CN114558548A - 一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，涉及微孔材料技术领域，解决了现有活性炭材料存在微孔结构单一、孔径小、孔道易堵的问题，一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，包括以下质量百分比计算的原料：氧化铝30～70％、活性炭30～70％和粘结剂15～35％，各原料组分的质量百分比之和为100％，所述氢氧化铝和活性炭的形态均为粉末，本发明通过将活性炭与氢氧化铝粉末的相互搅拌，利用氢氧化铝胶体的可成型性，通过烧结将活性炭牢固而均匀地固定在活性氧化铝之中，实现活性炭与活性氧化铝的完美结合，解决了活性炭强度低、使用寿命短等问题，同时设计的预搅拌机构，实现对原料的预先搅拌及粘结剂水溶液混合后的再次搅拌，使用效率更高。

Description

一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺
技术领域
本发明涉及微孔材料技术领域，具体为一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺。
背景技术
在环境工程领域中，吸附法被广泛应用于油气回收方面。吸附法的优点是运行成本低、净化效率高、工艺成熟、适用范围广。吸附法回收油气的关键是筛选出高效吸附剂，而高效吸附剂通常有如下几个特点：①比表面积大；②有较好的孔结构特性；③吸附容量大；④脱附效率高；⑤容易合成和再生。
目前的微孔材料具有吸附性能好、水热稳定性高等优点，因此在吸附领域广泛应用。活性炭是极具代表性的微孔材料，它具有比表面积大、机械强度高、吸附性能好等优点，而且合成原料丰富、合成方法成熟，因此被广泛用作吸附领域的高效吸附剂。但活性炭的微孔结构单一、孔径小、孔道易堵，这限制了活性炭对大体积分子的吸附性能。为了提高对大体积分子的吸附效果，人们尝试将活性炭与氧化铝混合得到复合料，但是常规的混合料，其混合后，静置一段时间后，会出现分层等现象，导致混合不均匀，为此，我们提出一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够保留活性炭优点去除缺点的用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，包括以下质量百分比计算的原料：
氢氧化铝30～70％、活性炭30～70％和粘结剂15～35％，各原料组分的质量百分比之和为100％，所述氢氧化铝和活性炭的形态均为粉末；
所述混合工艺包括以下步骤：
S1.混合,将氢氧化铝和活性炭按照一定比例投入储存桶内，通过储存桶内的预搅拌机构进行搅拌混合；然后将混合后的混合料少量多次的排出到混合桶内；
S2.造粒，通过预搅拌机构排出适量的粘结剂水溶液，粘结剂的水溶液的质量浓度为10～50％，并分布在混合桶内，对混合桶内的混合料进行再次搅拌混合，得到粉料；
S3.成型，将粉料先放在阴凉处密封18到26小时，然后再将利用液压设备，将其压成片状、柱状形状，之后再晾干10到24小时；
S4.烧结，将晾干后的样品埋入预先配制好的气氛保护砂中，放入窑炉，在还原保护气氛及适当的热处理条件，即以100～400℃/h的升温速率升至400～650℃，保温时间2～6h下进行烧结处理，其中的气氛保护砂为：用石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一种原料与干燥河砂按1∶1的比例研磨混合均匀，过20目筛后制备而成，将烧结后的原料用蒸馏水充分洗涤后烘干，即可得所述的活性氧化铝复合活性炭材料。
优选的，步骤S1中的所述预搅拌机构包括固定在储存桶顶端的安装架，所述安装架内转动安装有螺纹杆，且所述安装架上安装有用于驱动螺纹杆转动的驱动件，所述螺纹杆外侧螺纹套接有移动座，且所述移动座外侧安装有搅拌件，所述储存桶底端安装有密封组件，所述螺纹杆内固定有用于粘结剂水溶液传输的输送管，且所述输送管底端安装有伸入混合桶内的扰动件，所述输送管顶部转动安装有连接套。
