CN113428860A - 一种高效吸附活性炭的制备设备及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于活性炭制备技术领域，具体的说是一种高效吸附活性炭的制备设备及制备方法，包括控制器、壳体、进料盒、收集箱和挤压机构；所述壳体的上部连通着进料盒，壳体的一侧连通着收集箱；所述挤压机构包括一号电动推杆、挤压板、二号电动推杆、塑形板、塑形孔、伺服电机和切割板；所述壳体的顶部固连着一号电动推杆，所述一号电动推杆的活塞杆贯穿至壳体的内部；本发明通过设置挤压机构，通过调节伺服电机的转速不同则柱状颗粒的长度随之变化，调节不同的塑形孔至挤压板的下方，使得活性炭颗粒的直径不同，从而满足不同规格的活性炭的生产需求。

Description

一种高效吸附活性炭的制备设备及制备方法
技术领域
本发明属于活性炭制备技术领域，具体的说是一种高效吸附活性炭的制备设备及制备方法。
背景技术
活性炭是一种经特殊处理的炭，将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热，以减少非碳成分(此过程称为炭化)，然后与气体反应，表面被侵蚀，产生微孔发达的结构(此过程称为活化)。由于活化的过程是一个微观过程，即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀，所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2～50nm之间，即使是少量的活性炭，也有巨大的表面积，每克活性炭的表面积为500～1500m2，使得活性炭具有较好的吸附性。
如申请号：CN202010638788.4一项中国专利公开了一种活性炭制备设备，该活性炭制备设备包括底座、驱动单元与制备装置，底座上表面设置有驱动单元和制备装置，驱动单元位于制备装置正上方。该技术方案中生产不同规格的活性炭颗粒时，需要更换不同的设备或不同的模具来进行挤压成型，浪费人力和生产时间，提高生产成本。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种高效吸附活性炭的制备设备及制备方法,解决在生产不同规格的活性炭时，通常需要更换不同的设备或不同的模具来进行挤压成型，浪费人力和生产时间，提高生产成本的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高效吸附活性炭的制备设备，包括控制器、壳体、进料盒、收集箱和挤压机构；所述壳体的上部连通着进料盒，壳体的一侧连通着收集箱；所述挤压机构包括一号电动推杆、挤压板、二号电动推杆、塑形板、塑形孔、伺服电机和切割板；所述壳体的顶部固连着一号电动推杆，所述一号电动推杆的活塞杆贯穿至壳体的内部，且一号电动推杆的活塞杆上固连着挤压板；所述二号电动推杆固连在收集箱的顶部，所述二号电动推杆的活塞杆贯穿壳体至壳体的内部，且二号电动推杆的活塞杆上固连着塑形板；所述塑形板位于挤压板的下方，所述塑形板上开设着至少两组直径不同的塑形孔；所述壳体的內底壁上固连着伺服电机；所述伺服电机的输出轴上固连着切割板；所述切割板与塑形板的底部接触；
现有技术中，在不同的使用场合下，通常需要使用不同规格的活性炭，以满足使用需求，但是在生产不同规格的活性炭时，通常需要更换不同的设备或不同的模具来进行挤压成型，浪费人力和生产时间，提高生产成本；
