一种连续式碱活化制备活性炭的装置及方法制造方法及图纸

一种连续式碱活化制备活性炭的装置及方法，所述装置包括：进料组件、活化炉、加热组件、活化组件、支撑旋转组件、连接组件、粉碎冷却组件和温控组件。本申请提供的一种连续式碱活化制备活性炭的装置及方法，对前驱体原料无任何限制和要求，对各种原料具有适应性强的特点，不仅能够实现高比表面积活性炭规模化连续化生产，而且能够充分利用原料中的挥发组分作为自身燃料，提高能源利用率同时实现K蒸汽的有效处理，提高了高比表面积活性炭制备过程中的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种连续式碱活化制备活性炭的装置及方法
本专利技术属于活性炭材料制备
，具体涉及一种连续式碱活化制备活性炭的装置及方法。
技术介绍
活性炭作为用于超级电容器中已经商业化的重要电极材料，其性能的优劣极大影响着超级电容器的性能。商用的活性炭通常具有较高的比表面积和发达的孔隙结构，而且以微孔为主。目前，商用的超级电容器用活性炭的获得主要以石油焦、椰壳炭、沥青焦等为前驱体原料，通过KOH活化的方式进行生产，所用方法全部采用间断活化的方式进行，难以实现大规模生产。而且现有的连续化的活化装备对活化工艺所用原料具有适应性，一般需要经过对原料进行碳化、活化处理而得到活性炭，整个工艺流程比较长，而且存在能耗高等特点。专利CN103072985B涉及一种用于制备高比表面积活性炭的连续碱活化装置及方法，将原料与混合均匀的碱炭混合物依次经过预活化反应器、连续活化炉、后处理三步获得高比表面积活性炭。该专利制备高比表面积活性炭生产流程存在预活化工序，导致生产流程过长。专利CN110482552A提供了一种超级电容活性炭的活化装置及其活化方法，主要是将原料放入高压罐中，再将罐放置再输送皮带上，经过加热装置进行活化而获得高比表面积得活性炭，该专利的方法采用了罐装式活化，通过增加活化罐量来达到提高产量的目的，但并没有对K蒸汽进行有效处理。专利CN209853735U提供了一种碳化活化的一体化装置及方法，该方法采用耐火砖砌筑的炉子仅能应用于物理活化法(水蒸汽、CO2、ZnCI2)的活性炭，无法应用于KOH活化法制备高比表面积活性炭的生产，对原料有一定的要求。专利CN105399095B提供一种用于碱活化法制备高比表面积活性炭的装置及方法，该装置采用转炉进行KOH活化制备高比表面积的活性炭，该方法对于固态原料有效，但对于在碳化过程中产生液相变化的原料并不适用。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种连续式碱活化制备活性炭的装置及方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种连续式碱活化制备活性炭的装置，包括：进料组件，用于输入混合料；活化炉，用于为混合料提供活化反应场所；所述活化炉与所述进料组件连接；加热组件，用于为混合料提供活化反应热量；所述加热组件沿所述活化炉外周布置；活化组件，用于活化混合料以制备得到活化料；所述活化组件设置于所述活化炉中；支撑旋转组件，用于支撑及旋转所述活化炉；所述支撑旋转组件支撑所述活化炉；连接组件，用于连接所述活化炉和粉碎冷却组件；所述连接组件两端分别连接所述活化炉和所述粉碎冷却组件；粉碎冷却组件，用于粉碎及冷却活化料；所述粉碎冷却组件与所述连接组件连接；温控组件，用于测量所述活化炉内部温度，并控制所述加热组件以使所述活化炉内部温度处于预设范围内；所述温控组件分别与所述活化炉内部和所述加热组件连接。所述进料组件包括：料盒、高压气体生成器和喷嘴，其中，所述料盒与所述高压气体生成器之间通过气道连接，所述料盒与所述喷嘴之间通过料道连接，所述喷嘴设置于所述活化炉顶部，所述高压气体生成器产生高压氮气并将所述料盒中的原料及KOH的混合物通过所述喷嘴喷入所述活化炉中。所述加热组件包括：燃烧室、排气口、燃气进口和燃气出口，其中，所述燃烧室沿所述活化炉外周布置，所述排气口连接所述活化炉内部及所述燃烧室内部，所述燃气进口和所述燃气出口分别设置于所述燃烧室上，且与其内部连接。所述活化组件包括：隔板、螺旋叶片和挡板，其中，所述隔板位于所述活化炉顶部的喷嘴正下方，且通过所述挡板连接至所述活化炉顶部，所述螺旋叶片设置于所述隔板底壁上，所述隔板上布置有贯通自身的圆孔，所述喷嘴处的混合料穿过所述隔板上的所述圆孔并流经所述螺旋叶片而活化。所述支撑旋转组件包括：支撑架和托轮，其中，所述支撑架上设置有贯通自身的紧固孔，所述活化炉穿过所述紧固孔，所述托轮沿所述紧固孔边缘布置，且支撑所述活化炉外侧壁。所述连接组件包括：滑轨、轴承和密封件，其中，所述轴承套设于所述滑轨上，且支撑所述活化炉，所述密封件与所述活化炉外侧壁密封连接，以使所述连接组件与所述活化炉插入式连接和/或折线型密封。所述粉碎冷却组件包括：粉碎螺旋桨和冷却水套，其中，所述粉碎螺旋桨设置于所述粉碎冷却组件内部，且通过所述连接组件与所述活化炉连接，所述冷却水套沿所述粉碎冷却组件外周布置。所述温控组件包括：测温探头和控制器，所述测温探头伸入所述活化炉内部且与所述控制器连接，所述控制器与所述加热组件中燃烧室连接，所述控制器获取所述测温探头测量所述活化炉内部的温度，并控制所述燃烧室产生热量，以使所述活化炉内部温度处于预设范围内。本专利技术还提供了一种连续式碱活化制备活性炭的方法，所述方法通过如上述中任一所述连续式碱活化制备活性炭的装置进行，所述方法包括步骤：通过加热组件加热活化炉使其内部温度达到预设温度；通过温控组件控制所述加热组件以使所述活化炉内部温度处于预设范围内；通过支撑旋转组件支撑及旋转所述活化炉达到预设转速；通过进料组件向活化炉中输入混合料；活化组件活化所述混合料并制备得到活化料；所述活化料经过连接组件进入粉碎冷却组件；所述粉碎冷却组件粉碎及冷却活化料；洗涤、纯化、干燥所述活化料并得到活性炭。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种连续式碱活化制备活性炭的装置及方法，对前驱体原料无任何限制和要求，对各种原料具有适应性强的特点，不仅能够实现高比表面积活性炭规模化连续化生产，而且能够充分利用原料中的挥发组分作为自身燃料，提高能源利用率同时实现K蒸汽的有效处理，提高了高比表面积活性炭制备过程中的安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种连续式碱活化制备活性炭的装置的示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种连续式碱活化制备活性炭的装置中支撑旋转组件的俯视示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种连续式碱活化制备活性炭的装置中连接组件的主视示意图。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续式碱活化制备活性炭的装置，其特征在于，包括：/n进料组件，用于输入混合料；/n活化炉(4)，用于为混合料提供活化反应场所；所述活化炉(4)与所述进料组件连接；/n加热组件，用于为混合料提供活化反应热量；所述加热组件沿所述活化炉(4)外周布置；/n活化组件，用于活化混合料以制备得到活化料；所述活化组件设置于所述活化炉(4)中；/n支撑旋转组件(6)，用于支撑及旋转所述活化炉(4)；所述支撑旋转组件(6)支撑所述活化炉(4)；/n连接组件(7)，用于连接所述活化炉(4)和粉碎冷却组件(8)；所述连接组件(7)两端分别连接所述活化炉(4)和所述粉碎冷却组件(8)；/n粉碎冷却组件(8)，用于粉碎及冷却活化料；所述粉碎冷却组件(8)与所述连接组件(7)连接；/n温控组件，用于测量所述活化炉(4)内部温度，并控制所述加热组件以使所述活化炉(4)内部温度处于预设范围内；所述温控组件分别与所述活化炉(4)内部和所述加热组件连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续式碱活化制备活性炭的装置，其特征在于，包括：
进料组件，用于输入混合料；
活化炉(4)，用于为混合料提供活化反应场所；所述活化炉(4)与所述进料组件连接；
加热组件，用于为混合料提供活化反应热量；所述加热组件沿所述活化炉(4)外周布置；
活化组件，用于活化混合料以制备得到活化料；所述活化组件设置于所述活化炉(4)中；
支撑旋转组件(6)，用于支撑及旋转所述活化炉(4)；所述支撑旋转组件(6)支撑所述活化炉(4)；
连接组件(7)，用于连接所述活化炉(4)和粉碎冷却组件(8)；所述连接组件(7)两端分别连接所述活化炉(4)和所述粉碎冷却组件(8)；
粉碎冷却组件(8)，用于粉碎及冷却活化料；所述粉碎冷却组件(8)与所述连接组件(7)连接；
温控组件，用于测量所述活化炉(4)内部温度，并控制所述加热组件以使所述活化炉(4)内部温度处于预设范围内；所述温控组件分别与所述活化炉(4)内部和所述加热组件连接。


