CN109516463B - 一种多孔炭的活化过程中破碎装置及破碎方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔炭的活化过程中破碎装置，包括皮带传动机构、轴承盖、第一轴承、轴承安装座、第二轴承、外包骨架密封圈、轴承冷却安装座、冷却循环水接嘴、石墨轴套、密封垫、大破碎刀、传动轴、小破碎刀、直破碎刀、压盖、气封接气嘴、电机减速器、减速器安装架，所述第一轴承上方、第二轴承下方均设置有外包骨架密封圈，对第一轴承、第二轴承进行密封，所述轴承安装座下方设置安装轴承冷却安装座、冷却循环水接嘴，所述轴承冷却安装座与活化腔密封连接，压盖与轴承冷却安装座间采用密封垫密封连接，压盖上设气封环，由气封接气嘴接入惰性气体对压盖与传动轴间进行气密封。

Description

一种多孔炭的活化过程中破碎装置及破碎方法

技术领域

本发明涉及多孔炭的活化技术领域，具体为一种多孔炭的活化过程中破碎装置及破碎方法。

背景技术

目前多采用活化法制备多孔碳材料，各种活化方法都有其优缺点,气体活化法对环境无污染,是依靠氧化碳原子形成孔隙结构,故收率不高,获得比表面积不大，且活化温度较高；化学物理活化法制备的多孔碳虽然能获得孔隙结构更发达,收率较高，比表面积比气体活化法大但比化学活化法小；而化学活化法炭化活化一次完成,炭化活化温度比气体活化法低。化学活化法有利于形成尺寸较小的碳微晶,易形成细的孔隙结构,得到孔隙更发达、比表面积大的多孔碳材料；化学活化法活化时碳的损失小,炭的相对得率高，但化学活化对设备腐蚀性大,污染环境,活化后还需进行酸洗、水洗纯化处理。

多孔碳材料化学活化过程中，活化剂由液态逐渐转化并最终生成为固态或固液混合物，活化剂在液态时，未设置溶液搅拌系统对溶液进行充分搅拌，碳粉很难均匀溶解在活化剂内，造成整个活化腔体内碳粉活化不均匀，制成的多孔碳比表面积不一致：若在活化剂在反应过程中由液态逐步转化并最终生成固态或固液混合物时不破碎，而形成一整体，且坚硬，碳粉和活化生成物很难从阀门排出，进行下一道工序即冷却、纯化处理。

为了保证碳和活化生成物从阀门排出，进行下一道工序处理，若采用纯水溶解碳粉和活化生成物，碳粉和活化生成物遇水膨胀，为此活化腔体内工作体积必须足够大，设备成本提高；采用水溶解，易造成环境污染，需增加废水处理设备和处理费用。

采用水溶解碳粉和活化生成物来解决活化腔物料出料问题，处理时间长且麻烦，影响生产，不适宜多孔碳材料制程时大批量连续自动化生产。

化学活化法制备多孔炭时活化生成的固态或固液混合物粉碎的机理比较复杂，也很难破碎。目前，急需一种适合大批量连续自动化生产的新的破碎装置和组合破碎方法来解决固态或固液混合物的破碎。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔炭的活化过程中破碎装置及破碎方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多孔炭的活化过程中破碎装置，包括皮带传动机构、轴承盖、第一轴承、轴承安装座、第二轴承、外包骨架密封圈、轴承冷却安装座、冷却循环水接嘴、石墨轴套、密封垫、大破碎刀、传动轴、小破碎刀、直破碎刀、压盖、气封接气嘴、电机减速器、减速器安装架，所述第一轴承上方、第二轴承下方均设置有外包骨架密封圈，对第一轴承、第二轴承进行密封，所述轴承安装座下方设置安装轴承冷却安装座、冷却循环水接嘴，所述轴承冷却安装座与活化腔密封连接，压盖与轴承冷却安装座间采用密封垫密封连接，压盖上设气封环，由气封接气嘴接入惰性气体对压盖与传动轴间进行气密封，所述大破碎刀、小破碎刀与活化腔内壁留单边间隙小于3mm，直破碎刀与阀门内孔壁留单边间隙小于3mm，所述传动轴带动大破碎刀、小破碎刀、直破碎刀旋转产生晃动。

