CN111686691A - 活性炭改性处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种活性炭改性处理系统，活性炭改性处理系统包括：反应器、抽真空装置、干燥装置，反应器包括：基座、反应器壳体、动力机构，反应器壳体的侧壁包括内侧壁和外侧壁，内侧壁内限定出用于容纳活性炭的容纳腔，内侧壁与外侧壁之间限定出用于容纳加热或冷却液体的流通腔，反应器壳体与基座枢转连接，动力机构适于驱动反应器壳体转动；抽真空装置通过抽真空管道与反应器的容纳腔连通，以对容纳腔抽真空；干燥装置与流通腔通过连接管组连接，以使流通腔内的换热介质循环流动到干燥装置内被加热或冷却。由此，将多个工序集成在一个设备上，减少了物料周转，损耗和劳力；采用真空工艺同时自动化程度提升避免了人工操作误差，产品性能提升。

Description

活性炭改性处理系统

技术领域

本发明涉及活性炭处理领域，尤其是涉及一种活性炭改性处理系统。

背景技术

吸附技术是室内空气净化除甲醛的主要方法之一，活性炭是吸附法中常用的一类吸附剂，具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附性能，因此被广泛应。在净化除甲醛过程中，吸附剂需要有选择性的吸附空气中的甲醛，但是活性炭的吸附作用没有选择性。因此我们需要对活性炭进行改性，以提高其对甲醛的吸附能力。利用特定性质或功能的溶液浸渍活性炭，能够使活性炭将目标物质选择性吸附，从而提高对空气的净化能力。

目前是通过浸渍在活性炭上附着化学物质对活性炭改性处理，但是目前使用的活性炭浸渍溶液化学物质的附着效率和污染物吸附量较低，生产出来的产品性能仍有较大的提升空间。

现有的活性炭改性处理工艺主要包括以下几个步骤：装载溶液、装载活性炭、浸渍负载、液固抽滤分离、离心脱水、烘干、混合。经过调研发现现有工艺存在若干不足：

1)负载周期长，生产效率低；

2)五个主要步骤需要使用配药箱，反应釜，泵，离心机，流化床等多种设备，占地面积大，噪音污染严重；

3)各设备之间相互独立，物料周转多个设备和工序，物料损失大；

4)劳动力成本高；

5)负载效果不理想，产品性能低；

6)空气污染大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种集成度高、减少物料周转的活性炭改性处理系统。

根据本发明实施例的活性炭改性处理系统，包括：反应器、抽真空装置、干燥装置，所述反应器包括：基座、反应器壳体、动力机构，所述反应器壳体的侧壁包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁内限定出用于容纳活性炭的容纳腔，所述内侧壁与所述外侧壁之间限定出用于容纳加热或冷却液体的流通腔，所述反应器壳体与所述基座枢转连接，所述动力机构适于驱动所述反应器壳体转动；所述抽真空装置通过抽真空管道与所述反应器的容纳腔连通，以对所述容纳腔抽真空；所述干燥装置与所述流通腔通过连接管组连接，以使流通腔内的换热介质循环流动到干燥装置内被加热或冷却。

由此，将多个工序集成在一个设备上，减少了物料周转，损耗和劳力；采用真空工艺同时自动化程度提升避免了人工操作误差，产品性能提升；工艺集成大大缩减了必须设备的数量，节省大量空间，设备采购，维护和管理费用。

在一些实施例中，所述反应器壳体通过位于一侧的第一旋转连接件与所述基座枢转连接，所述第一旋转连接件包括彼此固定的第一转轴和第一转轴座，所述第一转轴座与所述反应器壳体固定，所述第一转轴和所述第一转轴座均为中空结构，所述抽真空管道沿轴向穿过位于反应器壳体一侧的所述第一转轴的内孔和所述第一转轴座的内孔。

在一些实施例中，所述反应器还包括第一转接头，所述第一转接头在所述第一转轴的背离所述反应器壳体的一端与所述第一转轴连接，所述第一转轴固定于所述基座且可相对于所述第一转接头转动，所述抽真空管道穿过所述第一转接头的内孔并与所述第一转接头固定。

在一些实施例中，所述第一转轴的外壁设有与所述第一转轴转动配合的第一连接法兰，所述转接头的外壁设有第二连接法兰，所述第一连接法兰与所述第二连接法兰通过紧固件连接，所述第一转轴具有定位槽，所述转接头插入所述定位槽内且所述第一转轴可相对于所述转接头转动。

在一些实施例中，所述抽真空管道包括第一管道和第二管道以及连接两者的四通接头，所述第一管道设于所述第一转轴、所述第一转接头内，所述第二管道的一端与四通接头连接且另一端与所述抽真空装置连接，所述四通接头的两个接口分别设有压力表和温度表。

在一些实施例中，还包括：配液装置，所述配液装置包括计量泵和计量箱，所述计量箱用于储存配方溶液，所述计量泵用于驱动所述计量箱内的溶液输送至反应器，所述计量箱通过溶液输送管道与所述反应器的容纳腔连通，所述溶液输送管道穿过所述第一转接头、所述第一转轴的内孔、所述第一转轴座伸入到所述容纳腔内。

