乙醇溶剂萃取法再生活性炭可行性研究.docVIP

乙醇溶剂萃取法再生活性炭可行性研究 焦化厂氨碱法煤气脱硫液中含有多种物质，通常企业用活性炭对脱硫液进行脱色处理，处理完成后产生的废活性炭为危险废物，对活性炭进行再生不仅可以带来经济效益，而且可以对环境带来好处。本文尝试了溶剂萃取法再生活性炭，以乙醇作为萃取溶剂，再生后用活性炭对脱硫液的吸附容量进行评价。用脱硫液评价新活性炭的吸附容量约为540mg/g，再生后约为200mg/g，再生率为37.0%，乙醇萃取再生活性炭的方法初步可行。 焦化工艺中氨碱法脱硫废液含有一定的可回收成分，将这些成分加以回收利用，具有一定经济效益、环境效益。 某化工厂是从事氨碱法脱硫废液回收化工产品的企业，其主要工艺过程为：将焦化企业的脱硫废液收集回收入厂，用活性炭吸附脱色。上述过程完成后产生废活性炭，属于危险废物。目前常用的处理方法是将使用过的废活性炭运往有资质的废物处置机构进行处理，处理过程需要较高的费用且由企业支付，造成浪费。研究废活性炭的再生可行性能为该企业带来一定的经济效益以及环境效益，因为活性炭吸附处理的运营费用较高，同时活性炭的再生比较困难，寻找一项成本低廉并容易应用于实际的活性炭再生方法成为本次研究的重点。本论文通过实验的方式测试活性炭再生的方法和再生效率，由于活性炭上吸附了很多有机物，故选择乙醇萃取法对其进行再生，并对该方法的再生效果进行评价，再生过程中脱附的有机物可尝试回收利用，用过的乙醇也可以通过蒸馏法回收以循环利用。 1.1 氨碱法煤气脱硫液的组成 脱硫液的组成非常复杂，所含的污染物一般可分为有机污染物和无机污染物两大类。其中有机污染物以酚类化合物为主，占总有机物的80%以上，此外，还包含多环类化合物、多环芳烃和脂肪族化合物，酚类化合物主要有苯酚、二甲酚、邻甲酚以及其同系物;多环类有机物包含菲、蒽、等[1]，杂环类有机物包括氮杂联苯、二氮杂苯等。无机污染物一般以铵盐形式存在，包括碳酸铵、碳酸氢铵、氰化铵硫、化氢铵等。 1.2 活性炭吸附原理和类型 1.2.1 活性炭吸附原理 根据活性炭于吸附物作用力的不同，活性炭的吸附通常可以分为物理吸附和化学吸附两种。其中物理吸附中活性炭和吸附物之间的作用力是范德华力，主要用于活性炭去除气相及液相中杂质的过程。活性炭结构多孔，可以提供大量的表 ___，从而易于吸附杂质。化学吸附的作用力主要化学键，故也可以把其当成化学反应来看。活性炭不仅含碳，在其表面含有少量的功能团和化学结合形式的氢和氧，例如羟基、羧基、内脂类、酚类等。这些物质可以与被吸附物发生化学反应，从而被吸附物聚集结合到活性炭的表面。活性炭吸附是上述两种吸附原理综合作用的结果。 1.2.2 活性炭类型 活性炭的原料丰富，基本上所有富含碳的有机材料都可以作为其原料，例如燃煤、果壳、木材等。上述有机原材料在一定的压力和温度下通过热解作用被转换成活性炭。活性炭具有庞大的孔隙结构以及巨大的比表 ___、特意的表面官能团，同时还具有稳定的物理特性及化学特性，是优良的催化剂、吸附剂或催化剂载体。按照活性炭的形状进行分类，活性炭一般可以分为颗粒状活性炭、粉状活性炭、柱状活性炭和球形活性炭等。 ①颗粒活性炭 通常情况下把颗粒粒度大于0.175mm的活性炭称为颗料活性炭。颗粒活性炭按照生产原料又分为果壳颗粒活性炭、煤质颗粒活性炭、椰壳颗粒活性炭等，不同类型的活性炭吸收成分各有侧重。 ②粉状活性炭 一般将粒度小于0.175mm或者90%以上通过80目标准筛的活性炭通称粉状活性炭或粉状炭。粉状炭有吸附能力使用充分和吸附速度较快等优点，但是分离较为困难。随着分离技术的进步和受某些应用要求所限，粉状炭的粒度出现越来越细化的.倾向，有的使用场合已达到微米甚至纳米级。 ③柱状活性炭 通常是由粉状原料和粘结剂先经过混捏和挤压成型，再经过炭化、活化等后续工序制作而成。也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。柱状活性炭又有中空和实心之分，其中中空柱状炭是柱状活性炭内有人造的一个或多个有规则的小孔。 ④球状活性炭 球状活性炭和柱状活性炭制作过程和原理类似，最后制成球状。或者由液态的含碳原料经过喷雾造粒、氧化、炭化及活化等工序制作而成，或者用粉状活性炭加粘结剂成球 ___而成。与柱状活性炭类似，球状活性炭也有空心和实心之分。 本次实验所采用的活性炭是该化工厂家使用并提供的粉状活性炭。 1.3 常用的活性炭再生方法 活性炭再生是将已经饱和吸附有污染物或者杂质的活性炭进行脱附的过程，从而达到活性炭的循环使用。通常情况下活性炭并不能实现100%再生，同时会伴有部分损耗，但因活性炭成本较高，对其进行再生有一定的现实意义，可以降低企业使用费用。 吸附饱和的废活性炭有多