一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及廢水、廢氣處理裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，包括吸附塔，所述吸附塔從上到下依次設(shè)置有進(jìn)水口、投料部、卸料部和真空入口，進(jìn)水口和投料部之間設(shè)置有第一篩網(wǎng)，卸料部和真空入口之間設(shè)置有第二篩網(wǎng)，所述第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)之間填充有石墨烯材料層，所述吸附塔的塔底設(shè)置有排水管，所述吸附塔開設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口位于第二篩網(wǎng)的下方，所述吸附塔的頂部設(shè)置有排氣管，所述真空入口連接有真空泵。本實(shí)用新型的吸附再生性能高效、穩(wěn)定，石墨烯材料層再生后吸附效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。
【專利說(shuō)明】一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及廢水、廢氣處理裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，人們常用吸附技術(shù)來(lái)凈化水質(zhì)、空氣，吸附技術(shù)是指用活性炭等吸附材料對(duì)水、氣中各種污染物進(jìn)行吸附，以降低水、氣中污染物濃度，但其吸附能力一般，甚至對(duì)一些物質(zhì)幾乎無(wú)吸附效果。此外最大的問題是活性炭等常規(guī)吸附劑再生困難，一般蒸汽再生幾次后吸附效率就大幅下降，既影響吸附效果，又帶來(lái)頻繁更換導(dǎo)致運(yùn)行成本高，而且管理、操作麻煩等問題。
[0003]近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯是一種極好的吸附材料，它有著巨大的比表面積，而且這種功能化石墨烯對(duì)萘和萘酚等化學(xué)物質(zhì)的吸附能力達(dá)到了每克2.4毫摩爾，對(duì)石油類物質(zhì)的吸附能力達(dá)每克吸附800克，是目前吸附能力最強(qiáng)的材料。單層石墨烯的吸附容量比未剝離的多層石墨烯的吸附污染量大得多，但是因單層石墨烯制備復(fù)雜且費(fèi)用高昂，沒有良好的負(fù)載材料，因此單層石墨烯難以有效地應(yīng)用于污水防治的領(lǐng)域中。因此，急需提供一種用于廢氣和廢水的可再生的吸附裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其吸附再生性能高效、穩(wěn)定，石墨烯材料層再生后吸附效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)。
[0006]一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，包括吸附塔，所述吸附塔從上到下依次設(shè)置有進(jìn)水口、投料部、卸料部和真空入口，進(jìn)水口和投料部之間設(shè)置有第一篩網(wǎng)，卸料部和真空入口之間設(shè)置有第二篩網(wǎng)，所述第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)之間填充有石墨烯材料層，所述吸附塔的塔底設(shè)置有排水管，所述吸附塔開設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口位于第二篩網(wǎng)的下方，所述吸附塔的頂部設(shè)置有排氣管，所述真空入口連接有真空泵。
[0007]其中，所述石墨烯材料層為石墨烯海綿材料層或石墨烯微片材料層。
[0008]其中，所述水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備還包括有中空的過(guò)濾筒，過(guò)濾筒包括腔體和設(shè)置于腔體兩端的過(guò)濾網(wǎng)，所述石墨烯材料層填充于所述過(guò)濾筒內(nèi)。
[0009]其中，所述吸附塔的內(nèi)壁設(shè)置有擋板，擋板的一端位于所述真空入口上方，擋板由吸附塔內(nèi)壁向吸附塔中心傾斜，擋板與吸附塔的內(nèi)壁的夾角為銳角。
[0010]其中，所述擋板與所述吸附塔的內(nèi)壁的夾角為30-60度。
[0011]其中，所述進(jìn)氣口通過(guò)進(jìn)氣管道連接有離心風(fēng)機(jī)，進(jìn)氣管道設(shè)置有進(jìn)氣閥。
[0012]其中，所述進(jìn)水口連接有切線進(jìn)水管道，切線進(jìn)水管道設(shè)置有進(jìn)水閥。
[0013]其中，所述投料部設(shè)置有密封蓋，密封蓋設(shè)置有透明的觀測(cè)孔。
[0014]其中，所述吸附塔內(nèi)壁連接有支架，支架的兩端分別與所述第一篩網(wǎng)、所述第二篩網(wǎng)連接。
