[发明专利]一种碳微球及其制备方法

权利要求书

1.一种碳微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：两种以上的废旧塑料均匀混合，得到废旧塑料混合物；

聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）按照原料质量百分比PVC：20-40%、PE：20~25%、PP：15~20%、PS：20~25%、PET：5-10%，以30r/min的搅拌速度机械搅拌混合得到废旧塑料混合物；

步骤2：废旧塑料混合物、四氧化三铁/碳和Sn-SiO₂-Al₂O₃混合，进行初级加热热解反应，产物液化后得稠环化焦油；

所述四氧化三铁/碳的添加量为废旧塑料混合物质量的5~30%；Sn-SiO₂-Al₂O₃添加量为废旧塑料混合物质量的2~20%；

所述四氧化三铁/碳是四氧化三铁粉末与呋喃甲醇聚合而成的颗粒，四氧化三铁粉末与呋喃甲醇的质量比例范围为70：30~92：8；四氧化三铁/碳的含碳量为5~20%；所述Sn-SiO₂-Al₂O₃中SiO₂ 与Al₂O₃摩尔比例范围为2：1~10：1，锡的负载量1~10%；

所述废旧塑料混合物、四氧化三铁/碳和Sn-SiO₂-Al₂O₃混合加入至管式热解炉中进行初级加热热解反应得到初级热解产物；初级加热热解反应温度范围为350~550℃，升温速率为1~5℃/min，反应时间为15~90min；

所述初级热解产物进行冷凝，初级热解产物液化后收集得到稠环化焦油，初级加热热解产生的尾气使用稀碱液进行吸收处理；

步骤3：稠环化焦油高温碳化得碳微球；

稠环化焦油在分段式高温管式炉的气化区进行气化，气化的温度范围为450-750℃，气化后的稠环化焦油气由载气带入高温热解区，直接高温碳化制备碳微球。

2.根据权利要求1所述的一种碳微球的制备方法，其特征在于，所述步骤1中聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）按照原料质量百分比PVC：30-40%、PE：20~25%、PP：15~20%、PS：20~25%、PET：5-10%，以30r/min的搅拌速度机械搅拌混合得到废旧塑料混合物。

3.根据权利要求1所述的一种碳微球的制备方法，其特征在于，所述步骤2中废旧塑料混合物、四氧化三铁/碳和Sn-SiO₂-Al₂O₃混合加入至管式热解炉中进行初级加热热解反应得到初级热解产物；初级加热热解反应温度范围为450~550℃，升温速率为3~5℃/min，反应时间为30~90min。

4.根据权利要求1所述的一种碳微球的制备方法，其特征在于，所述步骤3稠环化焦油在分段式高温管式炉的气化区进行气化，气化的温度范围为550-750℃，气化后的稠环化焦油气由载气带入高温热解区，直接高温碳化制备碳微球。

5.根据权利要求4所述的一种碳微球的制备方法，其特征在于，所述载气为氩气，氩气气体流速范围为60~300ml/min。

6.根据权利要求4所述的一种碳微球的制备方法，其特征在于，稠环化焦油高温碳化制备碳微球的高温热解区温度范围为800~1200℃。

7.根据权利要求1所述的一种碳微球的制备方法，其特征在于，所述稀碱液的质量浓度为5~10%。