本发明专利技术公开了一种活性炭纤维刀片矩阵式批量化改性装置及方法，该装置包括改性反应装置和储液装置，改性反应装置包括改性釜、加热装置和安全阀，所述改性釜包括釜体和釜盖，所述釜体与所述釜盖之间可拆卸地连接；所述釜体的内腔设有多块竖直设置的支撑网，每两块所述支撑网形成容纳活性碳纤维的空间并组成支撑网组，所述支撑网组用于固定活性碳纤维并能够与活性碳纤维组成活性碳纤维刀片，所述支撑网组以相同的间隔距离排列设置，并能够与活性碳纤维组成活性碳纤维刀片矩阵，所述支撑网组与所述釜体之间可拆卸地连接；所述储液装置与所述釜体之间通过输送装置相连通。本发明专利技术保证了活性炭纤维材料的相互独立性，可以实现活性炭纤维批量化改性难题。纤维批量化改性难题。
【技术实现步骤摘要】
一种活性炭纤维刀片矩阵式批量化改性装置及方法
[0001]本专利技术涉及活性炭纤维改性
，具体地，涉及一种活性炭纤维刀片矩阵式批量化改性装置及方法。
技术介绍
[0002]活性炭纤维材料相对于常规的活性炭具有高的比表面积和吸附性能，相对于普通的活性炭材料具有更高的优势，常用于气体或者工业废水的处理，但是由于活性炭纤维不易批量化改性，限制了在气体或者工业废水的处理行业中的应用和推广，因而目前活性炭纤维的应用市场相对较小。
[0003]在一些特殊的应用领域，如核工业放射性气体吸附处理，常用活性炭改性材料开展放射性废气和废水中核素的吸附和净化处理，一般活性炭材料的改性均采用浸渍方式。核级活性炭一般采用椰壳活性炭浸渍三乙烯二胺、碘化钾等吸附剂实现对放射性气体中碘和甲基碘的吸附净化。活性炭由于是颗粒状材料，在改性过程中一般采用浸渍剂在水溶液中浸泡并搅拌，让改性材料进入活性炭的孔道结构中实现材料改性，工艺技术参数相对简单容易实现。但是对于活性炭纤维而言，其一般均是以纤维毡和纤维布形式存在，无法搅拌。另外，由于活性炭纤维具有高效吸附性能，采用直接堆积浸渍改性方式，会导致改性剂在表面材料中吸附，无法进入底层活性炭纤维材料中，无法实现活性炭纤维材料的批量改性。而其他改性方法如直接在活性炭纤维表面喷洒改性剂材料再烘干，均无法实现改性剂在活性炭纤维材料中的均匀分布，并具有改性效率低、质量无法保证，无法实现批量、高效的活性炭纤维改性等问题。
[0004]专利ZL202110480449.2公布了一种碘吸附材料及制备方法，其通过对活性炭纤维材料进行水热法改性得到了碘吸附材料。但是该专利公开的方法无法实现活性炭纤维的批量化改性，无法大规模的应用于工艺生产中。
技术实现思路
[0005]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于一种活性炭纤维刀片矩阵式批量化改性装置，可实现活性炭纤维材料的批量化改性制备，装置具备简单、易操作等特点，有利于活性炭纤维改性工业化推广应用。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种活性炭纤维批量化改性方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种活性炭纤维刀片矩阵式批量化改性装置，包括改性反应装置和用于储存和制备改性剂溶液的储液装置，改性反应装置包括改性釜、为所述改性釜加热的加热装置和控制所述改性釜的压力的安全阀，所述改性釜包括相互配合使用的釜体和釜盖，所述釜体与所述釜盖之间可拆卸地连接；所述釜体的内腔设有多块竖直设置的支撑网，每两块所述支撑网形成容纳活性碳纤维的空间并组成支撑网组，所述支撑网组用于固定活性碳纤维并能够与活性碳纤维组成活性碳纤维刀片，所述支撑网组以相同的间隔距离排列设置，并能够
与活性碳纤维组成活性碳纤维刀片矩阵，所述支撑网组与所述釜体之间可拆卸地连接，所述釜体上设有温度计、液位计和压力表，所述釜体上设有与外部连通的可开闭的排气孔；所述加热装置与控制装置电气连接；
[0009]所述储液装置设有进料口，所述储液装置与所述釜体之间通过输送装置相连通，所述储液装置可通过所述输送装置向所述釜体输送改性剂溶剂，所述釜体可通过所述输送装置向所述储液装置反向输送改性剂溶剂。
[0010]优选地，所述储液装置的上部设有进液口，所述储液装置的下部设有排液口，所述输送装置包括与进液口相连的第一管道和与排液口相连的第二管道，以及第一液体泵和第二液体泵，所述釜体的下部设有进出液口，所述进出液口连接有进排液管，所述第一管道和与第二管道均与所述进排液管相连通；所述第一液体泵设于所述第一管道上，所述第二液体泵设于所述第二管道上，所述第一管道、第二管道和进排液管上均设有开关阀门。
[0011]优选地，所述釜体与所述釜盖之间设有密封件。
[0012]优选地，所述支撑网组上设有可拆卸的固定件。
[0013]优选地，所述釜体的内壁的两侧设有与所述支撑网组相适配的定位槽，设于所述釜体的内壁的两侧的所述定位槽共同固定所述支撑网组。
[0014]优选地，所述釜体的底部设有支架，所述支架的底部设有滚轮组件。
[0015]一种活性炭纤维批量化改性方法，采用上述的改性装置实施，该改性方法包括如下步骤：
[0016]S1.将待改性的活性碳纤维依次置于支撑网组内的容纳空间，组成具有类似刀片结构的活性炭纤维刀片后，放置于釜体的内腔，将活性炭纤维刀片固定后，组成活性炭纤维刀片矩阵；然后，将釜盖与釜体连接，关闭排气孔，并使用密封结构将釜盖与釜体密封；
