[实用新型]一种实验室用煤基活性炭的制备装置

说明书

本实用新型公开了一种实验室用煤基活性炭的制备装置，包括：碳化装置，所述碳化装置的顶部设置有第一阀门；活化装置，所述活化装置用于提供煤样活化反应所需物料，所述活化装置与所述第一阀门连通；以及活性剂储存罐，所述活性剂储存罐用于储存阳离子表面活性剂，所述活性剂储存罐与所述第一阀门连通，所述活性剂储存罐与所述第一阀门之间依次设置有第四阀门和第二流量计。本实用新型通过在煤基活性炭制备装置中加入金属负载装置以及表面活性剂改性装置，优化煤基活性炭的制备流程，增加了煤基活性炭的结构性能，提高了煤基活性炭的选择吸附性。

技术领域

本实用新型属于煤基炭材料应用技术领域，涉及一种实验室用煤基活性炭的制备装置。

背景技术

煤是制备活性炭的重要原料，然而煤基活性炭产品灰分高，吸附性能差，在国际市场上缺乏竞争力。煤基活性炭的孔隙结构和表面积主要受到两方面的影响，即原料煤的性质和生产工艺条件。

活性炭生产方法通常有物理活化法和化学活化法两种，其中化学活化法对设备腐蚀性大，污染环境，若清洗不彻底，会造成活化剂的残留；因此生产活性炭通常用到的方法为物理活化法即气体活化法，是先将煤进行炭化形成半焦，再与H₂O、CO₂或O₂等气化剂进行活化反应生产活性炭，气体活化的方式能够较好调控活性炭孔隙结构以适用于不同污染物质的吸附处理。然而，普通活性炭的表面高度疏水，表面电荷很少，因此降低了其吸附阴离子或阳离子的能力，通过加入表面活性剂对煤基活性炭进行改性可以提高活性炭的吸附性，将过渡金属负载在活性炭上可以保持过渡金属固有的特性而且可以增强其稳定性，提高活性炭的选择吸附性。然而，目前还没有通过物理活化法制备煤基活性炭并结合表面活性剂改性且同时对煤基活性炭负载过渡金属的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，在煤基活性炭制备装置中加入金属负载装置以及表面活性剂改性装置，优化煤基活性炭的制备流程，增加了煤基活性炭的结构性能，提高了煤基活性炭的选择吸附性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种实验室用煤基活性炭的制备装置，包括：碳化装置，所述碳化装置的顶部设置有第一阀门；活化装置，所述活化装置用于提供煤样活化反应所需物料，所述活化装置与所述第一阀门连通；以及活性剂储存罐，所述活性剂储存罐用于储存阳离子表面活性剂，所述活性剂储存罐与所述第一阀门连通，所述活性剂储存罐与所述第一阀门之间依次设置有第四阀门和第二流量计。

进一步地，所述煤基活性炭的制备装置还包括金属盐溶液储存罐，所述金属盐溶液储存罐与所述第一阀门连通，所述金属盐溶液储存罐与所述第一阀门之间依次设置有第五阀门和第三流量计。

进一步地，所述碳化装置包括立式高温炉、煤样放置器皿和控制器，所述煤样放置器皿设置在所述立式高温炉的炉体内，所述控制器与所述立式高温炉连接且所述控制器用于控制所述立式高温炉的炉温和入料流量。

进一步地，所述立式高温炉的炉体内还设置有石英炉管，所述石英炉管顶部的进料口与所述第一阀门连通。

进一步地，所述煤样放置器皿设置在所述石英炉管的管内，所述煤样放置器皿的底部设置有用于排出废液的孔。

进一步地，所述立式高温炉的底部设置有废液收集瓶，所述石英炉管底部的出料口与所述废液收集瓶连通。

进一步地，所述活化装置包括二氧化碳气瓶，所述二氧化碳气瓶与所述第一阀门之间依次设置有第二阀门和第一流量计。

进一步地，所述活化装置还包括水蒸气发生器，所述水蒸气发生器与所述第一阀门之间设置有控制水蒸气排出的第三阀门。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过煤制备活性炭，具有运行费用低、高效率以及经济效益好的特点，实现了煤的高值化利用。