專利名稱：一種微波解吸載乙醇活性炭的裝置的制作方法
技術領域：
一種微波解吸載乙醇活性炭的裝置技術領域:本實用新型涉及一種微波解吸載乙醇活性炭的裝置，屬于工業(yè)水處理技術領域。
技術背景:酒精工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量淡酒液主要含有乙醇(4% 8%)、少量脂類和酸類 物質(zhì)。目前對這類淡酒液主要采用直接排放的方法。由于淡酒液中的乙醇含動艮低，J7jC和乙醇 可形鵬沸物，故傳統(tǒng)的加熱射留方法4歡制每之分離，而用一般的廢7K處理技術又很難達至顧期 效果。
活性炭是一種黑色多孔性固體吸附材料，廣泛地應用在環(huán)境{，中，用于消除大氣污染的脫 硫脫氮、各種工業(yè)廢水的處理等?；钚蕴繉λ械挠袡C物具有很強的吸附能力。對淡酒液，若采 用活'腺吸附法進行處理，既可回收其中的乙醇，又可解決環(huán)境污染問題。
用活性炭吸附法回收淡酒液中的低濃度乙醇，該方法是否經(jīng)濟可行的決定因素除了吸附過程 的理論研究基礎外，活性炭解吸再生方式的選擇及其理論研究也同樣重要，否則勢必會帶來治理 成本高、造成二次污染、治理不徹底等問題。
活性炭吸附法的經(jīng)濟性主要取決于再生方式。目前，活性炭再生方法主要有以下幾大類:加熱 再生法、藥劑再生法、生物再生法、化學再生法、濕式氧化再生法等。其中加熱再生法是各種再 生方法中應用、研究最多也是最成熟的一種方法。傳統(tǒng)變溫解吸可通過間接加熱吸附劑或直接與 熱氣體接觸來實現(xiàn)。對活性炭，常利用水蒸氣來解吸，由于活性炭熱傳導系數(shù)較低，要使整個固定床 加熱到吸附質(zhì)被解吸的^m,需加熱的時剛艮長。變溫解吸的另1點是能量消耗大，再生不僅需 要將吸附質(zhì)提升到解吸所需^S，而且為使吸附劑進一歩活化，還需將，進一步升至峴附劑的活 化溫度，且經(jīng)多次加熱冷卻后，燒損嚴重。如果利用過熱蒸汽再生，固定床在重新吸附前還要再千 燥。如果解吸的有機物含水，還須設置水和有機物的分離設備。
微波解吸技術是針對低濃度工業(yè)有機廢氣的凈化處理而研究開發(fā)的，與傳統(tǒng)的熱再生方法相 比,微波加熱解吸再生有以下優(yōu)點:l)微波對反應物起深層加熱作用；2)微波加熱溫度均勻；3)解 吸速度決；4)在微波輻照下，各種被蒸發(fā)的吸附質(zhì)的電子損失不同，因此能實現(xiàn)對吸附質(zhì)的選擇加 執(zhí)。對于低濃度工業(yè)揮發(fā)性有機廢氣的凈化回收，微波解吸載有機物活性炭是既經(jīng)濟且有效的方 法，但目前還沒有針對淡酒液中低濃度乙醇回收的微波解吸裝置及其方法。
微波加熱具,有選擇性這一點對于載乙醇活性炭解吸過程中水和乙醇這類可形成共沸物的組分
的分離是有效果的。乙醇和7jor微波的吸收效率不同，導致解M率不同，形成尖銳的乙醇出口
濃度曲線，可分罐收集得到不同級別的乙醇產(chǎn)品。工業(yè)氮氣具有化學惰性，不與活性炭中的c反 應，成本相對低廉，選擇氮氣作為微波解吸再生載乙醇活性炭過程的載氣。，
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術之不足，提供一種微波解吸載乙醇活性炭裝
置，它利用微波的選擇性加熱特點實現(xiàn)對負載在活性炭上的乙醇-水體系的分離徵屯效果。分罐收 集餾出液，得到不同級別的乙醇產(chǎn)品的同時活性炭得以再生。
本實用新型的目的還在于是針對在淡酒液中對低濃度乙醇吸附飽和的載乙醇活性炭，采用微 波解吸裝置及方法來解吸載乙醇活性炭，分離活性炭上負載的乙醇-水體系，分罐收集得到不同級 別乙醇產(chǎn)品的同時活性炭得以再生。
