CN114762775B - 一种乳酸溶液的脱色处理系统及饱和活性炭的脱酸处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活性炭吸附脱附处理技术领域内一种乳酸溶液的脱色处理系统及饱和活性炭的脱酸处理方法，其中乳酸溶液的脱色处理系统，包括用于乳酸溶液脱色的活性炭脱色处理线路、饱和活性炭再生处理线路和再生活性炭尾气净化处理线路，所述饱和活性炭再生处理线路中再生的活性炭循环供应给活性炭脱色处理线路；所述活性炭脱色处理线路上依次设有吸附前罐、吸附塔和吸附后罐，所述吸附前罐用于缓存待脱色处理的乳酸溶液，所述吸附塔内盛放颗粒活性炭，用于对乳酸溶液脱色处理，所述吸附后罐用于存储脱色处理后的乳酸溶液，吸附塔内的颗粒活性炭吸附饱和后定期从塔底排出输送至活性炭再生处理线路进行再生处理。

Description

一种乳酸溶液的脱色处理系统及饱和活性炭的脱酸处理方法

技术领域

本发明涉及活性炭吸附脱附处理技术领域，特别涉及一种乳酸溶液的脱色处理系统及饱和活性炭的脱酸处理方法。

背景技术

由于工艺原因，乳酸在制备过程中会产生大量色素，因此需对乳酸溶液进行脱色处理去除色素。

现有脱色工艺一般使用离子交换树脂进行脱色，此工艺为化学吸附，需使用酸碱液，酸碱耗用量大且离子交换产生的废酸碱液需要二次处理，使用过程中还会对设备产生一定的腐蚀。

在乳酸脱色工艺中，目前效果较好的为活性炭吸附脱色，脱色效率一般能达到90%以上，一般选用粉末炭。活性炭脱色为物理吸附，使用过程中需定期更换活性炭，使用后的大量饱和活性炭粉为固体废弃物，无法再生重复使用。此工艺由于活性炭价格较高，且须支付固废处理费用、运输费用等其他支出，投入较大，且受限于后序的固废处理能力，严重制约乳酸成品产量。

发明内容

本发明针对现有技术中采用活性炭粉末脱色吸附乳酸溶液工艺技术中存在活性炭粉无法回收，脱色成本及排废成本高的问题，提供一种乳酸溶液的脱色处理系统，采用颗粒活性炭对乳酸溶液进行脱色处理、方便饱和活性炭的回收再用及回收颗粒活性炭过程中的尾气处理，以降低脱色生产线的运行成本，减少废物处理及排放污染。

本发明的目的是这样实现的，一种乳酸溶液的脱色处理系统，其特征在于，包括用于乳酸溶液脱色的活性炭脱色处理线路、饱和活性炭再生处理线路和再生活性炭尾气净化处理线路，所述饱和活性炭再生处理线路中再生的活性炭循环供应给活性炭脱色处理线路；所述活性炭脱色处理线路上依次设有吸附前罐、吸附塔和吸附后罐，所述吸附前罐用于缓存待脱色处理的乳酸溶液，所述吸附塔内盛放颗粒活性炭，用于对乳酸溶液脱色处理，所述吸附后罐用于存储脱色处理后的乳酸溶液，吸附塔内的颗粒活性炭吸附饱和后定期从塔底排出输送至活性炭再生处理线路进行再生处理。

本发明的乳酸溶液的脱色处理系统，将颗粒活性炭脱色线路，吸附后饱和活性炭再生处理和再生活性炭尾气净化处理过程集成为一条完整的生产线，实现活性炭的多次再生回用，减少脱色处理成本，降低排废污染排放。

为便于实现饱和活性炭的再生回用，所述活性炭再生处理线路上依次连接有脱酸罐、饱和活性炭高位缓存罐 、去水螺旋输送机，多段炉，急冷水槽、再生活性炭吹送槽和高位给炭槽，所述脱酸罐还连接有洗酸水缓存槽和热水供应路管，所述脱酸罐、饱和活性炭高位缓存罐、去水螺旋输送机、高位给炭槽、急冷槽和再生炭吹送槽还连接有溢流水槽；所述高位给炭槽用于向吸附塔定期输送供应颗粒活性炭，所述饱和活性炭定期从吸附塔底部排出输送至脱酸罐中以脱除饱和活性炭颗粒中的乳酸溶液，脱除后的乳酸溶液循环输送至吸附前罐或洗酸水缓存槽内；脱酸后的活性炭颗粒输送至饱和活性炭高位缓存罐，所述饱和活性炭高位缓存罐的底部设有落料口，经落料管路输送至去水螺旋输送机，将去水处理后的饱和活性炭输送至多段炉进行干燥、有机物脱附、蒸汽活化后再生的颗粒活性炭从多段炉的炉底排出，再输送至急冷水槽，冷却后的活性炭经再生活性炭吹送槽输送至高位给炭槽。

