[发明专利]一种“压泵”耦合微波快速制备高产率活性炭的装置与方法

摘要

本发明属于碳材料制备技术领域，一种“压泵”耦合微波快速制备高产率活性炭的装置与方法。装置包括程序式控制器、给料单元、反应炉、压泵单元、微波加热单元、爆冷单元和热解气处理单元。本发明利用微波引起原料分子摩擦和碰撞降低反应活化能，大大缩短工艺操作时间。“压泵”的加压延长挥发分的停留时间，促使其沉积在半炭表面而提高固态炭产率；加压也促进焦油自身缩聚反应，大幅度降低或避免焦油的产生。此外，微波加热有利于从原料内部产生热解气，加压作用下热解气体分子滞留在原料分子内部，起到“原位自模板”作用，并在原料内部无定向自由“穿梭”大幅度促进活性炭的孔径发展，瞬时“爆米花”效应有利于热解气二次造孔，提高碳材料比表面积。

主权项

1.一种“压泵”耦合微波快速制备高产率活性炭的装置，其特征在于，所述的“压泵”耦合微波快速制备高产率活性炭的装置包括程序式控制器(1)、给料单元(2)、反应炉(3)、”压泵”单元(4)、微波加热单元(5)、爆冷单元(6)和热解气处理单元(7)；所述的给料单元(2)设有储料仓(8)和进料器(9)，二者相连通，进料器(9)与反应炉(3)的进料阀(10)相连；所述的反应炉(3)设有进料阀(10)、进气阀(11)、安全阀(12)、周向转动装置(13)、测温元件(14)、测压元件(15)和脉冲式排料装置(16)；进料阀(10)和进气阀(11)设在反应炉(3)的入口端，安全阀(12)设在反应炉(3)内部；测温元件(14)和测压元件(15)的输出信号连接程序式控制器(1)；周向转动装置(13)设在反应炉(3)的出口端，其通过脉冲式排料装置(16)与爆冷单元(6)的热产品进料阀(24)相连；所述的”压泵”单元(4)设有储气罐(17)、压力流量控制器(18)和加压装置(19)；储气罐(17)上设有压力流量控制器(18)，其通过加压装置(19)与反应炉(3)的进气阀(11)相连；所述的微波加热单元(5)设有微波发生器(20)、定时‑功率控制元件(21)、过热保护器(22)和密封屏蔽层(23)，微波发生器(20)设置在反应炉(3)内壁，通过过热保护器(22)进行保护；定时‑功率控制元件(21)固定在反应炉5外壁；定时‑功率控制元件(21)、过热保护器(22)与程序式控制器(1)相连接；所述的爆冷单元(6)设有热产品进料阀(24)、产品收集池(25)、保护气单元(26)、卸料阀(27)和热解气排气阀(28)，爆冷单元(6)的主体为产品收集池(25)，其入口端设有热产品进料阀(24)，其出口端设有与热解气处理单元(7)相连的热解气排气阀(28)；卸料阀(27)设置在产品收集池(25)底部；保护气单元(26)为爆冷单元(6)提供保护气。