解为CO₂、H₂O或小分子有机物。这种方法可用于吸附质为难降解有机物的粉末活性炭，但是温度较高，容易造成再生活性炭吸附率下降。

因此，现有技术中对于粉末活性炭的回收存在再生率低、再生后粉末活性炭的吸附率低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种超临界二氧化碳萃取再生粉末活性炭的方法，本发明提供的方法步骤简单，成本低，再生率高，再生后的粉末活性炭吸附率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种超临界CO₂萃取再生粉末活性炭的方法，包括以下步骤：

在吸附有机物的粉末活性炭表面放置透气材料，压实后使用超临界CO₂对吸附有机物的粉末活性炭进行萃取，得到再生粉末活性炭。

优选的，所述吸附有机物的粉末活性炭的粒径为10～100μm；所述吸附有机物的粉末活性炭的含水率＜10％。

优选的，所述透气材料为棉花、PTFE膜和无纺布中的一种或几种，所述压实为将筛网放置在透气材料上表面并压实。

优选的，在粉末活性炭表面放置透气材料前，还包括将粉末活性炭和醇混合。

优选的，所述醇为甲醇和/或乙醇；所述醇的质量为吸附有机物的粉末活性炭质量的1/8～1/6。

优选的，所述萃取为动态循环萃取。

优选的，所述萃取的条件包括：超临界CO₂的流量为15～40L/h，压力为30～35MPa，温度为40～55℃，时间为2～3h。