在一些实施例中，所述连接管组包括：加热送液支路、加热回液支路、冷却送液支路、冷却回液支路，所述加热送液支路与所述冷却送液支路通过送液汇流管路交汇到一起，所述加热回液支路与所述冷却回液支路通过回液汇流管路交汇到一体，所述加热送液支路与所述冷却送液支路通过三通控制阀与所述汇流管路连通，所述加热回液支路与所述冷却回液支路通过三通控制阀与回液汇流管路连通。

在一些实施例中，所述反应器壳体通过位于另一侧的第二旋转连接件与所述基座枢转连接，所述第二旋转连接件包括彼此固定的第二转轴和第二转轴座，所述第二转轴座与所述反应器壳体固定，所述第二转轴和所述第二转轴座均为中空结构，所述反应器还包括第二转接头，所述第二转接头在所述第二转轴的背离所述反应器壳体的一端与所述第二转轴连接，所述第二转轴固定于所述基座且可相对于所述第二转接头转动；

所述送液汇流管路与所述回液汇流管路均与所述第二转接头相连，且两者中的一个与所述第二转接头连通，另一个与伸入所述第二转接头内的连接管连通。

在一些实施例中，所述流通腔包括靠近所述内壳体设置的进液腔以及在所述进液腔的外侧与所述进液腔连通的回液腔，所述第二转轴座具有与所述进液腔相连通的进液口、与所述回液腔相连通的回液口、与所述回液口连通的回液内孔、与所述进液口连接的进液内孔，所述回液内孔用于与转轴的内孔、第二转接头的内孔连接，所述进液内孔与所述回液内孔被隔开件隔开，且所述进液腔通过所述隔开件与所述连接管相连通。

在一些实施例中，所述干燥装置包括：冷却部件、冷油箱、热油箱、加热部件、控制部件，所述加热部件用于对所述热油箱内的油液进行加热，所述控制部件分别与所述加热部件和所述冷却部件连接，以控制两者的启停，所述连接管组与所述冷油箱、所述热油箱连接。

在一些实施例中，所述加热部件为电加热装置，所述冷却部件为液氮冷却装置或包含压缩机的制冷装置。

在一些实施例中，包括：外壳体、内壳体，所述内壳体在所述外壳体的内侧与所述外壳体连接，所述内壳体内限定出用于容纳活性炭的容纳腔，所述内壳体与所述外壳体共同限定出用于容纳换热介质的流通腔，所述流通腔包括靠近所述内壳体设置的进液腔以及在所述进液腔的外侧与所述进液腔连通的回液腔。

在一些实施例中，所述进液腔的形状与所述内壳体的形状相一致，所述进液腔环绕所述内壳体设置。

在一些实施例中，所述反应器壳体为双锥形，所述进液腔包括筒形腔以及两个分别连接在所述筒形腔两端的截锥形腔。

在一些实施例中，所述回液腔呈线状延伸，所述回液腔在所述进液腔的外侧与所述进液腔的一部分相对。

在一些实施例中，所述内壳体和所述外壳体均环绕中心轴线设置的回转体，所述内壳体的在所述中心轴线方向相对设置的两端分别形成有进料口、出料口，所述反应器壳体的沿所述中心轴线方向的中部形成为旋转中心，所述旋转中心与所述中心轴线垂直，所述进液腔被构造成从靠近所述旋转中心的位置进液、从靠近所述进料口和出料口的位置向回液腔排液。

在一些实施例中，所述进液腔由所述内壳体一体形成，所述回液腔由所述外壳体一体形成。

在一些实施例中，所述进液腔具有进口和出口，所述进液腔内设有多个位于进口和出口之间的隔板。

在一些实施例中，还包括用于为所述反应器供料的原料储存舱，以及储存改性后的活性炭的活性炭储存舱。

根据本发明实施例的活性炭改性处理系统具有以下优点：

工艺上：由于采用了真空工艺产品性能的大幅提升，活性炭性能提升10％以上；由于对浸渍过程的关键参数(温度，溶液初始浓度，液固比)针对性的优化产品性能/活性炭吸附效率显著提升；由于利用负压导入溶液，装置密封，无粉尘溢出。

设备上：将多个工序集成在一个设备上，减少了物料周转，损耗和劳力；采用真空工艺同时自动化程度提升避免了人工操作误差，产品性能提升；工艺集成大大缩减了必须设备的数量，节省大量空间，设备采购，维护和管理费用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的活性炭改性处理系统的示意图。

