一種活性炭酸洗工藝及酸洗系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種活性炭酸洗工藝，包括如下步驟：提供一酸洗裝置，并注入一定量的水；向所述酸洗裝置加入一定量的鹽酸，并通入高壓氣體進行攪拌，形成一定濃度的酸洗液；將經預處理的活性炭物料計量送入酸洗裝置，浸泡攪拌；然后通入蒸汽加熱后交替通入高壓氣體與蒸汽，并持續1~2小時；酸洗結束后排放酸洗液，并對活性炭物料進行水洗；然后脫水干燥及篩分，得到活性炭成品。本發明還提供了一種活性炭酸洗系統。本發明所述的活性炭酸洗工藝及酸洗系統，可實現整個酸洗過程半自動連續化工作，并且實現整個酸洗過程封閉化，避免了對環境造成污染及對周邊設備造成腐蝕。
【專利說明】一種活性炭酸洗工藝及酸洗系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及活性炭制備領域，特別是一種活性炭酸洗工藝及酸洗系統。
【背景技術】
[0002]活性炭是一種具有高度發達的孔隙結構和極大內比表面積的人工炭材料制品，主要由碳元素(85%~92%)組成，也含氫、氧、硫、氮等元素以及一些無機礦物質。這些無機礦物質在某些領域的使用過程中，活性炭表面容易沉積產生碳酸鹽類的物質，進而使活性炭吸附活性顯著降低，直接影響吸附炭及產品的各項工藝指標；作為凈水炭時，則會在長時間與水接觸的過程中，活性炭中的無機礦物質及酸溶性物質會直接的影響到水質中的礦物質濃度。因此，活性炭在某些領域的使用過程中，需要進行酸洗、水洗以除去原料加工過程中產生的鐵離子及其它金屬離子和酸溶性物質。
[0003]目前，物理法生產的活性炭，大多數都要經過酸洗、水洗工序。酸洗工藝主要以浸泡酸洗法為主。傳統的活性炭酸洗工序主要是通過人工將物料倒入用耐火磚徹成的酸洗槽里，然后用鹽酸或硝酸稀釋溶液進行浸泡，人工定時進行機械或充氣攪拌，物料指標達到要求后，再人工進行出料、脫水、干燥等 工序的操作。在工業生產中，此種生產方法呈現許多缺點，如工人勞動強度較大，酸液用量及工業用水損耗大，酸洗速度較慢且不均勻，揮發酸霧腐蝕周邊生產設施，以及惡化工作環境，酸洗效率低、自動化程度低等。
【發明內容】
[0004]本發明解決的問題是提供一種活性炭酸洗工藝及酸洗系統，解決現有活性炭酸洗設備結構復雜、效率低，且酸洗工藝自動化程度低等問題。
[0005]為解決上述問題，本發明采用的技術方案為:
一種活性炭酸洗工藝，包括如下步驟:提供一酸洗裝置，并注入一定量的水；向所述酸洗裝置加入一定量的鹽酸，并通入高壓氣體進行攪拌，形成一定濃度的酸洗液；；將經預處理的活性炭物料計量送入酸洗裝置，浸泡5至15分鐘，并在浸泡過程中通入高壓氣體進行攪拌；向酸洗裝置中通入蒸汽，使所述酸洗液升溫至100攝氏度；向酸洗裝置中交替通入高壓氣體與蒸汽，并持續廣2小時；排放酸洗裝置中的酸洗液，并通入水進行水洗；將水洗后的活性炭物料送至脫水器中進行真空抽濾脫水；將脫水后的活性炭物料送至振動流化床進行熱風干燥及篩分，得到活性炭成品。
[0006]進一步的，所述鹽酸濃度為質量分數3%至8%。
[0007]進一步的，所述浸泡時間為10分鐘。
[0008]進一步的，所述酸洗液升溫至100攝氏度后維持30分鐘，再交替通入高壓氣體與蒸汽。
[0009]進一步的，在交替通入高壓氣體與蒸汽的過程中，所述酸洗液溫度維持在60至80攝氏度。
