一种基于兰炭的活性炭生产装置及工艺的制作方法

[0001]
本发明涉及活性炭生产技术领域，尤其涉及一种基于兰炭的活性炭生产装置。


背景技术：

[0002]
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）。在制备过程中，具有氧化性的高温活化气体无序碳原子及杂原子首先发生反应，使原来封闭的孔打开，进而基本微晶表面暴露，然后活化气体与基本微晶表面上的碳原子继续发生氧化反应，使孔隙不断扩大。一些不稳定的炭因气化生成co、co2、h2和其他碳化合物气体，从而产生新的孔隙，同时焦油和未炭化物等也被除去，最终得到活性炭产品。
[0003]
当兰炭中无机成分在炭化和活化过程中，大部分转化为灰分，在灰分与碳接触的界面上，灰分会造成裂纹，影响活性炭的强度，且灰分阻挡气体与原材料接触，在兰炭活化的过程中，兰炭颗粒大小分布不均，当兰炭粒度过大时，活化反应受活化剂在炭颗粒内扩散速度的影响，活化剂与炭的接触面积小，会发生颗粒外部已烧失，而内部还未活化的现象，当兰炭颗粒过小时，活化气流通过阻力加大，也达不到均匀活化的目的。
[0004]
因此，有必要提供一种新的基于兰炭的活性炭生产装置及工艺解决上述技术问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明解决的技术问题是提供一种便于清理兰炭表面灰分、且在反应过程中使兰炭粒度逐渐变小、有利于活化的基于兰炭的活性炭生产装置及工艺。
[0006]
为解决上述技术问题，本发明提供的基于兰炭的活性炭生产装置包括：主体；驱动机构，所述驱动机构安装于所述主体的一端；排料管，所述排料管固定于所述主体的底端居中处；生产机构，所述生产机构转动连接所述主体的内部，所述生产机构包括滚筒、连接杆、接头、第二喷头和喷气管，所述主体的内部转动连接多个侧壁为弧形的所述滚筒，所述滚筒的一端固定连接所述连接杆，所述滚筒的另一端固定连接内部呈漏斗形的所述接头；所述滚筒的一端安装所述喷气管，且所述喷气管的侧壁等距安装多个所述第二喷头；进气机构，所述进气机构安装于所述驱动机构与所述连接杆之间；进料机构，所述进料机构安装于所述主体的另一端，且所述进料机构的一端连接所述接头；封闭机构，所述封闭机构转动连接所述滚筒的侧壁，所述封闭机构包括固定轴、扭力弹簧、安装板、封闭板、第一喷头、波纹管和凸块，所述滚筒的另一端转动连接所述封闭板，所述封闭板的一端固定连接所述固定轴，所述固定轴的侧壁套装所述扭力弹簧，且所述扭力弹簧的两端分别固定连接所述固定轴和所述滚筒的侧壁；所述固定轴的一端垂直安装所述凸块，所述主体的内部固定连接侧壁为弧形的所述安装板，所述安装板抵触且滑动连接所述凸块；所述封闭板的侧壁等距安装所述第一喷头，且所述第一喷头连通所述波纹管，且所述波纹管的一端固定于所述连接杆的
内部；排气机构，所述排气机构安装于所述滚筒的侧壁。
[0007]
优选的，所述进气机构包括进气管、固定套、固定盘和通孔，所述主体的侧壁固定连接所述进气管，所述进气管连通所述固定套，所述固定套的内部固定连接所述固定盘，所述固定盘的一端滑动连接所述连接杆、所述喷气管和所述波纹管的一端；所述固定盘的顶端设有所述通孔，所述通孔连接所述所述喷气管和所述波纹管。
[0008]
优选的，所述驱动机构包括变频电机、转轴、第一齿轮、第二齿轮和支撑杆，所述主体的一端安装所述变频电机；所述主体的内部转动连接多个所述第一齿轮，且所述变频电机固定连接所述主体居中处一个所述第一齿轮，相邻的所述第一齿轮之间啮合所述第二齿轮；所述第一齿轮的居中处固定连接所述转轴，且所述转轴转动连接所述固定套的内部；所述支撑杆的两端分别固定连接所述转轴和所述连接杆，所述支撑杆转动连接所述固定盘的内部。
