[發明專利]一種生產超級電容器用摻氮活性炭的反應爐及工藝

有效

• 申請號: 201910083055.6
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109650389B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 徐英;秦曉偉;李晟;張國杰;張永發
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C01B32/39
• 分類號: C01B32/39
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種生產超級電容器用摻氮活性炭的反應爐，包括裂解室和收集室，其特征在于：裂解室入口段為圓柱體結構，出口段為漸縮狀，出口段外部為圓臺形結構；圓臺的末端通過圓管連接收集室，裂解室左端中心入口處設有燃料氣進管和空氣進管，在進氣管的末端連接有交叉噴射器，交叉噴射器位于裂解室入口段內部；在裂解室側壁上排列著若干個一次氮源噴嘴和原料油噴嘴；

收集室整體為豎截面為直角梯形的結構，收集室以中間管路為界限，由上部的半個圓臺和下部的長方體平滑過渡組合而成，在其上部圓臺的內壁上排列著若干個二次氮源噴嘴，底部排列著若干塊回收板，兩塊回收板為一組，每組回收板下部對應設有回收倉；收集室右端中心處設有廢氣出口；

所述交叉噴射器上有若干個噴嘴，分為兩組，分別位于燃料氣進管、空氣進管的末端，噴嘴方向與水平方向成0°—45°，所噴出的氣流與一次氮源和原料油匯聚到一點；

所述裂解室側壁上的一次氮源噴嘴和原料油噴嘴在裂解室出口段依次間隔排列設置，間隔距離為1～2mm；二者在圓周方向上也是間隔排列，間隔的弧面對應圓心角為10°；一次氮源噴嘴和原料油噴嘴分別與設置在外部的原料管路與噴嘴相連接，且噴嘴均與裂解室側壁有一定的傾斜角度，傾斜角度為0°-60°，噴射方向指向于同一方向，與交叉噴射器的氣流方向匯聚在一點；

所述收集室上部側壁上的二次氮源噴嘴依次排列，在水平方向上距離為1～3mm，在圓周方向上間隔的弧面對應圓心角為10°～20°。

2.如權利要求1所述的生產超級電容器用摻氮活性炭的反應爐，其特征在于：所述燃料氣進管、空氣進管和交叉噴射器為一個整體，相當于燃料噴槍，能左右移動，以滿足不同的噴料需求。

3.如權利要求1所述的一種生產超級電容器用摻氮活性炭的反應爐，其特征在于：所述回收板的長度為1～2m，每組回收板經過1～5分鐘發間隔會向下打開，每個回收板向下旋轉45°，與對應回收倉的斜側邊相貼合。

4.一種生產超級電容器用摻氮活性炭的工藝，采用權利要求1~3任一項所述的生產超級電容器用摻氮活性炭的反應爐，其特征在于：包括以下步驟：將燃料氣、空氣分別通入到各自的進氣管，兩股氣流經過交叉噴射器噴射到裂解室中，燃料氣、空氣充分混合，經燃燒后為裂解室提供熱源；同時達到預定溫度200℃后，一次氮源噴嘴噴出氮源溶液，原料油噴嘴噴出原料液油，兩者交叉混合在210℃～400℃下充分裂解；在裂解的同時，生成的不同粒徑的炭與氮源也在高溫混合的條件下反應，實現了第一次摻氮；裂解室中生成的炭隨著廢氣擴散進入到了收集室，此時，與從二次氮源噴嘴噴出的氮源溶液進行二次摻氮，并與高溫廢氣混合，冷卻降溫；在收集室內，裂解后的炭顆粒有大有小，導致顆粒隨廢氣擴散的距離不同，最后不同品質的活性炭落入到不同的回收板上，進而被收集到相應的回收倉中；

所述一次氮源噴嘴噴出的氮源溶液為含氮雜環的有機化合物溶液，包括三聚氰胺粉或三聚氰胺溶液；所述二次氮源噴嘴噴出的氮源溶液為氨水；所述原料油噴嘴噴出的原料液油為環狀碳氫化合物，包括蒽、菲、萘中的一種。

5.如權利要求4所述的生產超級電容器用摻氮活性炭的工藝，其特征在于：所述空氣進管處設有空分機，分離出氧氣，通過空氣進管進入裂解室中。