一种活性炭酸洗工艺及酸洗系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种活性炭酸洗工艺，包括如下步骤：提供一酸洗装置，并注入一定量的水；向所述酸洗装置加入一定量的盐酸，并通入高压气体进行搅拌，形成一定浓度的酸洗液；将经预处理的活性炭物料计量送入酸洗装置，浸泡搅拌；然后通入蒸汽加热后交替通入高压气体与蒸汽，并持续1~2小时；酸洗结束后排放酸洗液，并对活性炭物料进行水洗；然后脱水干燥及筛分，得到活性炭成品。本发明还提供了一种活性炭酸洗系统。本发明所述的活性炭酸洗工艺及酸洗系统，可实现整个酸洗过程半自动连续化工作，并且实现整个酸洗过程封闭化，避免了对环境造成污染及对周边设备造成腐蚀。
【专利说明】一种活性炭酸洗工艺及酸洗系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及活性炭制备领域，特别是一种活性炭酸洗工艺及酸洗系统。
【背景技术】
[0002]活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构和极大内比表面积的人工炭材料制品，主要由碳元素(85%~92%)组成，也含氢、氧、硫、氮等元素以及一些无机矿物质。这些无机矿物质在某些领域的使用过程中，活性炭表面容易沉积产生碳酸盐类的物质，进而使活性炭吸附活性显著降低，直接影响吸附炭及产品的各项工艺指标；作为净水炭时，则会在长时间与水接触的过程中，活性炭中的无机矿物质及酸溶性物质会直接的影响到水质中的矿物质浓度。因此，活性炭在某些领域的使用过程中，需要进行酸洗、水洗以除去原料加工过程中产生的铁离子及其它金属离子和酸溶性物质。
[0003]目前，物理法生产的活性炭，大多数都要经过酸洗、水洗工序。酸洗工艺主要以浸泡酸洗法为主。传统的活性炭酸洗工序主要是通过人工将物料倒入用耐火砖彻成的酸洗槽里，然后用盐酸或硝酸稀释溶液进行浸泡，人工定时进行机械或充气搅拌，物料指标达到要求后，再人工进行出料、脱水、干燥等 工序的操作。在工业生产中，此种生产方法呈现许多缺点，如工人劳动强度较大，酸液用量及工业用水损耗大，酸洗速度较慢且不均匀，挥发酸雾腐蚀周边生产设施，以及恶化工作环境，酸洗效率低、自动化程度低等。
【发明内容】
[0004]本发明解决的问题是提供一种活性炭酸洗工艺及酸洗系统，解决现有活性炭酸洗设备结构复杂、效率低，且酸洗工艺自动化程度低等问题。
[0005]为解决上述问题，本发明采用的技术方案为:
一种活性炭酸洗工艺，包括如下步骤:提供一酸洗装置，并注入一定量的水；向所述酸洗装置加入一定量的盐酸，并通入高压气体进行搅拌，形成一定浓度的酸洗液；；将经预处理的活性炭物料计量送入酸洗装置，浸泡5至15分钟，并在浸泡过程中通入高压气体进行搅拌；向酸洗装置中通入蒸汽，使所述酸洗液升温至100摄氏度；向酸洗装置中交替通入高压气体与蒸汽，并持续广2小时；排放酸洗装置中的酸洗液，并通入水进行水洗；将水洗后的活性炭物料送至脱水器中进行真空抽滤脱水；将脱水后的活性炭物料送至振动流化床进行热风干燥及筛分，得到活性炭成品。
[0006]进一步的，所述盐酸浓度为质量分数3%至8%。
[0007]进一步的，所述浸泡时间为10分钟。
[0008]进一步的，所述酸洗液升温至100摄氏度后维持30分钟，再交替通入高压气体与蒸汽。
[0009]进一步的，在交替通入高压气体与蒸汽的过程中，所述酸洗液温度维持在60至80摄氏度。
[0010]进一步的，所述酸洗装置连接有酸雾吸收塔，所述酸雾吸收塔吸收酸洗过程中产生的酸雾并进行酸雾处理。
[0011]进一步的，所述酸洗液的浓度为质量分数:3%至12%
进一步的，所述酸洗液排放至废酸液处理单元进行废水处理。
[0012]一种活性炭酸洗系统，包括酸洗装置、计量料仓、酸雾吸收塔、脱水器、振动流化床、废酸液处理单元，所述计量料仓与所述酸洗装置的进料口相连接，所述酸雾吸收塔连接于所述酸洗装置顶部的排气口，所述脱水器连接于所述酸洗装置底部的出料口，所述脱水器的出料口则连接所述振动流化床。
[0013]进一步的，所述酸洗装置包括:罐体，所述罐体顶部设置有进料口、进酸口、进水口及排气口，所述罐体底部设置有排水口和出料口 ；加热管道，位于所述罐体内下部；滤筒，位于所述罐体内，与排水口相连接。