[0009]
优选的，所述进料机构包括进料管、连接管、转杆和刀片，所述主体的一端安装所述进料管，所述进料管的侧壁安装所述连接管；所述接头的内部转动连接所述连接管；所述连接管的内部转动连接所述转杆和所述刀片；所述转杆的侧壁安装螺旋形的所述刀片，所述转杆的一端固定连接所述接头的内部。
[0010]
优选的，所述排气机构包括固定块、固定环、固定杆、弹簧、凹槽和封闭杆，所述滚筒的侧壁等距安装所述固定块，所述固定块的内部卡合且滑动连接一端球形的所述封闭杆，所述封闭杆的侧壁套装所述弹簧；所述固定块的侧壁设有所述凹槽，所述封闭杆的一端固定连接所述固定杆，所述连接管的顶端安装侧壁为弧形的所述固定环，所述固定环和所述连接管的侧壁滑动连接所述固定杆的一端。
[0011]
一种兰炭的活性炭生产工艺，包括以下步骤：步骤一：打开所述驱动机构，所述驱动机构带动所述滚筒转动，将兰炭粉碎后倒入所述进料机构的内部，随着所述滚筒的转动，使兰炭原料堆积在所述滚筒的底端内部；步骤二：将所述进料机构关闭，将高温的二氧化碳通入所述进气机构的内部，随着所述滚筒的转动，当所述滚筒转动使位于所述滚筒内部的一端向下倾斜设置时，此时所述滚筒内部的原料向下倾泻，此时大量高温的二氧化碳进入所述喷气管中，使高温的二氧化碳从所述第二喷头中喷出，二氧化碳与倾泻的原料接触，二氧化碳吹动粒径小的原料随着二氧化碳向前运动，颗粒大的原料重量大，使颗粒大的原料堆积在所述第二喷头的下方，使越靠近所述第二喷头的原料粒径越来越大；步骤三：打开所述驱动机构，使所述滚筒反向转动，所述滚筒带动所述固定轴转动，使所述固定轴带动所述凸块靠近所述安装板，使所述凸块抵触所述安装板，所述固定轴继续转动，使所述凸块在所述安装板的侧壁转动，所述凸块带动所述固定轴转动使所述扭力弹簧转动上劲，所述固定轴带动所述封闭板转动，使所述封闭板转动抵触所述滚筒，将所述滚筒封闭，此时所述滚筒内部的原料向下运动与所述封闭板接触，且使原料的粒径大小从下到上逐渐减小，同时所述封闭板中的二氧化碳从所述第一喷头喷出，使二氧化碳与原料接触，使原料反应过程中使兰炭粒度逐渐变小、有利于活化；步骤四：在反应过程中，间隙不断打开所述驱动机构，使所述滚筒转动，使原料在所述滚筒的内部翻动，当原料向下倾泻时，二氧化碳与原料接触，二氧化碳推动原料运动，同时二氧化碳运动吹起原料表面的灰分，使二氧化碳带动原料表面的灰分从所述排气机构的内
部喷出，减小活化过程中原料表面的灰分，方便二氧化碳与原料接触，同时所述滚筒内部的颗粒重新分布，再使所述滚筒反转，使所述滚筒内部原料颗粒粒径大小从下到上逐渐减小，方便二氧化碳与原料接触；步骤五：当活性炭生产结束后，打开所述驱动机构使所述滚筒反向转动，打开所述出料管，使活性炭从所述滚筒落入所述主体的内部，活性炭再从所述出料管中排出进行收集即可。
[0012]
