一种使用离子液体再生活性炭的装置和方法与流程

本发明涉及反应装置领域，具体涉及一种使用离子液体再生活性炭的装置和方法。

背景技术：

活性炭由于具有较强的吸附性，广泛应用于生产、生活中。而使用过后的活性炭，需要经过再生，才可以进行再次使用。现有的活性炭再生方法分为以下几种：

1、热再生法：原理是在加热条件下，使被吸附的有机物以解析、炭化、氧化的形式从活性炭基质上消除。热再生法是应用最多，工业上最成熟的活性炭再生方法。

2、生物再生法：利用经驯化过的细菌，解析活性炭上吸附的有机物，并进一步消化分解成h2o和co2。

3、湿式氧化再生法：在高温高压的条件下，用氧气或空气作为氧化剂，将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子。

然而，对于某些富含蛋白质杂质的活性炭，上述的几种传统再生方法在碳化、氧化工艺中，所用的条件温度高，能耗较大，且在加热过程中，活性炭损失较大。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种使用离子液体纯化活性炭的装置和方法，反应条件温和，所需加热温度低，活性炭损失小且易于回收。

本发明的第一个方面提供了一种使用离子液体纯化活性炭的装置，包括水浴容器，活性炭容器和支架，所述活性炭容器通过升降机构活动安装于支架上；所述水浴容器用于盛放离子液体bmimcl，所述活性炭容器包括用于盛放活性炭的中空的内筒主体，设于内筒主体顶部的水喷淋单元，以及设于内筒主体底部的滤网，所述滤网的孔径小于活性炭孔径，且可以使离子液体bmimcl的水溶液分子自由通过。

进一步的，所述水浴容器为水浴锅或水浴釜，所述水浴锅或水浴釜设有加热夹层。

进一步的，所述内筒主体上设有视窗或顶部观察口。

本发明的第二个方面提供了一种使用离子液体纯化活性炭的方法，使用了如上所述的装置，包括如下步骤：

1)在活性炭容器内放置活性炭，并在水浴容器内放置离子液体:水＝1:(0.1-10)的离子液体bmimcl的水溶液；

2)加热水浴容器，使离子液体水溶液升温至30～100℃；

3)控制活性炭容器向下缓慢移动，使离子液体水溶液通过滤网进入内筒主体，直至活性炭全部浸入到离子液体水溶液中；

4)浸泡0.5～48h后，控制活性炭容器向上缓慢移动，直至内筒主体底部离开离子液体水溶液；

6)使用水喷淋单元进行喷淋，清洗掉活性炭中夹杂的少量离子液体；

7)清洗后的活性炭在110～130℃下烘干，即可再次使用。

优选的，步骤1)中，水浴容器内放置离子液体:水＝1:1的离子液体bmimcl的水溶液。

优选的，步骤2)中，离子液体水溶液升温至70～80℃。

优选的，步骤4)中，浸泡时间为10-14h。

优选的，步骤7)中，烘干温度为120℃。

进一步的，还包括如下步骤：

8)将反应后的离子液体水溶液进行旋蒸，蒸出内含杂质。

进一步的，还包括如下步骤：

9)将旋蒸后的离子液体水溶液使用有机溶剂清洗，去除剩余杂质。

本发明的有益效果：本发明使用离子液体bmimcl的水溶液作为纯化介质，属于溶剂再生法中的一种，相较于传统工艺，纯化条件温和，所需加热温度低，活性炭损失小。相较于传统方法，具有如下优点：