[0015]其中，所述第一篩網(wǎng)、所述第二篩網(wǎng)的孔徑均為1-10000 μ m，所述第一篩網(wǎng)的孔徑大于所述第二篩網(wǎng)的孔徑。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0017](I)采用石墨烯材料層，吸附飽和后只需通過(guò)擠壓或抽真空即能把吸附的液體擠出，從而實(shí)現(xiàn)石墨烯材料的再生，再生后的石墨烯材料對(duì)油類等非極性物質(zhì)的吸附效率幾乎不變，其吸附再生性能高效、穩(wěn)定，石墨烯材料層再生后吸附效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。
[0018](2)本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)快速吸附凈化水質(zhì)，吸附過(guò)濾有毒有害有機(jī)物，也可用于廢氣凈化，在污水處理中，特別適用各種污水、飲用水與突發(fā)水污染事件時(shí)作應(yīng)急處理，以及適應(yīng)更嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)提標(biāo)改造、回收有價(jià)值物料等場(chǎng)合；在廢氣處理中，適用于各種工業(yè)廢氣、油煙凈化等場(chǎng)合，吸附后潔凈空氣可在車間循環(huán)，改善空氣環(huán)境。吸附材料達(dá)到飽和后，更能分離部分污染物，達(dá)到吸附材料再生的效果，延長(zhǎng)使用壽命。本實(shí)用新型具有水氣兩用、占地少、投資省、簡(jiǎn)單實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。
[0019](3)取消復(fù)雜的反沖洗系統(tǒng)，使用真空泵抽吸的方式分離石墨烯材料與部分污染物，延長(zhǎng)石墨烯材料的使用壽命，也能簡(jiǎn)便地取出物料，補(bǔ)充石墨烯材料，大大減低初始投資和運(yùn)行費(fèi)用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]利用附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。
[0021]圖1是本實(shí)用新型一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]在圖1中包括有:
[0023]I——吸附塔11——進(jìn)水口
[0024]12——投料部13——卸料部
[0025]14——真空入口15——排水管
[0026]16——進(jìn)氣口17——排氣管
[0027]2—第一篩網(wǎng)3—第二篩網(wǎng)
[0028]4——石墨烯材料層5——真空泵
[0029]6——擋板7——離心風(fēng)機(jī)
[0030]71——進(jìn)氣閥8——切線進(jìn)水管
[0031]9——支架。

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，這是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。
[0033]實(shí)施例1。
[0034]如圖1所示，一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，包括吸附塔1，所述吸附塔I從上到下依次設(shè)置有進(jìn)水口 11、投料部12、卸料部13和真空入口 14，進(jìn)水口 11和投料部12之間設(shè)置有第一篩網(wǎng)2，卸料部13和真空入口 14之間設(shè)置有第二篩網(wǎng)3，所述第一篩網(wǎng)2和第二篩網(wǎng)3之間填充有石墨烯材料層4，所述吸附塔I的塔底設(shè)置有排水管15，所述吸附塔I開設(shè)有進(jìn)氣口 16，進(jìn)氣口 16位于第二篩網(wǎng)3的下方，所述吸附塔I的頂部設(shè)置有排氣管17，所述真空入口 14連接有真空泵5。具體地，所述排水管15設(shè)置有排污閥，所述排氣管17設(shè)置有排氣閥，所述真空泵5通過(guò)管道與真空入口 14連接，管道設(shè)置有真空閥。具體地，進(jìn)氣口 16與真空入口 14在塔的同一水平線上。
[0035]使用時(shí)，將廢水(或廢氣)通過(guò)進(jìn)水口 11 (或進(jìn)氣口 16)引入本裝置內(nèi)，為了避免第一篩網(wǎng)2和第二篩網(wǎng)3的網(wǎng)孔被堵塞，在進(jìn)行水處理時(shí)，進(jìn)水口 11在上，排水管15在下；進(jìn)行廢氣處理時(shí)，進(jìn)氣口 16在下，排氣管17在上，污水(或廢氣)中的膠原體、顆粒物、油類等污染物被石墨烯材料層4攔截、吸附；水質(zhì)(或氣體)得到凈化，然后從另一端排出；在石墨烯材料基本達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，停止進(jìn)水(或廢氣)，關(guān)閉排水(氣)閥，使用真空泵5抽吸分離污染物，達(dá)到吸附材料再生的效果；完成再生操作后，關(guān)停真空泵5，打開排污閥，把液體污染物(或有價(jià)值物料)排走后，關(guān)閉排污閥。完成一個(gè)完整的吸附、再生出來(lái)過(guò)程后，重新打開排水(氣)閥，即可繼續(xù)進(jìn)行吸附操作。