为便于多段炉排放尾气的净化处理，所述多段炉热解脱附后的尾气从炉顶的排气口排出输送至再生活性炭尾气净化处理线路，所述再生活性炭尾气处理线路依次连接有二次燃，所述二次燃烧炉燃烧后排放的烟气通过管路连接至余热锅炉的烟气通道，经余热锅炉换热后的烟气依次经骤冷塔、布袋除尘器、预冷器、洗涤塔后，通过诱引风机经烟囱排放。

为便于回收利用净化尾气中高温气体的热量，所述余热锅炉对烟气换热产生蒸气用于多段炉内活性炭的活化再生中。

为便于回收饱和活性炭中夹带的乳酸溶液，本发明还提供一种上述乳酸溶液的脱色处理系统中的饱和活性炭的脱酸处理方法：包括如下步骤：

第一步，按乳酸溶液的脱色处理系统中活性炭脱色处理线路中的饱和性活炭的排放量，定时定量从吸附塔排出含乳酸溶液的饱和活性炭至脱酸罐；

第二步，回收饱和活性炭中夹带的乳酸溶液：从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出饱和活性炭中夹带的乳酸溶液至吸附前罐，所述脱酸罐的底部排液口内部设有过滤筛管以阻挡活性炭颗粒；

第三步，浸泡脱出饱和活性炭孔隙中夹带的乳酸溶液：向脱酸罐中注入热水和/或质量浓度小于5%的稀乳酸溶液至没过饱和活性炭的料位高度；并从脱酸罐底部持续通入0.1Mpa压缩空气，以气流搅拌脱酸罐内的固液混合物，浸泡过程中，每隔10分钟取样一次，检测乳酸溶液的浓度值，当最后一次取样检测的乳酸溶液的质量浓度与前一次检测的乳酸溶液的质量浓度差值小于0.1%时，结束本次浸泡；

第四步，回收溶解的浓乳酸溶液并再次浸泡：第三步的浸泡结束后，根据第三步最后一次取样检测的乳酸溶液的浓度，当质量浓度小于10%时，转入第五步；当质量浓度大于10%时，从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出乳酸溶液至吸附前罐；然后转至第三步再次浸泡脱酸；

第五步，回收稀乳酸溶液：从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa的压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出乳酸溶液至洗酸水缓存槽；当本次排出的浮酸溶液的质量浓度小于预定的乳酸溶液下限回收浓度时，脱酸结束，转至第六步，否则，转到第三步；

第六步，脱酸后的饱和活性炭排出输送：从溢流水槽向脱酸罐的顶部和底部注入溢流水，通过水力输送管路将脱酸后的饱和活性炭输送至饱和炭高位缓存槽；

第七步，从脱酸罐的顶部通过0.3 Mpa的压缩空气，通过水力输送路管将罐内存水排至饱和炭高位缓存槽。

进一步地，第三步中，浸泡用热水或稀乳酸溶液没入活性炭的液位高度高于活性炭料位高度的10%。

进一步地第三步中，浸泡用液体的温度不低于30℃。

进一步地第五步中，所述乳酸溶液下限回收质量浓度不超过2%。

通过本发明的上述乳酸溶液的脱酸回收方法，将从吸附塔中排出的颗粒活性炭及其颗粒间及颗粒内夹带的乳酸溶液实现回收回用处理，既实现的乳酸的回收再用，也减少了活性炭再生线路中脱酸类污染物及尾气处理的成本。