[0014]与现有技术相比，本发明技术方案的优点在于: 通过对活性炭物料进行酸洗液浸泡，再利用高压气体对活性炭物料进行搅拌，使得活性炭物料能够充分接触酸洗液，并且在酸洗时通入蒸汽对活性炭物料和酸洗液进行加热，使活性炭物料表面与酸洗液更彻底反应，而且整个酸洗过程能够实现自动化连续工作。进一步的，本发明还提供一种活性炭酸洗系统，实现整个酸洗过程自动化，且不会对环境造成不良影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明具体实施例活性炭酸洗工艺流程图。
[0016]图2为本发明具体实施例活性炭酸洗系统示意图。
[0017]图3为本发明具体实施例酸洗装置示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0019]图1为本发明具体实施例流程示意图。如图1所示，一种活性炭酸洗工艺，包括如下步骤:
步骤SI I，提供一酸洗装置，并注入一定量的水。所述盐酸浓度为质量分数3%至8%，优选为5%。当然，所述盐酸也可以采用盐酸、硝酸、氢氟酸及混合酸等其他工业用酸代替，优选采用盐酸作为酸洗用酸。所述水为符合用水标准的生活用水，本文所述的水均为该标准的水，当然也可以是去离子水等纯度更高的水。
[0020]步骤S12，向所述酸洗装置加入一定量的盐酸，并通入高压气体进行搅拌，形成一定浓度的酸洗液。所述浓度根据实际情况，可为质量分数3%至12%。
[0021]步骤S13，将经预处理的活性炭物料计量送入酸洗装置，浸泡5至15分钟，并在浸泡过程中通入高压气体进行搅拌。该步骤中，所述预处理包括去除活性炭物料中含有的铁、砂等杂质及对活性炭物料进行初步筛分，使活性炭物料颗粒大小较均一。预处理后的活性炭物料送入计量料仓中，当送入的活性炭物料达到一定重量后，计量料仓的进料阀门自动关闭；然后活性炭物料经气流输送入所述酸洗装置中。当活性炭物料送入所述酸洗装置中后，浸泡在酸洗液中5至15分钟，优选为10分钟。同时，在浸泡过程中，通入高压气体进行搅拌，使得活性炭物料表面与酸洗液充分接触。[0022]步骤S14，向酸洗装置中通入蒸汽，使所述酸洗液升温至100摄氏度。当活性炭物料浸泡完成后，向酸洗装置中通入蒸汽，使得酸洗液温度升高至100摄氏度；在该温度下，可以维持30分钟，使活性炭物料浸泡更充分，则酸洗效果更好。
[0023]步骤S15，向酸洗装置中交替通入高压气体与蒸汽，并持续f 2小时。当酸洗液温度升至100摄氏度后，向酸洗装置中交替通入高压气体与蒸汽，并持续I至2小时。所述高压气体的通入，能够不断搅拌活性炭物料与酸洗液；所述蒸汽则能够使酸洗液维持在60至80左右的温度，以保证酸洗的效果。[0024]在上述步骤中，为了防止酸洗液挥发形成酸雾污染环境，所述酸洗装置连接有酸雾吸收塔，将整个酸洗过程中产生的酸雾吸收处理，保证环境友好。
[0025]步骤S16，排放酸洗装置中的酸洗液，并通入水进行水洗。当酸洗结束后，排掉酸洗装置中的酸洗液，并通入水对酸洗装置中的活性炭物料进行冲洗。
[0026]步骤S17，将水洗后的活性炭物料送至脱水器中进行真空抽滤脱水。当水洗完成后，活性炭物料从酸洗装置的出料口进行出料，并被送至脱水器中进行真空抽滤脱水。所述真空抽滤脱水，是采用静态抽真空的脱水原理，避免了传统离心脱水对活性炭物料的磨损。经真空抽滤脱水后的活性炭物料，其炭粒间的脱水效果可达70%以上。
[0027]步骤S18，将脱水后的活性炭物料送至振动流化床进行热风干燥及筛分，得到活性炭成品。将脱水后的活性炭物料送至振动流化床进行热风干燥，使活性炭物料含水率降低至3%至10%，同时进行筛分，得到活性炭成品。将得到的活性炭成品进行称重包装，得到袋装产品。
[0028]本发明具体实施例所述的活性炭酸洗工艺，通过对活性炭物料进行酸洗液浸泡，再利用高压气体对活性炭物料进行搅拌，使得活性炭物料能够充分接触酸洗液，并且在酸洗时通入蒸汽对活性炭物料和酸洗液进行加热，使活性炭物料表面与酸洗液更彻底反应，而且整个酸洗过程能够实现自动化连续工作。进一步的，本发明还提供一种活性炭酸洗系统，实现整个酸洗过程自动化，且不会对环境造成不良影响。
[0029]图2为本发明具体实施例活性炭酸洗系统示意图。如图2所示，一种活性炭酸洗系统，包括酸洗装置1、计量料仓2、酸雾吸收塔3、脱水器4、振动流化床5、废酸液处理单元6，所述计量料仓2与所述酸洗装置I的进料口 11相连接，所述酸雾吸收塔3连接于所述酸洗装置I顶部的排气口 12，所述脱水器4连接于所述酸洗装置I底部的出料口 13，所述脱水器4的出料口则连接所述振动流化床5。
