一種粉狀活性炭的再生方法
2023-06-04 20:28:56 4
專利名稱：一種粉狀活性炭的再生方法
技術領域：
本發明涉及一種廢活性炭再生技術，具體涉及一種粉狀活性炭的再生方法。
背景技術：
咖啡因屬黃嘌呤生物鹼化合物，是一種中樞神經興奮劑，以咖啡因為主要成分的藥物用於治療神經衰弱和精神抑制、頭痛等症狀，效果良好，現在市場上應用廣泛。咖啡因生產過程中，採用尿素、一甲胺和氯乙酸為基本原料的二甲脲合成路線。生產過程中，採用活性炭對合成的粗品咖啡因水溶液進行脫色精製，在脫除色素及其它雜質的同時，也吸附了大量咖啡因，由此產生了載咖啡因的廢活性炭。該廢活性炭每年排放量達到2000噸，其中含有20%的咖啡因。因其可溶於氯仿，原工藝採用的是氯仿萃取回收咖啡因，處理過程中存在藥劑損耗大，藥劑毒性強等問題；而脫除咖啡因的活性炭目前採用焚燒法進行處理，不僅造成高附加值咖啡因和活性炭的資源浪費，而且焚燒產生大量C02及氮氧化物、硫氧化物等有毒有害氣體，汙染了環境。因此，開發一種從載咖啡因活性炭中回收咖啡因並使活性炭再生的方法技術具有重要意義。目前，工業上使用的活性炭再生工藝主要有以下幾種藥劑洗脫的化學法、生物再生法、溼式氧化法、電解氧化法和加熱再生法。根據活性炭中吸附的有機物在加熱過程中分解脫附的溫度不同，加熱再生法可分為低溫加熱再生和高溫加熱再生，但效果不是十分理
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發明內容
本發明克服現有技術的不足，提出了一種利用再生法處理咖啡因精緻過程中負載咖啡因的有效脫色劑再生的方法，所述方法開發兩段梯度加熱連續回收咖啡因及活性炭再生綜合資源化技術，具有生產過程連續、咖啡因捕捉效率高、活性炭再生率高的特點，在有效回收咖啡因的同時還實現了廢活性炭的再生及資源化，避免了廢活性炭燃燒形成的二氧化碳排放。本發明的技術方案為一種粉狀活性炭的再生方法，所述方法將廢活性炭連續通過一級再生爐、二級再生爐、噴淋塔和冷凝器，經過嚴格的溫度控制，實現活性炭的再生，具體步驟為1) 一級再生爐內溫度升至100°C以上，二級再生爐溫度升至400°C以上時，將廢活性炭連續加入一級再生爐內。2) 一級再生爐使炭粒內吸附的水蒸發，同時部分低沸點的有機物也隨之揮發出來，溫度維持在100 130°c，這部分水蒸汽經冷凝器後回收。3)脫水後的活性炭進入二級再生爐內，二級再生爐通入線速度為0.005 0. 007m/s的氮氣，溫度維持在420 450°C範圍內，此時咖啡因升華後，由氮氣帶出，同時色素分解，活性炭得到再生。
4)為防止咖啡因氣體凝結，咖啡因管道輔有伴熱，進入噴淋塔後，以水溶液咖啡因噴淋捕集。上述步驟1中，廢活性炭咖啡因含量為10 25%上述步驟2中，脫水後的活性炭含水量在5 8%。上述步驟3中，活性炭再生率為90 93 %。上述步驟4中，水溶液咖啡因濃度為0 0. 25g/mL，溫度為20 80°C，咖啡因捕集率為96 100%。本發明具有如下有益效果本發明涉及的兩段梯度加熱連續回收咖啡因及活性炭再生綜合資源化技術，具有生產過程連續、咖啡因捕捉效率高、活性炭再生率高的特點，在有效回收咖啡因的同時還實現了廢活性炭的再生及資源化，避免了廢活性炭燃燒形成的二氧化碳排放。
附圖為本發明的流程示意圖。圖中，1、一級再生爐；2、二級再生爐；3、冷凝器；4、噴淋塔。
