动态旋流活性炭酸洗机的制作方法

本发明涉及一种活性炭生产加工领域，具体是涉及一种活性炭酸洗设备。

背景技术：

现有的活性炭酸洗设备，酸洗工作时，加入酸洗液，再加入活性炭，通常都是分批进行，当加入的活性炭洗涤完成后，将活性炭和酸洗液排出，再次加入新的酸洗液和活性炭，这种传统的酸洗方式，如果要将活性炭清洗彻底，需要用较长的清洗时间，用时较长的根本原因是，清除旧料，换取新料，占用了较长的时间。传统的活性炭清洗，用时间长的另外一个原因是，活性炭密度小，置入酸洗液中后，活性炭漂浮于液面上，然后随着液体浸入，活性炭才出现沉降，这大大延长了酸洗的工作时间，也就是说，存在清洗效率不高的缺陷，并且还存在活性炭酸洗得不均匀，酸洗后的活性炭会出现分层，不同层次的活性炭的ph值是不一样的，不同ph值的活性炭，会影响活性炭的质量和使用效果。

比如，国家知识产权局在2012年09月05日公开了公开号为cn202411032u的专利文献，该技术的活性炭酸洗池，包括一个底部具有出液口的筒体，在筒体内下部设置有开有滤孔的过滤板，在过滤板的上表面上具有以耐火砖铺装成一个过滤层；过滤板的下方具有隔架，所述隔架包括三根以上上沿筒体的径向延伸的辐条板；所述筒体以pv塑料制成，在筒体的外侧设置有环绕筒体的以耐火砖和耐酸水泥砌成的环形墙；环形墙内壁与筒体外壁之间有间隙。上述的活性炭酸洗池就是采用清洗一批，更换一批的非连续化作业的方式。

再比如，国家知识产权局在2015年12月16日公开了公开号为cn105152168a的专利文献，一种磷酸法活性炭酸洗装置，包括底部为圆锥体，上部为圆柱体的反应器，所述反应器内圆锥体与圆柱体相接处横向设置有筛网，筛网将反应器分为上下两部分，反应器顶部安装有搅拌电机，搅拌电机连接搅拌装置，搅拌装置伸入反应器内，所述反应器内还安装有加热装置，搅拌装置和加热装置均位于筛网之上，反应器顶部还设置有进料口，反应器圆柱体底部的侧壁上设置有出料口，反应器圆锥体底部的侧壁上设置有若干个进酸口，反应器圆柱体顶部的侧壁上设置有出酸口。所述搅拌电机为可调速电机。所述搅拌装置上至少设置有三组搅拌桨，每组至少为两个搅拌桨。所述加热装置为蒸汽加热装置。所述进酸口为两个，均匀的分布于反应器底部的侧壁上。所述出酸口内还安装有溢流装置。所述反应器顶部还设置有尾气出口。所述尾气出口外接酸回收装置。所述反应器圆柱体侧壁上还设置有疏水阀。所述反应器、搅拌装置和筛网均采用不锈钢材质。

上述专利文献，不仅采用非连续化作业的方式，存在清洗效率不高的缺陷，而且清洗过程中，水资源浪费严重，也不符合节能环保的要求。

为了解决水资源浪费严重的问题，国家知识产权局在2017年04月19日公开了公开号为cn206103941u的专利文献，一种活性炭酸洗水循环装置，其包括酸洗釜、位于所述酸洗釜内上方的喷淋集成管、与所述连通喷淋集成管连通的酸水循环装置和进水管、位于所述酸洗釜内下方的蒸汽管、设置在所述酸洗釜下方的收料槽以及电控模块。所述酸水循环装置包括酸水槽、一端与所述酸水槽连通且另一端与所述喷淋集成管连通的泵浦以及一端与所述酸洗釜内中上部位置连通且另一端与所述酸水槽连通的浮炭排出管。所述泵浦在与所述喷淋集成管连通的管道上设置有第一电动阀。所述浮炭排出管管道经过浮炭过滤装置到达所述酸水槽。所述进水管与所述喷淋集成管连通的管路上设置有第二电动阀。所述酸洗釜包括位于顶部的进料口、位于底部的且与所述酸水槽连通的第一管道、与所述收料槽连通的第二管道以及第三管道。所述第一管道上设置有第三电动阀，所述第二管道上设置有第四电动阀，所述第三管道上设置有第五电动阀。