本實用新型的技術方案是微波解吸載乙醇活性炭裝置由微波解吸裝置(1)、石英玻璃反應 器(2)、冷凝器(3)、餾出液收集容器(4)、氮氣瓶(5)、轉(zhuǎn)子流量計(6)、鎧裝熱電偶(8)、 打孔石英玻璃篩板(9)、數(shù)顯溫度指示儀(11)、氮氣支管(12)組成，在微波解吸裝置(1)頂 部中央部位開一相當于石英玻璃反應器(2)直徑大小的圓 L，反應器(2)通iiit匕 L插入微波解 吸裝置腔并固定。在反應器(2)內(nèi)的中下部位置安裝一塊石英玻璃材料的打 L篩板(9)，并在篩 板(9)上均勻地鋪一層石英玻璃棉，用于承托載乙醇活性炭。氮氣6tM篩板(9)下的緩沖區(qū)后 均勻分布于整，乙醇活性，層。測量溫度的鎧裝熱電偶(8)的探頭插入到載乙醇活性,層 艦中心的位置。反應器(2)頂部支管出來的乙醇和水的混^l科斤氣經(jīng)冷凝器(3)冷凝，冷凝 器(3)后接收集容器(4)。餾出液根據(jù)乙醇出口濃度曲線分罐收集，可將較低濃度的餾出液重 新經(jīng)活性炭吸附-lT波解吸以進一步提純乙醇。
該實用新型操作過程為
第一步，為串聯(lián)的水冷式蛇管冷卻器通冷凝水，將蛇管部分浸沒在冷卻水槽內(nèi)。
4第二步，打開氮氣鋼瓶的總閥與鵬閥，ffiii轉(zhuǎn)子流量計控制氮氣流量。待流量穩(wěn)定后，調(diào)
節(jié)微波功率，接通微波解吸裝置電源并開始計時，熱電偶測縣統(tǒng)記錄載乙醇活性織層鵬。 第三步，微波輻照至設定時間時，切斷微波解 置電源，關閉氮氣，關閉冷凝水。 第四步，根據(jù)乙醇出口濃度曲線分罐收集餾出液。用重量法鑒定解吸率及再生后活性炭的質(zhì)
量損耗率，氣相色譜法測定分罐收集的餾出液中的乙醇濃度。
對本實用新型來講，研究結(jié)果表明，微波功率越高，解吸越快，解吸過程的乙醇出口濃度曲 線的峰形越尖銳，峰值越高，且越早出現(xiàn)，說明解吸過程不同時段的解吸氣體組成差異越大，微 波解吸的分離效果越好，有利于分罐收集得到高濃度的乙醇。但功率增高，再生炭的質(zhì)量損耗率 也將增加，而且在高微波功率下輻照活性炭容易燒損，導致再生炭的吸附性能遠低于新炭。因此 要綜合考慮微波功率對載乙醇活性炭微波解吸的影響，應根據(jù)實際工鵬用的具體要求選擇微波 功率。
本實用新型具有結(jié)構簡單，操作容易，速度決，再生炭吸附容量高、質(zhì)量損耗少及解吸過程 的乙醇出口濃度曲線峰形尖銳，峰值高，可分罐收集到不同級別的乙醇產(chǎn)品的優(yōu)點。

下面結(jié)合圖1 3和實施例對本實用新型作進一步說明，結(jié)合實施例給出設備的具 體設計參數(shù)。
圖1是本實用新型的微波解吸載乙醇活性炭裝置各部件連接關系結(jié)構示意圖。 圖2是本實用新型裝置的微波解吸部分及測溫部分結(jié)構示意圖。 圖3是本實用新型裝置的打孔石英玻璃篩板部件結(jié)構示意圖。
圖中1是微波解U鵬置，2是石英玻璃反應器，3是冷凝器，4是餾出液收集容器，5是氮氣 瓶，6是轉(zhuǎn)子流量計，7是乙醇活性炭，8是鎧裝熱電偶，9是打孔石英玻璃篩板，10是微波爐，11 是數(shù)顯^^指示儀，12是氮氣支管，13是石英玻璃板，14是篩孔。
具體實駄式-
實施例l:按圖1 3所示，制作本實用新型裝置，其設備具體設計參數(shù)
1、微波解吸裝置1為自行改裝的WP800型格蘭仕家用微波解吸裝置，微波功率連續(xù)可調(diào)；2、 解吸再生石英玻璃反應器2為由石英玻璃管和打孔石英玻璃篩板9組成的結(jié)構，石英玻璃 篩板9位于石英玻璃管距離內(nèi)壁下端6cm處；石英玻璃管為①30mmX200mm;打 L石英玻璃篩板9 的篩板為30mmi. d,篩孔為2mmi. d.，九個篩孔14均勻分布于打孔石英玻璃篩板9中心的正方形區(qū) 域；