附图说明

图1为本发明的乳酸溶液的脱色处理系统的工艺线路流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1为本实施例的乳酸溶液的脱色处理系统的工艺路线，包括用于乳酸溶液脱色的活性炭脱色处理线路、饱和活性炭再生处理线路和再生活性炭尾气净化处理线路。其中，饱和活性炭再生处理线路中再生的活性炭循环供应给活性炭脱色处理线路；活性炭脱色处理线路上依次设有吸附前罐、吸附塔和吸附后罐，吸附前罐用于缓存待脱色处理的乳酸溶液，吸附塔内盛放颗粒活性炭，用于对乳酸溶液脱色处理，吸附后罐用于存储脱色处理后的乳酸溶液，吸附塔内的颗粒活性炭吸附饱和后定期从塔底排出输送至活性炭再生处理线路进行再生处理。

本发明的乳酸溶液的脱色处理系统，将颗粒活性炭脱色线路，吸附后饱和活性炭再生处理和再生活性炭尾气净化处理过程集成为一条完整的生产线，实现活性炭的多次再生回用，减少脱色处理成本，降低排废污染排放。

为便于实现饱和活性炭的再生回用，本实施例的活性炭再生处理线路上依次连接有脱酸罐、饱和活性炭高位缓存罐 、去水螺旋输送机，多段炉，急冷水槽、再生活性炭吹送槽和高位给炭槽，脱酸罐用于接收吸附塔排出的饱和活性炭，并通过稀乳酸溶液和热水洗脱饱和活性炭中附着及夹带的乳酸溶液，为供应洗脱用水或稀乳酸溶液，脱酸罐连接有洗酸水缓存槽和热水供应路管，脱酸罐、饱和活性炭高位缓存罐、去水螺旋输送机、高位给炭槽、急冷槽和再生炭吹送槽还连接有溢流水槽，用于活性炭的水力输送或冷却等；其中，高位给炭槽用于向吸附塔定期输送供应再生后的颗粒活性炭，饱和活性炭定期从吸附塔底部排出输送至脱酸罐中以脱除饱和活性炭颗粒中的乳酸溶液，脱除后的乳酸溶液循环输送至吸附前罐或洗酸水缓存槽内，具体为浓乳酸溶液输送至吸附前罐，稀乳酸溶液输送至洗酸水缓存槽内用于循环脱酸操作时使用；脱酸后的活性炭颗粒输送至饱和活性炭高位缓存罐，饱和活性炭高位缓存罐的底部设有落料口，经落料管路输送至去水螺旋输送机，进行边输送边螺旋挤压去水，最后将饱和活性炭输送至多段炉进行干燥、有机物脱附、蒸汽活化后再生的颗粒活性炭从多段炉的炉底排出，再输送至急冷水槽，冷却后的活性炭经再生活性炭吹送槽输送至高位给炭槽。

饱和活性炭脱酸后输送至多段炉后，从多段炉炉顶逐层向下耙料落料，根据饱和活性炭的输送量，将多段炉的各炉层从上向下划分为干燥段、焙烧段和活化段，上部1至2层为干燥段，3至4层为焙烧段，5至6层为活化段；通过控制多段炉底部4~6层炉床之间燃烧机的燃气通入量控制各层温度，干燥段的炉床温度为300～500℃，焙烧段的炉床温度为500～700℃，活化段的炉床温度为850～950℃，可根据炭量及活性炭碘值对各层炉床温度及耙料速度进行精确控制；同时，从活化段的每层炉床周围多点通入水蒸气，在高温下进行活化反应；最后活化后的活性炭从炉底的排料口排出，经夹套管冷却后温度为600～800℃活性炭颗粒进入急冷槽通过槽内长流冷却水进行水冷冷却，冷却后的活性炭颗粒温度降至50℃以下，再通过水力输送管路依次输送至再生活性炭吹送槽和高位给炭槽，用于供应吸附塔所需的颗粒活性炭。

吸附后的饱和活性炭颗粒经过上述脱酸、再生、活化过程，实现活性炭的再生和循环回用，大大降低了乳酸脱色生产线的活性炭用量，并且上述脱色和活性炭再生过程可同时进行，再生后的颗粒活性炭可连续再生回用，以保持乳酸脱色环节的脱色效果稳定，降低了生产运行成本。