优选的，所述移动座包括与螺纹杆螺纹套接的连接环，且所述连接环外侧固定有调节套，且所述调节套外侧固定有两个限位板，所述储存桶内壁固定有两个轨道条，且两个所述限位板外端分别与两个所述轨道条滑动连接，移动座满足在螺纹杆上的移动。
优选的，所述搅拌件包括转动套接在所述调节套外侧的安装套，且所述安装套外侧等角度固定有多个搅拌叶，所述螺纹杆外侧开有移动口，且所述安装套外侧固定有与所述移动口滑动连接的联动板，通过搅拌件起到搅拌效果。
优选的，所述密封组件包括与储存桶底端相抵的密封板，所述密封板与所述输送管滑动套接，且所述输送管底端滑动套接有限位环，所述限位环外侧通过支架与所述混合桶内壁固定，且所述输送管外侧套有与所述限位环和所述密封板相抵的密封弹簧，通过密封组件实现对储存桶底端的密封，使其满足对原料的预先混合。
优选的，所述扰动件包括与所述输送管底端相固定的连接台，所述连接台外侧连通有多个L型管，且多个所述L型管底端等距连通有多个扰动管，所述L型管外端和多个所述扰动管外侧均开有出水孔，通过扰动件实现对混合料的再次搅拌扰动，搅拌使得粘结剂水溶液倒入后更加均匀。
优选的，所述储存桶底端等角度固定有多个限位杆，多个所述限位杆滑动贯穿密封板，且底部固定有限位垫，通过限位杆提高密封板的移动稳定性。
优选的，所述混合桶底端固定有支撑架，且所述混合桶底部开有出料口，出料口内插有密封盖，且所述密封盖通过插销卡接于所述混合桶底端，通过密封盖的设计，使得混合桶底部出料。
优选的，所述螺纹杆底端外侧套有接触环，且所述螺纹杆底部为光环面，光滑面的高度小于调节套高度，所述螺纹杆底端套有用于推送接触环向上移动的推开弹簧，通过调节套移动到光滑面时，能不继续下移，同时能够带动搅拌叶转动，实现排料操作。
优选的，所述驱动件包括固定在所述安装架上的驱动电机，所述驱动电机输出端固定有驱动齿轮，且所述螺纹杆外侧固定有与所述驱动齿轮相啮合的联动齿轮，通过驱动件提供驱动力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将活性炭与氢氧化铝粉末的相互搅拌，利用氢氧化铝胶体的可成型性，通过烧结将活性炭牢固而均匀地固定在活性氧化铝之中，实现活性炭与活性氧化铝的完美结合，解决了活性炭强度低、使用寿命短等问题，同时设计的预搅拌机构，实现对原料的预先搅拌及粘结剂水溶液混合后的再次搅拌，使用效率更高。
附图说明
图1为本发明储存桶与混合桶连接整体结构示意图；
图2为本发明混合桶局部剖视内部结构示意图；
图3为本发明预搅拌机构结构示意图；
图4为本发明扰动件与密封组件连接结构示意图；
图5为本发明扰动件结构示意图；
图6为本发明驱动件结构示意图；
图7为本发明移动座与搅拌件局部剖视连接示意图；
图8为图7中A处放大图。
图中：1-预搅拌机构；2-储存桶；3-安装架；4-螺纹杆；5-驱动件；6-移动座；7-搅拌件；8-密封组件；9-输送管；10-混合桶；11-扰动件；12-连接套；13-连接环；14-调节套；15-限位板；16-轨道条；17-安装套；18-搅拌叶；19-移动口；20-联动板；21-密封板；22-限位环；23-密封弹簧；24-连接台；25-L型管；26-扰动管；27-出水孔；28-限位杆；29-支撑架；30-密封盖；31-接触环；32-推开弹簧；33-驱动电机；34-驱动齿轮；35-联动齿轮；35-联动齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例1
一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，包括以下质量百分比计算的原料：
氢氧化铝30～70％、活性炭30～70％和粘结剂15～35％，各原料组分的质量百分比之和为100％，氢氧化铝和活性炭的形态均为粉末；
混合工艺包括以下步骤：