3、 氮氣瓶5為一般工業(yè)上常用的氮氣鋼瓶，干燥潔凈的工業(yè)級氮氣在鋼瓶本身的壓力下進入 石英玻璃反應器2底部，并通過Mffi閥與轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)控制氮氣的壓力、流量；
4、 冷凝器3采用三只串聯(lián)的7K冷式蛇管冷卻器，通冷凝水，將蛇管部分浸沒在冷卻水槽內(nèi)。 進行解吸處理的活性M用煤質(zhì)顆?；钚蕴?，將活性炭浸沒于質(zhì)量濃度6%的鹽酸中，然后在沸
水中煮30min，用蒸餾水反復漂洗以除去彌粒和雜質(zhì)，漂洗至洗滌水PH值6后105。C烘干至g 重，用80目篩濾去小顆粒及粉末，儲存于干燥器中，作為預處理的顆粒活性炭吸附劑備用。 操作流程
制備飽和載乙醇活性炭7:采用間歇動力學裝置，吸附溫度為常溫，將10.000g經(jīng)預處理的顆 ?；钚蕴吭?00mL質(zhì)量濃度4. 0%的乙醇水溶液中混合吸附，并以磁力攪拌2h，用真空泵抽濾5min， 濾出的飽和活性炭留待解吸。
微波解吸再生系統(tǒng)及氮氣流量的控制把以上飽和活性炭置于石英玻璃反應器2內(nèi)，在上述微 波解B碟置1中解吸，氮氣流量控制在O. 06mVh。當微波工作頻率為2450MHz，微波功率680W，輻照 時間80s時，解吸率為99. 79%，再生，量損耗率為6. 89%。
解吸氣體的冷凝器3回收從石英玻璃反應器2的頂部支管出來的乙醇和水的混剖牟吸氣經(jīng)冷 凝器3冷凝，餾出液根據(jù)乙醇出口濃度曲線分罐收集。分罐收集的餾出液中乙醇質(zhì)量濃度最高可達 45%。
可將較低濃度的餾出液重新經(jīng)活性炭吸附-微波解吸以進一歩提純乙醇。 本實用新型采用以上解吸工藝條4牛，乙醇質(zhì)量濃度4. 0%的淡酒液會5^次活性炭吸附-微波解吸 循環(huán)后，分罐收集餾出液，最高可以回收到質(zhì)量濃度94%的乙醇。
實施例2:采用設備裝置的具體設計參數(shù)、工藝流程及設備連接與實施例一相同，不再重述。將活性炭浸沒于質(zhì)量濃度8%的鹽酸中，然后在沸水中煮30min，用蒸餾水反復漂洗以除去， 粒和雜質(zhì)，漂洗至洗滌7JCPH值6后105。C烘干至苣重，用80目篩濾去小顆粒及粉末，儲存于千燥器中， 作為預處理的顆?；钚蕴课絼﹤溆谩?br> 制備飽和載乙醇活性炭采用間歇動力學裝置，吸附纟鵬為常溫，將10.000g經(jīng)預處理的顆 粒活性炭在300mL質(zhì)量濃度4. 0%的乙醇水溶液中混合吸附，并以磁力攪拌2h，用真空泵抽濾5min， 濾出的飽和活性炭留待解吸。
將以上飽和載乙醇活性炭置于上述微波解吸裝置中解吸，氮氣流量控制在O. 06mVh，當微波工 作頻率為2450MHz，微波功率320W，輻照時間100s時，解吸率為95. 36%，再生炭亞甲藍吸附值為 156.72mg/g (新炭亞甲藍吸附值為146.26mg/g),質(zhì)量損耗率為3. 50%，分罐收集的餾出液中乙醇 質(zhì)量濃度最高可達37%。
可將較低濃度的餾出液重新經(jīng)活性炭吸附-微波解吸以進一步提純乙醇。本實用新型采用以上 解吸工藝條件，乙醇質(zhì)量濃度4. 0%的淡酒液^^次活性炭吸附-真空微波解吸循環(huán)后，分罐收集餾 出液，最高可以回收到質(zhì)量濃度91%的乙醇。
實施例3:采用本實用新型設備裝置的具體設計參數(shù)、工藝流程及設備連接與實施例一相同， 不再重述。