与相关技术相比较，本发明提供的基于兰炭的活性炭生产装置具有如下有益效果：本发明提供一种基于兰炭的活性炭生产装置，当兰炭原料储存在所述滚筒的内部，随着所述滚筒的转动，当所述滚筒转动使位于所述滚筒内部的一端向下倾斜设置时，此时所述滚筒内部的原料向下倾泻，此时大量高温的二氧化碳进入所述喷气管中，使高温的二氧化碳从所述第二喷头中喷出，二氧化碳与倾泻的原料接触，使二氧化碳吹动原料运动，重力大的颗粒运动距离短，重力小的颗粒运动距离短，颗粒大的原料重量大，使颗粒大的原料堆积在所述第二喷头的下方，使越靠近所述第二喷头的原料粒径越来越大，打开所述驱动机构，使所述滚筒反转，此时所述滚筒带动所述固定轴转动，使所述固定轴带动所述凸块靠近所述安装板，使所述凸块抵触所述安装板，所述固定轴继续转动，使所述凸块在所述安装板的侧壁转动，所述凸块带动所述固定轴转动使所述扭力弹簧转动上劲，所述固定轴带动所述封闭板转动，使所述封闭板转动抵触所述滚筒，将所述滚筒封闭，此时所述滚筒内部的原料向下运动与所述封闭板接触，且使原料的粒径大小从下到上逐渐减小，同时所述封闭板中的二氧化碳从所述第一喷头喷出，使二氧化碳与原料接触，使原料反应过程中使兰炭粒度逐渐变小，温度高的二氧化碳先与颗粒大的原料接触，加快颗粒大的原料活化，颗粒大的原料之间的间隙大，方便二氧化碳从颗粒大的原料之间通过，随着二氧化碳的运动，温度逐渐降低，但颗粒小的原料之间的间隙小，二氧化碳运动速度缓慢，增加二氧化碳与原料的接触时间，从而有利于原料的活化；在活化的过程中，打开所述驱动机构，使所述滚筒转动，使原料在所述滚筒的内部翻动，当原料向下如上所述向下倾泻时，此时二氧化碳与原料接触，二氧化碳推动原料运动，同时二氧化碳运动吹起原料表面的灰分，使二氧化碳带动原料表面的灰分从所述排气机构的内部喷出，减小活化过程中原料表面的灰分，方便二氧化碳与原料接触，同时使所述滚筒内部的颗粒重新分布，再使所述滚筒反转，使所述滚筒内部原料颗粒粒径大小从下到上逐渐减小，方便二氧化碳与原料接触，有利于原料的活化。
附图说明
[0013]
图1为本发明提供的基于兰炭的活性炭生产装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的主体内部结构示意图；图3为图1所示的主体内部结构测视图；图4为图3所示的滚筒内部结构示意图；图5为图3所示的封闭板结构示意图；图6为图3所示的主体内部结构测视图；图7为图4所示的a处结构放大示意图;
图8为图2所示的固定套内部结构示意图;图9为图8所示的固定盘与连接杆结构分解示意图;图10为图2所示的固定轴与安装板结构分解示意图;图11为图2所示的连接管内部结构示意图;图12为图2所示的连接管结构测视图。
[0014]
图中标号：1、主体，2、进气机构，21、进气管，22、固定套，23、固定盘，24、通孔，3、驱动机构，31、变频电机，32、转轴，33、第一齿轮，34、第二齿轮，35、支撑杆，4、排料管，5、进料机构，51、进料管，52、连接管，53、转杆，54、刀片，6、封闭机构，61、固定轴，62、扭力弹簧，63、安装板，64、封闭板，65、第一喷头，66、波纹管，67、凸块，7、生产机构，71、滚筒，72、连接杆，73、接头，74、第二喷头，75、喷气管，8、排气机构，81、固定块，82、固定环，83、固定杆，84、弹簧，85、凹槽，86、封闭杆。
具体实施方式
[0015]
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
[0016]
