CN101362076A - 一种活性炭吸附剂的再生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活性炭吸附剂的再生方法，采用蒸汽再生方式处理吸附饱和的活性炭吸附剂，再生蒸汽停止的同时在吸附装置入口与出口之间建立循环蒸汽，并在蒸汽循环管路上设置净水喷淋装置，循环蒸汽经净水喷淋装置后温度下降，利用温度降低的循环蒸汽对活性炭床层进行降温处理，降温后的活性炭吸附剂可以进一步通空气干燥。本发明活性炭吸附剂再生方法中，采用蒸汽再生，可以在较高温度下进行较为彻底的吸附能力再生。本发明方法采用喷淋净水的循环蒸汽对活性炭床层进行降温，可以大大减少现有降温方法需要的蒸汽或氮气，大大降低操作成本，提高活性炭吸附工艺的经济性。

Description

一种活性炭吸附剂的再生方法
技术领域
本发明涉及一种活性炭吸附剂的再生方法，特别是涉及一种活性炭吸附剂的蒸汽再生方法。
背景技术
活性炭具有很大的比表面积，对多种有机、无机物质具有较强的吸附能力，因此广泛用于各种废气、废水的吸附净化处理工艺中，以及一些混合物的分离处理过程，如含烃类废气的吸附净化、含硫化合物废气的吸附净化、含油污水的吸附净化等。
CN1334313A、CN1522785A等采用活性炭吸附的方法回收油气。CN1334313A采用吸收—吸附组合工艺回收油气，先通过吸收回收部分油气，然后再通过吸附进一步回收油气。CN1522785A将油气压缩冷却，然后在加压条件下吸收或吸附。上述方法活性炭吸附饱和后采用真空再生方式恢复活性炭吸附能力。CN1167813A公开了一种煤气活性炭脱硫净化和再生工程与设备，用活性炭为脱硫剂，活性炭饱和后用过热蒸汽再生。
CN1266820A以活性炭纤维吸附剂处理硝基苯类化合物工业废水，吸附剂进行再生操作时，由吸附塔内置的加热系统对吸附剂加热至250～350℃进行再生。CN1462729A公开一种辛醇合成工艺系统排放废碱液的二级回收处理方法，采用“余热—自萃取”和“活性炭吸附”对废碱液进行二步处理。萃取后的萃余相用颗粒活性炭进行吸附处理，失活的活性炭采用低温过热水蒸汽解吸及高温过热水蒸汽活化再生。
如上所述，在吸附处理工艺中，活性炭吸附饱和后需要再生处理。再生方法主要包括两种，一种是真空再生，即在真空条件下将吸附在活性炭孔道中的物质脱附出来；另一种再生方法为蒸汽再生，即用蒸汽将吸附在活性炭孔道中的物质脱附。在蒸汽再生工艺中，一般需要将活性炭床层温度降到一定程度以后，再用空气进行干燥，高温下直接用空气干燥易发生安全事故。活性炭床层降温过程一般采用氮气或低温蒸汽，但氮气和蒸汽价格较高，使活性炭再生操作费用增加，降低了整个工艺的经济性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种操作费用低的活性炭吸附剂再生方法。
本发明活性炭吸附剂再生方法包括如下步骤：
(1)吸附饱和的活性炭吸附剂通入水蒸汽进行脱附再生，水蒸汽再生温度为高于130℃，优选130～500℃，最优选140～350℃；
(2)脱附再生后停止通入新鲜水蒸汽，同时在吸附装置入口与出口之间建立循环蒸汽，并在蒸汽循环管路上设置净水喷淋装置，循环蒸汽经净水喷淋装置后温度降低0.5℃以上，优选降温3～30℃；
(3)当活性炭床层温度降至110～140℃时，优选低于130℃时，停止循环蒸汽，活性炭吸附能力得到恢复，之后可以通入空气将活性炭干燥或进一步降温。
本发明活性炭吸附剂再生过程中，步骤(1)中使用的再生蒸汽可以为饱和蒸汽，也可以是过热蒸汽，优选过热蒸汽。蒸汽再生过程可以采用一段再生方式，也可以采用两段再生方式。一段再生方式即用一种温度的蒸汽进行吸附物质的脱附再生。两段再生方式可以先采用较低温度蒸汽，然后再采用较高温度蒸汽再生。通入再生蒸汽的量及时间可以根据活性炭吸附剂的量及吸附物质的性质和吸附量，按本领域普通知识确定。
本发明活性炭吸附剂再生过程中，步骤(2)中循环蒸汽通过风机驱动，风机可以设置在净水喷淋装置之前，也可以设置在净水喷淋装置之后。循环蒸汽经过净水喷淋装置后，喷淋的净水气化，使循环蒸汽的量增加，因此可以在循环蒸汽管路上设置过量蒸汽排放口。所需的净水可以为去离子水、冷凝水、自来水、工业水等。净水气化需要吸收热量，因此，循环蒸汽经过净水喷淋装置后温度降低，此时活性炭床层温度高于降温后的循环蒸汽温度，循环蒸汽再进入活性炭床层时，降低了活性炭床层温度。循环蒸汽不断循环，使活性炭床层降低至设定温度为止。设定温度通常参照所用活性炭在空气中发生氧化的温度设定，一般在130～140℃。
本发明活性炭吸附剂再生方法中，采用蒸汽再生，可以在较高温度下进行较为彻底的吸附能力再生，避免了低温再生或真空再生时，一些沸点较高物质不能完全脱附，影响吸附剂使用周期和使用寿命。本发明活性炭吸附剂再生方法中，由于在较高温度下再生，再生蒸汽停止后，活性炭床层温度较高，直接通空气干燥会发生安全事故，采用现有其它方式降温操作成本较高，本发明方法采用循环蒸汽降温方式，在循环蒸汽中喷淋净水，以水的蒸发热降低循环蒸汽温度，进而以降温后的循环蒸汽进行活性炭床层降温。由于水的蒸发热较大，因此循环蒸汽降温明显，易于控制。与现有其它方法相比，本发明方法大大减少蒸汽或氮气用量，仅消耗少量水，操作费用大大降低，提高了活性炭吸附工艺的经济性。