图2是根据本发明另一个实施例的活性炭改性处理系统的示意图。

图3是根据本发明实施例的集成设备的示意图。

图4是根据本发明实施例集成设备的反应器的示意图；

图5是图3中A区域的局部放大示意图。

图6是图3中B区域的局部放大示意图。

图7是根据本发明实施例的干燥装置的主视示意图。

图8是根据本发明实施例的干燥装置的侧视示意图。

图9是根据本发明实施例的干燥装置的立体示意图。

附图标记：

原料储存仓100，

干燥装置200，

冷油箱210，第一出液口211，第一回液口212，压缩机221，

热油箱230，第二出液口231，第二回液口232，

控制部件240，支座250，第一出液管261，第一回液管262，第二出液管263，第二回液管264，

连接管组270，冷却送液支路271，冷却回液支路272，加热送液支路273，加热回液支路274，送液汇流管路275，回液汇流管路276，三通控制阀277，

反应器300，

反应器壳体301，基座302，轴承座3021，动力机构303，驱动电机3031，蜗轮减速器3032，带轮机构3033，链轮机构3034，

外壳体310，回液腔311，

内壳体320，进液腔321，进口321a，出口321b，进料口322，出料口323，隔板324，

第二旋转连接件330，第二转轴座331，进液口331a，回液口331b，回液内孔331c，进液内孔331d，隔开件331e，第二转轴332，第三连接法兰333，第四连接法兰334，

第一旋转连接件340，第一转轴座341，第一转轴342，第一连接法兰344，第二连接法兰343，

第一转接头350，第二转接头360，连接管370，

容纳腔a，流通腔b，中心轴线e，旋转中心f，溶液输送管道g，

抽真空装置400，真空机组410，缓冲罐420，过滤结构421，第一管道431，第二管道432，四通接头433，压力表434，温度表435；

配液装置500，计量泵510，计量箱520，移动车体530。

活性炭储存仓600。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的活性炭改性处理系统。

根据本发明实施例的活性炭改性处理系统包括：反应器、抽真空装置、干燥装置，反应器包括：基座、反应器壳体、动力机构，反应器壳体的侧壁包括内侧壁和外侧壁，内侧壁内限定出用于容纳活性炭的容纳腔，内侧壁与外侧壁之间限定出用于容纳加热或冷却液体的流通腔，反应器壳体与基座枢转连接，动力机构适于驱动反应器壳体转动；抽真空装置通过抽真空管道与反应器的容纳腔连通，以对容纳腔抽真空；干燥装置与流通腔通过连接管组270连接，以使流通腔内的换热介质循环流动到干燥装置内被加热或冷却。

由此，将多个工序集成在一个设备上，减少了物料周转，损耗和劳力；采用真空工艺同时自动化程度提升避免了人工操作误差，产品性能提升；工艺集成大大缩减了必须设备的数量，节省大量空间，设备采购，维护和管理费用。

通过设置抽真空装置，以使反应器壳体的容纳腔内产生负压，负压为浸渍配方溶液提供推动力，有利于溶液中的溶质在活性炭孔道内扩散，使得溶质更容易与活性炭上吸附位点结合，达到强化吸附的目的。

通过采用干燥装置，可以在反应器300的壳体中加热导热油，导热油可通过电加热的方式升温，通过干燥装置200内置换热器与冷却水换热制冷，吸收热量的冷却水由压缩机降温。在加热时导热油升温，通过热传导的方式将热量传递到反应器300内部，这样既可以在浸渍时帮助溶液加热，又可以在干燥阶段给活性炭加热。由于加热部分不与反应物直接接触，装置的寿命也更长。

活性炭改性系统还可以包括：配液装置500，配液装置500包括计量泵510和计量箱520，计量箱520用于储存配方溶液，计量泵510用于驱动计量箱内的溶液输送至反应器，计量箱520通过溶液输送管道与反应器300的容纳腔连通，所述溶液输送管道穿过所述第一转接头350、所述第一转轴342的内孔、所述第一转轴座伸入到所述容纳腔内。

活性炭改性系统还可以包括用于为所述反应器供料的原料储存舱，以及储存改性后的活性炭的活性炭储存舱。

下面参照图2、3、4、6描述反应器与抽真空装置400、配液装置500的连接方式。

如图2所示，抽真空装置400包括真空机组410以及缓冲罐420，缓冲罐420连接在真空机组410和反应器300之间，缓冲罐420的出气口设有过滤结构421。换言之，集成设备由抽真空装置400和反应器300两部分构成，两部分之间由金属管道连接，缓冲罐420使得真空机构能够对反应器300更稳定的抽真空，且有利于容纳腔的抽真空后的保压，过滤结构421可以是滤网，能够防止活性炭粉尘进入抽真空装置400。

进一步地，真空机组410包括压力传感器(图中未示出)，压力传感器用于在检测到真空机组410的进气口压力达到预设值时发出保压信号。由于活性炭改性生产过程中，需要在将活性炭放入反应器300后、供给配方溶液前，对反应器壳体301的容纳腔抽真空并保压预设时间，因此，压力传感器的设置能够实现抽真空的自动控制，当容纳腔内的压力达到预设值的真空度时，压力传感器发出保压信号，真空机组410实时监测容纳腔内的真空度并使真空度保持在预设范围内，由此实现了实时稳定保压。

如图2所示，抽真空装置400通过抽真空管道与容纳腔连通，反应器壳体301通过位于两侧的第一旋转连接件340与基座302枢转连接，第一旋转连接件340包括彼此固定的第一转轴342和第一转轴342座341，第一转轴342座341与反应器壳体301固定，第一转轴342和第一转轴342座341均为中空结构，抽真空管道沿轴向穿过位于反应器壳体301一侧的第一转轴342的内孔和第一转轴342座341的内孔。具体地，反应器300通过能够承重的第一转轴342与基座302相连并使反应器壳体301悬空，以便反应器壳体301转动。由此，抽真空的管道穿过第一转轴342等第一旋转连接件340，以对容纳腔进行抽真空。这样设置第一转轴342与反应器壳体301的转动不会带动抽真空管道一起转动，使抽真空与反应器壳体301转动能够兼顾、互不干涉。