请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12，其中图1为本发明提供的基于兰炭的活性炭生产装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的主体内部结构示意图；图3为图1所示的主体内部结构测视图；图4为图3所示的滚筒内部结构示意图；图5为图3所示的封闭板结构示意图；图6为图3所示的主体内部结构测视图；图7为图4所示的a处结构放大示意图;图8为图2所示的固定套内部结构示意图;图9为图8所示的固定盘与连接杆结构分解示意图;图10为图2所示的固定轴与安装板结构分解示意图;图11为图2所示的连接管内部结构示意图;图12为图2所示的连接管结构测视图。基于兰炭的活性炭生产装置包括：主体1；驱动机构3，所述驱动机构3安装于所述主体1的一端；排料管4，所述排料管4固定于所述主体1的底端居中处；生产机构7，所述生产机构7转动连接所述主体1的内部，所述生产机构7包括滚筒71、连接杆72、接头73、第二喷头74和喷气管75，所述主体1的内部转动连接多个侧壁为弧形的所述滚筒71，所述滚筒71的一端固定连接所述连接杆72，所述滚筒71的另一端固定连接内部呈漏斗形的所述接头73；所述滚筒71的一端和所述连接杆72的内部安装所述喷气管75，且所述喷气管75的侧壁等距安装多个所述第二喷头74；进气机构2，所述进气机构2安装于所述驱动机构3与所述连接杆72之间；进料机构5，所述进料机构5安装于所述主体1的另一端，且所述进料机构5的一端连接所述接头73；封闭机构6，所述封闭机构6转动连接所述滚筒71的侧壁，所述封闭机构6包括固定轴61、扭力弹簧62、安装板63、封闭板64、第一喷头65、波纹管66和凸块67，所述滚筒71的另一端转动连接所述封闭板64，所述封闭板64的一端固定连接所述固定轴61，所述固定轴61的侧壁套装所述扭力弹簧62，且所述扭力弹簧62的两端分别固定连接所述固定轴61和所述滚筒71的侧壁；所述固定轴61的一端垂直安装所述凸块67，所述主体1的内部固定连接侧壁为弧形的所述安装板63，所述安装板63抵触且滑动连接所述凸块67；所述封闭板64的侧壁等距安装所述第一喷头65，且所述第一喷头65连通所述波纹管66，且所述波纹管66的一端固定于所述连接杆72的内部；排气机构8，所述排气机构8安装于所述滚筒71的侧壁。
[0017]
具体的，所述进气机构2包括进气管21、固定套22、固定盘23和通孔24，所述主体1的侧壁固定连接所述进气管21，所述进气管21连通所述固定套22，所述固定套22的内部固
定连接所述固定盘23，所述固定盘23的一端滑动连接所述连接杆72、所述喷气管75和所述波纹管66的一端；所述固定盘23的顶端设有所述通孔24，所述通孔24连接所述所述喷气管75和所述波纹管66，为了方便二氧化碳通过所述进气管21进入所述固定套22的内部，使二氧化碳储存在所述固定套22的内部，当所述连接杆72转动时，所述连接杆72带动所述喷气管75和所述波纹管66转动，所述喷气管75和所述波纹管66的一端紧贴所述固定盘23转动，当所述喷气管75或所述波纹管66的一端与所述通孔24的一端对齐后，使所述固定套22内部的二氧化碳进入所述喷气管75和所述波纹管66的内部。
[0018]
具体的，所述驱动机构3包括变频电机31、转轴32、第一齿轮33、第二齿轮34和支撑杆35，所述主体1的一端安装所述变频电机31；所述主体1的内部转动连接多个所述第一齿轮33，且所述变频电机31固定连接所述主体1居中处一个所述第一齿轮33，相邻的所述第一齿轮33之间啮合所述第二齿轮34；所述第一齿轮33的居中处固定连接所述转轴32，且所述转轴32转动连接所述固定套22的内部；所述支撑杆35的两端分别固定连接所述转轴32和所述连接杆72，所述支撑杆35转动连接所述固定盘23的内部，为了方便所述变频电机31带动一个所述第一齿轮33转动，此所述第一齿轮33带动所述第二齿轮34转动，使所述第二齿轮34带动其他的所述第一齿轮33转动，使所有的所述第一齿轮33转动转动方向相同，使所述第一齿轮33带动所述转轴32和所述支撑杆35转动，从而带动所有所述滚筒71同向转动。