所述蒸汽管上均匀设置有若干出气孔。所述收料槽内设置有网格织物，其底部设置有排水管。所述电控模块与所述第一电动阀、所述第二电动阀、所述第三电动阀、所述第四电动阀以及所述第五电动阀电气连通。

上述公开号为cn206103941u的专利文献，尽管解决了水循环利用的问题，但是活性炭的添加和排出仍然采用非连续的作业模式，同样存在工作效率不同的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种动态旋流活性炭酸洗机，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

动态旋流活性炭酸洗机，包括旋流酸洗器，所述旋流酸洗器包括外旋流筒、内旋流筒、外螺旋洗涤通道、内螺旋洗涤通道、缓流筒、内筒缓流筒和活性炭沉积斗，内旋流筒的上端和外旋流筒的两端封闭，内旋流筒套装在外旋流筒内，外螺旋洗涤通道设在外旋流筒和内旋流筒之间，内筒设在内旋流筒内，内螺旋洗涤通道设在内筒与内旋流筒之间，外旋流筒的侧下部设有料液输入口，内旋流筒的侧上部设有料液通孔，所述缓流筒，由上端到下端，内径逐渐变大，缓流筒的上端与内旋流筒的下端密闭连接，缓流筒的下端与活性炭沉积斗的上端密闭连接；混有活性炭的酸洗液经混料液进入外螺旋洗涤通道中，沿着外螺旋洗涤通道向上流动，酸洗液中的活性炭在外螺旋洗涤通道中翻滚、撞击、清洗并吸收酸洗液，经料液通孔进入内螺旋洗涤通道，沿着内螺旋洗涤通道由上到下螺旋形流动，活性炭经缓流筒向下沉积到活性炭沉积斗中，酸洗液从内筒的下端进入内筒中。

进一步地，还包括混料输入管路、酸洗液输入泵、酸液添加装置、活性炭添加装置、旋流酸洗器、酸洗液排出管路、酸洗液排出泵、压滤机、酸洗液收集池、酸洗液回流管路、ph值传感器、酸洗液流量计、控制器、活性炭沉积斗和排料器，其中，酸液添加装置用以向混料输入管路中添加酸液；活性炭添加装置用以将待酸洗的活性炭连续化添加到混料输入管路中，酸洗液输入泵、酸液添加装置和活性炭添加装置依次串接在混料输入管路上，酸洗液排出泵和压滤机串接在酸洗液排出管路上，排料器安装在活性炭沉积斗下端的活性炭排出口处；混料输入管路的一端与旋流酸洗器的料液输入口连通，酸洗液排出管路的一端与内筒相通，酸洗液排出管路的另一端伸入到酸洗液收集池中，在酸洗液排出泵的作用下，内筒中的酸洗液经酸洗液排出管路流向压滤机，经压滤机除灰后流入酸洗液收集池中；酸洗液回流管路的一端伸入到酸洗液收集池中，酸洗液回流管路的另一端与混料输入管路的另一端连通，ph值传感器和酸洗液流量计安装在酸洗液回流管路上，ph值传感器和酸洗液流量计分别将酸洗液回流管路中的酸洗液ph值和酸洗液流量信息传送给控制器，控制器对酸液添加装置的酸液添加流量进行控制，并对活性炭添加装置的活性炭添加量进行控制。

进一步地，所述活性炭添加装置，包括料斗、加料仓和螺旋上料器和驱动电机，加料仓串接在混料输入管路上，螺旋上料器顶部的排料口与加料仓密闭连接，螺旋上料器下端为进料端，进料端伸入到料斗中，驱动电机与螺旋上料器中的推料螺旋连接，经螺旋上料器送入到加料仓中，控制器通过控制驱动电机的转速以调控活性炭的活性炭添加量。

进一步地，所述活性炭添加装置，还包括活性炭输送带，活性炭输送带将活性炭送入到料斗中。

进一步地，所述酸液添加装置，包括酸液容器、加料箱、酸液输送管、泵和流量计，加料箱串接在混料输入管路上，酸液输送管的一端与加料箱密闭连接，另一端与酸液容器连通，泵和流量计安装在酸液输送管上，流量计将酸液输送管中的酸液流量信息传送给控制器，控制器通过控制泵的转速以调控酸液添加流量。