据此本发明通过设置挤压机构；将搅拌并碳化处理后形成的膏状的活性炭通过进料盒放入壳体内，根据生产需求，通过控制器控制二号电动推杆工作，使得二号电动推杆的活塞杆带动塑形板调节合适的塑形孔至挤压板的下方，通过控制器控制一号电动推杆的活塞杆向下移动，使得挤压板向塑形板处进行挤压，使得挤压板将膏状的活性炭在塑形板上挤压，使得膏状的活性炭呈条状从塑形孔内被挤出，根据生产需求，通过控制器调节伺服电机的转速，使得伺服电机的输出轴带动切割板转动，将条状的活性炭切割成柱状颗粒，切割完成后的柱状颗粒掉落至收集箱内进行收集，通过调节伺服电机的转速不同则柱状颗粒的长度随之变化，调节不同的塑形孔至挤压板的下方，使得活性炭颗粒的直径不同，从而满足不同规格的活性炭的生产需求，无需更换设备和模具，节约人力和生产时间，节约生产成本。
优选的，所述壳体内部开设有挤压腔，所述挤压腔与挤压板相适配，所述挤压腔位于塑形板的上方，所述挤压腔与进料盒之间通过斜坡过渡；所述塑形板远离二号电动推杆位置处为实体板；工作时，通过控制器控制二号电动推杆，调节塑形板的实体板处至挤压腔的下方，壳体内部的膏状活性炭经过斜坡进入到挤压腔内，然后再通过控制器控制一号电动推杆带动挤压板对挤压腔内的膏状活性炭进行预压，使得挤压腔内的膏状活性炭被挤压成密度均匀的立方体，然后再根据生产需求调节塑形孔至挤压腔的下方进行生产，从而防止膏状活性炭在塑形板上的分布不均匀，导致受到挤压后，从塑形孔内挤出的条状活性炭的密度不均匀，致使活性炭颗粒不满足生产需求，浪费生产成本；从而提高活性炭生产的质量。
优选的，所述挤压板靠近进料盒的一侧开设有伸缩槽；所述伸缩槽内滑动连接有伸缩杆；所述伸缩杆靠近斜坡的一端设有斜面，且斜面与斜坡倾斜角度相同；所述伸缩杆与伸缩槽的内壁之间固连有弹簧；工作时，当一号电动推杆带动挤压板向下移动时，在伸缩槽内弹簧的弹力作用下，使得伸缩杆的斜面沿着斜坡滑动，从而将斜坡上粘附的膏状活性炭进行刮动，使得膏状的活性炭能够顺利的进入到挤压腔内，防止膏状的活性炭在斜坡上凝固粘结和堆积，导致膏状的活性炭难以进入到挤压腔内，影响设备的运行；从而提高设备运行的稳定性，节约设备的养护成本。
优选的，所述壳体内部嵌设有刷板；所述刷板位于塑形板的上方；工作时，当塑形板移动时，刷板上的刷毛与塑形板接触，通过刷板上的刷毛对塑形孔内残留的活性炭残渣进行刷动，使得活性炭残渣从塑形孔内脱落，防止活性炭残渣在塑形孔内凝固粘结和堆积，致使塑形孔内形状和尺寸被活性炭残渣改变，影响生产活性炭颗粒的规格；从而提高活性炭生产的质量。
优选的，所述切割板上开设有一组切割孔，所述切割孔的直径大于塑形孔的直径，所述切割孔的分布位置与塑形孔的分布位置相对应；工作时，切割孔的开口处为斜面，使切割孔与塑形孔对应的位置形成刃角，对膏状活性炭进行挤压时，通过伺服电机控制切割板转动，调节切割孔至与塑形孔对应位置处，使得膏状活性炭被挤压时依次穿过塑形孔和切割孔，根据生产需求，当膏状活性炭从塑形孔内挤压出一定的长度时，再次控制切割板转动，使得多个塑形孔内膏状的活性炭同时被切割孔的刃角切割，从而使得生产出来的活性炭颗粒长度更加均匀，进而提高活性炭生产的质量，节约活性炭生产成本。
本发明所述的一种高效吸附活性炭的制备方法，该方法包括以下步骤：
S1：原料加工：将硬阔叶材、软阔叶材按5：3配料制成原料屑并铺层，层厚为3～5cm，并通过热风干燥；其中，热风的温度为38～42℃，干燥时间36～48小时；
S2：原料搅拌：以氯化锌溶液作为活化剂与干燥后的原料屑混合，并利用搅拌机搅拌形成初料；其中，氯化锌溶液的波美度为50～53°Bé/60℃，pH值为2.0～2.5；搅拌时间为20～30分钟；氯化锌溶液与原料屑的混合比例为4.5～5.5：1；
