[发明专利]一种由煤连续制备泡沫炭材料的方法及装置

摘要

本发明属于煤化工、化学反应工程、等离子体科学以及炭素材料科学相交叉的技术领域。涉及一种以煤和水蒸汽为原料连续制备泡沫炭材料的方法及装置。该方法是将粉煤和高温的水蒸汽直接喷入直流电弧等离子体中来连续制备泡沫炭材料，一步完成原料的混合、发泡、泡沫炭材料的合成、炭化以及石墨化。装置由水蒸汽发生和供给系统、煤粉输送系统、等离子体发生器、固体收集器、气体的冷却和净化系统、防爆装置、系统压力调节系统和引风机组成。本发明操作简便、可控，可连续化和低成本的运行。

主权项

1、一种由煤连续制备泡沫炭材料的方法，其特征在于，直接以煤和水蒸汽为原料，利用直流电弧等离子体技术连续制备泡沫炭材料，具体步骤和工艺为：(1)将水蒸汽发生器中气体的压力设定为1.4～1.8个大气压，加热水蒸汽发生器中的水，水蒸汽达到设定的压力后，打开引风机，调节压力调节系统，使系统压力为负20个毫米水柱，接通循环冷却水；(2)接通等离子体工作气体，该工作气体为压缩空气，压缩空气的流量为1.2～3.5立方米/小时；接通电磁线圈的电流，电流为180～310安培；接通电源并引发等离子体发生器中的电弧，电弧的电流为200～300安培，此时电弧的电压为320～240伏特；接通蒸汽输送系统中的高温水蒸汽，水蒸汽的流量为1.5～3.0千克/小时；启动煤粉输送系统，煤粉的输送量为1.5～3.6千克/小时；随后，压缩空气直接将粉煤喷射入旋转的空气电弧等离子体中；(3)在等离子体发生器中，煤粉和水蒸气等混合物在旋转的高活性电弧等离子体的激发下发生反应生成泡沫炭，生成的泡沫炭材料落在固体收集器中，少量固体产物富集在等离子体发生器的壁上，气体沿着固体收集器上方设置的横向气体通道进入气体冷却和净化系统并通过引风机排出。