一種活性炭改性反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及活性炭加工領(lǐng)域，具體是一種活性炭改性反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]活性炭是經(jīng)過加工所得的無定形炭，具有很大的比表面積，對氣體、溶液中的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)及膠體顆粒等有良好的吸附能力。活性炭具有較強(qiáng)的吸附性和催化性能，主要是由于其具有獨(dú)特的吸附表面結(jié)構(gòu)特性和表面化學(xué)性能所決定?；钚蕴恐苽湓铣渥闱野踩愿?，耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機(jī)溶劑、易再生等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型吸附劑，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品加工、冶金、藥物精制、軍事化學(xué)防護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。
[0003]影響活性炭性能的主要因素有比表面積大小、孔容和孔徑分布。一般比表面積、孔容越大，其吸附能力越強(qiáng)。大孔是吸附質(zhì)分子的通道；中孔既是吸附質(zhì)分子的通道，支配著吸附速度，又在一定相對壓力下發(fā)生毛細(xì)凝結(jié)，吸附有些不能進(jìn)入微孔的分子；微孔對吸附量起支配作用?；钚蕴靠讖椒植荚郊校阅芫驮胶?。為了使活性炭具有特殊性能和用途，通常對其孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，對表面基團(tuán)進(jìn)行改性?；钚蕴坎牧衔奖砻婊瘜W(xué)性質(zhì)的改性可以通過表面氧化改性、表面還原改性以及負(fù)載金屬改性等，即為活性炭的改性，是指通過堿處理或者酸處理等手段，通過改變活性炭的性質(zhì)，增加表面官能團(tuán)，使其具有一定的催化特性。通常，改性后的活性炭多用于特殊用途或者高價(jià)值產(chǎn)品的領(lǐng)域。
[0004]活性炭改性主要通過物理、化學(xué)處理，改變其孔隙結(jié)構(gòu)，改變其表面酸堿性，或者在其表面引入或去除某些官能團(tuán)使活性炭具有特殊的吸附性能和催化特性。此外，采用不同的活化方法或不同的活化劑也可以實(shí)現(xiàn)制備不同孔徑分布及不同表面化學(xué)特性的活性炭。
[0005]活性炭化學(xué)改性的方法主要包括物理法和化學(xué)法，其中由于化學(xué)法對活性炭的表面結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)均有更為廣泛和多元化的實(shí)踐意義，成為活性炭改性探討的主流，近年來得到了顯著的關(guān)注和進(jìn)展?；钚蕴康幕瘜W(xué)法改性主要是利用堿金屬、堿土金屬的氫氧化物、無機(jī)鹽類以及一些酸類活化劑，改變活性炭表面的官能團(tuán)以及表面負(fù)載的離子和化合物，從而改變其表面的化學(xué)性質(zhì)達(dá)到活性炭的吸附能力的提高。根據(jù)所使用的活化劑及對表面處理的效果主要分為氧化及還原改性、負(fù)載金屬改性、酸堿改性、電化學(xué)改性、負(fù)載雜原子和化合物改性等。雖然方法多樣，但宗其制取流程均較為統(tǒng)一，主要為在放有活性炭的容器內(nèi)加入如HN03、HClO和H202、Lewis堿等氣相或液相的化學(xué)藥劑浸泡數(shù)小時(shí)，部分情況下還需要在還原性氣體H2或惰性氣體化的保護(hù)下進(jìn)行高溫處理，得到的活性炭在化保護(hù)下于200-300度烘干干燥，即可制得。由于現(xiàn)有技術(shù)尚沒有針對活性炭改性反應(yīng)研發(fā)出相應(yīng)的裝置，而活性炭改性的操作經(jīng)常需要?dú)怏w保護(hù)、高溫、密封等要求，一般通用的反應(yīng)裝置難以針對活性炭的反應(yīng)要求作出精準(zhǔn)、簡潔、易于操作的控制，一旦反應(yīng)條件控制不合理則對活化效果造成較大影響，增加研究人員的操作難度，并給探討實(shí)踐活性炭表面活性帶來一定的干擾?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種活性炭改性反應(yīng)裝置，它針對活性炭改性工藝設(shè)計(jì)構(gòu)造，使其滿足活性炭改性反應(yīng)中常備的多種條件，使反應(yīng)更加充分、高效，便于研究人員操作和控制。
[0007]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]—種活性炭改性反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)箱，所述反應(yīng)箱整體為密封結(jié)構(gòu)，且其頂面設(shè)有進(jìn)料口及與進(jìn)料口相配合使用的密封蓋，所述反應(yīng)箱內(nèi)設(shè)有與其相適應(yīng)的反應(yīng)架，所述反應(yīng)架上沿反應(yīng)箱縱向均勻分布有多個(gè)置料槽，所述置料槽為矩形扁槽且與反應(yīng)箱的橫截面相對應(yīng)，所述置料槽的槽壁為多層交錯(cuò)的微孔網(wǎng)構(gòu)成，所述反應(yīng)箱的內(nèi)部對應(yīng)置料槽的間隔處設(shè)有多個(gè)橫向的電熱網(wǎng)，所述反應(yīng)箱縱向的一端設(shè)有循環(huán)入口，且其相對一端設(shè)有循環(huán)出口，所述反應(yīng)箱的上方設(shè)有連通循環(huán)入口與循環(huán)出口的循環(huán)管道，所述循環(huán)管道靠近循環(huán)入口的一端設(shè)有加藥口，所述循環(huán)管道靠近循環(huán)出口的一端設(shè)有卸藥口，所述循環(huán)管道上還設(shè)有離心風(fēng)機(jī)和水栗，所述反應(yīng)箱的外壁上還設(shè)有控制面板，所述控制面板上設(shè)有分別控制電熱網(wǎng)、離心風(fēng)機(jī)和水栗的多個(gè)開關(guān)。
