專利名稱：利用石化污泥制備吸附劑用于回收水表面溢油的方法
技術領域：
本發明涉及一種有害固體廢物的資源化方法，具體是一種利用石化污泥制備吸附劑用于回收水表面溢油的方法及其產品，屬于環境保護科學技術領域。
石化廢水污泥由于對環境的危害性，必須進行處理和處置。
目前使污泥無害化的途徑有焚燒和填埋。焚燒和填埋只是使污泥無害化的途徑，并沒有得到有價值的產品。而且處理費用相當高。
使污泥資源化的途徑有用作農肥，制取沼氣，制作建筑材料。
用作農肥，制取沼氣和制作建筑材料雖然是使污泥得到資源化的途徑，但污泥造成的二次污染仍沒有消除，如污泥含有的有機組分經過風化、蒸發和滲透會對周圍水域，地下水和土壤造成危害；另外污泥中含有的微生物細菌必須加熱到大于80℃時才能殺死。而上述方法無法達到。
CN 86101176 A專利公開了一種利用類似原料制備吸附劑的方法，其方法是將污泥和由磷酸等物質組成的助劑一起放進一個蓋上有單向排氣閥的密閉反應器中，置于預先加熱的反應爐內進行無氧加熱分解，溫度控制在600℃至1000℃之間，反應結束后快速冷卻。該產品經過破碎、活化等工藝可以制成吸附劑、炭黑等產品。該方法的缺點是1.反應溫度高，即能耗高；2.制備過程中加入磷酸等物質組成的助劑，增加了生產成本；3.工藝流程長，反應爐內進行無氧加熱分解后，還要進一步活化。4.制備的吸附劑的性能和應用領域沒有闡明。
國內外一些文獻報道中所提出的利用石化污泥制備活性炭，制備工藝復雜，采用炭化和活化兩步工藝，且溫度較高，產品主要由活性炭組分組成；活性炭由于主要含有發達的微孔和過渡孔，且懸浮性差，不適用于吸附水表面溢油。
本發明的目的，在于提供一種利用石化污泥制備吸附劑用于回收水表面溢油的新的工藝方法及產品。采用炭化和活化合二為一的新工藝，炭化溫度較低。用此方法制得的吸附劑，其組成除了活性炭組分之外，還含有相當數量的有機物，且含有發達的大孔，具有很好的親油疏水性和100％的懸浮率。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的污泥在炭化加熱爐中以大于25℃/分的速度快速加熱到300～350℃，炭化2小時后取出，冷卻、破碎、篩分和包裝后即得到吸附劑。簡要工藝流程如
圖1。
炭化溫度為300～350℃，廢氣循環使用是指炭化過程產生的不可冷凝氣體的循環使用，以減少廢氣處理成本，并可回收熱能。吸附劑破碎的粒度小于1毫米，用篩網孔徑50～150目包裝吸附劑成圓形氈形，厚度＜3毫米，直徑1～10米。所制備的吸附劑由活性炭，含有-CH3、＝CH2.≡CH基團的有機物和含有Al2O3、CaO、SiO2、Fe2O3的無機物所組成，各組分的重量百分比為活性炭17.4～29.9％，有機物54.8～40.9％，無機物29.8～31.2％，比重0.56～0.69，懸浮率為100％。
制備的吸附劑用于回收水表面溢油和再生吸附劑流程為圖2。
利用油的粘度隨溫度升高而降低的特性，飽和的吸附劑被加熱到50～105℃，可使吸附劑得到再生，同時油可得到回收。
本發明特點是利用污泥中原有的水分，炭化加熱過程中由于水蒸汽的蒸餾和活化作用，增大了吸附劑的孔結構，即采用炭化和活化合二為一的新工藝。本工藝具有以下特點1.反應溫度低，即能耗低；2.制備過程不加入任何助劑，減少生產成本；3.工藝流程短，采用炭化和活化合二為一的新工藝。
本發明特點是制備的吸附劑具有親油疏水性，可長時間懸浮于水表面，可達一個月以上，懸浮率為100％，1克吸附劑可吸附14.2克原油，去除率＞99.6％，被吸附的油可得到回收，吸附劑可再生利用，重復利用次數＞5次，按照美國材料試驗標準(ASTM)，制備的吸附劑屬于回收水表面溢油最好的一類。
美國材料試驗標準(ASTM)
目前用于吸附水表面溢油的吸附劑有有機吸附劑—包括稻草、泥炭、鋸屑、木片、玉米桿、羽毛、石棉、羊毛和其他含碳的材料，這些材料在自然界中大量存在。大部分有機吸附劑的吸收率在1～10g油/1g吸附劑，最近國外合成一種高效吸油材料—膠原蛋白泡沫。大部分有機吸附劑是親油疏水的，可以是粉狀、粒狀、松散狀或其包裝物。