S1.混合,将氢氧化铝和活性炭按照一定比例投入储存桶2内，通过储存桶2内的预搅拌机构1进行搅拌混合；然后将混合后的混合料少量多次的排出到混合桶10内；
S2.造粒，通过预搅拌机构1排出适量的粘结剂水溶液，粘结剂的水溶液的质量浓度为10～50％，并分布在混合桶10内，对混合桶10内的混合料进行再次搅拌混合，得到粉料；
S3.成型，将粉料先放在阴凉处密封18到26小时，然后再将利用液压设备，将其压成片状、柱状形状，之后再晾干10到24小时；
S4.烧结，将晾干后的样品埋入预先配制好的气氛保护砂中，放入窑炉，在还原保护气氛及适当的热处理条件，即以100～400℃/h的升温速率升至400～650℃，保温时间2～6h下进行烧结处理，其中的气氛保护砂为：用石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一种原料与干燥河砂按1∶1的比例研磨混合均匀，过20目筛后制备而成，将烧结后的原料用蒸馏水充分洗涤后烘干，即可得的活性氧化铝复合活性炭材料。
需要说明的是：本方案中，通过将活性炭与氢氧化铝粉末的相互搅拌，利用氢氧化铝胶体的可成型性，通过烧结将活性炭牢固而均匀地固定在活性氧化铝之中，实现活性炭与活性氧化铝的完美结合，解决了活性炭强度低、使用寿命短等问题。
值得注意的是：本方案中的氢氧化铝和活性炭粉末均可以在市场上进行直接购买，原料补充方便。
请参阅图1-图3，图示中的预搅拌机构1包括固定在储存桶2顶端的安装架3，安装架3内转动安装有螺纹杆4，且安装架3上安装有用于驱动螺纹杆4转动的驱动件5，螺纹杆4外侧螺纹套接有移动座6，且移动座6外侧安装有搅拌件7，储存桶2底端安装有密封组件8，螺纹杆4内固定有用于粘结剂水溶液传输的输送管9，且输送管底端安装有伸入混合桶10内的扰动件11，输送管9顶部转动安装有连接套12；
需要说明的是：通过驱动件5提供动力，从而带螺纹杆4的转动，使得搅拌件7在储存桶2内搅拌对原料进行预混合，并能够将混合好的原料通过密封组件8排出。
值得注意的是：安装的连接套12实现将粘结剂水溶液的传输管对接，使得粘结剂水溶液输入输送管9内。
请参阅图7和图8，图示中的移动座6包括与螺纹杆4螺纹套接的连接环13，且连接环13外侧固定有调节套14，且调节套14外侧固定有两个限位板15，储存桶2内壁固定有两个轨道条16，且两个限位板15外端分别与两个轨道条16滑动连接；
需要说明的是：通过螺纹杆4的转动，及限位板15和轨道条16的相互配合，从而实现对调节套14沿着螺纹杆4的上下移动。
请参阅图7和图8，图示中的搅拌件7包括转动套接在调节套14外侧的安装套17，且安装套17外侧等角度固定有多个搅拌叶18，螺纹杆4外侧开有移动口19，且安装套17外侧固定有与移动口19滑动连接的联动板20；
需要说明的是：通过联动板20和移动口19内插接，使得螺纹杆4转动时，能够带动搅拌叶18跟随转动，从而实现搅拌的作用。
同时，请参阅图3-图5，图示中的密封组件8包括与储存桶2底端相抵的密封板21，密封板21与输送管9滑动套接，且输送管9底端滑动套接有限位环22，限位环22外侧通过支架与混合桶10内壁固定，且输送管9外侧套有与限位环22和密封板21相抵的密封弹簧23。
需要说明的是：通过调节套14移动到下端时，会推动密封板21，使得密封板21与储存桶2底端的脱离，从而使得搅拌后的原料通过储存桶2底端排出，在调节套14不挤压时，通过密封弹簧23的作用，会使得密封板21与储存桶2底部相抵，实现密封。
另外，请参阅图3-图5，图示中的扰动件11包括与输送管9底端相固定的连接台24，连接台24外侧连通有多个L型管25，且多个L型管25底端等距连通有多个扰动管26，L型管25外端和多个扰动管26外侧均开有出水孔27；
需要说明的是：通过螺纹杆4转动，会带动输送管9转动，从而使得多个L型管25进行转动，并带动多个扰动管26转动，实现对混合料的二次混合，并通过传输管9排出粘结剂水溶液，实现将粘结剂水溶液通过多个出水孔27排出，使得混合更加均匀，提高效率。