[0009]所述循環(huán)入口處連接有布藥管，所述布藥管包括布藥主管和多個(gè)布藥支管，所述布藥支管與布藥主管垂直相通且沿著布藥主管均勻分布，所述布藥支管上設(shè)置多個(gè)布藥孔。
[0010]所述加藥口與循環(huán)管道、卸藥口與循環(huán)管道均通過T形等徑三通管件連接，所述加藥口與循環(huán)管道的連接處以及卸藥口與循環(huán)管道的連接處均設(shè)有閥門。
[0011]對比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0012]1、本裝置針對活性炭改性常備的反應(yīng)條件而設(shè)定，對于反應(yīng)過程中關(guān)于密封、氣體保護(hù)、高溫加熱等條件，能夠?qū)崿F(xiàn)更為精準(zhǔn)、簡潔、高效的控制，有助于研究人員更好的探討、確認(rèn)和實(shí)踐活性炭改性過程中的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)。
[0013]2、對于本裝置各部分具體構(gòu)造，其有益效果詳陳如下:
[0014]所述反應(yīng)箱整體為頂面開口的密封結(jié)構(gòu)，便于對內(nèi)部的氣體環(huán)境進(jìn)行控制；
[0015]所述反應(yīng)架上用于放置活性炭的置料槽為扁槽且為多個(gè)，能夠?qū)⒒钚蕴糠纸M鋪開，增大接觸面積，避免大量活性炭聚堆反應(yīng)時(shí)出現(xiàn)的表層及內(nèi)部反應(yīng)不均衡的問題，有利于實(shí)現(xiàn)活性炭交換反應(yīng)的均勻統(tǒng)一；由多層交錯(cuò)的微孔金屬網(wǎng)構(gòu)成的槽壁，能夠?qū)崿F(xiàn)藥劑、保護(hù)氣體、高溫對流氣體等的穿過，保證反應(yīng)充分；
[0016]所述電熱網(wǎng)穿插于置料槽之間，加熱的作用距離較短，能夠有效降低加熱溫控中的誤差，實(shí)現(xiàn)溫度的精準(zhǔn)控制，并對兩側(cè)置料槽內(nèi)的活性炭實(shí)現(xiàn)充分、均衡的加熱，使反應(yīng)、烘干等更加高效；
[0017]所述循環(huán)管道能夠?qū)崿F(xiàn)除活性炭外反應(yīng)箱內(nèi)其他組分的定向循環(huán)，例如在水栗的作用下能夠輔助實(shí)現(xiàn)所添加藥劑的定向循環(huán)運(yùn)動，使其反復(fù)流經(jīng)置料槽內(nèi)的活性炭，從而提高和加快二者的化學(xué)反應(yīng)；又例如在離心風(fēng)機(jī)的作用下能夠輔助實(shí)現(xiàn)內(nèi)部氣體的定向循環(huán)運(yùn)動，一方面，增強(qiáng)氣體保護(hù)作用，或加強(qiáng)還原性氣體/氧化性氣體的反應(yīng)效率，另一方面，結(jié)合置料槽之間電熱網(wǎng)的加熱作用，形成循環(huán)熱風(fēng)，加速透過活性炭表面，顯著提高烘干效率；
[0018]所述加藥口與卸藥口的設(shè)置，用于添加/移除反應(yīng)試劑、抽換內(nèi)部氣體等；
[0019]所述控制面板上集成的多個(gè)開關(guān)，方便研究人員快速便捷的實(shí)現(xiàn)對電熱網(wǎng)、離心風(fēng)機(jī)和水栗的控制。
[0020]3、所述布藥管的設(shè)置，能夠?qū)M(jìn)入反應(yīng)箱的藥劑/氣體進(jìn)行均勻分布，所述布藥支管實(shí)現(xiàn)對布藥主管流入的藥劑/氣體的分流，所述布藥孔實(shí)現(xiàn)對藥劑/氣體的進(jìn)一步分散。
[0021]4、所述三通管件的連接和閥門的設(shè)置，方便對于循環(huán)、加藥、換氣、卸藥等流程的控制，方便操作。
【附圖說明】
[0022]附圖1是本實(shí)用新型的剖面圖。
[0023]附圖2是本實(shí)用新型布藥管的示意圖。
[0024]附圖中所示標(biāo)號:
[0025]1、反應(yīng)箱；2、密封蓋；3、反應(yīng)架；4、置料槽；5、電熱網(wǎng)；6、循環(huán)入口 ；7、循環(huán)出口 ；8、循環(huán)管道；9、加藥口 ；10、卸藥口 ；11、布藥管；12、布藥主管；13、布藥支管；14、布藥孔。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0027]本實(shí)用新型所述是一種活性炭改性反應(yīng)裝置，主體結(jié)構(gòu)包括反應(yīng)箱I，所述反應(yīng)箱I整體為密封結(jié)構(gòu)，便于對內(nèi)部的氣體環(huán)境進(jìn)行控制；且其頂面設(shè)有進(jìn)料口及與進(jìn)料口相配合使用的密封蓋2，所述反應(yīng)箱I內(nèi)設(shè)有與其