具體實施例方式參見附圖所述，本發明將廢活性炭連續通過一級再生爐1、二級再生爐2、噴淋塔4和冷凝器3，經過嚴格的溫度控制，實現活性炭的再生。實施例1待一級再生爐內溫度升至100°C，二級再生爐溫度升至400°C，將載咖啡因活性炭按加入速度0. 9t/h加入一級再生爐內。待活性炭含水量降至8%，脫水後的活性炭推進至二級再生爐內，氮氣氣速為0. 007m/s，此階段咖啡因升華，色素分解。升華後的咖啡因進入噴淋塔捕集回收，咖啡因回收率為98%，活性炭再生率為88%。實施例2待一級再生爐內溫度升至100°C，二級再生爐溫度升至400°C，將載咖啡因活性炭按加入速度0. 6t/h加入一級再生爐內。待活性炭含水量降至6%，脫水後的活性炭推進至二級再生爐內，氮氣氣速為0. 006m/s，此階段咖啡因升華，色素分解。升華後的咖啡因進入噴淋塔捕集回收，咖啡因回收率為98. 5%，活性炭再生率為89%。實施例3待一級再生爐內溫度升至105°C，二級再生爐溫度升至420°C，將載咖啡因活性炭按加入速度0. 5t/h加入一級再生爐內。待活性炭含水量降至5%，脫水後的活性炭推進至二級再生爐內，氮氣氣速為0. 005m/s，此階段咖啡因升華，色素分解。升華後的咖啡因進入噴淋塔捕集回收，咖啡因回收率為98%，活性炭再生率為90%。實施例4待一級再生爐內溫度升至100°C，二級再生爐溫度升至400°C，將載咖啡因活性炭按加入速度0. 5t/h加入一級再生爐內。待活性炭含水量降至6%，脫水後的活性炭推進至二級再生爐內，氮氣氣速為0. 007m/s，此階段咖啡因升華，色素分解。升華後的咖啡因進入噴淋塔捕集回收，咖啡因回收率為97%，活性炭再生率為90%。
實施例5待一級再生爐內溫度升至100°C，二級再生爐溫度升至410°C，將載咖啡因活性炭按加入速度0. 6t/h加入一級再生爐內。待活性炭含水量降至8%，脫水後的活性炭推進至二級再生爐內，氮氣氣速為0. 006m/s，此階段咖啡因升華，色素分解。升華後的咖啡因進入噴淋塔捕集回收，咖啡因回收率為97. 5%，活性炭再生率為89%。
權利要求
1.一種粉狀活性炭的再生方法，其特徵在於所述方法將廢活性炭連續通過一級再生爐、二級再生爐、噴淋塔和冷凝器，經過嚴格的溫度控制，實現活性炭的再生，具體步驟為1)一級再生爐內溫度升至100°c以上，二級再生爐溫度升至400°C以上時，將廢活性炭連續加入一級再生爐內；2)一級再生爐使炭粒內吸附的水蒸發，同時部分低沸點的有機物也隨之揮發出來，溫度維持在100 130°C，這部分水蒸汽經冷凝器後回收；3)脫水後的活性炭進入二級再生爐內，二級再生爐通入線速度為0.005 0. 007m/s的氮氣，溫度維持在420 450°C範圍內，此時咖啡因升華後，由氮氣帶出，同時色素分解，活性炭得到再生；4)為防止咖啡因氣體凝結，咖啡因管道輔有伴熱，進入噴淋塔後，以水溶液咖啡因噴淋捕集。
2.根據權利要求1所述的粉狀活性炭的再生方法，其特徵在於步驟1中，廢活性炭咖啡因含量為10 25%，步驟2中，脫水後的活性炭含水量在5 8%，步驟3中，活性炭再生率為90 93%。
3.根據權利要求1或2所述的粉狀活性炭的再生方法，其特徵在於步驟4中，水溶液咖啡因濃度為0 0. 25g/mL，溫度為20 80°C，咖啡因捕集率為96 100%。
全文摘要
本發明涉及一種粉狀活性炭的再生方法，所述方法利用兩段梯度加熱連續回收咖啡因及活性炭再生綜合資源化技術，具有生產過程連續、咖啡因捕捉效率高、活性炭再生率高的特點，在有效回收咖啡因的同時還實現了廢活性炭的再生及資源化，避免了廢活性炭燃燒形成的二氧化碳排放。
文檔編號B01J20/34GK102553555SQ20121000625
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者夏丙堃, 朱兆友, 王英龍, 馬藝心 申請人:青島科技大學