进一步地，所述内筒的下段为扩口导流段，扩口导流段的锥度小于缓流筒的锥度。这样设计不仅可以确保缓流筒原有的增大空间，起到减少缓冲的作用，而且还能对料液起到导流的作用，将活性炭导向活性炭沉积斗的内壁，使活性炭沿着活性炭沉积斗的内壁沉降。

进一步地，所述扩口导流段内设有活性炭过滤网。增设活性炭过滤网，起到阻隔活性炭的作用，可以确保活性炭不会随酸洗液一起抽走。

进一步地，所述活性炭为煤质柱状活性炭。

进一步地，所述酸洗液收集池内设有电极网，电极网将酸洗液收集池分隔为左右两部分，电极网用以除去酸洗液中重金属离子，酸洗液排出管路的排出端口和酸洗液回流管路的入液端口位于电极网的两侧。将酸洗液除灰，再去除重金属离子后，酸洗液可以循环利用，不再作为废水排走。

进一步地，所述排料器包括排料筒、下料斗、推料螺旋和电机，所述排料筒的下端封闭，上端与活性炭沉积斗下端的活性炭排出口密闭连接，下料斗安装在排料筒侧壁上的出料口处，推料螺旋安装在排料筒内，并且推料螺旋的下端伸出到排料筒外与电机连接。利用排料器中推料螺旋，能将活性炭沉积斗中的活性炭排走。

进一步地，所述ph值传感器采用的是ph-bta型传感器；酸洗液流量计采用的是电磁流量计；控制器采用dlp型控制器。

本发明的有益效果在于：

本发明专门为连续化作业模式设计了旋流酸洗器，在旋流酸洗器中设了外螺旋洗涤通道和内螺旋洗涤通道，料液在外螺旋洗涤通道中由下向上螺旋流动，使活性炭在螺旋酸洗液的冲击下，进行翻滚、移动，使活性炭间发生相互撞击以及活性炭与外螺旋洗涤通道产生撞击，大大提高了活性炭的酸洗效果，活性炭在外螺旋洗涤通道的移动中，还能充分吸收酸洗液，从而使吸液活性炭的密度大于酸洗的密度，以进一步缩短酸洗的时间；吸液后的活性炭经内螺旋洗涤通道由上向下移动，对活性炭继续进行旋流冲击洗涤，经过内螺旋洗涤通道进入缓流筒后，由于空腔变大，旋流冲击得到缓解，此时，活性炭开始沉降，并逐渐沉积到活性炭沉积斗中，而酸洗液被酸洗液排出管路抽走，采用旋流酸洗器不仅使活性炭清洗的更彻底，而且还提高了酸洗效率，为连续化的作业模式奠定了基础；

本发明中酸洗液输入泵、酸液添加装置、活性炭添加装置都是采用连续化的作业模式，不仅实现了规模化作业的酸洗能力，提高了工作效率，活性炭酸洗得更加均匀，解决了活性炭的ph值不一致的问题。连续化作业与酸洗液循环系统相结合，还避免了废水的排放，水资源得到了充分利用，降低了酸洗成本，并完全满足节能环保的要求；

本发明通过控制器对酸液添加装置、活性炭添加装置进行添加量的调控，能够实现对活性炭、酸洗液的浓度进行闭环式的自动化调控，大大减少了工作人员，改变了现有酸洗的工作需要多人参与的情形，大大方便了操作，节省了人力，并极大降低了酸洗的成本，提高了市场竞争力。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1所示旋流酸洗器的内结构示意图；

