一體化移動式活性炭制備試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及活性炭設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一體化 移動式活性炭制備試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性炭具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，在環(huán)境保護、食品加工、化學(xué) 防護等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用前景，對活性炭性能的要求也越來越高，也引發(fā)了新型 活性炭的開發(fā)。其中，實驗室規(guī)模的活性炭制備試驗研究是工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)，在概 念驗證、工藝參數(shù)優(yōu)化等方面有著不可替代的重要作用。
[0003] 目前，活性炭制備工藝主要分為物理活化法、化學(xué)活化法和化學(xué)物理法。化學(xué)活化 法中使用的活化劑成本高、腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境，產(chǎn)品中有一定活化劑殘留，需要進行后續(xù) 處理，目前逐漸在活性炭工業(yè)生產(chǎn)、尤其是煤基活性炭的工業(yè)生產(chǎn)中淡出；化學(xué)物理法工藝 較復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，主要用于特種活性炭的制備；物理活化法反應(yīng)條件溫和，對設(shè)備要 求不高，環(huán)境污染較小，基本適合于所有含碳原料的活性炭制備，在活性炭技術(shù)中占有重要 地位。
[0004] 物理活化法制備活性炭的工藝過程主要包括炭化、活化兩個環(huán)節(jié)，分別需要對炭 化的氣氛（隔絕空氣、惰性氣體保護、弱氧化氣氛等）、炭化熱工制度（升溫速度、炭化溫度、 炭化時間等）、活化條件（水蒸汽或混合活化劑及流量；升降溫速度、活化溫度、活化時間 等）進行調(diào)節(jié)和控制；需要加熱爐、溫度控制、氣氛調(diào)控、惰性氣體供給、蒸餾水輸送、水蒸 汽產(chǎn)生等用的多種裝置。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有活性炭制備實驗研究時采用的試驗裝置由多 種設(shè)備或部件零散組配，不成一體，占地面積大，需要人員多、調(diào)節(jié)不方便。
[0006] 本實用新型的目的是提供一種活性炭制備試驗研究用的一體化移動式試驗裝置， 方便操作和移動。
[0007] 具體來說，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了如下技術(shù)方案：
[0008] -種一體化移動式活性炭制備試驗裝置，其特征在于，包括反應(yīng)設(shè)備模塊、蒸汽設(shè) 備模塊和物料存儲設(shè)備模塊；所述反應(yīng)設(shè)備模塊設(shè)置有加熱爐2和與之連接的加熱爐溫度 控制器3,所述蒸汽設(shè)備模塊設(shè)置有與所述加熱爐2連通的蒸汽生成爐5和與所述蒸汽生 成爐5連接的蒸汽生成爐溫度控制器4,所述物料存儲設(shè)備模塊設(shè)置有與所述蒸汽生成爐5 依次連通的蠕動栗7和儲水器8 ;所述各模塊的設(shè)備放置于分層布置的框架上，所述框架底 部設(shè)置有滑輪。
[0009] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置中，所述加熱爐2包括爐體和貫 穿爐體的爐管，所述爐管與蒸汽生成爐5連通的一端為入口，另一端為出口。
[0010] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置中，所述爐體內(nèi)部設(shè)置有保溫層。
[0011] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置中，所述物料存儲設(shè)備模塊還設(shè) 置有空氣壓縮機6,所述空氣壓縮機6與所述加熱爐2爐管的入口連通。
[0012] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置中，所述活性炭制備試驗裝置還 包括尾氣凈化設(shè)備模塊；所述尾氣處理設(shè)備模塊設(shè)置有內(nèi)含有機溶劑或水溶液的反應(yīng)瓶 13,所述反應(yīng)瓶13與加熱爐2爐管的出口連通。
