申请日2020.12.16
公开（公告）日2021.03.19
IPC分类号B01D37/02
摘要
本发明公开了一种废弃硅藻土助滤剂再生系统及方法，涉及固废资源化技术领域。本发明提供的废弃硅藻土助滤剂再生系统和方法，利用溶剂萃取法相似相溶的特性，结合超声波空化、破乳、凝聚、沉降的性能，利用超声波动态萃取塔强化高度乳化有机组分与硅藻土的分离，再进一步利用溶剂再生装置对洗涤后的溶剂进行纯化回收；而蒸馏出的釜底废有机组分可作为燃料二次利用；洗涤过的硅藻土经过后续短时煅烧可实现再生；整个系统简单，无二次产废，具有较好的经济效益、环境效益。
权利要求书
1.一种废弃硅藻土助滤剂再生系统，其特征在于，包括立式磨粉机、超声波动态萃取塔、离心分离系统、回转窑以及溶剂再生装置；所述立式磨粉机与超声波动态萃取塔、离心分离系统依次连接；所述离心分离系统与回转窑及溶剂再生装置连接；
所述立式磨粉机用于对原料进行破碎；
所述超声波动态萃取塔用于将破碎的原料与有机溶剂混合进行超声洗涤萃取，得到固液混合物；
所述离心分离系统用于将所述固液混合物分离出废硅藻土泥饼和废液溶剂；
回转窑用于煅烧废硅藻土泥饼；
溶剂再生装置用于对废液溶剂再生得到再生溶剂；所述溶剂再生装置还与超声波动态萃取塔连接，用于将再生溶剂输送到超声波动态萃取塔中；
所述原料为润滑油生产用的废弃硅藻土，所述废弃硅藻土的含水率为1％至2％。
2.如权利要求1所述的废弃硅藻土助滤剂再生系统，其特征在于，所述溶剂再生装置包括依次连接的废液溶剂储罐、蒸馏塔以及再生溶剂储罐；所述废液溶剂储罐与离心分离系统连接，所述再生溶剂储罐与超声波动态萃取塔连接。
3.如权利要求2所述的废弃硅藻土助滤剂再生系统，其特征在于，所述再生溶剂储罐用于储存、静置从蒸馏塔馏出的有机物，静置后的有机物上层为再生溶剂，下层为水份，下层的水份送至污水处理系统。
4.如权利要求3所述的废弃硅藻土助滤剂再生系统，其特征在于，所述溶剂再生装置还包括分离物储罐，所述分离物储罐与蒸馏塔的塔底连接，用于储存蒸馏塔的釜底残留物。
5.如权利要求4所述的废弃硅藻土助滤剂再生系统，其特征在于，所述的废弃硅藻土助滤剂再生系统还包括蓄热式焚烧系统，所述蓄热式焚烧系统与回转窑及蒸馏塔连接，所述回转窑煅烧的尾气、从蒸馏塔馏出的不凝有机废气进入蓄热式焚烧系统内焚烧达标后排放。
6.一种废弃硅藻土助滤剂再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将原料破碎为40至60目的颗粒；
S2、将S1得到的颗粒与有机溶剂按固液质量比3-5：1混合，充分混合后超声洗涤10-20min，得到固液混合物；
S3、将S2的固液混合物离心，分离得到废硅藻土泥饼和废液溶剂；
S4、将S3的废液溶剂在-0.02Mpa至-0.03Mpa，180℃下蒸馏，得到再生溶剂；
S5、将S3的废硅藻土泥饼在400-600℃煅烧20-40min，得到再生硅藻土；
其中，所述步骤S4的再生溶剂还加入至步骤S2中循环使用；
所述原料为润滑油生产用的废弃硅藻土，所述废弃硅藻土的含水率为1％至2％。
7.如权利要求6所述的废弃硅藻土助滤剂再生方法，其特征在于，所述步骤S2中，按质量百分数计，所述有机溶剂包括85％至95％的再生溶剂以及5％至15％的新溶剂。
8.如权利要求6所述的废弃硅藻土助滤剂再生方法，其特征在于，所述步骤S4中，蒸馏还得到釜底残留物，所述釜底残留物与柴油按体积比1：1可作为步骤S5煅烧的燃料。
9.如权利要求8所述的废弃硅藻土助滤剂再生方法，其特征在于，所述步骤S5煅烧产生的尾气、步骤S4蒸馏得到的不凝有机废气经焚烧达标后排放。