1、离子液体纯化条件更加温和，部分产品在室温或近室温即可；

2、离子液体无蒸汽压，减少了酸碱使用；

3、回收简单，通过直接旋蒸即可将离子液体中的大部分杂质带走；

4、由于处理温度低，间接的减少了活性炭被氧化的可能，提高了产率。

附图说明

图1为本发明的使用离子液体纯化活性炭的装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

本实施例提供了一种使用离子液体纯化活性炭的装置，如图1所示，包括水浴锅(釜)6，活性炭容器和支架1，活性炭容器通过升降机构2活动安装于支架1上。其中，水浴锅(釜)6用于盛放离子液体bmimcl，并设置有加热夹层7。活性炭容器主体为用于盛放活性炭的中空的内筒主体4，内筒主体4的顶部设有水喷淋单元3，连接纯水软管，可跟随内筒主体4上下移动；底部设有滤网5，滤网5的孔径小于活性炭孔径，且可以使离子液体bmimcl水溶液分子自由通过。为了便于观察，内筒主体4上还设有视窗或顶部观察口。

实施例2

本实施例提供了一种使用离子液体纯化活性炭的方法，其使用实施例1中的装置，包括如下步骤：

1)在活性炭容器内放置活性炭，并在水浴容器内放置离子液体:水＝1:0.1的离子液体bmimcl的水溶液；

2)加热水浴容器，使离子液体水溶液升温至100℃；

3)控制活性炭容器向下缓慢移动，使离子液体水溶液通过滤网进入内筒主体，直至活性炭全部浸入到离子液体水溶液中；

4)浸泡10h后，控制活性炭容器向上缓慢移动，直至内筒主体底部离开离子液体水溶液；

6)使用水喷淋单元进行喷淋，清洗掉活性炭中夹杂的少量离子液体；

7)清洗后的活性炭在110℃下烘干，即可再次使用。

实施例3

1)在活性炭容器内放置活性炭，并在水浴容器内放置离子液体:水＝1:10的离子液体bmimcl的水溶液；

2)加热水浴容器，使离子液体水溶液升温至80℃；

3)控制活性炭容器向下缓慢移动，使离子液体水溶液通过滤网进入内筒主体，直至活性炭全部浸入到离子液体水溶液中；

4)浸泡14h后，控制活性炭容器向上缓慢移动，直至内筒主体底部离开离子液体水溶液；

6)使用水喷淋单元进行喷淋，清洗掉活性炭中夹杂的少量离子液体；

7)清洗后的活性炭在120℃下烘干，即可再次使用；

8)将反应后的离子液体水溶液进行旋蒸，蒸出内含杂质。

实施例4

1)在活性炭容器内放置活性炭，并在水浴容器内放置离子液体:水＝1:1的离子液体bmimcl的水溶液；

2)加热水浴容器，使离子液体水溶液升温至70℃；

3)控制活性炭容器向下缓慢移动，使离子液体水溶液通过滤网进入内筒主体，直至活性炭全部浸入到离子液体水溶液中；

4)浸泡12h后，控制活性炭容器向上缓慢移动，直至内筒主体底部离开离子液体水溶液；

6)使用水喷淋单元进行喷淋，清洗掉活性炭中夹杂的少量离子液体；

7)清洗后的活性炭在130℃下烘干，即可再次使用；

8)将反应后的离子液体水溶液进行旋蒸，蒸出内含杂质；

9)将旋蒸后的离子液体水溶液使用有机溶剂清洗，去除剩余杂质。

实施例5

1)在活性炭容器内放置活性炭，并在水浴容器内放置离子液体:水＝1:5的离子液体bmimcl的水溶液；

2)加热水浴容器，使离子液体水溶液升温至30℃；

3)控制活性炭容器向下缓慢移动，使离子液体水溶液通过滤网进入内筒主体，直至活性炭全部浸入到离子液体水溶液中；

4)浸泡48h后，控制活性炭容器向上缓慢移动，直至内筒主体底部离开离子液体水溶液；

6)使用水喷淋单元进行喷淋，清洗掉活性炭中夹杂的少量离子液体；

7)清洗后的活性炭在120℃下烘干，即可再次使用；

8)将反应后的离子液体水溶液进行旋蒸，蒸出内含杂质；

9)将旋蒸后的离子液体水溶液使用有机溶剂清洗，去除剩余杂质。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。