[0019]
具体的，所述进料机构5包括进料管51、连接管52、转杆53和刀片54，所述主体1的一端安装所述进料管51，所述进料管51的侧壁安装所述连接管52；所述接头73的内部转动连接所述连接管52；所述连接管52的内部转动连接所述转杆53和所述刀片54；所述转杆53的侧壁安装螺旋形的所述刀片54，所述转杆53的一端固定连接所述接头73的内部，为了方便原料进入所述进料管51的内部，使原料进入倾斜的所述连接管52的内部，方便原料在所述连接管52的内部运动与所述刀片54和所述转杆53接触，此时所述滚筒71带动所述接头73和所述转杆53转动，所述转杆53带动所述刀片54在所述连接管52内部转动，所述刀片54为螺旋形，螺旋形的所述刀片54推动原料在所述连接管52的内部运动，使原料贯穿所述连接管52和所述接头73进入所述滚筒71的内部，使原料储存在所述滚筒71的内部进行活化。
[0020]
具体的，所述排气机构8包括固定块81、固定环82、固定杆83、弹簧84、凹槽85和封闭杆86，所述滚筒71的侧壁等距安装所述固定块81，所述固定块81的内部卡合且滑动连接一端球形的所述封闭杆86，所述封闭杆86的侧壁套装所述弹簧84；所述固定块81的侧壁设有所述凹槽85，所述封闭杆86的一端固定连接所述固定杆83，所述连接管52的顶端安装侧壁为弧形的所述固定环82，所述固定环82和所述连接管52的侧壁滑动连接所述固定杆83的一端；当二氧化碳推动颗粒运动时，此时所述固定杆83的一端转动与所述固定环82接触，使所述固定杆83沿着所述固定杆83运动，使所述固定杆83缓慢抬起，使所述固定杆83带动所述封闭杆86在所述固定块81的内部运动，所述封闭杆86运动压缩所述弹簧84，使所述封闭杆86运动与所述固定块81的一端分开，打开所述固定块81，使所述滚筒71内部的灰分随着二氧化碳贯穿所述固定块81和所述凹槽85进入所述主体1的内部，减小所述滚筒71内部的原料表面的灰分，方便二氧化碳与原料的表面接触。
[0021]
在使用过程中，将本装置外接电源，打开所述变频电机31，所述变频电机31带动一个所述第一齿轮33转动，此所述第一齿轮33带动所述第二齿轮34转动，使所述第二齿轮34带动其他的所述第一齿轮33转动，使所有的所述第一齿轮33转动转动方向相同，使所述第
一齿轮33带动所述转轴32和所述支撑杆35转动，所述支撑杆35带动所述连接杆72和所有所述滚筒71全部正向转动（如图3所示，所述滚筒71逆时针转动为正向转动，所述滚筒71顺时针转动为逆向转动），将兰炭粉碎后倒入所述进料管51的内部，所述滚筒71带动所述接头73和所述转杆53转动，所述转杆53带动所述刀片54在所述连接管52内部转动，所述刀片54为螺旋形，螺旋形的所述刀片54推动原料在所述连接管52的内部运动，使原料贯穿所述连接管52和所述接头73进入所述滚筒71的内部。