[发明专利]一种双体式活性炭真空渗硫装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种双体式活性炭真空渗硫装置及其使用方法，所述装置包括置炭釜体和置硫釜体，置硫釜体顶部设置有硫釜密封盖，置炭釜体顶部设置有炭釜密封盖，炭釜密封盖与硫釜密封盖之间设置渗硫管，渗硫管的两端分别贯穿炭釜密封盖与硫釜密封盖与置炭釜体和置硫釜体的釜腔连通，置炭釜体的外侧设置有炭釜加热装置，置硫釜体的外侧设置有硫釜加热装置，在炭釜密封盖上还设置有氮气进气管和真空抽气管。本发明相比现有技术具有以下优点：活性炭和升华硫分开放置，每次操作完毕只需取出置炭釜体中活性炭，操作简单；升华硫填装一次可以实现多次使用；充入氮气有利于活性炭样品的均匀和保形；水套能够控制冷却速度。

技术领域

本发明涉及化工设备领域，尤其涉及的是一种双体式活性炭真空渗硫装置及其使用方法。

背景技术

钠硫电池由美国Ford公司于1967年首先发明公布，至今已有40多年的历史。一般情况下电池通常是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成。一般常规二次电池如铅酸电池、镉镍电池等都是由固体电极和液态电解质组成，而钠硫电池正好相反，它是由熔融态电极和固体电解质组成，工作温度为300～350构成其负极的活性物质是熔融金属钠，正极活性物质是液态硫和多硫化钠熔盐。由于硫是绝缘体(电阻率为107Ω·cm)，所以硫通常是填充在多孔的活性炭中，碳作为正极集流体。钠硫电池具有很多独特之处：(1)比能量高，理论比能量为760Wh·kg^-1，实际比能量大于100Wh·kg^-1，是铅酸电池的3～4倍；(2)大电流、高功率放电和高效率充放电，放电电流密度一般可达200～300mA·cm^-2，并可瞬间放出其3倍的固有能量。由于采用固体电解质，所以不会发生采用液体电解质二次电池的自放电及副反应，充放电电流效率几乎为100％。

我国生物质资源丰富，可以大量制备活性炭，因此如何高效的利用活性炭和扩展活性炭的用途已经成为大量科研工作者的研究热点，其中活性渗硫制作钠硫电池是一个很好的方向，但是目前活性炭渗硫工艺很少在文章中有大量报道，传统实验室渗硫工艺主要有两个：一种是利用高温管式炉渗硫，缺点是渗硫样品不理想，产量低；第二种是将马弗炉方在电池手套箱中渗硫，缺点是手套箱价格昂贵，样品产量低，操作危险。这两种方法都只试用与实验室小规模生产，本发明装置，既适合实验室小规模研究，也适合产业化，活性炭渗硫品质高于以上两种方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种双体式活性炭真空渗硫装置及其使用方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种双体式活性炭真空渗硫装置，包括置置炭釜体和硫釜体，置硫釜体顶部设置有硫釜密封盖，置炭釜体顶部设置有炭釜密封盖，炭釜密封盖与硫釜密封盖之间设置渗硫管，渗硫管的两端分别贯穿炭釜密封盖与硫釜密封盖与置炭釜体和置硫釜体的釜腔连通，置炭釜体的外侧设置有炭釜加热装置，置硫釜体的外侧设置有硫釜加热装置，在炭釜密封盖上还设置有氮气进气管和真空抽气管。

作为对上述方案的进一步改进，置炭釜体外还设置有炭釜冷却装置，炭釜冷却装置包括设置于炭釜加热装置外侧的水套和设置于水套内的螺旋盘管。

作为对上述方案的进一步改进，炭釜加热装置分为位于置炭釜体底部的平板加热装置和设置于置炭釜体侧边的筒状加热装置，平板加热装置和筒状加热装置分别独立控制。

作为对上述方案的进一步改进，硫釜加热装置包围在置硫釜体的底部和侧面设置。

作为对上述方案的进一步改进，在置炭釜体和置硫釜体底部均设置有磁力搅拌装置。

作为对上述方案的进一步改进，在炭釜密封盖上还设置有炭釜压力表、炭釜安全卸荷阀和炭釜温度传感器、氮气进气管、真空抽气管，在硫釜密封盖上还设置有炭釜压力表、硫釜安全卸荷阀、硫釜温度传感器，在真空抽气管上设置有抽气阀，在渗硫管上设置有渗硫阀，在氮气进气管上设置有氮气阀。

本发明还提供一种上述双体式活性炭真空渗硫装置的使用方法：