[發(fā)明專利]一種制備中間相炭微球的超聲霧化方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310613998.8
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103663410A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王小憲;鄭化安;付東升;楊陽;張云;黨頌;王文婧
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種制備中間相炭微球的超聲霧化裝置，其特征在于：包括中間相瀝青熔融爐（1）、螺旋擠壓輸送機(jī)（2）、霧化室（3），以及超聲霧化器（12），所述螺旋擠壓輸送機(jī)的輸入端與中間相瀝青熔融爐（1）的輸出端相連，螺旋擠壓輸送機(jī)的輸出端位于霧化室（3）的頂部，超聲霧化器（12）由霧化器托架（5）固定于霧化室（3）上端；所述霧化室（3）的內(nèi)壁設(shè)置有與溫度控制系統(tǒng)（11）相連的控溫管道（4），所述霧化室（3）底部設(shè)置有粉料收集器（6）以收集中間相瀝青小球體，所述霧化室（3）進(jìn)一步設(shè)置有與壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)（8）相連的過濾裝置（7）。

2.如權(quán)利要求1所述的超聲霧化裝置，其特征在于：所述螺旋擠壓輸送機(jī)的輸出端設(shè)置有導(dǎo)流管道與拉瓦爾噴嘴（10），所述超聲霧化器（12）設(shè)置在導(dǎo)流管道與拉瓦爾噴嘴（10）正下方。

3.如權(quán)利要求1所述的超聲霧化裝置，其特征在于：所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)與過濾裝置的連接管道上設(shè)置有氣體控制閥門。

4.如權(quán)利要求2所述的超聲霧化裝置，其特征在于：所述導(dǎo)流管道的直徑為5.0mm，拉瓦爾噴嘴的輸出口直徑為3.0mm，出料量為1.0-2.5kg/min。

5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的超聲霧化裝置，其特征在于：所述超聲霧化器包括超聲工具頭（13）、調(diào)幅桿（14）、冷卻系統(tǒng)（15）、換能器前蓋（16）、壓電陶瓷堆（17）、換能器后蓋（18）、預(yù)應(yīng)力螺栓（19）及信號發(fā)生器（20）；所述超聲工具頭（13）安裝在變幅桿（14）的上端，變幅桿（14）的下端安裝換能器前蓋（16），換能器前蓋（16）、壓電陶瓷堆（17）及換能器后蓋由預(yù)緊力螺栓（19）連接，并與預(yù)應(yīng)力螺栓（19）一同置于冷卻系統(tǒng)（15）中，壓力陶瓷堆（17）通過電極與信號發(fā)生器（20）連接。

6.一種基于權(quán)利要求1所述的超聲霧化裝置制備中間相炭微球的方法，其特征在于：中間相瀝青前驅(qū)體在中間相瀝青熔融爐內(nèi)加熱成熔融體后，經(jīng)過螺旋擠壓輸送機(jī)被輸送至超聲霧化器的超聲工具頭，超聲工具頭對熔融體的中間相瀝青液體霧化，中間相瀝青液體微粒在霧化室內(nèi)快速沉降凝固成中間相瀝青小微球，最終落入粉料收集器中，對所收集的中間相瀝青小球體進(jìn)行不熔化處理；所述不熔化處理的方法為：在氧化氣氛下，首先由室溫自由升溫至160-270℃，隨后以0.1-0.3℃/min的升溫速度加熱至220-350℃，保溫0.5-10小時，使得中間相小球體發(fā)生氧化、脫氫、交聯(lián)劑環(huán)化化學(xué)反應(yīng)，在MCMB表面形成相對穩(wěn)定的C-O-C氧橋結(jié)構(gòu)，最后利用篩分裝置對不熔化處理后的中間相炭微球分類即可。

7.如權(quán)利要求6所述的制備中間相炭微球的方法，其特征在于：所述超聲霧化器的超聲頻率為15KHz-75KHz。

8.如權(quán)利要求6所述的制備中間相炭微球的方法，其特征在于：所述霧化室的氣氛為非氧化性氣體或者氧氣與非氧化性氣體組成的混合氧化性氣體，其中，在混合氧化性氣體中，氧化氣氛含量為0-30%。

9.如權(quán)利要求8所述的制備中間相炭微球的方法，其特征在于：所述非氧化性氣體為N₂、Ar。

10.如權(quán)利要求6所述的制備中間相炭微球的方法，其特征在于：所述霧化室的溫度控制在15-60℃，壓力控制在0.6-1.5atm。