同时，请参阅图6，图示中的驱动件5包括固定在安装架3上的驱动电机33，驱动电机33输出端固定有驱动齿轮34，且螺纹杆4外侧固定有与驱动齿轮34相啮合的联动齿轮35；
需要说明的是：通过驱动电机33转动，从而带动驱动齿轮34转动，实现对联动齿轮35进行转动，从而带动螺纹杆4的转动；
值得注意的是，驱动电机33优选Y80M1-2型号，电机运行电路为常规电机正反转控制程序，电路运行为现有常规电路，本方案中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。
对原料进行高效混合的原理；首先，人员将氢氧化铝粉末和活性炭粉末按照比例混合放入储存桶2内，然后通过驱动电机33的转动，带动螺纹杆4转动，实现对移动座6和搅拌件7沿着螺纹杆4上下移动，并且搅拌叶18持续搅拌，从而实现对氢氧化铝粉末和活性炭粉末的预搅拌，在搅拌混合后，再通过控制调节套14下移动到推开密封板21，从而实现将混合料的排出，使得混合料排入混合桶10，选择少量多次排放，使得搅拌更加均匀，然后再通过粘结剂水溶液通过输送管9传输至多个L型管25和扰动管26内，并通过出水孔27排出，实现与混合料的混合更加均匀，并对混合料进行二次混合处理。
实施例2
请参阅图7，本实施方式对于实施例1进一步说明，图示中的螺纹杆4底端外侧套有接触环31，且螺纹杆4底部为光环面，光滑面的高度小于调节套14高度，螺纹杆4底端套有用于推送接触环31向上移动的推开弹簧32。
需要说明的是：在连接环13沿着螺纹杆4移动至光滑面处后，此时，螺纹杆4继续转动时，不会带动连接环13进行上下移动，然后由于联动板20还是与移动口19滑动插接，从而会使得搅拌叶18继续搅拌，在实现长时间打开密封板21的同时，还能保持继续搅拌的动作，使得最后搅拌完成后，排料更加彻底，然后再通过螺纹杆4的反转，使得在推开弹簧32的作用下，会使得连接环13与螺纹杆4继续螺纹套合进行移动。
实施例3
请参阅图4，本实施方式对于其它实施例进一步说明，图示中的储存桶2底端等角度固定有多个限位杆28，多个限位杆28滑动贯穿密封板21，且底部固定有限位垫。
需要说明的是：通过增设的限位杆28与密封板21的滑动插接，从而使得密封板21进行上下移动时，能够更加稳定。
另外，请参阅图1和图2，图示中的混合桶10底端固定有支撑架29，且混合桶10底部开有出料口，出料口内插有密封盖30，且密封盖30通过插销卡接于混合桶10底端；
需要说明的是，通过底部出料，使得排料更加方便，拆卸简单，也使得后续更容易清洁。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于，包括以下质量百分比计算的原料：
氢氧化铝30～70％、活性炭30～70％和粘结剂15～35％，各原料组分的质量百分比之和为100％，所述氢氧化铝和活性炭的形态均为粉末；
所述混合工艺包括以下步骤：
S1.混合,将氢氧化铝和活性炭按照一定比例投入储存桶(2)内，通过储存桶(2)内的预搅拌机构(1)进行搅拌混合；然后将混合后的混合料少量多次的排出到混合桶(10)内；
S2.造粒，通过预搅拌机构(1)排出适量的粘结剂水溶液，粘结剂的水溶液的质量浓度为10～50％，并分布在混合桶(10)内，对混合桶(10)内的混合料进行再次搅拌混合，得到粉料；
S3.成型，将粉料先放在阴凉处密封18到26小时，然后再将利用液压设备，将其压成片状、柱状形状，之后再晾干10到24小时；