所述多孔炭的活化过程中破碎包括三个步骤：S1启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对活化剂与碳粉混合物在350℃～600℃熔融液体中进行搅拌使碳粉均匀分散于活化剂中，搅拌时间20～45min，转速56～200r/min；S2对活化剂活化时由液态向固态或固—液态转化过程中对活化后生成物进行挤压、剪切、劈裂破碎。在活化温度400℃～700℃启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置，使碳粉均匀活化，挤压、剪切活化剂活化后生成物，避免活化后生成物由液态向固态或固—液态转化过程中结成整块，将其生成物变成疏松状态，同时不破坏碳粉结构，破碎时间20～45min，转速200～300r/min；S13对活化后生成固体物或固液混合物进行挤压、冲击、剪切综合破碎。在活化温度450℃～900℃启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置，活化腔、阀门阀芯密封前端的活化后生成固体物或固液混合物在运动中物料与物料相互撞击而粉碎，同时破碎装置对活化后生成物进行挤压、剪切成小块状(5*5～20*20mm)或颗粒状，待活化完毕后，打开活化腔下端阀门时，碳粉和活化后生成物能顺利从阀门内流出进入冷却腔冷却破碎后再进行酸洗、水洗纯化处理。破碎时间20～90min，转速300～600r/min。

所述大破碎刀、传动轴、小破碎刀、直破碎刀采用对应耐高温耐腐蚀的不锈钢、镍及镍基高温合金、英科耐尔等材质制作。

所述活化剂与碳粉混合的高温熔融液体从进料口进入时启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对此活化剂与碳粉混合的高温熔融液体进行搅拌，活化完毕后，已破碎的活化后生成物从阀门卸岀后停止破碎。

所述启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对活化剂与碳粉混合物(混合比2～6：1)在350℃～600℃熔融液体中进行搅拌使碳粉均匀分散于活化剂中，搅拌时间20～45min，转速60～200r/min。

所述多孔炭与活化剂活化过程中温度、时间所对应的搅拌、破碎温度、时间及速度通过PLC触摸屏设定、程序控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明破碎装置在高温高腐蚀的碳粉活化时具有足够的刚性，不软化，在搅拌、破碎过程中不晃动，活化剂与碳粉混合物在高温熔融液体中搅拌均匀，在由液态向固态或固—液态转化过程中以及活化后生成固体物或固液混合物时破碎成小块状或颗粒状，便于活化后生成物与碳粉混合物从阀门排出，进入下道工序处理；

(2)运行过程中安全可靠、平稳运行；轴承端的密封可靠，避免活化剂活化时所释放的废气对轴承的腐蚀；采用循环水对轴承的间接冷却，以保证轴承使用寿命；减轻工人工作强度；

(3)本发明破碎装置具有结构简单、性能优良特点；破碎方法适合大批量连续自动化生产，安全、环保、节能，稳定可靠；

(4)本发明制备多孔炭的活化过程中破碎方法便于实现自动化，减轻工人工作强度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种多孔炭的活化过程中破碎装置，包括皮带传动机构1、轴承盖2、第一轴承3、轴承安装座4、第二轴承5、外包骨架密封圈6、轴承冷却安装座7、冷却循环水接嘴8、石墨轴套10、密封垫11、大破碎刀13、传动轴14、小破碎刀15、直破碎刀16、压盖18、气封接气嘴19、电机减速器20、减速器安装架21，所述第一轴承3上方、第二轴承5下方均设置有外包骨架密封圈6，对第一轴承3、第二轴承5进行密封，所述轴承安装座4下方设置安装轴承冷却安装座7、冷却循环水接嘴8，所述轴承冷却安装座7与活化腔密封连接，压盖18与轴承冷却安装座7间采用密封垫11密封连接，压盖18上设气封环，由气封接气嘴19接入惰性气体对压盖18与传动轴14间进行气密封，所述大破碎刀13、小破碎刀15与活化腔12内壁留单边间隙小于3mm，直破碎刀16与阀门17内孔壁留单边间隙小于3mm，所述传动轴14带动大破碎刀13、小破碎刀15、直破碎刀16旋转产生晃动。所述多孔炭的活化过程中破碎包括三个步骤：S1启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对活化剂与碳粉混合物在350℃～600℃熔融液体中进行搅拌使碳粉均匀分散于活化剂中，搅拌时间20～45min，转速56～200r/min；S2对活化剂活化时由液态向固态或固—液态转化过程中对活化后生成物进行挤压、剪切、劈裂破碎。在活化温度400℃～700℃启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置，使碳粉均匀活化，挤压、剪切活化剂活化后生成物，避免活化后生成物由液态向固态或固—液态转化过程中结成整块，将其生成物变成疏松状态，同时不破坏碳粉结构，破碎时间20～45min，转速200～300r/min；S3对活化后生成固体物或固液混合物进行挤压、冲击、剪切综合破碎。在活化温度450℃～900℃启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置，活化腔、阀门阀芯密封前端的活化后生成固体物或固液混合物在运动中物料与物料相互撞击而粉碎，同时破碎装置对活化后生成物进行挤压、剪切成小块状(5*5～20*20mm)或颗粒状，待活化完毕后，打开活化腔下端阀门时，碳粉和活化后生成物能顺利从阀门内流出进入冷却腔冷却破碎后再进行酸洗、水洗纯化处理。破碎时间20～90min，转速300～600r/min。