S3：碳化处理：将初料炭化，炭化温度为120～200℃；继续升温活化，活化温度为520～550℃，且活化时升温为匀速升温，升温速度为10℃/分钟，制得活性炭初样，加入工业盐酸，并通过过滤萃取装置将活性炭初样中的氯化锌分离出，得到膏状的活性炭；
S4：挤压成型：将膏状的活性炭通过进料盒放入壳体内，通过控制器控制挤压板向塑形板处进行挤压，使得膏状的活性炭呈条状从塑形孔内被挤出，然后通过控制器控制切割板将条状的活性炭进行切割柱状颗粒，冷风风干后即可得所需的活性炭。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种高效吸附活性炭的制备设备及制备方法，通过设置挤压机构，通过调节伺服电机的转速不同则柱状颗粒的长度随之变化，调节不同的塑形孔至挤压板的下方，使得活性炭颗粒的直径不同，从而满足不同规格的活性炭的生产需求。
2.本发明所述的一种高效吸附活性炭的制备设备及制备方法，通过设置挤压腔，挤压板对挤压腔内的膏状活性炭进行预压，使得挤压腔内的膏状活性炭被挤压成密度均匀的立方体，然后再根据生产需求调节塑形孔至挤压腔的下方进行生产，从而防止膏状活性炭在塑形板上的分布不均匀。
3.本发明所述的一种高效吸附活性炭的制备设备及制备方法，通过设置切割孔，使得多个塑形孔内膏状的活性炭同时被切割，从而使得生产出来的活性炭颗粒长度更加均匀，进而提高活性炭生产的质量，节约活性炭生产成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的剖视图；
图2是图1中A处放大图；
图3是本发明塑形板的立体图；
图4是本发明的方法流程图；
图中：1、壳体；11、进料盒；12、挤压腔；13、刷板；2、收集箱；3、挤压机构；31、一号电动推杆；32、挤压板；321、伸缩槽；322、伸缩杆；323、弹簧；33、二号电动推杆；34、塑形板；35、塑形孔；36、伺服电机；37、切割板；371、切割孔。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种高效吸附活性炭的制备设备，包括控制器、壳体1、进料盒11、收集箱2和挤压机构3；所述壳体1的上部连通着进料盒11，壳体1的一侧连通着收集箱2；所述挤压机构3包括一号电动推杆31、挤压板32、二号电动推杆33、塑形板34、塑形孔35、伺服电机36和切割板37；所述壳体1的顶部固连着一号电动推杆31，所述一号电动推杆31的活塞杆贯穿至壳体1的内部，且一号电动推杆31的活塞杆上固连着挤压板32；所述二号电动推杆33固连在收集箱2的顶部，所述二号电动推杆33的活塞杆贯穿壳体1至壳体1的内部，且二号电动推杆33的活塞杆上固连着塑形板34；所述塑形板34位于挤压板32的下方，所述塑形板34上开设着至少两组直径不同的塑形孔35；所述壳体1的內底壁上固连着伺服电机36；所述伺服电机36的输出轴上固连着切割板37；所述切割板37与塑形板34的底部接触；
现有技术中，在不同的使用场合下，通常需要使用不同规格的活性炭，以满足使用需求，但是在生产不同规格的活性炭时，通常需要更换不同的设备或不同的模具来进行挤压成型，浪费人力和生产时间，提高生产成本；