2.根据权利要求1所述的连续式碱活化制备活性炭的装置，其特征在于，所述进料组件包括：料盒(1)、高压气体生成器(2)和喷嘴(3)，其中，所述料盒(1)与所述高压气体生成器(2)之间通过气道连接，所述料盒(1)与所述喷嘴(3)之间通过料道连接，所述喷嘴(3)设置于所述活化炉(4)顶部，所述高压气体生成器(2)产生高压氮气并将所述料盒(1)中的原料及KOH的混合物通过所述喷嘴(3)喷入所述活化炉(4)中。


3.根据权利要求1所述的连续式碱活化制备活性炭的装置，其特征在于，所述加热组件包括：燃烧室(5)、排气口(12)、燃气进口(14)和燃气出口(15)，其中，所述燃烧室(5)沿所述活化炉(4)外周布置，所述排气口(12)连接所述活化炉(4)内部及所述燃烧室(5)内部，所述燃气进口(14)和所述燃气出口(15)分别设置于所述燃烧室(5)上，且与其内部连接。


4.根据权利要求1所述的连续式碱活化制备活性炭的装置，其特征在于，所述活化组件包括：隔板(9)、螺旋叶片(10)和挡板(11)，其中，所述隔板(9)位于所述活化炉(4)顶部的喷嘴(3)正下方，且通过所述挡板(11)连接至所述活化炉(4)顶部，所述螺旋叶片(10)设置于所述隔板(9)底壁上，所述隔板(9)上布置有贯通自身的圆孔，所述喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张劲斌，陈开斌，王芳平，李晨阳，刘建军，刘亚菲，
申请(专利权)人：中国铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11