[发明专利]一种循环连续制备及再生活性炭吸附剂的方法

说明书

本发明公开了一种循环连续制备及再生活性炭吸附剂的方法，涉及活性炭技术领域。包括活性炭预处理、活性炭初次碳化、活性炭二次碳化、焦油气收集及液化分离、焦油修饰、活性炭高温脱附和活性炭再生循环等步骤。本发明提供的工艺方法不仅能实现活性炭的循环利用，而且充分利用气化焦油气物质结构，实现各组分协同利用，生产及再生过程中无二次污染，简单易行，实现了能源的高效利用，同时生产出的再生活性炭质量有保证，能耗较低，提升活性炭回收率。

技术领域

本发明涉及活性炭的制备及再生技术领域，更具体的说是涉及一种循环连续制备及再生活性炭吸附剂的方法。

背景技术

粉末活性炭对燃煤烟气，焦化尾气中SO₂、NO_x、VOC_s具有较好的吸附效果，因此广泛应用于烟气治理领域中，但是由于活性炭在使用过程中容易饱和而失去吸附能力，从而必须通过经常更换来达到使用效果。而活性炭价格昂贵，每次更换新炭，就会提升企业的运行成本，所以必须要考虑对饱和活性炭进行再生利用，不仅降低了危险废物的处理成本，也可增加其可重复利用性，以达到循环经济的目的。

现有的活性炭处理工艺为：定期将失效活性炭从吸附塔底部放出，失效的活性炭在高温下实现吸附质及水分脱附，然而在此过程中，严重损伤了活性炭表面官能团以及孔结构，造成再生活性炭质量下降，重复使用率低等问题。而在生物质及原煤活性炭生产过程中挥发的大量的焦油气无法得到充分利用，大多被高温燃烧为H₂O和CO₂，据报道，焦油气存在羟基等丰富的表面官能团，具有修饰改造再生活性炭的潜力，因此，如何提供一种将液化重塑焦油用于活性炭再生过程实现挥发焦油的充分开发利用、提高再生活性炭品质的活性炭生产和再生工艺是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种循环连续制备及再生活性炭吸附剂的方法，经过一系列工艺流程，实现活性炭的高效再生及焦油气的从分利用，同时达到制备方法简单，周期短，经济环保等效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种循环连续制备及再生活性炭吸附剂的方法，包括：

步骤一：制备阶段

(1.1)对原煤粉进行清洗、干燥，随后破碎，筛分获得40～60目粉末；同时对生物质清洗、干燥、破碎，筛分获得40～60目粉末；然后按比例将处理后的原煤粉与生物质粉混合后置于酸混合液中80～100℃水浴加热保温2～12h，冷却后洗涤、过滤、干燥，得到活性炭前驱体粉末；

(1.2)对活性炭前驱体粉末依次进行初次碳化和二次碳化，两次碳化过程均收集尾气并液化得到液化焦油，不凝尾气排出至尾气处理系统处理，二次碳化后得到新鲜活性炭进行应用生产；

步骤二：再生循环阶段

(2.1)将吸附饱和的活性炭进行置于高温焖烧炉内，在200～400℃温度下加热4～24h，高温脱附得到失活活性炭；

(2.2)对步骤(1.2)收集的液化焦油油水分离，之后对焦油进行修饰，修饰后与步骤(2.1)的失活活性炭置于高压反应釜中120～200℃下保温12～48h，过滤后多余焦油混合物返回进行油水分离，活性炭干燥后重组碳化，得到再生活性炭，与新鲜活性炭共同进行应用生产。

优选的，步骤(1.1)中所述生物质为稻壳、麦秆、麦草、杨木等农业固废中的一种或多种。

优选的，步骤(1.1)中所述原煤粉与生物质粉质量比为1：1～10，更优选为1：1。

优选的，步骤(1.1)中所述酸混合液为盐酸与硝酸混合液，体积比例为1：1～5，更优选为1：2。

优选的，步骤(1.2)中所述初次碳化采用管式炉加热，温度为400～600℃，煅烧时间2～10h，优选2～5h，升温速率为10℃/min。