据此本发明通过设置挤压机构3；将搅拌并碳化处理后形成的膏状的活性炭通过进料盒11放入壳体1内，根据生产需求，通过控制器控制二号电动推杆33工作，使得二号电动推杆33的活塞杆带动塑形板34调节合适的塑形孔35至挤压板32的下方，通过控制器控制一号电动推杆31的活塞杆向下移动，使得挤压板32向塑形板34处进行挤压，使得挤压板32将膏状的活性炭在塑形板34上挤压，使得膏状的活性炭呈条状从塑形孔35内被挤出，根据生产需求，通过控制器调节伺服电机36的转速，使得伺服电机36的输出轴带动切割板37转动，将条状的活性炭切割成柱状颗粒，切割完成后的柱状颗粒掉落至收集箱2内进行收集，通过调节伺服电机36的转速不同则柱状颗粒的长度随之变化，调节不同的塑形孔35至挤压板32的下方，使得活性炭颗粒的直径不同，从而满足不同规格的活性炭的生产需求，无需更换设备和模具，节约人力和生产时间，节约生产成本。
作为本发明的一种实施方式，所述壳体1内部开设有挤压腔12，所述挤压腔12与挤压板32相适配，所述挤压腔12位于塑形板34的上方，所述挤压腔12与进料盒11之间通过斜坡过渡；所述塑形板34远离二号电动推杆33位置处为实体板；工作时，通过控制器控制二号电动推杆33，调节塑形板34的实体板处至挤压腔12的下方，壳体1内部的膏状活性炭经过斜坡进入到挤压腔12内，然后再通过控制器控制一号电动推杆31带动挤压板32对挤压腔12内的膏状活性炭进行预压，使得挤压腔12内的膏状活性炭被挤压成密度均匀的立方体，然后再根据生产需求调节塑形孔35至挤压腔12的下方进行生产，从而防止膏状活性炭在塑形板34上的分布不均匀，导致受到挤压后，从塑形孔35内挤出的条状活性炭的密度不均匀，致使活性炭颗粒不满足生产需求，浪费生产成本；从而提高活性炭生产的质量。
作为本发明的一种实施方式，所述挤压板32靠近进料盒11的一侧开设有伸缩槽321；所述伸缩槽321内滑动连接有伸缩杆322；所述伸缩杆322靠近斜坡的一端设有斜面，且斜面与斜坡倾斜角度相同；所述伸缩杆322与伸缩槽321的内壁之间固连有弹簧323；工作时，当一号电动推杆31带动挤压板32向下移动时，在伸缩槽321内弹簧323的弹力作用下，使得伸缩杆322的斜面沿着斜坡滑动，从而将斜坡上粘附的膏状活性炭进行刮动，使得膏状的活性炭能够顺利的进入到挤压腔12内，防止膏状的活性炭在斜坡上凝固粘结和堆积，导致膏状的活性炭难以进入到挤压腔12内，影响设备的运行；从而提高设备运行的稳定性，节约设备的养护成本。
作为本发明的一种实施方式，所述壳体1内部嵌设有刷板13；所述刷板13位于塑形板34的上方；工作时，当塑形板34移动时，刷板13上的刷毛与塑形板34接触，通过刷板13上的刷毛对塑形孔35内残留的活性炭残渣进行刷动，使得活性炭残渣从塑形孔35内脱落，防止活性炭残渣在塑形孔35内凝固粘结和堆积，致使塑形孔35内形状和尺寸被活性炭残渣改变，影响生产活性炭颗粒的规格；从而提高活性炭生产的质量。
作为本发明的一种实施方式，所述切割板37上开设有一组切割孔371，所述切割孔371的直径大于塑形孔35的直径，所述切割孔371的分布位置与塑形孔35的分布位置相对应；工作时，切割孔371的开口处为斜面，使切割孔371与塑形孔35对应的位置形成刃角，对膏状活性炭进行挤压时，通过伺服电机36控制切割板37转动，调节切割孔371至与塑形孔35对应位置处，使得膏状活性炭被挤压时依次穿过塑形孔35和切割孔371，根据生产需求，当膏状活性炭从塑形孔35内挤压出一定的长度时，再次控制切割板37转动，使得多个塑形孔35内膏状的活性炭同时被切割孔371的刃角切割，从而使得生产出来的活性炭颗粒长度更加均匀，进而提高活性炭生产的质量，节约活性炭生产成本。
本发明所述的一种高效吸附活性炭的制备方法，该方法包括以下步骤：
S1：原料加工：将硬阔叶材、软阔叶材按5：3配料制成原料屑并铺层，层厚为3～5cm，并通过热风干燥；其中，热风的温度为38～42℃，干燥时间36～48小时；