进一步地，还包括第一转接头350，第一转接头350在第一转轴342的背离反应器壳体301的一端与第一转轴342连接，第一转轴342固定于基座302且可相对于第一转接头350转动，抽真空管道穿过第一转接头350的内孔并与第一转接头350固定。

这样，抽真空管道依次穿过第一转接头350的内孔、第一转轴342的内孔连接到容纳腔内，第一转接头350与抽真空管道相对于基座302固定不动，第一转轴342与第一转接头350在轴向上被定位，但第一转轴342可以相对于第一转接头350转动。

在一些实施例中，第一转轴342的外壁设有与第一转轴342转动配合的第一连接法兰344，第一转接头350的外壁设有第二连接法兰343，第一连接法兰344与第二连接法兰343通过紧固件连接，第一转轴342具有定位槽，第一转接头350插入定位槽内且第一转轴342可相对于第一转接头350转动。

具体地，第一连接法兰344外套在第一转轴342外壁的环形槽内以在轴向上被定位，同时还使第一转轴342能够在第一连接法兰344的内孔中转动，第一连接法兰344与焊接在第一转接头350外壁的第二连接法兰343通过螺栓连接，第一转接头350的端面与第一转轴342的端面之间还可以设有密封圈。

由此，通过以上方式实现第一转轴342与第一转接头350在轴向上被定位、同时又不对反应器壳体301的转动形成约束，结构紧凑、布置合理。

如图1所示，抽真空管道包括第一管道431和第二管道432以及连接两者的四通接头433，第一管道431设于第一转轴342、第一转接头350内，第二管道432的一端与四通接头433连接且另一端与抽真空装置400连接，四通接头433的两个接口分别设有压力表434和温度表435。通过直接在抽真空管道上设置压力表434和温度表435，以通过对抽真空管道的压力和温度检测来间接测得容纳腔内的温度，避免了额外设置管路，而且提高了压力表434和温度表435的使用寿命。

当然，温度表435和压力表434也可以部设置在上述抽真空管路上，也可以从容纳腔内单独引出管路以对容纳腔内的温度和真空度进行监测。

此外，四通接头433与抽真空装置400之间的抽真空管道还设有控制阀门。由此，根据是否需要抽真空以及是否需要保压，合理的改变控制阀门的开闭状态，以使抽真空装置400能够抽真空。

在一些实施例中，如图2所示，配液装置500包括计量泵510和计量箱520，计量箱520用于储存配方溶液，计量泵510用于驱动计量箱520内的溶液输送至反应器300，计量箱520通过溶液输送管道与反应器的容纳腔a连通，溶液输送管道穿过第一转接头350、第一转轴342的内孔、第一转轴座341伸入到容纳腔a内。

下面参照图2、5、7描述干燥装置200与反应器壳体301的连接方式。

如图2所示，干燥装置200与流通腔b通过连接管组270连接。参见图2所示，连接管组270包括：加热送液支路273、加热回液支路274、冷却送液支路271、冷却回液支路272，加热送液支路273与冷却送液支路271通过送液汇流管路275交汇到一起，加热回液支路274与冷却回液支路272通过回液汇流管路276交汇到一体。由此，通过采用汇流管路，连接反应器300的管路做了简化，只需设置两个接口分别与送液汇流管路275、回液汇流管路276连接即可，使集成设备结构更简单、布置更紧凑。

在图2所示的具体实施例中，加热送液支路273与冷却送液支路271通过三通控制阀277与送液汇流管路275连通，加热回液支路274与冷却回液支路272通过三通控制阀277与回液汇流管路276连通。换言之，其中一个三通控制阀277的三个接口分别与加热回液支路274、冷却回液支路272、回液汇流管路276连接；同理，另一个三通控制阀277的三个接口分别与加热送液支路273、冷却送液支路271、送液汇流管路275连接。

如图2和图3所示，送液汇流管路275与回液汇流管路276均与第二转接头360相连，且两者中的一个与第二转接头360连通，另一个与伸入第二转接头360内的连接管370连通。由此，通过设置汇流接头进一步简化了送液以及回液管路，从干燥装置200的油箱内流出的油液经过连接管370进入到反应器壳体301的流通腔b内，从流通腔b流出的油液经第二转接口与连接管370之间的间隙流回干燥装置200的油箱内。

在图5所示的具体示例中，反应器壳体301通过第二转轴332与基座302枢转连接，第二转轴332具有与第二转接头360连通的内孔，第二转轴332与基座302的轴承座3021枢转配合。这样，油液经过第二转接头360、第二转轴332进入流通腔b。避免了设置复杂的管路所带来的布置繁琐问题，直接借助第二转接头360、第二转轴332引入、排出油液，使集成设备整体的布置更紧凑、合理且成本更低。

