一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)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(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性炭具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，在環(huán)境保護(hù)、食品加工、化學(xué) 防護(hù)等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)活性炭性能的要求也越來(lái)越高，也引發(fā)了新型 活性炭的開發(fā)。其中，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的活性炭制備試驗(yàn)研究是工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)，在概 念驗(yàn)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?；瘜W(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(jìn)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(duì)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(guò)程主要包括炭化、活化兩個(gè)環(huán)節(jié)，分別需要對(duì)炭 化的氣氛（隔絕空氣、惰性氣體保護(hù)、弱氧化氣氛等）、炭化熱工制度（升溫速度、炭化溫度、 炭化時(shí)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(shí)間 等）進(jìn)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有活性炭制備實(shí)驗(yàn)研究時(shí)采用的試驗(yàn)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(shí)用新型的目的是提供一種活性炭制備試驗(yàn)研究用的一體化移動(dòng)式試驗(yàn)裝置， 方便操作和移動(dòng)。
[0007] 具體來(lái)說(shuō)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：
[0008] -種一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)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(chǔ)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(chǔ)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(dòng)栗7和儲(chǔ)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(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)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(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)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(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝置中，所述物料存儲(chǔ)設(shè)備模塊還設(shè) 置有空氣壓縮機(jī)6,所述空氣壓縮機(jī)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(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝置中，所述活性炭制備試驗(yàn)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(jī)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(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)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(jì)。
[0014] 優(yōu)選的，上述一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)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(jì)。
[0015] 優(yōu)選的，上述一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)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(chǔ)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(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)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(dòng)栗7和儲(chǔ)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(jī)6設(shè)置于第二框架的頂層。
[0019] 優(yōu)選的，上述一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)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(chǔ)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(dòng)式活性炭試驗(yàn)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(dòng)栗7和儲(chǔ)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(jī)6設(shè)置于第二框架的中間層。
[0023] 本實(shí)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(shí) 現(xiàn)兩個(gè)爐子溫度精確控制。（2)采用蒸汽生成爐，通過(guò)蠕動(dòng)栗精確控制通水量，實(shí)現(xiàn)水蒸汽 準(zhǔn)確均勻地與活性炭制備過(guò)程中的炭化料接觸。（3)本實(shí)用新型所述試驗(yàn)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(guò)鋼瓶供應(yīng)二氧化碳?xì)怏w，利用減壓閥和氣體流量 計(jì)調(diào)節(jié)氣體流量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳活化，或與水蒸汽混合進(jìn)行混合氣體活化。（4)利用干式空 氣壓縮機(jī)，通過(guò)氣體流量計(jì)控制通空氣量，對(duì)活性炭制備原料進(jìn)行預(yù)氧化或?qū)钚蕴慨a(chǎn)品 進(jìn)行氧化。（5)整體采用一體化設(shè)計(jì)，避免了裝置雜亂、調(diào)控不方便的缺點(diǎn)，對(duì)空間的需求 少，靈活性好。（6)尾氣凈化，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一所述一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二所述一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0026] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三所述一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0027] 圖中：11為第一流量計(jì)，12為第二流量計(jì)，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(jī)，7為蠕動(dòng)栗，8為儲(chǔ)水器，9為第 一框架，10為第二框架，13為反應(yīng)瓶。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 鑒于現(xiàn)有活性炭制備試驗(yàn)裝置占地面積大，不成一體的問題，本實(shí)用新型提供了 一種一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝置。
[0029] 在一種優(yōu)選的實(shí)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(shí)驗(yàn)研究功能。
[0031] 上述裝置通過(guò)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(jī)將空氣通入炭化爐中，對(duì)活性炭制備原料進(jìn)行預(yù)氧 化或?qū)钚蕴慨a(chǎn)品進(jìn)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?dú)狻?氬氣等），用減壓閥及氣體流量計(jì)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(dòng)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(dá)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?xì)?體、減壓閥及氣體流量計(jì)調(diào)節(jié)氣體流量，單獨(dú)進(jìn)行二氧化碳活化，或與水蒸汽混合進(jìn)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(duì)炭化、活化過(guò)程 中產(chǎn)生的逸出氣體進(jìn)行凈化，凈化后的氣體進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室廢氣系統(tǒng)排放。
[0037] -種優(yōu)選的實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所述活性炭制備試驗(yàn)裝置的使用過(guò)程如下：
[0038] 上述活性炭制備試驗(yàn)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?dú)狻鍤獾龋┩ㄟ^(guò)氣體流量計(jì) 11進(jìn)入鋼管中，起到調(diào)節(jié)鋼管內(nèi)氣氛的作用；通過(guò)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(shí)現(xiàn)原料的炭化制備炭化料。蠕動(dòng)栗7取儲(chǔ)水器8中去離子水進(jìn)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(dú)或與鋼瓶供應(yīng)的二氧化碳一起通過(guò)爐管（爐管也可作為氮?dú)?、氬氣等惰性氣體的通 道）作為活化劑加入到加熱爐2中進(jìn)行炭化料的活化制備活性炭。炭化、活化過(guò)程中產(chǎn)生的 逸出氣體采用水洗或活性炭（可利用實(shí)驗(yàn)室試制并分析測(cè)試后的廢棄活性炭）吸附凈化， 凈化后的氣體進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室廢氣系統(tǒng)排放。采用干式空氣壓縮機(jī)6將空氣通入加熱爐2中， 對(duì)活性炭制備原料進(jìn)行預(yù)氧化操作或?qū)钚蕴慨a(chǎn)品進(jìn)行氧化操作。
[0039] 下面結(jié)合附圖和各個(gè)實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型所述一體化移動(dòng)式活性炭制備試驗(yàn)裝 置及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0040] 實(shí)施例一
[0041] 本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述活性炭制備試驗(yàn)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(chǔ)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(chǔ)設(shè)備模塊設(shè)置有蠕動(dòng)栗7和儲(chǔ)水器8,所述蠕動(dòng)栗7與蒸汽生成爐5連 通，所述儲(chǔ)水器8與蠕動(dòng)栗7連通，且所述蠕動(dòng)栗7和儲(chǔ)水器8設(shè)置于框架的第四層，所述 儲(chǔ)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(jì)11，在靠近蒸汽生成爐5的縱向梁安 裝有第二流量計(jì)12,所述第一流量計(jì)為氣體流量計(jì)，用于控制加熱爐2入口氣體的流量，所 述第二流量計(jì)為流體流量計(jì)，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(guò)程的炭化爐，也作為活化過(guò)程的活化爐。