CN106669642A - 一种吸附剂改性装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吸附剂改性装置及方法，该改性装置包括瓶体和盖体；所述盖体可拆卸地密封设置在所述瓶体的瓶口上；所述瓶体内设置有第一容纳空间；所述盖体上设置有第二容纳空间；所述瓶体在靠近其瓶口处设置有瓶颈部；瓶颈部内设置有连通瓶体第一容纳空间和盖体第二容纳空间的通道；所述瓶颈部上设置有用于控制所述通道开启和关闭的阀门。本发明公开的改性装置，结构简单，使用方便，易于推广应用，有利于改性剂和吸附剂更好地混合在一起，且混合过程可控，即可在改性剂达到最优的温度环境时进行混合，极大地提升了吸附剂的吸附性能。

Description

一种吸附剂改性装置及方法
技术领域
本发明涉及固态吸附剂技术领域，尤其是涉及一种吸附剂改性装置及方法。
背景技术
改性通过物理和化学手段改变材料物质形态或性质的方法。
吸附剂也称吸收剂。吸附剂是一种能够有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。吸附剂具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应；制造方便、容易再生；有极好的吸附性和机械性特性。这种物质可使活性成分附着在其颗粒表面，使液态微量化合物添加剂变为固态化合物，有利于实施均匀混合。
吸附剂是现代工业中一种不可缺少的产品，它的作用很大，不但可以分离物质还可以吸附一些产品中多余的水分，成本低、工艺简单、可重复使用，应用范围远远大于工业需要。现在工业越来越发达，吸附剂一般被广泛的引用在石油工业的采油、炼油、贮油运输产生的污水、洗舱水、机械工业的冷润滑液、轧钢水，电镀污水及粮油加工、皮革、纸业、纺织、食品加工等多行业。
吸附剂一般也分为有机物和无机物两类。目前工业上常用的吸附剂包括：
硅胶，主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等；
氧化铝，一种脱水的吸附剂；
活性炭，主要用于水处理、脱色和气体处理；
聚丙烯酰胺，主要用于生活污水和有机废水；
沸石分子筛，用于气体吸附分离、气体和液体干燥；
碳分子筛，主要起运输通道作用，微孔则起分子筛的作用。
目前，对吸附剂进行各种改性，以提高或控制其吸附性能，是吸附剂研究的一个重要方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附剂改性装置及方法，本发明的改性方法能够重新赋予吸附剂以氧化能力，能有效吸附一些还原性物质，尤其是对汞、铅、砷、镉等重金属单质，有很好的吸附效果。
为实现上述目的，本发明提供的一种吸附剂改性装置，其包括：
瓶体和盖体；
所述盖体可拆卸地密封设置在所述瓶体的瓶口上；
所述瓶体内设置有第一容纳空间；
所述盖体上设置有第二容纳空间；
所述瓶体在靠近其瓶口处设置有瓶颈部；
瓶颈部内设置有连通瓶体第一容纳空间和盖体第二容纳空间的通道；
所述瓶颈部上设置有用于控制所述通道开启和关闭的阀门。
进一步地，所述改性装置还包括用于对所述瓶体加热使得第一容纳空间温度升高的加热装置。
进一步地，所述第一容纳空间内设置有温度传感器。
进一步地，所述第一容纳空间的容积大于所述第二容纳空间的容积。
进一步地，所述第一容纳空间的容积是所述第二容纳空间的容积的8-40倍。
进一步地，所述第一容纳空间的容积是所述第二容纳空间的容积的10-20倍。
进一步地，所述阀门在所述瓶颈部外设置有开启或者关闭阀门的把手。
进一步地，所述阀门为球阀。
进一步地，所述加热装置包括设置在所述瓶体内底部的底部加热单元。
进一步地，所述加热装置还包括设置在所述瓶体内侧壁上的侧壁加热单元。
进一步地，所述瓶体与抽真空装置连接，所述抽真空装置用于抽走所述第一容纳空间内的气体。
进一步地，所述改性装置还包括支架，所述瓶体上下转动地设置在所述支架上。
本发明公开的改性装置，结构简单，使用方便，易于推广应用，有利于改性剂和吸附剂更好地混合在一起，且混合过程可控，即可在改性剂达到最优的温度环境时进行混合，极大地提升了吸附剂的吸附性能。
本发明还公开了采用上述吸附剂改性装置对吸附剂进行改性的方法。
一种吸附剂改性方法，其具体包括如下步骤：
步骤一：将改性剂放入所述瓶体内的第一容纳空间；
步骤二：关闭阀门，并对瓶体加热，使得改性剂稳定在设定温度；