附图说明
图1为本发明活性炭吸附剂再生方法流程示意图。
其中1为活性炭吸附剂床层，2为吸附处理物料管道，3为排放管道，4为循环蒸汽管道，5为净水喷淋装置，6为风机，7为再生新鲜蒸汽，8为喷淋装置排液管。
具体实施方式
如图1所示，活性炭吸附剂床层1可以用于吸附净化处理含有机、无机污染物的废气或废水，待处理废气或废水经吸附处理物料管道2进入活性炭吸附剂床层1，经吸附净化后从排放管道3排出，当活性炭吸附剂吸附饱和或排放物流污染物超过排放标准时，停止吸附净化处理，进行活性炭吸附剂的再生处理。再生处理采用新鲜再生蒸汽7进行再生，活性炭吸附剂中吸附的污染物进入蒸汽中，排放的再生蒸汽进行冷凝并进一步处理。再生一段时间后，排放蒸汽中的污染物浓度降至一定程度，停止通入新鲜蒸汽7，同时启动风机6建立循环蒸汽操作。循环蒸气经过净水喷淋装置5进行降温，净水部分气化进入循环蒸汽，未气化部分可以通过排放口8排出并循环使用。当活性炭吸附剂床层1的温度降至设定的所需温度时，停止循环蒸汽，通入空气进行干燥并进一步降温处理。
实施例1
某轻油储罐，排气中油气浓度10％(v)～45％(v)，采用活性炭吸附回收处理，吸附饱和后采用本发明方法进行再生。
再生过程为：使用200℃过热蒸汽为再生蒸汽，再生蒸汽体积流量为10h-1，20分钟后停止通再生蒸汽，同时开启循环风机，进行蒸汽循环降温处理。循环蒸汽管路上设置净水喷淋装置，循环蒸汽经过净水喷淋装置后温度降低2～10℃，经过30分钟，活性炭吸附剂床层温度降低至120℃，此时停止循环蒸汽，通入空气20分钟进一步降温干燥，然后停止通空气备用。与其它再生方法相比，本发明方法节省大量蒸汽或氮气，操作费用大大降低。
实施例2
某含硫(含硫化氢和有机硫)、烃废气的活性炭吸附处理过程，硫含量为5～40mg/m3，烃含量为120～900μL/L，活性炭吸附饱和后采用本发明方法进行再生。
再生过程为：使用120℃过热蒸汽为再生蒸汽，再生蒸汽体积流量为20h-1，10分钟后使用250℃蒸汽，250℃蒸汽通30分钟后停止通再生蒸汽，同时开启循环风机，进行蒸汽循环降温处理。循环蒸汽管路上设置净水喷淋装置，循环蒸汽经过净水喷淋装置后温度降低1～15℃，先降温速度快一些，后降温速度慢一些，经过50分钟，活性炭吸附剂床层温度降低至110℃，此时停止循环蒸汽，通入空气30分钟进一步降温干燥，然后停止通空气备用。与其它再生方法相比，本发明方法节省大量蒸汽或氮气，操作费用大大降低。
实施例3
某含油污水的活性炭吸附处理过程，污水中硫含量为2～20μg/g，COD(铬法)90～300，活性炭吸附饱和后采用本发明方法进行再生。
再生过程为：使用140℃过热蒸汽为再生蒸汽，再生蒸汽体积流量为30h-1，20分钟后使用350℃蒸汽，350℃蒸汽通50分钟后停止通再生蒸汽，同时开启循环风机，进行蒸汽循环降温处理。循环蒸汽管路上设置净水喷淋装置，循环蒸汽经过净水喷淋装置后温度降低2～40℃，先降温速度快一些，后降温速度慢一些，经过40分钟，活性炭吸附剂床层温度降低至130℃，此时停止循环蒸汽，通入空气10分钟进一步降温干燥，然后停止通空气备用。与其它再生方法相比，本发明方法节省大量蒸汽或氮气，操作费用大大降低。

Claims (7)

1、一种活性炭吸附剂的再生方法，包括如下步骤：
(1)吸附饱和的活性炭吸附剂通入水蒸汽进行脱附再生，水蒸汽再生温度为130～500℃；
(2)脱附再生后停止通入新鲜水蒸汽，同时在吸附装置入口与出口之间建立循环蒸汽，并在蒸汽循环管路上设置净水喷淋装置，循环蒸汽经净水喷淋装置后温度降低0.5℃以上；
(3)当活性炭床层温度降至110～140℃时，停止循环蒸汽。
2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述的水蒸汽再生温度为140～350℃。
3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)所述的循环蒸汽经净水喷淋装置后温度降低3～30℃。
4、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)停止循环蒸汽后，通入空气将活性炭干燥。
5、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)所述的活性炭降温至110～130℃。
6、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中使用的再生蒸汽为饱和蒸汽或过热蒸汽。
7、按照权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中循环蒸汽通过风机驱动，风机设置在净水喷淋装置之前，或者风机设置在净水喷淋装置之后。
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