[0010]進一步的，所述酸洗裝置連接有酸霧吸收塔，所述酸霧吸收塔吸收酸洗過程中產生的酸霧并進行酸霧處理。
[0011]進一步的，所述酸洗液的濃度為質量分數:3%至12%
進一步的，所述酸洗液排放至廢酸液處理單元進行廢水處理。
[0012]一種活性炭酸洗系統，包括酸洗裝置、計量料倉、酸霧吸收塔、脫水器、振動流化床、廢酸液處理單元，所述計量料倉與所述酸洗裝置的進料口相連接，所述酸霧吸收塔連接于所述酸洗裝置頂部的排氣口，所述脫水器連接于所述酸洗裝置底部的出料口，所述脫水器的出料口則連接所述振動流化床。
[0013]進一步的，所述酸洗裝置包括:罐體，所述罐體頂部設置有進料口、進酸口、進水口及排氣口，所述罐體底部設置有排水口和出料口 ；加熱管道，位于所述罐體內下部；濾筒，位于所述罐體內，與排水口相連接。
[0014]與現有技術相比，本發明技術方案的優點在于: 通過對活性炭物料進行酸洗液浸泡，再利用高壓氣體對活性炭物料進行攪拌，使得活性炭物料能夠充分接觸酸洗液，并且在酸洗時通入蒸汽對活性炭物料和酸洗液進行加熱，使活性炭物料表面與酸洗液更徹底反應，而且整個酸洗過程能夠實現自動化連續工作。進一步的，本發明還提供一種活性炭酸洗系統，實現整個酸洗過程自動化，且不會對環境造成不良影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明具體實施例活性炭酸洗工藝流程圖。
[0016]圖2為本發明具體實施例活性炭酸洗系統示意圖。
[0017]圖3為本發明具體實施例酸洗裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。
[0019]圖1為本發明具體實施例流程示意圖。如圖1所示，一種活性炭酸洗工藝，包括如下步驟:
步驟SI I，提供一酸洗裝置，并注入一定量的水。所述鹽酸濃度為質量分數3%至8%，優選為5%。當然，所述鹽酸也可以采用鹽酸、硝酸、氫氟酸及混合酸等其他工業用酸代替，優選采用鹽酸作為酸洗用酸。所述水為符合用水標準的生活用水，本文所述的水均為該標準的水，當然也可以是去離子水等純度更高的水。
[0020]步驟S12，向所述酸洗裝置加入一定量的鹽酸，并通入高壓氣體進行攪拌，形成一定濃度的酸洗液。所述濃度根據實際情況，可為質量分數3%至12%。
[0021]步驟S13，將經預處理的活性炭物料計量送入酸洗裝置，浸泡5至15分鐘，并在浸泡過程中通入高壓氣體進行攪拌。該步驟中，所述預處理包括去除活性炭物料中含有的鐵、砂等雜質及對活性炭物料進行初步篩分，使活性炭物料顆粒大小較均一。預處理后的活性炭物料送入計量料倉中，當送入的活性炭物料達到一定重量后，計量料倉的進料閥門自動關閉；然后活性炭物料經氣流輸送入所述酸洗裝置中。當活性炭物料送入所述酸洗裝置中后，浸泡在酸洗液中5至15分鐘，優選為10分鐘。同時，在浸泡過程中，通入高壓氣體進行攪拌，使得活性炭物料表面與酸洗液充分接觸。[0022]步驟S14，向酸洗裝置中通入蒸汽，使所述酸洗液升溫至100攝氏度。當活性炭物料浸泡完成后，向酸洗裝置中通入蒸汽，使得酸洗液溫度升高至100攝氏度；在該溫度下，可以維持30分鐘，使活性炭物料浸泡更充分，則酸洗效果更好。
