[發(fā)明專利]噴動(dòng)式活化爐及其利用該爐生產(chǎn)超級(jí)電容炭的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310389022.7
• 申請(qǐng)日: 2013-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103449432A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林旭
• 主分類(lèi)號(hào): C01B31/10
• 分類(lèi)號(hào): C01B31/10
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 丁秀麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種噴動(dòng)式活化爐及其利用該爐生產(chǎn)超級(jí)電容炭的方法。

背景技術(shù)

超級(jí)電容器比能量高、比功率高、充放電速度快、充放電時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)小、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、循環(huán)壽命長(zhǎng)、使用溫度范圍寬、安全性高等優(yōu)點(diǎn)；電容器在通訊技術(shù)、信息技術(shù)、家用電器、數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)汽車(chē)、航天航空以及國(guó)防等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于超級(jí)電容器的巨大市場(chǎng)需求掀起了人們的研究熱潮，其中高性能產(chǎn)品備受青睞。活性炭具有豐富的微孔、比表面積大、化學(xué)性能穩(wěn)定好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，它是制造超級(jí)電容器的理想材料和核心材料，隨著電容器和蓄電池市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)超級(jí)電容器用的活性炭（簡(jiǎn)稱超級(jí)炭，下同）市場(chǎng)前景將十分廣闊。

超級(jí)炭的制備過(guò)程與一般活性炭的制造方法基本一樣，將含碳原料在一定溫度下進(jìn)行炭化和活化，使其達(dá)到規(guī)定的理化指標(biāo)。制備方法一般分為物理法、化學(xué)法和物理與化學(xué)相結(jié)合的方法。過(guò)去，超級(jí)炭的制造多采用化學(xué)法，即一份炭與4-5份的苛性堿混合后加熱至500℃-600℃，充分活化后可以制成比表面積高和高電容量的活性炭，但它的缺點(diǎn)是：苛堿液不能重復(fù)使用、提純工藝復(fù)雜、成本高，且嚴(yán)重污染環(huán)境。用物理法制造超級(jí)炭?jī)r(jià)格低廉、成品純度高、充放電時(shí)性能穩(wěn)定，制備電池時(shí)既可使用于堿性電解液，也可使用于酸性電解液，特別適用于鉛酸蓄電池中提高蓄電池的功率密度，物理法生產(chǎn)超級(jí)炭備受?chē)?guó)內(nèi)外業(yè)界人士的重視，但其最大缺點(diǎn)其電容量還不夠理想，亞甲蘭吸附值和碘吸附值都偏低。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的超級(jí)炭的電容量不超過(guò)250F;根據(jù)化工部標(biāo)準(zhǔn)亞甲蘭吸附值為270mg/g,碘吸附值1600mg/g，亟待改進(jìn)。

目前，能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的活化爐有斯列普爐、多層機(jī)械攪拌爐和轉(zhuǎn)爐，前兩者一次性投資大、工藝復(fù)雜不適于中小企業(yè)；轉(zhuǎn)爐雖然投資較小，產(chǎn)量大，但其產(chǎn)品性能不夠穩(wěn)定，耗能大，成本高也不大適用于中微企業(yè)使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的一在于提供一種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、節(jié)能、環(huán)保、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的噴動(dòng)式活化爐。

本發(fā)明的目的二在于提供一種利用噴動(dòng)式活化爐生產(chǎn)超級(jí)電容炭的方法，該方法所生產(chǎn)的超級(jí)電容炭具有功耗低、成品轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)，并且相比現(xiàn)有產(chǎn)品，所生產(chǎn)的超級(jí)電容炭的亞甲蘭、碘值及比表面積等性能指標(biāo)更加突出、更加優(yōu)異。

本發(fā)明的目的一通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種噴動(dòng)式活化爐，它包括內(nèi)爐體、燃燒室以及燃煤爐，所述內(nèi)爐體的上部為圓柱體狀，下部為截頂?shù)箞A錐體結(jié)構(gòu)狀，該截頂?shù)箞A錐體的錐頂被截除后作為內(nèi)爐體的卸料口，在卸料口下安裝有卸料管，卸料管內(nèi)嵌設(shè)有噴嘴朝上的循環(huán)氣噴管，且循環(huán)氣噴管?chē)娮斓乃礁叨鹊陀诨虻扔谛读峡诘乃礁叨龋辉趦?nèi)爐體的上部側(cè)壁上分別設(shè)置有進(jìn)料口和燃燒室煙道出口，且進(jìn)料口與燃燒室煙道出口在內(nèi)爐體上呈對(duì)稱設(shè)置；

所述內(nèi)爐體的下部橫向插設(shè)有若干根過(guò)熱水蒸汽導(dǎo)管，位于內(nèi)爐體內(nèi)部的過(guò)熱水蒸汽導(dǎo)管上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)噴汽孔；

所述內(nèi)爐體的內(nèi)部中心位置處豎設(shè)有一根導(dǎo)向管，導(dǎo)向管的下端正對(duì)內(nèi)爐體下部的循環(huán)氣噴管的噴嘴，且導(dǎo)向管與內(nèi)爐體下部的卸料口之間留有間隙；

所述燃燒室套設(shè)在內(nèi)爐體的截頂?shù)箞A錐體下部上，在燃燒室的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有一個(gè)供燃煤爐燃燒火焰噴入的火焰入口，燃燒室上靠近燃燒室頂端的側(cè)壁上設(shè)置有活化段出煙口。

進(jìn)一步地，所述活化爐還包括熱能回收組件，該熱能回收組件包括熱交換器A、余熱鍋爐、水冷卻器、鼓風(fēng)機(jī)以及熱交換器B，所述出煙道口與熱交換器A的熱介質(zhì)進(jìn)口端、熱交換器A的熱介質(zhì)出口端與余熱鍋爐的熱介質(zhì)進(jìn)口端、余熱鍋爐的熱介質(zhì)出口端與水冷卻器的熱介質(zhì)進(jìn)口端、水冷卻器的熱介質(zhì)出口端與鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)口端、鼓風(fēng)機(jī)的出口端與熱交換器B的冷介質(zhì)進(jìn)口端、熱交換器B的冷介質(zhì)出口端與所述循環(huán)氣噴管的進(jìn)口端依次分別連接形成循環(huán)氣回收管路；所述水冷卻器的冷介質(zhì)進(jìn)口端連接冷卻水管；所述熱交換器B的熱介質(zhì)進(jìn)口端與所述活化段出煙口連接；所述余熱鍋爐的蒸汽管出口與所述熱交換器A的冷介質(zhì)進(jìn)口端相接，熱交換器A的冷介質(zhì)出口端與所述過(guò)熱水蒸汽導(dǎo)管相接。

進(jìn)一步地，所述熱能回收組件還包括濕炭烘干坪，所述濕炭烘干坪連接在余熱鍋爐的熱介質(zhì)出口端與水冷卻卻器的熱介質(zhì)進(jìn)口端之間。

進(jìn)一步地，所述熱交換器B的熱介質(zhì)出口端與所述余熱鍋爐的進(jìn)口端相接。

所述熱交換器A為蛇形熱交換器，所述熱交換器B和水冷卻器均為列管式換熱器。

所述內(nèi)爐體的下部由耐高溫的310S特種鋼制成，所述內(nèi)爐體的上部由耐火磚砌成；所述內(nèi)爐體的外部圍設(shè)有呈長(zhǎng)方體狀的保護(hù)體，該保護(hù)體由磚頭砌成。