S2：原料搅拌：以氯化锌溶液作为活化剂与干燥后的原料屑混合，并利用搅拌机搅拌形成初料；其中，氯化锌溶液的波美度为50～53°Bé/60℃，pH值为2.0～2.5；搅拌时间为20～30分钟；氯化锌溶液与原料屑的混合比例为4.5～5.5：1；
S3：碳化处理：将初料炭化，炭化温度为120～200℃；继续升温活化，活化温度为520～550℃，且活化时升温为匀速升温，升温速度为10℃/分钟，制得活性炭初样，加入工业盐酸，并通过过滤萃取装置将活性炭初样中的氯化锌分离出，得到膏状的活性炭；
S4：挤压成型：将膏状的活性炭通过进料盒11放入壳体1内，通过控制器控制挤压板32向塑形板34处进行挤压，使得膏状的活性炭呈条状从塑形孔35内被挤出，然后通过控制器控制切割板37将条状的活性炭进行切割柱状颗粒，冷风风干后即可得所需的活性炭。
具体工作流程如下：
将膏状的活性炭通过进料盒11放入壳体1内，根据生产需求，通过控制器控制二号电动推杆33工作，使得二号电动推杆33的活塞杆带动塑形板34调节合适的塑形孔35至挤压板32的下方，通过控制器控制一号电动推杆31的活塞杆向下移动，使得挤压板32向塑形板34处进行挤压，使得挤压板32将膏状的活性炭在塑形板34上挤压，使得膏状的活性炭呈条状从塑形孔35内被挤出，根据生产需求，通过控制器调节伺服电机36的转速，使得伺服电机36的输出轴带动切割板37转动，将条状的活性炭切割成柱状颗粒，切割完成后的柱状颗粒掉落至收集箱2内进行收集，通过调节伺服电机36的转速不同则柱状颗粒的长度随之变化，调节不同的塑形孔35至挤压板32的下方，使得活性炭颗粒的直径不同，从而满足不同规格的活性炭的生产需求，无需更换设备和模具，节约人力和生产时间，节约生产成本，通过控制器控制二号电动推杆33，调节塑形板34的实体板处至挤压腔12的下方，壳体1内部的膏状活性炭经过斜坡进入到挤压腔12内，然后再通过控制器控制一号电动推杆31带动挤压板32对挤压腔12内的膏状活性炭进行预压，使得挤压腔12内的膏状活性炭被挤压成密度均匀的立方体，然后再根据生产需求调节塑形孔35至挤压腔12的下方进行生产，从而防止膏状活性炭在塑形板34上的分布不均匀，导致受到挤压后，从塑形孔35内挤出的条状活性炭的密度不均匀，致使活性炭颗粒不满足生产需求，浪费生产成本；从而提高活性炭生产的质量，当一号电动推杆31带动挤压板32向下移动时，在伸缩槽321内弹簧323的弹力作用下，使得伸缩杆322的斜面沿着斜坡滑动，从而将斜坡上粘附的膏状活性炭进行刮动，使得膏状的活性炭能够顺利的进入到挤压腔12内，防止膏状的活性炭在斜坡上凝固粘结和堆积，导致膏状的活性炭难以进入到挤压腔12内，影响设备的运行；从而提高设备运行的稳定性，节约设备的养护成本，当塑形板34移动时，刷板13上的刷毛与塑形板34接触，通过刷板13上的刷毛对塑形孔35内残留的活性炭残渣进行刷动，使得活性炭残渣从塑形孔35内脱落，防止活性炭残渣在塑形孔35内凝固粘结和堆积，致使塑形孔35内形状和尺寸被活性炭残渣改变，影响生产活性炭颗粒的规格；从而提高活性炭生产的质量,对膏状活性炭进行挤压时，通过伺服电机36控制切割板37转动，调节切割孔371至与塑形孔35对应位置处，使得膏状活性炭被挤压时依次穿过塑形孔35和切割孔371，根据生产需求，当膏状活性炭从塑形孔35内挤压出一定的长度时，再次控制切割板37转动，使得多个塑形孔35内膏状的活性炭同时被切割，从而使得生产出来的活性炭颗粒长度更加均匀，进而提高活性炭生产的质量，节约活性炭生产成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种高效吸附活