[0017]S2.将纯净水和改性剂通过进料口加入至储液装置内，搅拌均匀后，组成改性剂溶液；
[0018]S3.使用输送装置将改性剂溶液从储液装置中输送至改性釜内，通过液位计观察液位情况，待输送的改性剂溶液的液位能浸没活性炭纤维刀片矩阵后，停止输送，通过控制装置控制加热装置进行加热，并通过控制装置设定改性温度和改性时间，再通过安全阀控制改性釜的压力，并通过温度计观察改性釜内的温度，以及通过压力表观察改性釜内的压力；
[0019]S4.待改性至设定的改性时间后，停止加热，使用输送装置将改性釜内的改性剂溶液输送至储液装置中，待输送完毕后，打开排气孔，通过控制装置控制加热装置进行加热，待活性碳纤维烘干后，得到改性活性炭纤维。
[0020]优选地，改性剂为三乙烯二胺、硝酸银和硝酸镍中的一种或几种。
[0021]优选地，所述改性温度为80℃～100℃，改性时间为16～24h。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023]1、本专利技术的改性装置通过使用支撑网支撑固定活性炭纤维，组成活性炭纤维刀片矩阵，保证了活性炭纤维材料相互独立性和改性均匀性，可以实现活性炭纤维批量化改性难题；并采用水热湿法改性实现改性剂均匀地分布于活性炭纤维中，以利于提高活性炭纤维改性的质量。
[0024]2、本专利技术的改性装置可实现水热高压环境，可以促使改性剂在水热高压环境下更
多、更好地进入活性炭纤维的孔道结构中，节约改性时间，提高改性效率；减少改性的使用量，降低改性成本。
[0025]3、本专利技术的改性装置可以实现重复使用改性剂溶剂，减少了废水的排放。
[0026]4、本专利技术的改性装置可实现改性烘干一体化，可以一步实现活性炭纤维的改性和烘干，具有一定的自动化能力，有利于活性炭纤维改性批量化生产。
[0027]5、本专利技术的改性装置结构实用性强，操作简单，占地面积小，可以设计成移动式或固定式，能耗低，具有很高的经济实用性。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例的整体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例中的改性釜的整体结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例在改性时的改性釜的左视结构示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例活性碳纤维刀片矩阵的局部结构示意图；
[0032]图5为本专利技术实施例中的活性碳纤维刀片的结构示意图；
[0033]图6为本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种活性炭纤维刀片矩阵式批量化改性装置，其特征在于，包括改性反应装置和用于储存和制备改性剂溶液的储液装置(2)，改性反应装置包括改性釜(1)、为所述改性釜(1)加热的加热装置(4)和控制所述改性釜(1)的压力的安全阀(10)，所述改性釜(1)包括相互配合使用的釜体(101)和釜盖(102)，所述釜体(101)与所述釜盖(102)之间可拆卸地连接；所述釜体(101)的内腔设有多块竖直设置的支撑网(31)，每两块所述支撑网(31)形成容纳活性碳纤维(32)的空间并组成支撑网组，所述支撑网组用于固定活性碳纤维(32)并能够与活性碳纤维(32)组成活性碳纤维刀片(3)，所述支撑网组以相同的间隔距离排列设置，并能够与活性碳纤维(32)组成活性碳纤维刀片矩阵，所述支撑网组与所述釜体(101)之间可拆卸地连接，所述釜体(101)上设有温度计(17)、液位计(8)和压力表(9)，所述釜体(101)上设有与外部连通的可开闭的排气孔(11)；所述加热装置(4)与控制装置(7)电气连接；所述储液装置(2)设有进料口(201)，所述储液装置(2)与所述釜体(101)之间通过输送装置(5)相连通，所述储液装置(2)可通过所述输送装置(5)向所述釜体(101)输送改性剂溶剂，所述釜体(101)可通过所述输送装置(5)向所述储液装置(2)反向输送改性剂溶剂。2.根据权利要求1所述的活性炭纤维刀片矩阵批量化改性装置，其特征在于，所述储液装置(2)的上部设有第一进液口，所述储液装置(2)的下部设有排液口，所述输送装置(5)包括与第一进液口相连的第一管道(51)、与排液口相连的第二管道(52)、第一液体泵(53)以及第二液体泵(54)，所述釜体(101)的下部设有第二进液口(18)，所述第二进液口(18)连接有第三管道(55)，所述第一管道(51)和与第二管道(52)均与所述第三管道(55)相连通；所述第一液体泵(53)设于所述第一管道(51)上，所述第二液体泵(54)设于所述第二管道(52)上，所述第一管道(51)、第二管道(52)和第三管道(55)上均设有开关阀门(56)。3.根据权利要求1所述的活性炭纤维刀片矩阵批量化改性装置，其特征在于，所述釜体(101)与所述釜盖(102)之间设有密...
【专利技术属性】
技术研发人员：王烈林，刘峰，詹杰，苏兴东，李家文，何烨，李雪菲，邹浩，任馨玥，陈小江，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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