無機吸附劑—一般是一些礦物質，如珍珠巖，蛭石，玻璃纖維，火山巖，無機吸附劑的吸收率1～8g油/1g吸附劑，在許多情況下其吸收率小于2g油/1g吸附劑，無機吸附劑的缺點除吸收率小外，由于其比重大，并具有親水性，很容易沉到水底，這雖然消除了水表面油污染，但沒有減少總的油污染對環境造成的損益，危害底棲生物的生長，并且被吸附的油也得不到回收利用。由于這些粉末狀無機吸附劑對呼吸系統的危害性，要求操作人員帶呼吸面具。無機吸附劑的優點是來源豐富，價格便宜。
合成吸附劑—包括人造聚合材料，如聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍纖維、脲(甲)醛樹脂泡沫，合成吸附劑是理想的吸附材料用于吸附水表面石油類污染物，缺點是造價昂貴。
本發明一方面使有害污泥資源化，同時制備的吸附劑處于用于處理水表面溢油各類吸附劑產品中較好的水平，且使用該吸附劑對環境無二次污染(通過對吸附后水的監測)，由于采用300～350℃炭化溫度，可將污泥中存在的細菌全部殺死，因此，該吸附劑同時符合環境衛生學的要求。
實施例1.制備吸附劑制備吸附劑所用石化廠污泥組成如下
當炭化加熱爐溫度升到300～350℃，放入60克平均試樣，2小時后，從炭化加熱爐取出試樣，先在空氣中冷卻，然后在干燥器中冷卻至室溫后稱重。制備的吸附劑在研缽中研磨，篩分，分成小于1mm粒度的組分，為了使吸附飽和的吸附劑更容易從水面分離，用50～150目的篩網制成直徑4厘米的圓形薄袋，粒度小于1毫米，200毫克吸附劑均勻鋪在袋子里。
2.吸附水表面原油測試在100毫升燒杯(內徑5厘米)中加入60毫升蒸餾水，滴入3.2克原油，原油逐漸擴散在水表面面形成圓形的油膜，厚度1.73mm，用上述制備的包裝的吸附劑在溫度室溫20℃，吸收時間1小時進行測試，吸附率為14.2克原油/克吸附劑，水表面剩余油采用二級吸附，去除率為99.6％。
在實驗室最佳條件下制備用于回收水表面溢油的吸附劑的重量百分比組成和比重如下
.回收被吸附的油，再生吸附劑。
在再生溫度為50～105℃的條件下，對上述飽和的吸附劑進行油的回收，同時再生吸附劑，吸附1.73mm厚的油膜飽和后，進行5次回收油和再生吸附劑。結果見下表回收油和再生吸附劑結果
多次回收后的廢吸附劑可通過熱分解炭化重新制備吸附劑，或作為燃料，其發熱量為6700～7800千卡/公斤。
權利要求
1.一種利用石化污泥制備吸附劑，用于回收水表面溢油，其特征在于所制備的吸附劑由活性炭，含有-CH3、＝CH2.≡CH基團的有機物和含有Al2O3、CaO、SiO2、Fe2O3的無機物所組成，各組分的重量百分比為活性炭17.4～29.9％，有機物54.8～40.9％，無機物29.8～31.2％，比重0.56～0.69，懸浮率為100％。
2.一種按權利要求1所述的吸附劑的制備方法，其特征在于其制備步驟為污泥在炭化加熱爐中以大于25℃/分的快速加熱速度加熱到300～350℃，炭化時間大于2小時后取出，冷卻、破碎、篩分和包裝后即得到吸附劑。
3.根據權利要求2所述的吸附劑的制備方法，其特征在于炭化前污泥不經過脫水。
4.根據權利要求1所述的吸附劑用于回收水表面油的技術，其特征在于吸附劑破碎的粒度小于1毫米，用篩網孔徑50～150目包裝吸附劑成圓形氈形，厚度＜3毫米，直徑1～10米。
5.根據權利要求4所述的回收水表面油，同時再生吸附劑技術，再生溫度50～105℃。
全文摘要
一種利用石化污泥制備吸附劑用于回收水表面溢油的方法,屬于環境保護技術領域。其特征在于:利用污泥中的水分,在300～350℃的炭化溫度下,采用炭化和活化合二為一的新工藝。制備的吸附劑具有親油疏水性,可長時間懸浮于水表面,懸浮率為100%,具有發達的大孔,1克吸附劑可吸附14.2克原油,去除率>99.6%,按照美國材料試驗標準(ASTM),制備的吸附劑屬于回收水表面溢油最好的一類。
文檔編號C02F1/28GK1171370SQ9711225
公開日1998年1月28日 申請日期1997年7月15日 優先權日1997年7月15日
發明者胡華龍 申請人:胡華龍