[0036]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為:(I)本裝置采用石墨烯材料層4，吸附飽和后只需通過(guò)擠壓或抽真空即能把吸附的廢水或廢氣擠出，從而實(shí)現(xiàn)石墨烯材料的再生，再生后的石墨烯材料對(duì)油類等非極性物質(zhì)的吸附效率幾乎不變，其吸附再生性能高效、穩(wěn)定，石墨烯材料層4再生后吸附效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。(2)本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)快速吸附凈化水質(zhì)，吸附過(guò)濾有毒有害有機(jī)物，也可用于廢氣凈化，在污水處理中，特別適用各種污水、飲用水與突發(fā)水污染事件時(shí)作應(yīng)急處理，以及適應(yīng)更嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)提標(biāo)改造、回收有價(jià)值物料等場(chǎng)合；在廢氣處理中，適用于各種工業(yè)廢氣、油煙凈化等場(chǎng)合，吸附后潔凈空氣可在車間循環(huán)，改善空氣環(huán)境。吸附材料達(dá)到飽和后，更能分離部分污染物，達(dá)到吸附材料再生的效果，延長(zhǎng)使用壽命。本實(shí)用新型具有水氣兩用、占地少、投資省、簡(jiǎn)單實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。(3)取消復(fù)雜的反沖洗系統(tǒng)，使用真空泵5抽吸的方式分離石墨烯材料與部分污染物，延長(zhǎng)石墨烯材料的使用壽命，也能簡(jiǎn)便地采出物料，補(bǔ)充石墨烯材料，大大減低初始投資和運(yùn)行費(fèi)用。
[0037]本實(shí)施例的石墨烯材料層4為石墨烯海綿材料層或石墨烯微片材料層。
[0038]所述的石墨烯海綿用于吸收有機(jī)溶劑或者油脂，具有吸附能力強(qiáng)、吸附速度快的特點(diǎn)。優(yōu)選地，該石墨烯海綿的密度為5-6mg/cm3之間，孔隙率為98_99%。石墨烯微片(Graphene Nanoplatelets)是指碳層數(shù)多于10層、厚度在5-100納米范圍內(nèi)的超薄的石墨烯層狀堆積體。石墨烯微片保持了石墨原有的平面型碳六元環(huán)共軛晶體結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，以及良好的潤(rùn)滑、耐高溫和抗腐蝕特性。相對(duì)于普通石墨，石墨烯微片的厚度處在納米尺度范圍內(nèi)，但其徑向?qū)挾瓤梢赃_(dá)到數(shù)個(gè)到數(shù)十個(gè)微米，具有超大的形狀比(直徑/厚度比)。用石墨烯微片對(duì)某企業(yè)電鍍前處理含油廢水做吸油處理，水質(zhì)由土黃渾濁變得清澈透明，COD去除率約30-40%，油份幾乎完全吸附，污水凈化后循環(huán)利用，廢油可用于設(shè)備潤(rùn)滑用。采用石墨烯海綿或石墨烯微片吸附污水(或廢氣)中污染物，實(shí)現(xiàn)較高的凈化效率。
[0039]本實(shí)施例的吸附塔I的內(nèi)壁設(shè)置有擋板6，擋板6的一端位于所述真空入口 14上方，擋板6由吸附塔I內(nèi)壁向吸附塔I中心傾斜，擋板6與吸附塔I的內(nèi)壁的夾角為銳角。具體的，擋板6與所述吸附塔I的內(nèi)壁的夾角為30-60度。優(yōu)選地，擋板6與所述吸附塔I的內(nèi)壁的夾角為45度，擋板6的設(shè)置有效避免從石墨烯材料層4中分離出來(lái)的油脂或其余污染物通過(guò)管道進(jìn)入真空泵5內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性好。
[0040]本實(shí)施例的進(jìn)氣口 16通過(guò)進(jìn)氣管道連接有離心風(fēng)機(jī)7，進(jìn)氣管道設(shè)置有進(jìn)氣閥71。離心風(fēng)機(jī)7的設(shè)置有利于將車間、廠房?jī)?nèi)的廢氣抽入吸附塔I內(nèi)，有利于車間、廠房空氣凈化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
[0041]本實(shí)施例的進(jìn)水口 11連接有切線進(jìn)水管8道，切線進(jìn)水管8道設(shè)置有進(jìn)水閥。切線進(jìn)水管8的設(shè)置，有利于確保廢水沿切線進(jìn)入吸附塔I內(nèi)，使吸附塔I內(nèi)水流呈螺旋狀，大大強(qiáng)化攪拌效果，減少堵塞和短路，強(qiáng)化處理效果。
[0042]本實(shí)施例的投料部12設(shè)置有密封蓋，密封蓋設(shè)置有透明的觀測(cè)孔，便于觀察吸附塔I內(nèi)石墨烯材料層4的工作過(guò)程和觀察石墨烯材料層4內(nèi)的吸附的污染物的情況。