图3为图2所示内旋流筒的内部结构示意图；

图4为图1所示活性炭添加装置的结构示意图；

图5为图1所示酸液添加装置的结构示意图；

图6为图1所示排料器的结构示意图；

图7为多个旋流酸洗器连接的结构示意图。

图中：1、混料输入管路；2、酸洗液输入泵；3、酸液添加装置；4、活性炭添加装置；5、旋流酸洗器；6、酸洗液排出管路；7、酸洗液排出泵；8、压滤机；9、酸洗液收集池；10、酸洗液回流管路；11、ph值传感器；12、酸洗液流量计；13、控制器；14、活性炭沉积斗；15、排料器；16、电极网；18、外旋流筒；19、内旋流筒；20、外螺旋洗涤通道；21、内螺旋洗涤通道；22、缓流筒；23、内筒；24、料液输入口；25、料液通孔；26、扩口导流段；27、活性炭过滤网；28、料斗；29、加料仓；30、螺旋上料器；31、驱动电机；32、活性炭输送带；33、酸液容器；34、加料箱；35、酸液输送管；36、泵；37、流量计；38、排料筒；39、下料斗；40、推料螺旋；41、电机；42、管路；43、抽液泵。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上表面”、“下表面”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“正转”、“反转”、“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。

如图1、2、3所示，一种动态旋流活性炭酸洗机，包括混料输入管路1、酸洗液输入泵2、酸液添加装置3、活性炭添加装置4、旋流酸洗器5、酸洗液排出管路6、酸洗液排出泵7、压滤机8、酸洗液收集池9、酸洗液回流管路10、ph值传感器11、酸洗液流量计12、控制器13和排料器15，其中，酸液添加装置3用以向混料输入管路中添加酸液；活性炭添加装置4用以将待酸洗的活性炭连续化添加到混料输入管路中，酸洗液输入泵2、酸液添加装置3和活性炭添加装置4依次串接在混料输入管路1上，酸洗液排出泵7和压滤机8串接在酸洗液排出管路6上；所述酸洗液收集池9内设有电极网16，电极网16将酸洗液收集池9分隔为左右两部分，电极网16用以除去酸洗液中重金属离子，酸洗液排出管路6的排出端口和酸洗液回流管路10的入液端口位于电极网16的两侧。

所述旋流酸洗器5包括外旋流筒18、内旋流筒19、外螺旋洗涤通道20、内螺旋洗涤通道21、缓流筒22、活性炭沉积斗14、缓流筒22和内筒23，内旋流筒19的上端和外旋流筒18的两端封闭，内旋流筒19套装在外旋流筒18内，外螺旋洗涤通道20设在外旋流筒18和内旋流筒19之间，内筒23设在内旋流筒19内，内螺旋洗涤通道21设在内筒23与内旋流筒19之间，外旋流筒18的侧下部设有料液输入口24，混料输入管路1的一端与旋流酸洗器的料液输入口24连通，内旋流筒19的侧上部设有料液通孔25，所述缓流筒22由上端到下端，内径逐渐变大，缓流筒22的上端与内旋流筒19的下端密闭连接，酸洗液排出管路6的一端伸入到内筒23中，酸洗液排出管路6的另一端伸入到酸洗液收集池9中，缓流筒22的下端与活性炭沉积斗14的上端密闭连接，排料器15安装在活性炭沉积斗14下端的活性炭排出口处，混有活性炭的酸洗液经混料液进入外螺旋洗涤通道20中，沿着外螺旋洗涤通道20向上流动，酸洗液中的活性炭在外螺旋洗涤通道20中翻滚、撞击、清洗并吸收酸洗液，经料液通孔25进入内螺旋洗涤通道21，沿着内螺旋洗涤通道21由上到下螺旋形流动，活性炭经缓流筒22向下沉积到活性炭沉积斗14中，酸洗液从内筒23的下端进入内筒23中，在酸洗液排出泵7的作用下，酸洗液经酸洗液排出管6路流向压滤机8，经压滤机8除灰后流入酸洗液收集池9中。酸洗液回流管路10的一端伸入到酸洗液收集池9中，酸洗液回流管路10的另一端与混料输入管路1的另一端连通，所述ph值传感器采用的是ph-bta型传感器，酸洗液流量计采用的是电磁流量计；ph值传感器11和酸洗液流量计12安装在酸洗液回流管路上，ph值传感器11和酸洗液流量计12分别将酸洗液回流管路中的酸洗液ph值和酸洗液流量信息传送给控制器13，控制器采用dlp型控制器，控制器13对酸液添加装置3的酸液添加流量进行控制，并对活性炭添加装置4的活性炭添加量进行控制。