[0013] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置中，所述框架包括橫向梁和縱向 梁，在靠近加熱爐2的橫向梁或縱向梁處安裝有第一流量計。
[0014] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置，其中，所述框架在靠近所述蒸汽 生成爐5的橫向梁或縱向梁處安裝有第二流量計。
[0015] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置中，所述框架包括并排設(shè)置的第 一框架9和第二框架10,所述反應(yīng)設(shè)備模塊和蒸汽設(shè)備模塊依次按順序設(shè)置于第一框架9， 所述物料存儲設(shè)備模塊設(shè)置于第二框架10。
[0016] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置中，所述第一框架9為四層，所述 第二框架10為兩層；
[0017] 所述加熱爐2、加熱爐溫度控制器3、蒸汽生成爐溫度控制器4和蒸汽生成爐5依 次按順序設(shè)置于第一框架9 ;
[0018] 所述蠕動栗7和儲水器8設(shè)置于第二框架中靠近蒸汽生成爐5的底層，所述空氣 壓縮機6設(shè)置于第二框架的頂層。
[0019] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭制備試驗裝置中，所述框架包括并排設(shè)置的第 一框架9和第二框架10,所述反應(yīng)設(shè)備模塊和蒸汽設(shè)備模塊依次按順序設(shè)置于第一框架9， 所述尾氣設(shè)備模塊和物料存儲設(shè)備模塊依次順序設(shè)置于第二框架10。
[0020] 優(yōu)選的，上述一體化移動式活性炭試驗裝置中，所述第一框架9為四層，所述第二 框架10為三層；
[0021] 所述加熱爐2、加熱爐溫度控制器3、蒸汽生成爐溫度控制器4和蒸汽生成爐5依 次按順序設(shè)置于第一框架9 ;
[0022] 所述蠕動栗7和儲水器8設(shè)置于第二框架中靠近蒸汽生成爐5的底層，所述反應(yīng) 瓶13設(shè)置于第二框架的頂層，所述空氣壓縮機6設(shè)置于第二框架的中間層。
[0023] 本實用新型的有益效果是：（1)加熱爐和蒸汽生成爐都有專用的溫度控制器，實 現(xiàn)兩個爐子溫度精確控制。（2)采用蒸汽生成爐，通過蠕動栗精確控制通水量，實現(xiàn)水蒸汽 準確均勻地與活性炭制備過程中的炭化料接觸。（3)本實用新型所述試驗裝置的加熱爐可 與設(shè)有減壓閥的二氧化碳鋼瓶連通，通過鋼瓶供應(yīng)二氧化碳氣體，利用減壓閥和氣體流量 計調(diào)節(jié)氣體流量，實現(xiàn)二氧化碳活化，或與水蒸汽混合進行混合氣體活化。（4)利用干式空 氣壓縮機，通過氣體流量計控制通空氣量，對活性炭制備原料進行預(yù)氧化或?qū)钚蕴慨a(chǎn)品 進行氧化。（5)整體采用一體化設(shè)計，避免了裝置雜亂、調(diào)控不方便的缺點，對空間的需求 少，靈活性好。（6)尾氣凈化，對環(huán)境無污染。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本實用新型實施例一所述一體化移動式活性炭制備試驗裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025] 圖2為本實用新型實施例二所述一體化移動式活性炭制備試驗裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0026] 圖3為本實用新型實施例三所述一體化移動式活性炭制備試驗裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖中：11為第一流量計，12為第二流量計，2為加熱爐，3為加熱爐溫度控制器，4 為蒸汽生成爐溫度控制器，5為蒸汽生成爐，6為空氣壓縮機，7為蠕動栗，8為儲水器，9為第 一框架，10為第二框架，13為反應(yīng)瓶。
【具體實施方式】
[0028] 鑒于現(xiàn)有活性炭制備試驗裝置占地面積大，不成一體的問題，本實用新型提供了 一種一體化移動式活性炭制備試驗裝置。