性炭的制备设备，其特征在于：包括控制器、壳体(1)、进料盒(11)、收集箱(2)和挤压机构(3)；所述壳体(1)的上部连通着进料盒(11)，壳体(1)的一侧连通着收集箱(2)；所述挤压机构(3)包括一号电动推杆(31)、挤压板(32)、二号电动推杆(33)、塑形板(34)、塑形孔(35)、伺服电机(36)和切割板(37)；所述壳体(1)的顶部固连着一号电动推杆(31)，所述一号电动推杆(31)的活塞杆贯穿壳体(1)至壳体(1)的内部，且一号电动推杆(31)的活塞杆上固连着挤压板(32)；所述二号电动推杆(33)固连在收集箱(2)的顶部，所述二号电动推杆(33)的活塞杆贯穿至壳体(1)的内部，且二号电动推杆(33)的活塞杆上固连着塑形板(34)；所述塑形板(34)位于挤压板(32)的下方，所述塑形板(34)上开设着至少两组直径不同的塑形孔(35)；所述壳体(1)的內底壁上固连着伺服电机(36)；所述伺服电机(36)的输出轴上固连着切割板(37)；所述切割板(37)与塑形板(34)的底部接触。
2.根据权利要求1所述的一种高效吸附活性炭的制备设备，其特征在于：所述壳体(1)内部开设有挤压腔(12)，所述挤压腔(12)与挤压板(32)相适配，所述挤压腔(12)位于塑形板(34)的上方，所述挤压腔(12)与进料盒(11)之间通过斜坡过渡；所述塑形板(34)远离二号电动推杆(33)位置处为实体板。
3.根据权利要求2所述的一种高效吸附活性炭的制备设备，其特征在于：所述挤压板(32)靠近进料盒(11)的一侧开设有伸缩槽(321)；所述伸缩槽(321)内滑动连接有伸缩杆(322)；所述伸缩杆(322)靠近斜坡的一端设有斜面，且斜面与斜坡倾斜角度相同；所述伸缩杆(322)与伸缩槽(321)的内壁之间固连有弹簧(323)。
4.根据权利要求3所述的一种高效吸附活性炭的制备设备，其特征在于：所述壳体(1)内部嵌设有刷板(13)；所述刷板(13)位于塑形板(34)的上方。
5.根据权利要求4所述的一种高效吸附活性炭的制备设备，其特征在于：所述切割板(37)上开设有一组切割孔(371)，所述切割孔(371)的直径大于塑形孔(35)的直径，所述切割孔(371)的分布位置与塑形孔(35)的分布位置相对应。
6.一种高效吸附活性炭的制备方法，其特征在于：该方法适用于权利要求1-5中任一项所述的高效吸附活性炭的制备设备，该方法包括以下步骤：
S1：原料加工：将硬阔叶材、软阔叶材按5：3配料制成原料屑并铺层，层厚为3～5cm，并通过热风干燥；其中，热风的温度为38～42℃，干燥时间36～48小时；
S2：原料搅拌：以氯化锌溶液作为活化剂与干燥后的原料屑混合，并利用搅拌机搅拌形成初料；其中，氯化锌溶液的波美度为50～53°Bé/60℃，pH值为2.0～2.5；搅拌时间为20～30分钟；氯化锌溶液与原料屑的混合比例为4.5～5.5：1；
S3：碳化处理：将初料炭化，炭化温度为120～200℃；继续升温活化，活化温度为520～550℃，且活化时升温为匀速升温，升温速度为10℃/分钟，制得活性炭初样，加入工业盐酸，并通过过滤萃取装置将活性炭初样中的氯化锌分离出，得到膏状的活性炭；
S4：挤压成型：将膏状的活性炭通过进料盒(11)放入壳体(1)内，通过控制器控制挤压板(32)向塑形板(34)处进行挤压，使得膏状的活性炭呈条状从塑形孔(35)内被挤出，然后通过控制器控制切割板(37)将条状的活性炭进行切割柱状颗粒，冷风风干后即可得所需的活性炭。
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