进一步地，第二转轴332的端部具有定位槽，第二转接头360插入定位槽且两者之间设有密封件，第二转轴332与第二转接头360通过固定于第二转接头360的第三连接法兰333、套设在第二转轴332外的第四连接法兰334固定。

具体地，第三连接法兰333外套在第二转轴332外壁的环形槽内以在轴向上被定位，同时还使第二转轴332能够在第三连接法兰333的内孔中转动，第三连接法兰333与焊接在第二转接头360外壁的第四连接法兰334通过螺栓连接，第二转接头360的端面与第二转轴332的端面之间还可以设有密封圈。由此，通过以上方式实现第一转轴与第一转接头在轴向上被定位、同时又不对反应器壳体301的转动形成约束，结构紧凑、布置合理。

如图5所示，第二转轴座331安装在反应器壳体301的侧壁中部，第二转轴座331具有隔开件331e以及被隔板分隔开的进口321a和出口321b，连接管370伸入第二转轴座331内以通过隔开件331e与出口321b连通，进口321a与第二转轴332的内孔连通。其中，连接管组270也可以称之为外部的过液通道，由此，外部的过液管道经第二转轴座331的进液内孔331d、进液口331a从中部进入进液腔321内，并且沿周向以及两端流动，经过进液腔321的出口321b进入回液腔311内，最终经过从回液口331b流向回液内孔331c，最终经外部的过液管道排出。

干燥装置200还可以包括液氮冷却装置，这样在烘干完成后无需用冷却导热油，直接用液氮对双锥反应器内的物料进行降温，可进一步缩短干燥时间，节省能量。

干燥阶段蒸发的水蒸气可能会带出部分溶液产生污染。抽真空装置后面可以连接废气处理装置，使用冷凝罐或其他装置对干燥阶段产生的水蒸气进行收集集中处理，减少废气排放。

下面参照图3-6进一步描述反应器壳体301。

反应器壳体301包括：外壳体310、内壳体320。如图3所示，内壳体320在外壳体310的内侧与外壳体310连接，内壳体320内限定出用于容纳活性炭的容纳腔a，内壳体320与外壳体310共同限定出用于容纳换热介质的流通腔b，流通腔b包括靠近内壳体320设置的进液腔321以及在进液腔321的外侧与进液腔321连通的回液腔311。

也就是说，容纳腔a内可盛放活性炭，活性炭容纳腔a内壳被配方容易浸渍进而被改性处理，以使活性炭能够附着浸渍溶液，进而具有更好的吸附性能。换热介质(如液体)从外部的干燥装置200内流向进液腔321，与内壳体320充分换热后流向回液腔311，并从回液腔311回流到外部的干燥装置200，由此循环流动以实现持续换热。当然，流通腔b内的换热介质为温度较高的液体时，可以用于对容纳腔a进行加热，反之，流通腔b内的换热介质为温度较低的液体时，可以用于对容纳腔a进行降温。

需要说明的是，流通腔b可以一部分由外壳限定出且另一部分由内壳体320限定出，也可以是流通腔b位于内壳体320和外壳体310之间。进液腔321与回液腔311可以在远离容纳腔a的径向方向依次分布。

由此，通过直接使流通腔b形成在外壳体310和/或内壳体320，并且使进液腔321靠近内壳体320设置，以使换热介质能够直接与内壳体320接触，避免了盘管式换热器的能量损耗较大的问题，实现了热量或冷量的充分利用。

在一些实施例中，进液腔321的形状与内壳体320的形状相一致，进液腔321环绕内壳体320设置。具体地，反应器壳体301为双锥形，进液腔321包括筒形腔以及两个分别连接在筒形腔两端的截锥形腔。由此，进液腔321形成环形的加热结构，热量散失更少，且能够对容纳腔a内的活性炭加热更均匀。

在一些实施例中，回液腔311呈线状延伸，回液腔311在进液腔321的外侧与进液腔321的一部分相对。由此，回液腔311占据的空间较小，不仅节约了空间，而且减少了回油腔与进液腔321的热交换，使热量或冷量能够集中用于加热或冷却容纳腔a。

如图4所示，内壳体320和外壳体310均环绕中心轴线e设置的回转体，内壳体320的在中心轴线e方向相对设置的两端分别形成有进料口322、出料口323，反应器壳体301的沿中心轴线e方向的中部形成为旋转中心f，旋转中心f与中心轴线e垂直，进液腔321被构造成从靠近旋转中心f的位置进液、从靠近进料口322和出料口323的位置向回液腔311排液。

由此，在保证反应器壳体301旋转以使容纳腔a内的活性炭被浸渍的更加充分的前提下，使进液腔321能够更靠近旋转中心f，从而能够使进液结构不受反应器300转动影响，兼顾了流通腔b的换热介质的循环与反应器壳体301的旋转。

如图5所示，还包括第二旋转连接件330，第二旋转连接件330与外壳体310和内壳体320中的至少一个连接，第二旋转连接件330适于插入进液腔321和回液腔311内以独立地与两者连通。

具体地，第二旋转连接件330至少包括：安装在反应器壳体301的侧壁中部的第二转轴座331，第二转轴座331的中心形成为旋转中心f，第二转轴座331穿过外壳体310并依次伸入回液腔311、进液腔321内，第二转轴座331具有与进液腔321相连通的进液口331a、与回液腔311相连通的回液口331b。