步骤三：将被改性的吸附剂放入所述盖体内的第二容纳空间；
步骤四：将盖体与瓶体密封连接，然后，开启阀门，使吸附剂流入第一容纳空间与所述改性剂混合；
或者，使得改性剂流入第二容纳空间与吸附剂混合；
步骤五：改性剂与所述吸附剂反应完成后，通过倒置或者正置所述瓶体，使得吸附剂重新流回到所述盖体内，关闭所述阀门，完成吸附剂改性。
进一步地，所述改性剂为单质碘。
进一步地，步骤二中所述设定温度≥80℃。优选地，为80-120℃。
进一步地，所述单质碘与所述吸附剂的质量比为0.01％-2.5％。
其中最优比例取决于吸附剂的工作环境，例如温度、吸附质、或吸附质的分压等。
进一步地，所述吸附剂为固态吸附剂。
进一步地，所述吸附剂为粉末状或者颗粒状的固态吸附剂。
进一步地，所述盖体与所述瓶口之间通过螺纹方式或卡接方式连接。
进一步地，所述盖体与所述瓶口之间设置有密封圈。
进一步地，所述步骤四中，所述改性剂和吸附剂混合反应过程中，不断晃动所述瓶体或者盖体，使得改性剂和吸附剂充分均匀接触和充分反应。
进一步地，所述步骤四中，所述改性剂和吸附剂混合后，关闭所述球阀。
进一步地，所述步骤一中，将所述改性剂放入盖体内，先对所述瓶体内的第一容纳空间抽取真空后，再通过开启所述阀门，使得改性剂流入瓶体内。
进一步地，所述改性方法还包括：
步骤六，利用抽真空装置将所述瓶体内的气态改性剂抽走。
本发明利用碘单质的升华特性，在特制的改性装置中，对固态吸附剂进行碘改性，赋予吸附剂一定的氧化性，从而改变其吸附特性。本发明工艺简单，成本低廉，所用到的设备结构简单，易于加工。
与此相比，本发明所用的碘单质改性方法在对单质汞的氧化方面有着更显著的优势，首先，由路易斯酸碱理论可知，碘单质对汞的氧化性本身就强于同一主族的氯或溴单质；其次，本发明采用的配方是碘单质，而不是碘的化合物，相当于100％的氧化剂，相比采用卤化物的配方有显著的优势。
总之，对一些固态吸附剂进行碘改性，可以赋予吸附剂氧化能力，能有效吸附一些还原性物质，尤其是对汞、铅、砷、镉等重金属单质，有很好的吸附效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的吸附剂改性装置的主视图；
图2为本发明实施例提供的设置有底部加热单元的吸附剂改性装置的结构图；
图3为本发明实施例中底部和侧壁均设置有加热单元的吸附剂改性装置的结构图；
图4为本发明实施例提供的吸附剂改性方法的流程图。
附图标记：
10-瓶体；11-第一容纳空间；12-瓶颈部；13-通道；20-盖体；21-第二容纳空间；30-阀门；31-把手；40-底部加热单元；41-侧壁加热单元；42-温度传感器；50-抽真空装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。
如图1-3所示，本实施例提供的一种吸附剂改性装置，其包括：
瓶体10和盖体20；
盖体20可拆卸地密封设置在瓶体10的瓶口上；
瓶体10内设置有第一容纳空间11；
盖体20上设置有第二容纳空间21；
瓶体10在靠近其瓶口处设置有瓶颈部12；
瓶颈部12内设置有连通瓶体10第一容纳空间11和盖体20第二容纳空间21的通道13；
瓶颈部12上设置有用于控制通道13开启和关闭的阀门30。
改性装置还包括用于对瓶体10加热使得第一容纳空间11温度升高的加热装置。
第一容纳空间11内设置有温度传感器42。
通常，第一容纳空间11的容积大于第二容纳空间21的容积。优选地，第一容纳空间11的容积是第二容纳空间21的容积的10-20倍。
阀门30在瓶颈部12外设置有开启或者关闭阀门30的把手31。
本实施例中，阀门30为球阀。
如图2所示，加热装置可以是独立设置的加热炉或者酒精灯等外设装置，也可以是设置在瓶体10内底部的底部加热单元40。
如图3所示，为了加热时使得物料均匀受热，加热装置还包括设置在瓶体10内侧壁上的侧壁加热单元41。
瓶体10与抽真空装置50连接，抽真空装置50用于抽走第一容纳空间11内的气体。
为了更好方便地倒置瓶体和盖体，改性装置还包括支架(未示出)，瓶体10上下转动地设置在支架上。由此，更加方便地，使得吸附剂和改性剂在瓶体和盖体之间流通。
本发明还公开了采用上述吸附剂改性装置对吸附剂进行改性的方法。
如图4所示，一种吸附剂改性方法，其具体包括如下步骤：
步骤一：将改性剂放入瓶体10内的第一容纳空间11；
步骤二：关闭阀门30，并对瓶体10加热，使得改性剂稳定在设定温度；
