[实用新型]一种活性炭改性反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及活性炭加工领域，具体是一种活性炭改性反应装置。

背景技术

活性炭是经过加工所得的无定形炭，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等有良好的吸附能力。活性炭具有较强的吸附性和催化性能，主要是由于其具有独特的吸附表面结构特性和表面化学性能所决定。活性炭制备原料充足且安全性高，耐酸碱、耐热、不溶于水和有机溶剂、易再生等优点，是一种环境友好型吸附剂，已经广泛应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、军事化学防护等各个领域。

影响活性炭性能的主要因素有比表面积大小、孔容和孔径分布。一般比表面积、孔容越大，其吸附能力越强。大孔是吸附质分子的通道；中孔既是吸附质分子的通道，支配着吸附速度，又在一定相对压力下发生毛细凝结，吸附有些不能进入微孔的分子；微孔对吸附量起支配作用。活性炭孔径分布越集中，性能就越好。为了使活性炭具有特殊性能和用途，通常对其孔结构进行调整，对表面基团进行改性。活性炭材料吸附表面化学性质的改性可以通过表面氧化改性、表面还原改性以及负载金属改性等，即为活性炭的改性，是指通过碱处理或者酸处理等手段，通过改变活性炭的性质，增加表面官能团，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价值产品的领域。

活性炭改性主要通过物理、化学处理，改变其孔隙结构，改变其表面酸碱性，或者在其表面引入或去除某些官能团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剂也可以实现制备不同孔径分布及不同表面化学特性的活性炭。

活性炭化学改性的方法主要包括物理法和化学法，其中由于化学法对活性炭的表面结构和表面化学性质均有更为广泛和多元化的实践意义，成为活性炭改性探讨的主流，近年来得到了显著的关注和进展。活性炭的化学法改性主要是利用碱金属、碱土金属的氢氧化物、无机盐类以及一些酸类活化剂，改变活性炭表面的官能团以及表面负载的离子和化合物，从而改变其表面的化学性质达到活性炭的吸附能力的提高。根据所使用的活化剂及对表面处理的效果主要分为氧化及还原改性、负载金属改性、酸碱改性、电化学改性、负载杂原子和化合物改性等。虽然方法多样，但宗其制取流程均较为统一，主要为在放有活性炭的容器内加入如HNO₃、HClO和H₂O₂、Lewis碱等气相或液相的化学药剂浸泡数小时，部分情况下还需要在还原性气体H₂或惰性气体N₂的保护下进行高温处理，得到的活性炭在N₂保护下于200-300度烘干干燥，即可制得。由于现有技术尚没有针对活性炭改性反应研发出相应的装置，而活性炭改性的操作经常需要气体保护、高温、密封等要求，一般通用的反应装置难以针对活性炭的反应要求作出精准、简洁、易于操作的控制，一旦反应条件控制不合理则对活化效果造成较大影响，增加研究人员的操作难度，并给探讨实践活性炭表面活性带来一定的干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种活性炭改性反应装置，它针对活性炭改性工艺设计构造，使其满足活性炭改性反应中常备的多种条件，使反应更加充分、高效，便于研究人员操作和控制。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种活性炭改性反应装置，包括反应箱，所述反应箱整体为密封结构，且其顶面设有进料口及与进料口相配合使用的密封盖，所述反应箱内设有与其相适应的反应架，所述反应架上沿反应箱纵向均匀分布有多个置料槽，所述置料槽为矩形扁槽且与反应箱的横截面相对应，所述置料槽的槽壁为多层交错的微孔网构成，所述反应箱的内部对应置料槽的间隔处设有多个横向的电热网，所述反应箱纵向的一端设有循环入口，且其相对一端设有循环出口，所述反应箱的上方设有连通循环入口与循环出口的循环管道，所述循环管道靠近循环入口的一端设有加药口，所述循环管道靠近循环出口的一端设有卸药口，所述循环管道上还设有离心风机和水泵，所述反应箱的外壁上还设有控制面板，所述控制面板上设有分别控制电热网、离心风机和水泵的多个开关。

所述循环入口处连接有布药管，所述布药管包括布药主管和多个布药支管，所述布药支管与布药主管垂直相通且沿着布药主管均匀分布，所述布药支管上设置多个布药孔。

所述加药口与循环管道、卸药口与循环管道均通过T形等径三通管件连接，所述加药口与循环管道的连接处以及卸药口与循环管道的连接处均设有阀门。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：