这样，换热介质经过第二旋转连接件330进入进液腔321或者从回液腔311流向第二转轴座331。避免了设置复杂的管路所带来的布置繁琐问题，直接借助第二旋转连接件330引入、排出换热介质，使反应器壳体301整体的布置更紧凑、合理且成本更低。

进一步地，第二转轴座331具有与回液口331b连通的回液内孔331c、与进液口331a连接的进液内孔331d，回液内孔331c用于与外部的过液管道连接，进液内孔331d与回液内孔331c被隔开件331e隔开，且进液腔321通过隔开件331e用于连接外部进液管路。其中，外部的过液管道、外部的过液管道可以形成在用于连接反应器壳体301与基座302的第二转轴332内，第二转轴332与第二转轴座331固定连接，以在第二转轴332被驱动转动时能够带动反应器壳体301一起翻转。由此，外部的过液管道经第二转轴座331的进液内孔331d、进液口331a从中部进入进液腔321内，并且沿周向以及两端流动，经过进液腔321的出口321b进入回液腔311内，最终经过从回液口331b流向回液内孔331c，最终经外部的过液管道排出。

如图3所示，进液腔321由内壳体320一体形成，回液腔311由外壳体310一体形成。也就是说，在内壳体320内直接加工进液腔321，在回液腔311内直接加工回液腔311，这样，只需在内壳体320、外壳体310的某一对应位置设置连通口就能使进液腔321与回液腔311连通。由此更方便加工生产。

可选地，进液腔321具有进口321a和出口321b，进液腔321内设有多个位于进口321a和出口321b之间的隔板324，参见图3所示。具体地，隔板324上可以设置通孔以使进液腔321内的液体能够从进口321a流向出口321b，进而流向回液腔311，当然，隔板324可以是非环形的板，隔板324的数量可以设置多个，换热介质从隔板324之间的间隙流过，以从进口321a流向出口321b。由此，通过设置隔板324避免了有进口321a进入的液体在反应器壳体301翻转过程中直接流向出口321b，这样就使换热介质在进液腔321内能够与内壳体320充分换热，使活性炭的受热或受冷更均匀。

下面参考图7-图9进一步描述干燥装置。如图7所示，处理活性炭的干燥装置200包括：冷油箱210、冷却部件(图中未示出)、热油箱230、电加热部件(图中未示出)、控制部件240。

冷油箱210具有第一出液口211和第一回液口，冷却部件包括依次首尾连接组成内部冷却循环回路的压缩机221、蒸发器、节流件以及冷凝器，蒸发器环绕冷油箱210设置以对冷油箱210内的液体进行降温。热油箱230具有第二出液口和第二回液口232，电加热部件用于对热油箱230内的液体进行加热，控制部件240与电加热部件和冷却部件连接，以控制两者交替工作。

也就是说，冷却部件的压缩机221、蒸发器、节流件以及冷凝器共同构成冷却系统，形成一个冷却循环回路，蒸发器对冷油箱210内的液体进行降温，电加热部件可以是设于热油箱230内的电加热丝，这样需要加热时接通电加热丝即可。

由此，采用冷油箱210和热油箱230两个油箱分别对反应器进行冷却和加热，使冷却、加热能够无间隙切换，无需缓冲，响应更灵敏，加热效率和冷却效率都更高。

结合图7、9所示，干燥装置200还包括支座250，热油箱230、冷却部件、电加热部件、冷油箱210均设置在支座250内，热油箱230设置在压缩机221上方。具体地，支座250可以是一个框架，在一些实施例中，支座250为框架，框架的侧部敞开且顶部和底部封闭，压缩机221、热油箱230、冷油箱210均固定于框架的底壁，控制面板连接在框架的侧部。

当然，本发明并不限于此，支座250也可以是一个封闭的柜体，用于集成固定前述提到的热油箱230、冷油箱210、电加热部件、冷却部件。由此，整个干燥装置200的结构更紧凑、集成度更高。

如图7所示，干燥装置200还包括连接管路，连接管路包括：分别与第一出液口211、第二出液口、第一回液口、第二回液口232对应连接的第一出液管261、第二出液管263、第一回液管262、第二回液管264，第一出液管261、第二出液管263、第一回液管262、第二回液管264的一部分位于支座250内，且另一部分伸出支座250外。由此，当反应器需要制冷时，控制冷却部件工作以对冷油箱210进行制冷，冷油箱210内的油液经第一出液口211流向反应器内相应的腔室，冷量交换后的液体经第一回液口流回冷油箱210内。当反应器需要制热时，控制电加热部件对热油箱230进行加热，热油箱230内的油液经第二出液口流向反应器内相应的腔室，热量交换后的液体经第二回液口232流回热油箱230内。

进一步地，第一出液管261、第一回液管262分别用于与外部的相应冷却管路连接，第二出液管263、第二回液管264分别用于与外部的加热管路连接，第一出液管261和第二回液管264朝向支座250的一侧伸出；第一回液管262、第二出液管263朝向支座250的另一侧伸出。由此，更方便管路的布置和快速识别，且出液管以及回液管均伸出箱体外，更方便与外部加热管理、外部冷却管路的连接。