所述内筒23的下段为扩口导流段26，扩口导流段26的锥度小于缓流筒22的锥度，所述扩口导流段26内设有活性炭过滤网27。

如图4所示，所述活性炭添加装置，包括料斗28、加料仓29和螺旋上料器30、驱动电机31和活性炭输送带32，加料仓29串接在混料输入管路1上，螺旋上料器30顶部的排料口与加料仓29密闭连接，螺旋上料器30下端为进料端，进料端伸入到料斗28中，驱动电机31与螺旋上料器30中的推料螺旋连接，活性炭输送带将活性炭送入到料斗中，活性炭再经螺旋上料器30送入到加料仓28中，控制器13通过控制驱动电机31的转速以调控活性炭的活性炭添加量，所述活性炭为煤质柱状活性炭。

如图5所示，所述酸液添加装置，包括酸液容器33、加料箱34、酸液输送管35、泵36和流量计37，加料箱34串接在混料输入管路1上，酸液输送管35的一端与加料箱34密闭连接，另一端与酸液容器33连通，泵36和流量计37安装在酸液输送管35上，流量计37将酸液输送管35中的酸液流量信息传送给控制器13，控制器13通过控制泵36的转速以调控酸液添加流量。

如图6所示，所述排料器包括排料筒38、下料斗39、推料螺旋40和电机41，所述排料筒38的下端封闭，上端与活性炭沉积斗14下端的活性炭排出口密闭连接，下料斗39安装在排料筒38侧壁上的出料口处，推料螺旋40安装在排料筒38内，并且推料螺旋40的下端伸出到排料筒38外与电机41连接。

值得一提的是，为了保证酸洗的更彻底，可以在设备中采用两个以上的旋流酸洗器5，如图7所示，混料输入管路1与第一个旋流酸洗器的料液输入口连接，酸洗液排出管6与最后一个旋流酸洗器连通，然后，将第一个旋流酸洗器中的活性炭沉积斗14下端口用管路42与第二个旋流酸洗器的料液输入口连接，并在管路42上串接一个抽液泵43，各个旋流酸洗器5按这种方式依次连接即可，混合的料液依次经第一个，第二个，至到最后一个旋流酸洗器5后，才使活性炭与酸洗液分开，这种方式延长了酸洗的时间，在连续化作业中，酸洗的更彻底。

工作原理：本发明主要是将原有活性炭静态清洗的方式，改为活性炭动态清洗的方式，活性炭在旋流液体的冲击下，使活性炭自身不断翻滚，在移动中，活性炭间也会出现摩擦和挤压，尤其是在外螺旋洗涤通道和内螺旋洗涤通道中，存在一定的水压，由于该水压高于传统清洗的常压，液体浸入活性炭中的速度很快，当活性炭由下到上经过外螺旋洗涤通道后，基本上液体能迅速将活性炭内的空隙填满，这样不仅有助于活性炭的彻底清洗，而且还有助于活性炭的沉降。传统的活性炭清洗，用时较长的另外一个原因是：活性炭的密度小，需要一个浸液吸液的过程，由于活性炭在吸液前，都是漂浮在液面上，当活性炭吸满液体后，活性炭的比重就会大于液体的比重，活性炭就不再漂浮了，而本专利设备不存在漂浮的问题，是在旋流液体的冲击下，就能与酸洗液充分混合，并大大缩短了活性炭吸满液体的时间。本发明适用于煤质柱状活性炭和颗粒状活性炭的清洗，尤其是主要用以对煤质柱状活性炭活性炭的清洗。

正是由于采用了专门设计的旋流酸洗器，大大缩短了酸洗的时间，才使本发明能够实现连续化的清洗作业，被清洗的活性炭可以连续不断地输入，清洗完成的活性炭可以连续不断地排出，并且根据酸洗液的ph值，来动态的添加酸液。

为了能够使酸洗液能够得到重复利用，先将用过的酸洗液除灰，然后除去酸洗液中的重金属离子，最后再调节酸洗液的ph值，使水资源得到了重复利用，降低了生产成本，避免了废水对环境的污染；

上述的操作都是在控制器的调控下进行，操作方便，与传统的工艺相比，大大减少了工作人员，极大地降低了人工成本。

本专利清洗环境恒定，控制器调控精确，并确保每个煤质柱状活性炭，都能得到彻底的清洗，对于清洗后的活性炭的ph值具有一致性，解决了现有清洗设备存在的活性炭ph值不一致的问题。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。