为便于多段炉排放尾气的净化处理，本实施例的多段炉热解脱附后的尾气从炉顶的排气口排出，排出时烟气温度约为300～400℃，输送至再生活性炭尾气净化处理线路，该再生活性炭尾气处理线路首先连接至二次炉，在二次燃烧炉内将可燃气体燃烧后，排放的烟气温度约85～1100℃，通过烟气管路输送至余热锅炉的烟气通道，经余热锅炉换热后的烟气依然有500～550℃的高温，依次经骤冷塔、布袋除尘器、预冷器、洗涤塔后，通过诱引风机经烟囱排放；为便于回收利用净化尾气中高温气体的热量，上述余热锅炉对烟气换热产生蒸气输送至多段炉内，用于多段炉内活性炭的活化再生中。通过上述的尾气净化处理路线的工艺配置，不但净化了多段炉排放的尾气，并将尾气中的可燃气体燃烧后的热量通过余热锅回收后产生蒸汽，供多段炉活化段使用，实现多段炉余热的回收利用，降低多段炉的能源消耗。

实施例2

本实施例的脱酸处理方法用于处理实施例中乳酸溶液的脱色处理系统中吸附塔定期排出的饱和活性炭的脱酸处理方法：具体包括如下步骤：

第一步，定期从吸附塔中排出含乳酸溶液的饱和活性炭至脱酸罐，饱和活性炭从吸附塔中排出时夹带大量的质量浓度达到或高于20%的乳酸溶液，同时活性炭的吸附孔隙中也夹带有乳酸成份，均需要通过脱酸处理以脱除出乳酸成分；

第二步，回收饱和活性炭中夹带的乳酸溶液：从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出饱和活性炭中夹带的乳酸溶液至吸附前罐，所述脱酸罐的底部排液口内部设有过滤筛管以阻挡活性炭颗粒；本步中主要脱除是的活性炭颗粒中混合的乳酸溶液，通过气压吹送将脱酸罐内的液体排出并输送回吸附前罐，再次进入乳酸溶液脱色的活性炭脱色处理线路中；

第三步，浸泡脱出饱和活性炭孔隙中夹带的乳酸溶液：向脱酸罐中注入热水和/或质量浓度小于5%的稀乳酸溶液至没过饱和活性炭的料位高度的10%以上，浸泡用液体温度一般控制在30℃以上；首次浸泡时优选使用洗酸水缓存槽中的稀乳酸溶液，浸泡过程中，从脱酸罐底部持续通入0. 1Mpa压缩空气，以气流搅拌脱酸罐内的固液混合物；并且每隔10分钟取样一次（后期稳定运行时，仅每次达到浸泡时间后取样一次确认系统稳定运行即可），检测乳酸溶液的浓度值，当最后一次取样检测的乳酸溶液的质量浓度与前一次检测的乳酸溶液的质量浓度差值小于0.1%时，结束本次浸泡，进入第四步；

第四步，回收溶解的浓乳酸溶液并再次浸泡：第三步的浸泡结束后，根据第三步最后一次取样检测的浸泡液的乳酸溶液的浓度，当质量浓度小于10%时，转入第五步；当质量浓度大于10%时，从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出乳酸溶液至吸附前罐，使高浓度的乳酸溶液进入脱色继续进入活性炭脱色处理线路中；然后转至第三步再次浸泡脱酸；

第五步，回收稀乳酸溶液：从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa的压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出乳酸溶液至洗酸水缓存槽；当本次排出的浮酸溶液的质量浓度小于预定的乳酸溶液下限回收浓度时，脱酸结束，转至第六步，否则，转到第三步再次浸泡脱酸；前述的乳酸溶液下限回收浓度根据脱酸要求一般不超过2%

第六步，脱酸后的饱和活性炭排出输送：从溢流水槽向脱酸罐的顶部和底部注入溢流水，通过水力输送管路将脱酸后的饱和活性炭输送至饱和炭高位缓存槽；

第七步，从脱酸罐的顶部通过0.3 Mpa的压缩空气，通过水力输送路管将罐内存水排至饱和炭高位缓存槽。

通过本发明的上述乳酸溶液的脱酸回收方法，将从吸附塔中排出的颗粒活性炭及其颗粒间及颗粒内孔隙中夹带的乳酸溶液实现回收回用处理，既实现了乳酸的高浓度回收再用，也减少了脱酸操作耗用水量，降低了后续其他工序的浓缩成本。

Claims (4)