此外，还可以对出液管、回液管的高度差异化处理，第二出液管263、第二回液管264的伸出高度高于第一出液管261、第一回液管262。

第一出液管261、第一回液管262均自冷油箱210的中部伸入冷油箱210内，第二出液管263、第二回液管264均与热油箱230的顶部伸入热油箱230内。由于加热后的热油箱230内会存在气态的油，第二出液管263、第二回液管264的位置靠上设置，能够使热油箱230内的油被充分循环使用。而冷油箱210内的冷油被冷却后更容易沉积在冷油箱210的中下部，因此将第一出液管261、第一回液管262设置在中部，也使冷油箱210内的油液被充分使用。

为了使管路排布更紧凑、合理，可以采用以下设置：第一出液管261、第一回液管262、第二出液管263、第二回液管264伸出支座250外的部分均包括竖直段以及至少一个水平段。

考虑到需要合理切换加热、冷却功能，第一出液管261、第一回液管262、第二出液管263、第二回液管264的端部设有控制管路开闭的阀门，阀门的端部形成有连接接头。由此，当需要对反应器进行加热时，控制第一出液管261的阀门、第一回液管262关闭，控制第二出液管263、第二回液管264开启，就能实现冷却油液在冷油箱210以及反应器的流通腔之间循环；同理，当需要对反应器进行冷却时，控制第一出液管261的阀门、第一回液管262开启，控制第二出液管263、第二回液管264关闭，就能实现热油液在冷油箱210以及反应器的流通腔之间循环。

实际制造过程中，制造活性炭的装置可以包括抽真空装置、干燥装置和反应器，各部分之间由管道连接，抽真空装置可以包括真空泵，反应器可以是双锥反应器，双锥反应器为盛放活性炭以及对活性炭进行浸渍的装置。

活性炭的具体制造方法如下：

1)将一定量的原活性炭加入双锥反应器后抽真空，达到预设压力后维持双锥反应器内压力稳定30min-60min；

2)利用导管将装有配液装置与双锥反应器盖子上的阀门相连，开启阀门，利用负压将溶液导入双锥反应器后关闭阀门，浸渍时抽真空装置和干燥装置可用来调节反应器内的温度压力。设置双锥反应器转动方式，转速为10-12rpm，每15-17分钟转动45-47秒；

3)浸渍完成后将反应器调整到合适位置，打开盖子上的阀门使废液流出。废液排出后转动双锥反应器，利用离心力甩干使堆积的活性炭缝隙之间聚集的水分进一步排出，废液排尽后关闭阀门；

4)设置加热温度，利用干燥装置对反应器内部进行加热使残留的水分蒸发。同时设置双锥反应器的转动方式为每正向转动45-47秒停3-5秒后反向转动相同时间，是反应器内各处受热均匀。双锥反应器内温度升至90-100℃后开启真空泵抽出反应器内的水蒸气，同时打开反应器与外界联通的阀门换气，此时由于反应器内压力低于大气压，水的沸点降低，反应器内温度恒定在75-85℃，更安全。烘干完成后利用加热/冷却装置降低反应器内的温度，温度到达40-45℃后出料即得到成品活性炭；

5)打开双锥反应器的盖子，取少量成品活性炭测量其填充密度，计算其质量。按固定质量比取030活性炭放入反应器内，关上盖子密封好装置后设置双锥反应器的转动方式为每正向转动45-47秒停3-5秒后反向转动相同时间，共10-15min。混合完成后即可出料。

实际应用中，使用一体化设备制造的活性炭成品的平均FCADR(甲醛洁净空气量)值为75.3。与同时间段内从车间生产的成品相比性能(FCADR值)提升12.2％。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种活性炭改性处理系统，其特征在于，包括：

反应器，所述反应器包括：基座、反应器壳体、动力机构，所述反应器壳体的侧壁包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁内限定出用于容纳活性炭的容纳腔，所述内侧壁与所述外侧壁之间限定出用于容纳加热或冷却液体的流通腔，所述反应器壳体与所述基座枢转连接，所述动力机构适于驱动所述反应器壳体转动；

抽真空装置，所述抽真空装置通过抽真空管道与所述反应器的容纳腔连通，以对所述容纳腔抽真空；

干燥装置，所述干燥装置与所述流通腔通过连接管组连接，以使流通腔内的换热介质循环流动到干燥装置内被加热或冷却。

2.根据权利要求1所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述反应器壳体通过位于一侧的第一旋转连接件与所述基座枢转连接，所述第一旋转连接件包括彼此固定的第一转轴和第一转轴座，所述第一转轴座与所述反应器壳体固定，所述第一转轴和所述第一转轴座均为中空结构，所述抽真空管道沿轴向穿过位于反应器壳体一侧的所述第一转轴的内孔和所述第一转轴座的内孔。

3.根据权利要求2所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，

所述反应器还包括第一转接头，所述第一转接头在所述第一转轴的背离所述反应器壳体的一端与所述第一转轴连接，所述第一转轴固定于所述基座且可相对于所述第一转接头转动，所述抽真空管道穿过所述第一转接头的内孔并与所述第一转接头固定。