將活性炭浸沒于質(zhì)量濃度5%的鹽酸中,然后在沸水中煮30min，用蒸餾水反復漂洗以除去， 粒和雜質(zhì)，漂洗至洗滌7RPH值5后105nC烘干至tl重，用80目篩濾去小顆粒及粉末，儲存于千燥器中， 作為預處理的顆?；钚蕴课烬RU備用。
制備飽和載乙醇活性炭7:采用間歇動力學裝置，吸附溫度為常溫，將10.000g經(jīng)預處理的顆 粒活性炭在300mL質(zhì)量濃度4. 0%的乙醇水溶液中混合吸附，并以磁力攪拌2h，用真空泵抽濾5min， 濾出的飽和活性炭留待解吸。
將以上飽和載乙醇活性炭置于上述微波解吸裝置中解吸，氮氣流量控制在O. 06mVh，當微波工 作頻率為2450MHz，微波功率136W，輻照時間145s時，解吸率為39. 43%，再生，量損耗率為l. 49%， 分罐收集的餾出液中乙醇質(zhì)量濃度最高可達35%?？蓪⑤^低濃度的餾出液重新經(jīng)活性炭吸附-微波解吸以進一步提純乙醇。本實用新型采用以上 解吸工藝條件，乙醇質(zhì)S^濃度4.(W的淡酒液^H次活性炭吸附-微波解吸循環(huán)后，分罐收集餾出液， 最高可以回收到質(zhì)量濃度90%的乙醇。
權利要求1. 一種微波解吸載乙醇活性炭裝置，包括微波解吸裝置(1)、石英玻璃反應器(2)、冷凝器(3)、餾出液收集容器(4)、氮氣瓶(5)、轉(zhuǎn)子流量計(6)、鎧裝熱電偶(8)、打孔石英玻璃篩板(9)、數(shù)顯溫度指示儀(11)、氮氣支管(12)，其特征在于在微波解吸裝置(1)頂部中央位置開一個與石英玻璃反應器(2)外徑匹配的圓孔，石英玻璃反應器(2)通過此圓孔插入微波解吸裝置內(nèi)腔并固定，鎧裝熱電偶(8)的探頭插入到載乙醇活性炭(7)床層接近中心的位置，石英玻璃反應器(2)頂部通過支管接冷凝器(3)，冷凝器(3)后接收集容器(4)。
2. 根據(jù)權禾腰求1所述的微波解吸載乙醇活性炭裝置，其特征在于石英玻璃 反應器(2)為由石英玻璃管與打孔石英玻璃篩板(9)共同組成結(jié)構，石英玻璃管 內(nèi)壁中下部位置安裝一塊打孔石英玻璃篩板(9)，并在打 L石英玻璃篩板(9)上 均勻地鋪一層石英玻璃棉，用于承托載乙醇活性炭(7)。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的微波解吸載乙,',裝置，其特征在于冷凝 器(3)可采用串聯(lián)的水冷式蛇管7夠器，收集容器(4)為常用工業(yè)收集瓶。
專利摘要本實用新型涉及一種微波解吸載乙醇活性炭的裝置，其特征在于在微波解吸裝置頂部中央位置開一個與石英玻璃反應器外徑匹配的圓孔，石英玻璃反應器通過此圓孔插入微波解吸裝置內(nèi)腔并固定，鎧裝熱電偶的探頭插入到載乙醇活性炭床層接近中心的位置，石英玻璃反應器頂部通過支管接冷凝器，冷凝器后接收集容器。石英玻璃反應器為由石英玻璃管與打孔石英玻璃篩板共同組成結(jié)構，石英玻璃管內(nèi)壁中下部位置安裝一塊打孔石英玻璃篩板，并在打孔石英玻璃篩板上均勻地鋪一層石英玻璃棉，用于承托載乙醇活性炭，打孔石英玻璃篩板底部接有氮氣支管，氮氣作載氣。本實用新型具有操作簡單，速度快，容易控制，再生活性炭吸附容量高、質(zhì)量損耗少及解吸過程的乙醇出口濃度曲線峰形尖銳，峰值高，可分罐收集到高濃度乙醇等優(yōu)點。
文檔編號B01J20/34GK201253570SQ20082008127
公開日2009年6月10日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權日2008年5月29日
發(fā)明者馮權莉, 平 寧, 玲 楊, 連明磊 申請人:昆明理工大學