1.一种饱和活性炭的脱酸处理方法：利用乳酸溶液的脱色处理系统进行处理，该系统包括用于乳酸溶液脱色的活性炭脱色处理线路、饱和活性炭再生处理线路和再生活性炭尾气净化处理线路，所述饱和活性炭再生处理线路中再生的活性炭循环供应给活性炭脱色处理线路；所述活性炭脱色处理线路上依次设有吸附前罐、吸附塔和吸附后罐，所述吸附前罐用于缓存待脱色处理的乳酸溶液，所述吸附塔内盛放颗粒活性炭，用于对乳酸溶液脱色处理，所述吸附后罐用于存储脱色处理后的乳酸溶液，吸附塔内的颗粒活性炭吸附饱和后定期从塔底排出输送至活性炭再生处理线路进行再生处理所述活性炭再生处理线路上依次连接有脱酸罐、饱和活性炭高位缓存罐 、去水螺旋输送机，多段炉，急冷水槽、再生活性炭吹送槽和高位给炭槽，所述脱酸罐连接有洗酸水缓存槽和热水供应路管，所述脱酸罐、饱和活性炭高位缓存罐、去水螺旋输送机、高位给炭槽、急冷槽和再生炭吹送槽还连接有溢流水槽；所述高位给炭槽用于向吸附塔定期输送供应颗粒活性炭，所述饱和活性炭定期从吸附塔底部排出输送至脱酸罐中以脱除饱和活性炭颗粒中的乳酸溶液，脱除后的乳酸溶液循环输送至吸附前罐或洗酸水缓存槽内；脱酸后的活性炭颗粒输送至饱和活性炭高位缓存罐，所述饱和活性炭高位缓存罐的底部设有落料口，经落料管路输送至去水螺旋输送机，将去水处理后的饱和活性炭输送至多段炉进行干燥、有机物脱附、蒸汽活化后再生的颗粒活性炭从多段炉的炉底排出，再输送至急冷水槽，冷却后的活性炭经再生活性炭吹送槽输送至高位给炭槽；

具体步骤如下：

第一步，按乳酸溶液的脱色处理系统中活性炭脱色处理线路中的饱和性活炭的排放量，定时定量从吸附塔排出含乳酸溶液的饱和活性炭至脱酸罐；

第二步，回收饱和活性炭中夹带的乳酸溶液：从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出饱和活性炭中夹带的乳酸溶液至吸附前罐，所述脱酸罐的底部排液口内部设有过滤筛管以阻挡活性炭颗粒；

第三步，浸泡脱出饱和活性炭孔隙中夹带的乳酸溶液：向脱酸罐中注入热水和/或质量浓度小于5%的稀乳酸溶液至没过饱和活性炭的料位高度；并从脱酸罐底部持续通入0.1Mpa压缩空气，以气流搅拌脱酸罐内的固液混合物，浸泡过程中，每隔10分钟取样一次，检测乳酸溶液的浓度值，当最后一次取样检测的乳酸溶液的质量浓度与前一次检测的乳酸溶液的质量浓度差值小于0.1%时，结束本次浸泡且后续脱酸操作时类比此浸泡时间；

第四步，回收溶解的浓乳酸溶液并再次浸泡：第三步的浸泡结束后，根据第三步最后一次取样检测的乳酸溶液的浓度，当质量浓度小于10%时，转入第五步；当质量浓度大于10%时，从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出乳酸溶液至吸附前罐；然后转至第三步再次浸泡脱酸；

第五步，回收稀乳酸溶液：从脱酸罐的顶部通入0.3Mpa的压缩空气，从脱酸罐底部排液口排出乳酸溶液至洗酸水缓存槽；当本次排出的浮酸溶液的质量浓度小于预定的乳酸溶液下限回收浓度时，脱酸结束，转至第六步，否则，转到第三步；

第六步，脱酸后的饱和活性炭排出输送：从溢流水槽向脱酸罐的顶部和底部注入溢流水，通过水力输送管路将脱酸后的饱和活性炭输送至饱和炭高位缓存槽；

第七步，从脱酸罐的顶部通过0.3 Mpa的压缩空气，通过水力输送路管将罐内存水排至饱和炭高位缓存槽。

2.根据权利要求1所述的饱和活性炭的脱酸处理方法,其特征在于，第三步中，浸泡用热水或稀乳酸溶液没入活性炭的液位高度高于活性炭料位高度的10%。

3.根据权利要求2所述的饱和活性炭的脱酸处理方法,其特征在于，第三步中，浸泡用液体的温度不低于30℃。

4.根据权利要求2所述的饱和活性炭的脱酸处理方法,其特征在于，第五步中，所述乳酸溶液下限回收质量浓度不超过2%。