[0030]所述酸洗装置I包括:罐体100，所述罐体顶部设置有进料口 11、进酸口 101、进水口 102及排气口 12，所述罐体100底部设置有排水口 103和出料口 13 ;加热管道200，位于所述罐体100内下部；滤筒300，位于所述罐体100内，与排水口 103相连接；所述加热管道200的进气口 201可从所述滤筒300内部空间引出，也可以独立引出进气口。
[0031]上述活性炭酸洗系统的工作过程为:首先向酸洗装置I中放入一定量的工业酸洗用酸(优选为盐酸)，并通入高压气体进行搅拌，然后加入水将酸洗用酸稀释成一定浓度的酸洗液；接着，将经过预处理(除杂、筛分)的活性炭物料送入计量料仓2，经计量后送入酸洗装置I中；向酸洗装置I中通入蒸汽进行加热，并维持一定温度，然后交替通入高压气体和蒸汽，对酸洗装置I中的活性炭物料进行酸洗；同时，采用酸雾吸收塔对酸洗过程中产生的酸雾进行吸收处理后排出；酸洗结束后，将活性炭物料送入脱水机4进行真空抽滤脱水；脱水后，将活性炭物料送入振动流化床5进行振动干燥，完成后筛分包装成活性炭产品。酸洗结束后产生的废酸液从酸洗装置I中排入废酸液处理单元6进行处理，其中处理过程包括在初沉池进行初次沉淀、在二沉池进行二次沉淀，然后在中和池进行中和反应，最后得到无污染的水体，可用于绿化；而初沉池和二沉池中的沉淀物，主要是粉状的活性炭物料颗粒，则进入粉状炭系统进行处理。
[0032]本发明具体实施例所述的活性炭酸洗系统，具有如下特点:1、酸洗装置内无粉状炭沉淀产生，无需清理，可实现半自动连续化生产；2、操作工艺简单，工人劳动强度小；3、整个系统酸洗过程在封闭状态下进行，避免了周边设备腐蚀及环境污染等问题；4、酸洗速度快、效率高，整个酸洗、水洗过程用时大约3至4小时，较传统酸洗工艺缩短40%的酸洗时间。
[0033]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种活性炭酸洗工艺，其特征在于，包括如下步骤: 提供一酸洗装置，并注入一定量的水； 向所述酸洗装置加入一定量的盐酸，并通入高压气体进行搅拌，形成一定浓度的酸洗液； 将经预处理的活性炭物料计量送入酸洗装置，浸泡5至15分钟，并在浸泡过程中通入高压气体进行搅拌； 向酸洗装置中通入蒸汽，使所述酸洗液升温至100摄氏度； 向酸洗装置中交替通入高压气体与蒸汽，并持续广2小时； 排放酸洗装置中的酸洗液，并通入水进行水洗； 将水洗后的活性炭物料送至脱水器中进行真空抽滤脱水； 将脱水后的活性炭物料送至振动流化床进行热风干燥及筛分，得到活性炭成品。
2.根据权利要求1所述的活性炭酸洗工艺，其特征在于，所述盐酸浓度为质量分数3%至8%。
3.根据权利要求1所述的活性炭酸洗工艺，其特征在于，所述浸泡时间为10分钟。
4.根据权利要求1所述的活性炭酸洗工艺，其特征在于，所述酸洗液升温至100摄氏度后维持30分钟，再交替通入高压气体与蒸汽。
5.根据权利要求1或4所述的活性炭酸洗工艺，其特征在于，在交替通入高压气体与蒸汽的过程中，所述酸洗液温度维持在60至80摄氏度。
6.根据权利要求1所述的活性炭酸洗工艺，其特征在于，所述酸洗装置连接有酸雾吸收塔，所述酸雾吸收塔吸收酸洗过程中产生的酸雾并进行酸雾处理。
7.根据权利要求1所述的活性炭酸洗工艺，其特征在于，所述酸洗液的浓度为质量分数:3% 至 12%。
8.根据权利要求1所述的活性炭酸洗工艺，其特征在于，所述酸洗液排放至废酸液处理单元进行废水处理。
9.一种活性炭酸洗系统，其特征在于，包括酸洗装置、计量料仓、酸雾吸收塔、脱水器、振动流化床、废酸液处理单元，所述计量料仓与所述酸洗装置的进料口相连接，所述酸雾吸收塔连接于所述酸洗装置顶部的排气口，所述脱水器连接于所述酸洗装置底部的出料口，所述脱水器的出料口则连接所述振动流化床。
10.根据权利要求9所述的活性炭酸洗系统，其特征在于，所述酸洗装置包括: 罐体，所述罐体顶部设置有进料口、进酸口、进水口及排气口，所述罐体底部设置有排水口和出料口； 加热管道，位于所述罐体内下部； 滤筒，位于所述罐体内，与排水口相连接。
【文档编号】C01B31/08GK103539112SQ201310466389
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】邢贞娇, 汪印 申请人:中国科学院城市环境研究所