S4.烧结，将晾干后的样品埋入预先配制好的气氛保护砂中，放入窑炉，在还原保护气氛及适当的热处理条件，即以100～400℃/h的升温速率升至400～650℃，保温时间2～6h下进行烧结处理，其中的气氛保护砂为：用石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一种原料与干燥河砂按1∶1的比例研磨混合均匀，过20目筛后制备而成，将烧结后的原料用蒸馏水充分洗涤后烘干，即可得所述的活性氧化铝复合活性炭材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：步骤S1中的所述预搅拌机构(1)包括固定在储存桶(2)顶端的安装架(3)，所述安装架(3)内转动安装有螺纹杆(4)，且所述安装架(3)上安装有用于驱动螺纹杆(4)转动的驱动件(5)，所述螺纹杆(4)外侧螺纹套接有移动座(6)，且所述移动座(6)外侧安装有搅拌件(7)，所述储存桶(2)底端安装有密封组件(8)，所述螺纹杆(4)内固定有用于粘结剂水溶液传输的输送管(9)，且所述输送管底端安装有伸入混合桶(10)内的扰动件(11)，所述输送管(9)顶部转动安装有连接套(12)。
3.根据权利要求2所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：所述移动座(6)包括与螺纹杆(4)螺纹套接的连接环(13)，且所述连接环(13)外侧固定有调节套(14)，且所述调节套(14)外侧固定有两个限位板(15)，所述储存桶(2)内壁固定有两个轨道条(16)，且两个所述限位板(15)外端分别与两个所述轨道条(16)滑动连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：所述搅拌件(7)包括转动套接在所述调节套(14)外侧的安装套(17)，且所述安装套(17)外侧等角度固定有多个搅拌叶(18)，所述螺纹杆(4)外侧开有移动口(19)，且所述安装套(17)外侧固定有与所述移动口(19)滑动连接的联动板(20)。
5.根据权利要求2所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：所述密封组件(8)包括与储存桶(2)底端相抵的密封板(21)，所述密封板(21)与所述输送管(9)滑动套接，且所述输送管(9)底端滑动套接有限位环(22)，所述限位环(22)外侧通过支架与所述混合桶(10)内壁固定，且所述输送管(9)外侧套有与所述限位环(22)和所述密封板(21)相抵的密封弹簧(23)。
6.根据权利要求2所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：所述扰动件(11)包括与所述输送管(9)底端相固定的连接台(24)，所述连接台(24)外侧连通有多个L型管(25)，且多个所述L型管(25)底端等距连通有多个扰动管(26)，所述L型管(25)外端和多个所述扰动管(26)外侧均开有出水孔(27)。
7.根据权利要求5所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：所述储存桶(2)底端等角度固定有多个限位杆(28)，多个所述限位杆(28)滑动贯穿密封板(21)，且底部固定有限位垫。
8.根据权利要求2所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：所述混合桶(10)底端固定有支撑架(29)，且所述混合桶(10)底部开有出料口，出料口内插有密封盖(30)，且所述密封盖(30)通过插销卡接于所述混合桶(10)底端。
9.根据权利要求4所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：所述螺纹杆(4)底端外侧套有接触环(31)，且所述螺纹杆(4)底部为光环面，光滑面的高度小于调节套(14)高度，所述螺纹杆(4)底端套有用于推送接触环(31)向上移动的推开弹簧(32)。
10.根据权利要求2所述的一种用于氧化铝掺活性炭的混合工艺，其特征在于：所述驱动件(5)包括固定在所述安装架(3)上的驱动电机(33)，所述驱动电机(33)输出端固定有驱动齿轮(34)，且所述螺纹杆(4)外侧固定有与所述驱动齿轮(34)相啮合的联动齿轮(35)。
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