[0023]步驟S15，向酸洗裝置中交替通入高壓氣體與蒸汽，并持續f 2小時。當酸洗液溫度升至100攝氏度后，向酸洗裝置中交替通入高壓氣體與蒸汽，并持續I至2小時。所述高壓氣體的通入，能夠不斷攪拌活性炭物料與酸洗液；所述蒸汽則能夠使酸洗液維持在60至80左右的溫度，以保證酸洗的效果。[0024]在上述步驟中，為了防止酸洗液揮發形成酸霧污染環境，所述酸洗裝置連接有酸霧吸收塔，將整個酸洗過程中產生的酸霧吸收處理，保證環境友好。
[0025]步驟S16，排放酸洗裝置中的酸洗液，并通入水進行水洗。當酸洗結束后，排掉酸洗裝置中的酸洗液，并通入水對酸洗裝置中的活性炭物料進行沖洗。
[0026]步驟S17，將水洗后的活性炭物料送至脫水器中進行真空抽濾脫水。當水洗完成后，活性炭物料從酸洗裝置的出料口進行出料，并被送至脫水器中進行真空抽濾脫水。所述真空抽濾脫水，是采用靜態抽真空的脫水原理，避免了傳統離心脫水對活性炭物料的磨損。經真空抽濾脫水后的活性炭物料，其炭粒間的脫水效果可達70%以上。
[0027]步驟S18，將脫水后的活性炭物料送至振動流化床進行熱風干燥及篩分，得到活性炭成品。將脫水后的活性炭物料送至振動流化床進行熱風干燥，使活性炭物料含水率降低至3%至10%，同時進行篩分，得到活性炭成品。將得到的活性炭成品進行稱重包裝，得到袋裝產品。
[0028]本發明具體實施例所述的活性炭酸洗工藝，通過對活性炭物料進行酸洗液浸泡，再利用高壓氣體對活性炭物料進行攪拌，使得活性炭物料能夠充分接觸酸洗液，并且在酸洗時通入蒸汽對活性炭物料和酸洗液進行加熱，使活性炭物料表面與酸洗液更徹底反應，而且整個酸洗過程能夠實現自動化連續工作。進一步的，本發明還提供一種活性炭酸洗系統，實現整個酸洗過程自動化，且不會對環境造成不良影響。
[0029]圖2為本發明具體實施例活性炭酸洗系統示意圖。如圖2所示，一種活性炭酸洗系統，包括酸洗裝置1、計量料倉2、酸霧吸收塔3、脫水器4、振動流化床5、廢酸液處理單元6，所述計量料倉2與所述酸洗裝置I的進料口 11相連接，所述酸霧吸收塔3連接于所述酸洗裝置I頂部的排氣口 12，所述脫水器4連接于所述酸洗裝置I底部的出料口 13，所述脫水器4的出料口則連接所述振動流化床5。
[0030]所述酸洗裝置I包括:罐體100，所述罐體頂部設置有進料口 11、進酸口 101、進水口 102及排氣口 12，所述罐體100底部設置有排水口 103和出料口 13 ;加熱管道200，位于所述罐體100內下部；濾筒300，位于所述罐體100內，與排水口 103相連接；所述加熱管道200的進氣口 201可從所述濾筒300內部空間引出，也可以獨立引出進氣口。
[0031]上述活性炭酸洗系統的工作過程為:首先向酸洗裝置I中放入一定量的工業酸洗用酸(優選為鹽酸)，并通入高壓氣體進行攪拌，然后加入水將酸洗用酸稀釋成一定濃度的酸洗液；接著，將經過預處理(除雜、篩分)的活性炭物料送入計量料倉2，經計量后送入酸洗裝置I中；向酸洗裝置I中通入蒸汽進行加熱，并維持一定溫度，然后交替通入高壓氣體和蒸汽，對酸洗裝置I中的活性炭物料進行酸洗；同時，采用酸霧吸收塔對酸洗過程中產生的酸霧進行吸收處理后排出；酸洗結束后，將活性炭物料送入脫水機4進行真空抽濾脫水；脫水后，將活性炭物料送入振動流化床5進行振動干燥，完成后篩分包裝成活性炭產品。酸洗結束后產生的廢酸液從酸洗裝置I中排入廢酸液處理單元6進行處理，其中處理過程包括在初沉池進行初次沉淀、在二沉池進行二次沉淀，然后在中和池進行中和反應，最后得到無污染的水體，可用于綠化；而初沉池和二沉池中的沉淀物，主要是粉狀的活性炭物料顆粒，則進入粉狀炭系統進行處理。
