公布日：2022.10.14
申请日：2021.04.02
分类号：C02F9/10(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种通过含硫活性炭催化SRG洗涤废水的脱盐方法。采用含硫活性炭作为催化剂，可在50℃左右的条件下实现高浓度亚硫酸氢根离子的歧化反应回收获得硫资源。一方面降低了SRG洗涤废水中盐分含量，另一方面实现了硫资源化利用的目的，极大的降低了废水后处理的液碱消耗量。本发明所用的含硫活性炭制备工艺简单，原料易得，价格便宜，具备大规模应用的前景，制备获得的含硫活性炭可循环使用。此外，本发明在处理废水的同时，可回收硫磺，实现废水的资源化处理，无二次污染产生。具有广阔的市场前景和经济效益。
权利要求书
1.一种通过含硫活性炭催化SRG洗涤废水的脱盐方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)以单质硫或含硫化合物作为硫源，以活性炭作为载体制备获得含硫活性炭；2)向SRG洗涤废水中加入含硫活性炭，进行催化歧化反应；3)持续监测步骤2)反应体系的pH值，直至pH值变化到pH设定值；然后进行固液分离获得滤液；4)将步骤3)获得的滤液继续加热进行反应，直至产生沉淀并出现较为澄清的上清液，回收沉淀获得单质硫。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)具体为：1a)将活性炭加入到硫代硫酸钠溶液中混合均匀，然后再加入酸进行酸化处理，最后经过负载反应后获得含硫活性炭；或者，步骤1)具体为：1b)将单质硫和活性炭分别放入不同的加热段中，通入保护性气体；然后分别加热放有单质硫的加热段和加热放有活性炭的加热段；最后将放有单质硫的加热段产生的硫蒸气导入到放有活性炭的加热段内进行气相沉积反应，反应完成后获得含硫活性炭；或者，步骤1)具体为：1c)将单质硫、活性炭、粘结剂和水混合均匀后获得混合料，然后将混合料进行成型处理，最后经干燥获得含硫活性炭。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在步骤1)中，所述活性炭为煤质活性炭、木质活性炭、椰壳活性炭、果壳活性炭中的一种或多种，优选为煤质活性炭；作为优选，所述活性炭的粒径为颗粒活性炭或粉末活性炭；所述含硫活性炭中，每克活性炭的载硫量为1.6-16g，优选为3.2-9.6g，更优选为4.8-8g；和/或在步骤2)中，所述SRG洗涤废水为含氰SRG洗涤废水；所述歧化反应的温度为40-80℃，优选为45-70℃，更优选为50-60℃；所述歧化反应的时间为0.3-10h，优选为0.5-8h，更优选为0.8-5h；和/或在步骤3)中，所述pH设定值＜3，优选pH设定值＜2.5，更优选pH设定值＜2；和/或在步骤4)中，所述加热反应的反应温度为50-120℃，优选为60-110℃，更优选为70-100℃。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：在步骤1a)中，所述硫代硫酸钠的摩尔量(moL)与活性炭的重量(g)的数值比为0.05-0.5:1，优选为0.1-0.3:1，更优选为0.15-0.25:1；所述酸为盐酸、硫酸、硝酸、亚硝酸、磷酸中的一种或多种；优选为硫酸；和/或在步骤1b)中，所述单质硫和活性炭加入量的质量比为1.5-18:1，优选为3-15:1，更优选为
4.5-12:1；所述的保护性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或多种，优选为氮气；所述放有单质硫的加热段加热后的温度为400-600℃，优选为450-550℃；所述放有活性炭的加热段加热后的温度为60-180℃，优选为80-150℃；和/或在步骤1c)中，所述粘结剂为煤焦油、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、田菁粉、可溶性淀粉、聚乙二醇、乙醇、甘油、硅溶胶、铝溶胶、膨润土、水玻璃、废糖浆中的一种或多种，优选为羧甲基纤维素钠；所述混合料与粘结剂和水加入总量的质量比为1.5-15:1，优选为2-10:1，更优选为3-6:1；其中粘结剂与水的质量比为0.15-1:1，优选为0.2-0.8:1，更优选为0.3-0.7:1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1a)具体为：先将硫代硫酸钠溶解获得硫代硫酸钠溶液，然后再按比例加入活性炭颗粒，搅拌混合均匀(例如搅拌混合3-30min，优选为搅拌混合5-20min)后获得混合溶液；然后继续搅拌，同时向混合溶液中逐滴加入或分批次加入酸(例如硫酸)，调节混合溶液至酸性(例如pH值＜
6.5，优选为pH＜5，更优选为pH＜3)，获得酸性混合溶液；再继续搅拌酸性混合溶液进行负载反应(例如搅拌负载反应0.3-5h，优选为0.5-3h)；反应完成后进行过滤并干燥(例如在50-100℃下干燥0.5-2h优选为于60-80℃下干燥1-1.5h)，获得含硫活性炭。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1b)具体为：根据气体的流向，将单质硫和活性炭依次放入到加热器(例如分段式加热反应器)的不同加热段中，然后以0.05-1.0L/min(优选为0.1-0.5L/min)的速度通入保护性气体(例如氮气)；通入保护性气体一段时间后(例如当氮气排完加热器中的空气后)；加热放有单质硫的加热段(例如加热放有单质硫的加热段至400-600℃)，同时加热放有活性炭的加热段(例如加热放有活性炭的加热段至60-180℃)；然后将放有单质硫的加热段中产生的硫蒸气导入到放有活性炭的加热段进行气相沉积反应1-5h(优选为2-3h)，获得含硫活性炭。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤1c)具体为：将单质硫粉和活性炭粉进行混合获得硫炭混合粉料(硫炭混合粉料的平均粒径为10-100目，优选为15-80目，更优选为20-50目)；然后在搅拌的过程中，按比例向硫炭混合粉料中分批次(例如1-10次，优先为2-8次)加入粘结剂和水，继续搅拌混合均匀(例如搅拌混合5-60min，优选为搅拌混合10-30min)后获得混合料；最后将混合料加入到成型机(例如挤出成型机、挤压造粒机、圆盘造粒机中的一种或多种)中进行成型处理获得成型料，成型料经干燥(例如在干燥热空气或含湿热空气下于80-100℃干燥1-3h，优选为在干燥热空气下于80-90℃干燥1-3h)处理后获得含硫活性炭。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)具体为：先检测SRG洗涤废水的亚硫酸氢盐含量；然后加入含硫活性炭，升温至40-80℃(优选为50-60℃)进行歧化反应0.3-10h(优选为0.5-8h)，获得歧化反应体系后进行步骤3)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：步骤3)具体为：持续监测步骤2)歧化反应体系的pH值，当歧化反应体系pH值低于3(优选pH值低于2)后进行过滤，分离出含硫活性炭并获得滤液；含硫活性炭返回至步骤2)中继续作为催化剂使用，滤液则进行步骤4)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)具体为：将步骤3)获得的滤液继续加热到50-120℃(优选为70-100℃)进行反应，直至产生硫沉淀并得到较为清澈的上清液；然后分离出硫沉淀，经干燥后获得单质硫。
（发明人：杨本涛;李佳;李俊杰;李小龙）