[0029] 在一種優(yōu)選的實施方式中，所述裝置具有物理活化法制備活性炭、程序升溫、氣氛 調(diào)控、水蒸汽預(yù)熱、流體介質(zhì)流量調(diào)控、尾氣凈化的功能。
[0030] 上述裝置具備利用各種含碳原料、物理法制備活性炭的實驗研究功能。
[0031] 上述裝置通過溫度控制器將炭化和活化用加熱爐的溫度控制在室溫~1200°C的 范圍內(nèi)，升溫速度控制在l°c /min~20°C /min ;將蒸汽生成爐的溫度控制在室溫~600°C。
[0032] 上述裝置采用干式空氣壓縮機將空氣通入炭化爐中，對活性炭制備原料進行預(yù)氧 化或?qū)钚蕴慨a(chǎn)品進行氧化處理。
[0033] 上述裝置中所述加熱爐可與惰性氣體鋼瓶連通，采用鋼瓶供應(yīng)惰性氣體（氮氣、 氬氣等），用減壓閥及氣體流量計調(diào)節(jié)氣體流量，將氣體通入炭化爐以調(diào)節(jié)炭化的氣氛。
[0034] 上述裝置利用蠕動栗控制水流量，蒸汽生成爐加熱水形成水蒸汽通入活化爐中， 以達到均勻活化的目的。
[0035] 上述裝置中所述加熱爐可與二氧化碳鋼瓶連通，所述采用鋼瓶供應(yīng)二氧化碳氣 體、減壓閥及氣體流量計調(diào)節(jié)氣體流量，單獨進行二氧化碳活化，或與水蒸汽混合進行混合 氣體活化。
[0036] 上述裝置可用于炭化、活化氣體的凈化排放。采用水洗或活性炭對炭化、活化過程 中產(chǎn)生的逸出氣體進行凈化，凈化后的氣體進入實驗室廢氣系統(tǒng)排放。
[0037] -種優(yōu)選的實施方式中，本實用新型所述活性炭制備試驗裝置的使用過程如下：
[0038] 上述活性炭制備試驗裝置的加熱爐2既作為炭化階段的炭化爐，也作為活化階段 的活化爐，所述加熱爐2與設(shè)置有減壓閥的惰性氣體鋼瓶和二氧化碳鋼瓶連接，活性炭制 備原料加入加熱爐2配套的爐管中；鋼瓶中的惰性氣體（氮氣、氬氣等）通過氣體流量計 11進入鋼管中，起到調(diào)節(jié)鋼管內(nèi)氣氛的作用；通過加熱爐溫度控制器3控制加熱爐的溫度 和升溫速率，可以實現(xiàn)原料的炭化制備炭化料。蠕動栗7取儲水器8中去離子水進入蒸汽 生成爐5,利用蒸汽生成爐溫度控制器4控制蒸汽生成爐5的升溫速度和溫度，產(chǎn)生的水蒸 汽單獨或與鋼瓶供應(yīng)的二氧化碳一起通過爐管（爐管也可作為氮氣、氬氣等惰性氣體的通 道）作為活化劑加入到加熱爐2中進行炭化料的活化制備活性炭。炭化、活化過程中產(chǎn)生的 逸出氣體采用水洗或活性炭（可利用實驗室試制并分析測試后的廢棄活性炭）吸附凈化， 凈化后的氣體進入實驗室廢氣系統(tǒng)排放。采用干式空氣壓縮機6將空氣通入加熱爐2中， 對活性炭制備原料進行預(yù)氧化操作或?qū)钚蕴慨a(chǎn)品進行氧化操作。
[0039] 下面結(jié)合附圖和各個實施例，對本實用新型所述一體化移動式活性炭制備試驗裝 置及其有益技術(shù)效果進行詳細說明。
[0040] 實施例一
[0041] 本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述活性炭制備試驗裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所 示，包括反應(yīng)設(shè)備模塊、蒸汽設(shè)備模塊和物料存儲設(shè)備模塊，所述裝置中各設(shè)備置于框架 上，框架底部設(shè)置有滑輪，所述框架由橫向梁將其分為四層。
[0042] 反應(yīng)設(shè)備模塊設(shè)置有加熱爐2和與之連接的加熱爐溫度控制器3,且所述加熱爐2 和加熱爐溫度控制器3由上到下依次設(shè)置于框架的第一層和第二層；所述加熱爐2包括爐 體和貫穿爐體的爐管，且所述爐體內(nèi)部設(shè)置有保溫層。
[0043] 蒸汽設(shè)備模塊設(shè)置有蒸汽生成爐5和與之連接的蒸汽生成爐溫度控制器4,且所 述蒸汽生成爐溫度控制器4和蒸汽生成爐5從上到下依次設(shè)置于框架的第三層和第四層； 所述蒸汽生成爐5的蒸汽出口與反應(yīng)爐2的爐管入口連通。
[0044] 物料存儲設(shè)備模塊設(shè)置有蠕動栗7和儲水器8,所述蠕動栗7與蒸汽生成爐5連 通，所述儲水器8與蠕動栗7連通，且所述蠕動栗7和儲水器8設(shè)置于框架的第四層，所述 儲水器8為裝有去離子水的燒杯。
[0045] 在靠近加熱爐2的縱向梁安裝有第一流量計11，在靠近蒸汽生成爐5的縱向梁安 裝有第二流量計12,所述第一流量計為氣體流量計，用于控制加熱爐2入口氣體的流量，所 述第二流量計為流體流量計，用于控制加熱爐2入口流體的流量，所述加熱爐2既作為炭化 過程的炭化爐，也作為活化過程的活化爐。