[0032]本發明具體實施例所述的活性炭酸洗系統，具有如下特點:1、酸洗裝置內無粉狀炭沉淀產生，無需清理，可實現半自動連續化生產；2、操作工藝簡單，工人勞動強度小；3、整個系統酸洗過程在封閉狀態下進行，避免了周邊設備腐蝕及環境污染等問題；4、酸洗速度快、效率高，整個酸洗、水洗過程用時大約3至4小時，較傳統酸洗工藝縮短40%的酸洗時間。
[0033]本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發明的保護范圍應當以本發明權利要求所界定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種活性炭酸洗工藝，其特征在于，包括如下步驟: 提供一酸洗裝置，并注入一定量的水； 向所述酸洗裝置加入一定量的鹽酸，并通入高壓氣體進行攪拌，形成一定濃度的酸洗液； 將經預處理的活性炭物料計量送入酸洗裝置，浸泡5至15分鐘，并在浸泡過程中通入高壓氣體進行攪拌； 向酸洗裝置中通入蒸汽，使所述酸洗液升溫至100攝氏度； 向酸洗裝置中交替通入高壓氣體與蒸汽，并持續廣2小時； 排放酸洗裝置中的酸洗液，并通入水進行水洗； 將水洗后的活性炭物料送至脫水器中進行真空抽濾脫水； 將脫水后的活性炭物料送至振動流化床進行熱風干燥及篩分，得到活性炭成品。
2.根據權利要求1所述的活性炭酸洗工藝，其特征在于，所述鹽酸濃度為質量分數3%至8%。
3.根據權利要求1所述的活性炭酸洗工藝，其特征在于，所述浸泡時間為10分鐘。
4.根據權利要求1所述的活性炭酸洗工藝，其特征在于，所述酸洗液升溫至100攝氏度后維持30分鐘，再交替通入高壓氣體與蒸汽。
5.根據權利要求1或4所述的活性炭酸洗工藝，其特征在于，在交替通入高壓氣體與蒸汽的過程中，所述酸洗液溫度維持在60至80攝氏度。
6.根據權利要求1所述的活性炭酸洗工藝，其特征在于，所述酸洗裝置連接有酸霧吸收塔，所述酸霧吸收塔吸收酸洗過程中產生的酸霧并進行酸霧處理。
7.根據權利要求1所述的活性炭酸洗工藝，其特征在于，所述酸洗液的濃度為質量分數:3% 至 12%。
8.根據權利要求1所述的活性炭酸洗工藝，其特征在于，所述酸洗液排放至廢酸液處理單元進行廢水處理。
9.一種活性炭酸洗系統，其特征在于，包括酸洗裝置、計量料倉、酸霧吸收塔、脫水器、振動流化床、廢酸液處理單元，所述計量料倉與所述酸洗裝置的進料口相連接，所述酸霧吸收塔連接于所述酸洗裝置頂部的排氣口，所述脫水器連接于所述酸洗裝置底部的出料口，所述脫水器的出料口則連接所述振動流化床。
10.根據權利要求9所述的活性炭酸洗系統，其特征在于，所述酸洗裝置包括: 罐體，所述罐體頂部設置有進料口、進酸口、進水口及排氣口，所述罐體底部設置有排水口和出料口； 加熱管道，位于所述罐體內下部； 濾筒，位于所述罐體內，與排水口相連接。
【文檔編號】C01B31/08GK103539112SQ201310466389
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月9日 優先權日:2013年10月9日
【發明者】邢貞嬌, 汪印 申請人:中國科學院城市環境研究所