[0043]本實(shí)施例的吸附塔I內(nèi)壁連接有支架9，支架9的兩端分別與所述第一篩網(wǎng)2、所述第二篩網(wǎng)3連接。支架9的設(shè)置，便于第一篩網(wǎng)2和第二篩網(wǎng)3的固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用。
[0044]本實(shí)施例所述的第一篩網(wǎng)2、所述第二篩網(wǎng)3的孔徑均為1-10000 μ m，所述第一篩網(wǎng)2的孔徑大于所述第二篩網(wǎng)3的孔徑。優(yōu)選地，第一篩網(wǎng)2、所述第二篩網(wǎng)3的孔徑均為1-100 μ m。具體地，所述第一篩網(wǎng)2的孔徑為50-70 μ m，所述第二篩網(wǎng)3的孔徑為40-60 μ m,當(dāng)?shù)谝缓Y網(wǎng)2的孔徑為50 μ m時(shí)，第二篩網(wǎng)3的孔徑為40 μ m,當(dāng)?shù)谝缓Y網(wǎng)2的孔徑為60 μ m時(shí),第二篩網(wǎng)3的孔徑為50 μ m。
[0045]實(shí)施例2。
[0046]本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于:本實(shí)施例的水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備還包括有中空的過(guò)濾筒，過(guò)濾筒包括腔體和設(shè)置于腔體兩端的過(guò)濾網(wǎng)，所述石墨烯材料層4填充于所述過(guò)濾筒內(nèi)。
[0047]過(guò)濾筒的設(shè)置便于預(yù)先將石墨烯材料層4填充到過(guò)濾筒內(nèi)，然后將過(guò)濾筒放入吸附塔I內(nèi)即可，操作簡(jiǎn)單，兩端過(guò)濾網(wǎng)的設(shè)置確保石墨烯材料層4對(duì)廢水、廢氣的吸附的同時(shí)能滿足石墨烯材料層4的再生，便于更換石墨烯材料層4。
[0048]本實(shí)施例的其余部分與實(shí)施例1相同，這里不再贅述。
[0049]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，包括吸附塔，其特征在于:所述吸附塔從上到下依次設(shè)置有進(jìn)水口、投料部、卸料部和真空入口，進(jìn)水口和投料部之間設(shè)置有第一篩網(wǎng)，卸料部和真空入口之間設(shè)置有第二篩網(wǎng)，所述第一篩網(wǎng)和第二篩網(wǎng)之間填充有石墨烯材料層，所述吸附塔的塔底設(shè)置有排水管，所述吸附塔開設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口位于第二篩網(wǎng)的下方，所述吸附塔的頂部設(shè)置有排氣管，所述真空入口連接有真空泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述石墨稀材料層為石墨稀海綿材料層或石墨稀微片材料層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備還包括有中空的過(guò)濾筒，過(guò)濾筒包括腔體和設(shè)置于腔體兩端的過(guò)濾網(wǎng)，所述石墨烯材料層填充于所述過(guò)濾筒內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述吸附塔的內(nèi)壁設(shè)置有擋板，擋板的一端位于所述真空入口上方，擋板由吸附塔內(nèi)壁向吸附塔中心傾斜，擋板與吸附塔的內(nèi)壁的夾角為銳角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述擋板與所述吸附塔的內(nèi)壁的夾角為30-60度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述進(jìn)氣口通過(guò)進(jìn)氣管道連接有離心風(fēng)機(jī)，進(jìn)氣管道設(shè)置有進(jìn)氣閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述進(jìn)水口連接有切線進(jìn)水管道，切線進(jìn)水管道設(shè)置有進(jìn)水閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述投料部設(shè)置有密封蓋，密封蓋設(shè)置有透明的觀測(cè)孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述吸附塔內(nèi)壁連接有支架，支架的兩端分別與所述第一篩網(wǎng)、所述第二篩網(wǎng)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水氣兩用石墨烯吸附及再生設(shè)備，其特征在于:所述第一篩網(wǎng)、所述第二篩網(wǎng)的孔徑均為1-10000 μ m，所述第一篩網(wǎng)的孔徑大于所述第二篩網(wǎng)的孔徑。
【文檔編號(hào)】B01D53/02GK203916677SQ201420263990
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】鄧杰帆, 杜潤(rùn)發(fā) 申請(qǐng)人:東莞市健順環(huán)保科技有限公司