10.如权利要求6所述的废弃硅藻土助滤剂再生方法，其特征在于，若步骤S4得到的再生溶剂静置后分层，则上层为可循环使用的再生溶剂，下层为水份，将所述水份输送至污水处理系统。
说明书
一种废弃硅藻土助滤剂再生系统及方法
技术领域
本发明涉及固废资源化技术领域，尤其涉及一种废弃硅藻土助滤剂再生系统及方法。
背景技术
在润滑油添加剂生产过程中，多种相关粗产品(如硫化烷基酚钙)的提纯需要消耗大量新鲜硅藻土助滤剂，以获得良好的色泽与清晰度。粗产品投加新鲜硅藻土并压滤后，滤饼由稀释油冲洗或氮气吹扫掉残留物质，过滤过程中，添加剂及稀释油会粘附在硅藻土表面，即成为废弃硅藻土。该类废弃硅藻土助滤剂有机质含量30～35％，不可挥发份(无机组份)60～65％，水份2％以下；所包含有机质高度乳化、成份复杂、回用率低、利用难度大，直接排放对环境的污染性极大；研究合适的理化处理方法，对此类废弃硅藻土进行再生处理，对于保护环境和资源再利用具有重要的意义。
国内外学者对废弃硅藻土的处理，做了大量的研究，并取得了一批重要的科研成果。在这些研究中，处理方法大致可分为物理法，化学法和生物法及相互组合工艺。其物理法主要有填埋、吸附法、蒸馏法、萃取法、超声法等；化学法主要有焚烧、热解、热洗、高级湿式氧化法、微波辐射法、电化学法等；生物法主要有生物修复技术。其中溶剂萃取法是利用相似相溶的原理，使用一定极性的溶剂洗脱除去废弃硅藻土中的废油、添加剂、醇类；超声法是通过超声波作用于液体中时会产生空化作用，引起液体中气泡破裂进而产生冲击波，降低超声法废弃硅藻土中有机质粘度和油水界面膜的张力，实现破乳、凝聚、沉降，最终实现有机相、水和无机硅藻土三相的分离。
目前研究最多的是对于单一或少数有机组份的废弃硅藻土资源化处理，但是对于复杂有机组份的废弃硅藻土国内外研究较少。此外，现有废弃硅藻土资源化方法主要以单一工艺为主，或者需要消耗大量化学药剂。比如专利CN20660642U采用单一蒸馏工艺可实现含油硅藻土中硅藻土和油类再生，但对于有机成份复杂且难以回用的润滑油添加剂生产用硅藻土并不适用；专利CN206980747U使用电烘焙回转窑煅烧法再生含油硅藻土，经过小试并不适用于本专利所处理物料，因废添加剂及废稀释油乳化在硅藻土中，直接煅烧使产品结焦并结团，失去资源化价值；专利CN1715385A采用“溶剂油洗涤+自然沉淀法”提取油脂，对于高乳化有机质分离效果并不理想，且正己烷存在闪点低等安全问题；专利CN108927122A使用“浓硫酸洗+碱洗+煅烧”工艺再生硅藻土，会消耗大量酸、碱等化学药剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在实现废弃硅藻土助滤剂资源化再生的基础上，同时实现无二次产废和低成本运行的再生系统和方法。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种废弃硅藻土助滤剂再生系统，包括立式磨粉机、超声波动态萃取塔、离心分离系统、回转窑以及溶剂再生装置；所述立式磨粉机与超声波动态萃取塔、离心分离系统依次连接；所述离心分离系统与回转窑及溶剂再生装置连接；
所述立式磨粉机用于对原料进行破碎；
所述超声波动态萃取塔用于将破碎的原料与有机溶剂混合进行超声洗涤萃取，得到固液混合物；
所述离心分离系统用于将所述固液混合物分离出废硅藻土泥饼和废液溶剂；
回转窑用于煅烧废硅藻土泥饼；
溶剂再生装置用于对废液溶剂再生得到再生溶剂；所述溶剂再生装置还与超声波动态萃取塔连接，用于将再生溶剂输送到超声波动态萃取塔中；