将所述进料管51封闭，再将所述进气管21接通高温的二氧化碳，使二氧化碳储存在所述固定套22的内部，随着所述滚筒71的转动，当所述滚筒71转动将要到如4的状态时，此时所述滚筒71内部的原料向下倾斜，此时所述连接杆72内部的所述喷气管75的一端与所述固定盘23表面的通孔24对齐，所述连接杆72一端的所述喷气管75为弧形，当所述滚筒71的内部开始向下倾斜，原料从所述滚筒71的内部滚下，所述通孔24与所述喷气管75接通，此时大量高温的二氧化碳进入所述喷气管75中，使高温的二氧化碳从所述第二喷头65中喷出，二氧化碳与倾泻的原料接触，二氧化碳吹动粒径小的原料随着二氧化碳向前运动，颗粒大的原料重量大，使颗粒大的原料堆积在所述第二喷头65的下方，使越靠近所述第二喷头65的原料粒径越来越大，当所述滚筒71转动到如图4的状态时，关闭所述变频电机31，使所述滚筒71停止转动，使原料从所述滚筒71的侧壁掉落，二氧化碳带动原料运动，使越靠近所述第二喷头65的原料粒径越来越大。打开所述变频电机31，使所述滚筒71逆向转动，所述滚筒71带动所述固定轴61转动，使所述固定轴61带动所述凸块67靠近所述安装板63，使所述凸块67抵触所述安装板63，所述固定轴61继续转动，使所述凸块67在所述安装板63的侧壁转动，所述凸块67带动所述固定轴61转动使所述扭力弹簧62转动上劲，所述固定轴61带动所述封闭板64转动，使所述封闭板64转动抵触所述滚筒71，将所述滚筒71封闭，此时所述滚筒71内部的原料向下运动与所述封闭板64接触，且使原料的粒径大小从下到上逐渐减小，同时所述波纹管66的一端与所述通孔24对齐，所述固定套22内部蒸气贯穿所述通孔24和所述波纹管66进入所述所述封闭板64的内部，使所述封闭板64中的二氧化碳从所述第一喷头65喷出，使二氧化碳与原料接触，使原料反应过程中使兰炭粒度逐渐变小、有利于活化。在加工过程中，每隔一个小时，打开所述变频电机31，使所述滚筒71正向转动到如图3的状态，所述扭力弹簧62带动所述固定轴61和所述封闭板64转动复位，打开所述滚筒71；继续打开所述变频电机31，使所述滚筒71由图3的状态运动到如图4的状态，关闭所述变频电机31，使活化的原料继续从所述滚筒71的侧壁落下，此时二氧化碳与原料接触，二氧化碳推动原料运动，同时二氧化碳运动吹起原料表面的灰分，使二氧化碳推动灰分向上运动进入所述滚筒71的顶端，当所述滚筒71快要运动到如图4的状态时，此时所述固定杆83的一端转动与所述固定环82接触，使所述固定杆83沿着所述固定杆83运动，使所述固定杆83缓慢抬起，使所述固定杆83带动所述封闭杆86在所述固定块81的内部运动，所述封闭杆86运动压缩所述弹簧84，使所述封闭杆86运动与所述固定块81的一端分开，打开所述固定块81，使所述滚筒71内部的灰分随着二氧化碳贯穿所述固定块81和所述凹槽85进入所述主体1的内部，减小所述滚筒71内部的原料表面的灰分，方便二氧化碳与原料的表面接触；减小活化过程中原料表面的灰分，方便二氧化碳与原料接触，同时所述滚筒71内部的颗粒按照颗粒大小重新分布，打开所述变频电机31，使所述滚筒71逆向转动到如图5的状态，使二氧化碳对原料再次进行加工。当活性炭加工完成后，打开所述排料管4，打开所述变频电机31，使所述变频电机31，使所述滚筒71不断的逆向转动，在所述封闭板64转动到最低
端时，此时所述固定轴61侧壁的所述凸块67已经与所述安装板63分开，所述封闭板64已经复位，所述封闭板64与所述滚筒71分开，使加工后的活性炭从所述滚筒71中排出进入所述主体1的内部，活性炭在所述主体1的内部向下运动从所述排料管4中排出。
[0022]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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