申请日2013.09.11
公开(公告)日2013.12.11
IPC分类号C02F1/64; C02F1/28; B01J20/34; B01J20/20
摘要
一种凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，本发明提供了一种活性炭纤维的再生方法，是针对处理凝结水中铁的活性炭纤维的再生方法。该方法利用活性炭纤维的导电性质，以活性炭纤维作为阳极，钛网电极作为阴极，在外加电场的作用下，使吸附在活性炭纤维上的铁通过扩散、电迁移、对流从活性炭纤维上去除，实现活性炭纤维的再生。再生过程中，同时加入辅助再生剂，使再生率得到进一步提高，其总体再生率在85%以上。与现有技术相比，本发明具有再生率高、再生时炭纤维损失量低、能源消耗小、再生设备简单等特点。因此，利用该方法对处理凝结水中铁的活性炭纤维进行再生，有效降低了凝结水处理成本。
权利要求书
1.一种凝结水处理中活性炭纤维的再生方法,其特征在于：
用以再生的活性炭纤维作为阳极，钛网电极作为阴极，将阴、阳电极置于盛有导电介质的再生容器中，加入辅助再生剂，并添加碱性物质调节pH值;设置再生电压，采用间歇式搅拌，于一定温度下进行再生处理，去除吸附在活性炭纤维上的铁;最后用除盐水对活性炭纤维进行后处理清洗，直到出水为中性。
2.根据权利要求1所述的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，其特征在于：所述的活性炭纤维为粘胶基活性炭纤维毡，其比表面积为900-2000m2/g，孔容积为0.5-1.5ml/g。
3.根据权利要求2所述的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，其特征在于：所用的钛网电极的极板厚0.3-3mm，网孔直径1-5mm，孔型包括十字网孔、六角孔或菱形孔。
4.根据权利要求2或3所述的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，其特征在于：导电介质为硫酸钠溶液，其浓度为0.1-1mmol/L。
5.根据权利要求2或3所述的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，其特征在于：辅助再生剂为柠檬酸，其质量分数为3-8%。
6.根据权利要求2或3所述的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，其特征在于：用以调节pH的碱性物质为25-30%的氨水。
7.根据权利要求2或3所述的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，其特征在于：设置再生电压为0.5-10V
根据权利要求2或3所述的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，其特征在于：再生温度为30-50℃。
8.根据权利要求2或3所述的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，其特征在于：再生处理时间为60min-150min。
说明书
一种凝结水处理中活性炭纤维的再生方法
技术领域：
本发明涉及一种活性炭纤维的再生方法，具体涉及一种处理凝结水中铁的活性炭纤维的再生方法。
背景技术：
蒸汽凝结水水质接近除盐水，且温度较高(一般为90-100℃)，具有较大的利用价值。但在利用蒸汽加热进行石油炼制过程中，由于蒸汽在系统管线、换热器内流动时与器壁接触，器壁上的铁锈等杂质被带进蒸汽凝结水，使凝结水中铁含量超出除盐水指标，出于节能降耗、降低成本的考虑，大部分化工企业都有将蒸汽凝结水回收利用的需求。
目前含铁废水的净化处理工艺主要有以下几种:氧化沉淀法、萃取法、生物法、离子交换法、吸附法等(唐受印，戴友之. 废水处理工程 (第二版) [M]. 北京：化学工业出版社，2004，6 -8.)。由于吸附法操作简单，而且不引入杂质离子，设备费用小，不失为一种除铁的好方法。炭质材料是一种良好的吸附剂，能有效去除气相与液相中的各种污染物。其中，应用最多的是活性炭，但活性炭吸附会影响水的色度，且粉状活性炭不易过滤，易造成二次污染。活性炭纤维(ACF)是20世纪70年代开发出的新型高效吸附炭材料，具有比表面积大、微孔发达、孔径分布窄、吸附速度快、吸附容量大等众多优点，已然成为最具使用前景的吸附材料(Brasquet, C., Le Cloirec, P., Carbon , 1997,35 :1307 -1313.)。
活性炭纤维具有非常好的吸附脱附性能，但因其价格昂贵，使得它在实际应用中受到极大制约。ACF生产成本高是导致其价格高的主要原因 ，但通过改进生产工艺来降低成本似乎已近极限。因此，改进再生技术，延长使用寿命，弥补价格高的缺点，是行之有效的方法。(Subrenat , A., Le Cloirec, P., Environ. Eng ., 2004, 130:249 -257)。但目前采用的一些再生技术，还存有很多不足之处：如CN102614855A公开了《一种活性炭再生方法及活性炭再生系统装置》采用的是化学溶剂再生，再生费用大，再生后的化学溶剂处理起来又相当繁琐。另外，热再生法虽再生效率高、应用范围广，但再生过程中须外加能源加热，投资及运行费用较高，再生过程中炭损失往往较大;生物再生简单易行，但存在再生时间过长，受水质和温度的影响很大;超声波再生只对物理吸附有效，目前再生效率仅为45%左右，且再生效率受孔径大小影响较大。
发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术存在的不足，提供一种再生率高、炭损失量低、能源消耗小、再生设备简单的凝结水处理中活性炭纤维的再生方法。
本发明采用的技术方案包括：
一种凝结水处理中活性炭纤维的再生方法，按下述步骤进行：
1)将需再生的活性炭纤维作为阳极，钛网电极作为阴极，将阴阳两电极置于盛有导电介质的再生容器中，加入辅助再生剂，用氨水进行pH调节。
2)接通阴极和阳极，设置再生电压为0.5-10V，采用间歇式搅拌，于一定温度下进行再生处理60min-150min。
3)用除盐水对活性炭纤维进行后处理清洗，直至出水为中性，再生完成。
上述方法步骤(1)中，活性炭纤维为粘胶基活性炭纤维毡，其比表面积为900-2000m2/g，孔容积为0.5-1.5ml/g。
上述方法步骤(1)中，所用钛网阴电极的钛网特征为：板厚0.3mm至3mm，网孔直径1mm至5mm，孔型为十字网孔、六角孔，菱形孔等。
上述方法步骤(1)中，导电介质为硫酸钠溶液，其浓度为0.1mmol/L -1mmol/L。
上述方法步骤(1)中，辅助再生剂为柠檬酸，其质量分数为3%-8%。
上述方法步骤(1)中，氨水调节pH为3.5-4。
上述方法步骤(2)中，再生处理温度为30-50℃。
本发明方法的特点：
1)本发明方法，利用活性炭纤维的导电性质，直接以活性碳纤维为阳极，钛网电极为阴极，利用外加电场的作用，使吸附在活性炭纤维上的铁通过扩散、电迁移、对流从活性炭纤维上去除。
2)本发明方法以柠檬酸作为辅助再生剂进一步提高再生率，实现活性炭纤维的再生。柠檬酸对金属离子具有较好的螯合能力，用氨水调节pH为3.5-4.0时，生成柠檬酸单氨，此时对铁的螯合能力尤为突出，使得铁从ACF表面脱附。实验结果表明，以柠檬酸作为辅助再生剂，能获得很好的再生效果。
3)本发明再生方法不需在高温下进行，降低了再生过程的能耗，减少了活性炭纤维的损失，增加了活性炭纤维的循环利用率。因而本再生方法具有非常高的再生率，有效地减少了凝结水处理的成本。