所述原料为润滑油生产用的废弃硅藻土，所述废弃硅藻土的含水率为1％至2％。
需要说明的是，所述超声波动态萃取塔为密闭一体式超声波动态萃取塔，塔内有搅拌系统和超声系统，可利用超声设备空化作用充分洗涤硅藻土，强化高度乳化有机组分与硅藻土的分离。
其进一步地技术方案为，所述溶剂再生装置包括依次连接的废液溶剂储罐、蒸馏塔以及再生溶剂储罐；所述废液溶剂储罐与离心分离系统连接，所述再生溶剂储罐与超声波动态萃取塔连接。
其进一步地技术方案为，所述再生溶剂储罐用于储存、静置从蒸馏塔馏出的有机物，静置后的有机物上层为再生溶剂，下层为水份，下层的水份送至污水处理系统。
其进一步地技术方案为，所述溶剂再生装置还包括分离物储罐，所述分离物储罐与蒸馏塔的塔底连接，用于储存蒸馏塔的釜底残留物。
其进一步地技术方案为，所述的废弃硅藻土助滤剂再生系统还包括蓄热式焚烧系统，所述蓄热式焚烧系统与回转窑及蒸馏塔连接，所述回转窑煅烧的尾气、从蒸馏塔馏出的不凝有机废气进入蓄热式焚烧系统内焚烧达标后排放。
第二方面，本发明提供一种废弃硅藻土助滤剂再生方法，包括以下步骤：
S1、将原料破碎为40至60目的颗粒；
S2、将S1得到的颗粒与有机溶剂按固液质量比3-5：1混合，充分混合后超声洗涤10-20min，得到固液混合物；
S3、将S2的固液混合物离心，分离得到废硅藻土泥饼和废液溶剂；
S4、将S3的废液溶剂在-0.02Mpa至-0.03Mpa，180℃下蒸馏，得到再生溶剂；
S5、将S3的废硅藻土泥饼在400-600℃煅烧20-40min，得到再生硅藻土；
其中，所述步骤S4的再生溶剂还加入至步骤S2中循环使用；
所述原料为润滑油生产用的废弃硅藻土，所述废弃硅藻土的含水率为1％至2％。
其进一步地技术方案为，所述步骤S2中，按质量百分数计，所述有机溶剂包括85％至95％的再生溶剂以及5％至15％的新溶剂。
其进一步地技术方案为，所述有机溶剂为D65溶剂油。
其进一步地技术方案为，所述步骤S4中，蒸馏还得到釜底残留物，所述釜底残留物与柴油按体积比1：1可作为步骤S5煅烧的燃料。
其进一步地技术方案为，所述步骤S5煅烧产生的尾气、步骤S4蒸馏得到的不凝有机废气经焚烧达标后排放。
其进一步地技术方案为，若步骤S4得到的再生溶剂静置后分层，则上层为可循环使用的再生溶剂，下层为水份，将所述水份输送至污水处理系统。
与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：
本发明提供的废弃硅藻土助滤剂再生系统，利用溶剂萃取法相似相溶的特性，结合超声波空化、破乳、凝聚、沉降的性能，利用超声波动态萃取塔强化高度乳化有机组分与硅藻土的分离，并利用溶剂再生装置对洗涤后的溶剂进行纯化回收；而蒸馏出的釜底废有机组分可作为燃料二次利用；洗涤过的硅藻土经过后续短时煅烧可实现再生；整个系统简单，无二次产废，具有较好的经济效益、环境效益。
本发明提供的废弃硅藻土助滤剂再生方法，针对润滑油添加剂生产环节中产生的有机质高度乳化、成分复杂的废弃含油硅藻土，通过加入有机溶剂与废弃硅藻土混合进行萃取有机质的方式，结合物理法中的超声空化作用进一步强化硅藻土与有机质的分离效果；分离后的废弃硅藻土经过短时煅烧即可达标回用，且不会出现结焦成团现象；再通过对有机溶剂的蒸馏，可以实现洗涤后的溶剂与废硅藻土内有机成分的高度分离从而实现溶剂再生；蒸馏塔底釜残有机质热值高，可作为部分替代燃料二次使用。
（发明人：田浩杨;熊俊;吕永兴;姜维;熊伟;屈茂会;佘肖伟）