4.根据权利要求3所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述第一转轴的外壁设有与所述第一转轴转动配合的第一连接法兰，所述转接头的外壁设有第二连接法兰，所述第一连接法兰与所述第二连接法兰通过紧固件连接，所述第一转轴具有定位槽，所述转接头插入所述定位槽内且所述第一转轴可相对于所述转接头转动。

5.根据权利要求3所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述抽真空管道包括第一管道和第二管道以及连接两者的四通接头，所述第一管道设于所述第一转轴、所述第一转接头内，所述第二管道的一端与四通接头连接且另一端与所述抽真空装置连接，所述四通接头的两个接口分别设有压力表和温度表。

6.根据权利要求3所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，还包括：

配液装置，所述配液装置包括计量泵和计量箱，所述计量箱用于储存配方溶液，所述计量泵用于驱动所述计量箱内的溶液输送至反应器，所述计量箱通过溶液输送管道与所述反应器的容纳腔连通，所述溶液输送管道穿过所述第一转接头、所述第一转轴的内孔、所述第一转轴座伸入到所述容纳腔内。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述连接管组包括：加热送液支路、加热回液支路、冷却送液支路、冷却回液支路，所述加热送液支路与所述冷却送液支路通过送液汇流管路交汇到一起，所述加热回液支路与所述冷却回液支路通过回液汇流管路交汇到一体，所述加热送液支路与所述冷却送液支路通过三通控制阀与所述汇流管路连通，所述加热回液支路与所述冷却回液支路通过三通控制阀与回液汇流管路连通。

8.根据权利要求7所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述反应器壳体通过位于另一侧的第二旋转连接件与所述基座枢转连接，所述第二旋转连接件包括彼此固定的第二转轴和第二转轴座，所述第二转轴座与所述反应器壳体固定，所述第二转轴和所述第二转轴座均为中空结构，所述反应器还包括第二转接头，所述第二转接头在所述第二转轴的背离所述反应器壳体的一端与所述第二转轴连接，所述第二转轴固定于所述基座且可相对于所述第二转接头转动；

所述送液汇流管路与所述回液汇流管路均与所述第二转接头相连，且两者中的一个与所述第二转接头连通，另一个与伸入所述第二转接头内的连接管连通。

9.根据权利要求8所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述流通腔包括靠近所述反应器壳体的内侧壁设置的进液腔以及在所述进液腔的外侧与所述进液腔连通的回液腔，所述第二转轴座具有与所述进液腔相连通的进液口、与所述回液腔相连通的回液口、与所述回液口连通的回液内孔、与所述进液口连接的进液内孔，所述回液内孔用于与转轴的内孔、第二转接头的内孔连接，所述进液内孔与所述回液内孔被隔开件隔开，且所述进液腔通过所述隔开件与所述连接管相连通。

10.根据权利要求7所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述干燥装置包括：冷却部件、冷油箱、热油箱、加热部件、控制部件，所述加热部件用于对所述热油箱内的油液进行加热，所述控制部件分别与所述加热部件和所述冷却部件连接，以控制两者的启停，所述连接管组与所述冷油箱、所述热油箱连接。

11.根据权利要求7所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述加热部件为电加热装置，所述冷却部件为液氮冷却装置或包含压缩机的制冷装置。

12.根据权利要求1-6中任一项所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述反应器壳体包括：

外壳体；

内壳体，所述内壳体在所述外壳体的内侧与所述外壳体连接，所述内壳体内限定出用于容纳活性炭的容纳腔，所述内壳体与所述外壳体共同限定出用于容纳换热介质的流通腔，所述流通腔包括靠近所述内壳体设置的进液腔以及在所述进液腔的外侧与所述进液腔连通的回液腔。

13.根据权利要求12所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述进液腔的形状与所述内壳体的形状相一致，所述进液腔环绕所述内壳体设置。

14.根据权利要求12所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述反应器壳体为双锥形，所述进液腔包括筒形腔以及两个分别连接在所述筒形腔两端的截锥形腔。

15.根据权利要求12所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述回液腔呈线状延伸，所述回液腔在所述进液腔的外侧与所述进液腔的一部分相对。

16.根据权利要求12所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述内壳体和所述外壳体均环绕中心轴线设置的回转体，所述内壳体的在所述中心轴线方向相对设置的两端分别形成有进料口、出料口，所述反应器壳体的沿所述中心轴线方向的中部形成为旋转中心，所述旋转中心与所述中心轴线垂直，所述进液腔被构造成从靠近所述旋转中心的位置进液、从靠近所述进料口和出料口的位置向回液腔排液。

17.根据权利要求12所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述进液腔由所述内壳体一体形成，所述回液腔由所述外壳体一体形成。

18.根据权利要求12所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，所述进液腔具有进口和出口，所述进液腔内设有多个位于进口和出口之间的隔板。

19.根据权利要求1-6中任一项所述的活性炭改性处理系统，其特征在于，还包括用于为所述反应器供料的原料储存舱，以及储存改性后的活性炭的活性炭储存舱。

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