步骤三：将被改性的吸附剂放入盖体20内的第二容纳空间21；
步骤四：将盖体20与瓶体10密封连接，然后，开启阀门30，使吸附剂流入第一容纳空间11与改性剂混合；
或者，使得改性剂流入第二容纳空间21与吸附剂混合；
步骤五：改性剂与吸附剂反应完成后，通过倒置或者正置瓶体10，使得吸附剂重新流回到盖体20内，关闭阀门30，完成吸附剂改性。
其中，改性剂优选地为单质碘。
步骤二中设定温度≥80℃。优选地，为80-120℃。
单质碘与吸附剂的质量比为0.1％-2.5％。
其中最优比例取决于吸附剂的工作环境，例如温度、吸附质、或吸附质的分压等。
优选地，单质碘升华后，瓶体10内的压力值为120-150KPa。
吸附剂为固态吸附剂。
本发明利用碘单质的升华特性，在特制的改性装置中，对固态吸附剂进行碘改性，赋予吸附剂一定的氧化性，从而改变其吸附特性。
吸附剂为粉末状或者颗粒状的固态吸附剂。
盖体20与瓶口之间通过螺纹方式或卡接方式连接。
盖体20与瓶口之间设置有密封圈。
步骤四中，改性剂和吸附剂混合反应过程中，不断晃动瓶体10或者盖体20，使得改性剂和吸附剂充分均匀接触和充分反应。
步骤四中，改性剂和吸附剂混合后，关闭球阀。
步骤一中，将改性剂放入盖体20内，先对瓶体10内的第一容纳空间11抽取真空后，再通过开启阀门30，使得改性剂流入瓶体10内。
改性方法还包括：
步骤六，利用抽真空装置50将瓶体10内的气态改性剂抽走。
本发明工艺简单，成本低廉，所用到的设备结构简单，易于加工。与此相比，本发明所用的碘单质改性方法在对单质汞的氧化方面有着更显著的优势，首先，由路易斯酸碱理论可知，碘单质对汞的氧化性本身就强于同一主族的氯或溴单质；其次，本发明采用的配方是碘单质，而不是碘的化合物，相当于100％的氧化剂，相比采用卤化物的配方有显著的优势。
总之，对一些固态吸附剂进行碘改性，可以赋予吸附剂氧化能力，能有效吸附一些还原性物质，尤其是对汞、铅、砷、镉等重金属单质，有很好的吸附效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种吸附剂改性装置，其特征在于，其包括：
瓶体和盖体；
所述盖体可拆卸地密封设置在所述瓶体的瓶口上；
所述瓶体内设置有第一容纳空间；
所述盖体上设置有第二容纳空间；
所述瓶体在靠近其瓶口处设置有瓶颈部；
瓶颈部内设置有连通瓶体第一容纳空间和盖体第二容纳空间的通道；
所述瓶颈部上设置有用于控制所述通道开启和关闭的阀门。
2.根据权利要求1所述的吸附剂改性装置，其特征在于，所述改性装置还包括用于对所述瓶体加热使得第一容纳空间温度升高的加热装置。
3.根据权利要求1所述的吸附剂改性装置，其特征在于，所述第一容纳空间内设置有温度传感器。
4.根据权利要求1所述的吸附剂改性装置，其特征在于，所述第一容纳空间的容积是所述第二容纳空间的容积的8-40倍。
5.根据权利要求2所述的吸附剂改性装置，其特征在于，所述加热装置包括设置在所述瓶体内底部的底部加热单元；
和/或，所述加热装置包括设置在所述瓶体内侧壁上的侧壁加热单元。
6.根据权利要求1所述的吸附剂改性装置，其特征在于，所述瓶体与抽真空装置连接，所述抽真空装置用于抽走所述第一容纳空间内的气体。
7.采用权利要求1-6任一项所述的吸附剂改性装置的吸附剂改性方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：
步骤一：将改性剂放入所述瓶体内的第一容纳空间；
步骤二：关闭阀门，并对瓶体加热，使得改性剂稳定在设定温度；
步骤三：将被改性的吸附剂放入所述盖体内的第二容纳空间；
步骤四：将盖体与瓶体密封连接，然后，开启阀门，使吸附剂流入第一容纳空间与所述改性剂混合；
或者，使得改性剂流入第二容纳空间与吸附剂混合；
步骤五：改性剂与所述吸附剂反应完成后，通过倒置或者正置所述瓶体，使得吸附剂重新流回到所述盖体内，关闭所述阀门，完成吸附剂改性。
8.根据权利要求7所述的吸附剂改性方法，其特征在于，所述改性剂为单质碘。
9.根据权利要求8所述的吸附剂改性方法，其特征在于，步骤二中所述设定温度≥80℃；所述单质碘与所述吸附剂的质量比为0.01％-2.5％。
10.根据权利要求7所述的吸附剂改性方法，其特征在于，所述吸附剂为粉末状或者颗粒状的固态吸附剂。
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