[實用新型]一種實驗室用煤基活性炭的制備裝置

有效

• 申請號: 202223236875.0
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN218755595U
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 陳吉浩;康宇鵬;黃婉;鄭妮;孫媛婷
• 申請（專利權）人: 陜西煤田地質工程科技有限公司
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10B47/02;B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/32
• 代理公司: 西安新創通知識產權代理事務所(普通合伙) 61267
• 代理人: 線飛祥

本實用新型公開了一種實驗室用煤基活性炭的制備裝置，包括：碳化裝置，所述碳化裝置的頂部設置有第一閥門；活化裝置，所述活化裝置用于提供煤樣活化反應所需物料，所述活化裝置與所述第一閥門連通；以及活性劑儲存罐，所述活性劑儲存罐用于儲存陽離子表面活性劑，所述活性劑儲存罐與所述第一閥門連通，所述活性劑儲存罐與所述第一閥門之間依次設置有第四閥門和第二流量計。本實用新型通過在煤基活性炭制備裝置中加入金屬負載裝置以及表面活性劑改性裝置，優化煤基活性炭的制備流程，增加了煤基活性炭的結構性能，提高了煤基活性炭的選擇吸附性。

技術領域

本實用新型屬于煤基炭材料應用技術領域，涉及一種實驗室用煤基活性炭的制備裝置。

背景技術

煤是制備活性炭的重要原料，然而煤基活性炭產品灰分高，吸附性能差，在國際市場上缺乏競爭力。煤基活性炭的孔隙結構和表面積主要受到兩方面的影響，即原料煤的性質和生產工藝條件。

活性炭生產方法通常有物理活化法和化學活化法兩種，其中化學活化法對設備腐蝕性大，污染環境，若清洗不徹底，會造成活化劑的殘留；因此生產活性炭通常用到的方法為物理活化法即氣體活化法，是先將煤進行炭化形成半焦，再與H₂O、CO₂或O₂等氣化劑進行活化反應生產活性炭，氣體活化的方式能夠較好調控活性炭孔隙結構以適用于不同污染物質的吸附處理。然而，普通活性炭的表面高度疏水，表面電荷很少，因此降低了其吸附陰離子或陽離子的能力，通過加入表面活性劑對煤基活性炭進行改性可以提高活性炭的吸附性，將過渡金屬負載在活性炭上可以保持過渡金屬固有的特性而且可以增強其穩定性，提高活性炭的選擇吸附性。然而，目前還沒有通過物理活化法制備煤基活性炭并結合表面活性劑改性且同時對煤基活性炭負載過渡金屬的裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足，在煤基活性炭制備裝置中加入金屬負載裝置以及表面活性劑改性裝置，優化煤基活性炭的制備流程，增加了煤基活性炭的結構性能，提高了煤基活性炭的選擇吸附性。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是提供一種實驗室用煤基活性炭的制備裝置，包括：碳化裝置，所述碳化裝置的頂部設置有第一閥門；活化裝置，所述活化裝置用于提供煤樣活化反應所需物料，所述活化裝置與所述第一閥門連通；以及活性劑儲存罐，所述活性劑儲存罐用于儲存陽離子表面活性劑，所述活性劑儲存罐與所述第一閥門連通，所述活性劑儲存罐與所述第一閥門之間依次設置有第四閥門和第二流量計。

進一步地，所述煤基活性炭的制備裝置還包括金屬鹽溶液儲存罐，所述金屬鹽溶液儲存罐與所述第一閥門連通，所述金屬鹽溶液儲存罐與所述第一閥門之間依次設置有第五閥門和第三流量計。

進一步地，所述碳化裝置包括立式高溫爐、煤樣放置器皿和控制器，所述煤樣放置器皿設置在所述立式高溫爐的爐體內，所述控制器與所述立式高溫爐連接且所述控制器用于控制所述立式高溫爐的爐溫和入料流量。

進一步地，所述立式高溫爐的爐體內還設置有石英爐管，所述石英爐管頂部的進料口與所述第一閥門連通。

進一步地，所述煤樣放置器皿設置在所述石英爐管的管內，所述煤樣放置器皿的底部設置有用于排出廢液的孔。

進一步地，所述立式高溫爐的底部設置有廢液收集瓶，所述石英爐管底部的出料口與所述廢液收集瓶連通。

進一步地，所述活化裝置包括二氧化碳氣瓶，所述二氧化碳氣瓶與所述第一閥門之間依次設置有第二閥門和第一流量計。

進一步地，所述活化裝置還包括水蒸氣發生器，所述水蒸氣發生器與所述第一閥門之間設置有控制水蒸氣排出的第三閥門。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

1、本實用新型通過煤制備活性炭，具有運行費用低、高效率以及經濟效益好的特點，實現了煤的高值化利用。