所述大破碎刀13、传动轴14、小破碎刀15、直破碎刀16采用对应耐高温耐腐蚀的不锈钢、镍及镍基高温合金、英科耐尔等材质制作。

所述活化剂与碳粉混合的高温熔融液体从进料口进入时启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对此活化剂与碳粉混合的高温熔融液体进行搅拌，活化完毕后，已破碎的活化后生成物从阀门卸岀后停止破碎。

所述启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对活化剂与碳粉混合物(混合比2～6：1)在350℃～600℃熔融液体中进行搅拌使碳粉均匀分散于活化剂中，搅拌时间20～45min，转速60～200r/min。

所述多孔炭与活化剂活化过程中温度、时间所对应的搅拌、破碎温度、时间及速度通过PLC触摸屏设定、程序控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种多孔炭的活化过程中破碎装置，包括皮带传动机构(1)、轴承盖(2)、第一轴承(3)、轴承安装座(4)、第二轴承(5)、外包骨架密封圈(6)、轴承冷却安装座(7)、冷却循环水接嘴(8)、石墨轴套(10)、密封垫(11)、大破碎刀(13)、传动轴(14)、小破碎刀(15)、直破碎刀(16)、压盖(18)、气封接气嘴(19)、电机减速器(20)、减速器安装架(21)，其特征在于：所述第一轴承(3)上方、第二轴承(5)下方均设置有外包骨架密封圈(6)，对第一轴承(3)、第二轴承(5)进行密封，所述轴承安装座(4)下方设置安装轴承冷却安装座(7)、冷却循环水接嘴(8)，所述轴承冷却安装座(7)与活化腔密封连接，压盖(18)与轴承冷却安装座(7)间采用密封垫(11)密封连接，压盖(18)上设气封环，由气封接气嘴(19)接入惰性气体对压盖(18)与传动轴(14)间进行气密封，所述大破碎刀(13)、小破碎刀(15)与活化腔(12)内壁留单边间隙小于3mm，直破碎刀(16)与阀门(17)内孔壁留单边间隙小于3mm，所述传动轴(14)带动大破碎刀(13)、小破碎刀(15)、直破碎刀(16)旋转产生晃动。

2.一种如权利要求1所述的多孔炭的活化过程中的破碎方法，其特征在于：所述多孔炭的活化过程中破碎包括三个步骤：S1启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对活化剂与碳粉混合物在350℃～600℃熔融液体中进行搅拌使碳粉均匀分散于活化剂中，搅拌时间20～45min，转速56～200r/min；S2对活化剂活化时由液态向固态或固—液态转化过程中对活化后生成物进行挤压、剪切、劈裂破碎，在活化温度400℃～700℃启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置，使碳粉均匀活化，挤压、剪切活化剂活化后生成物，避免活化后生成物由液态向固态或固—液态转化过程中结成整块，将其生成物变成疏松状态，同时不破坏碳粉结构，破碎时间20～45min，转速200～300r/min；S3对活化后生成固体物或固液混合物进行挤压、冲击、剪切综合破碎，在活化温度450℃～900℃启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置，活化腔、阀门阀芯密封前端的活化后生成固体物或固液混合物在运动中物料与物料相互撞击而粉碎，同时破碎装置对活化后生成物进行挤压、剪切成小块状或颗粒状，待活化完毕后，打开活化腔下端阀门时，碳粉和活化后生成物能顺利从阀门内流出进入冷却腔冷却破碎后再进行酸洗、水洗纯化处理。破碎时间20～90min，转速300～600r/min。

3.根据权利要求1所述的一种多孔炭的活化过程中破碎装置，其特征在于：所述大破碎刀(13)、传动轴(14)、小破碎刀(15)、直破碎刀(16)采用对应耐高温耐腐蚀的不锈钢、镍及镍基高温合金、英科耐尔材质制作。

4.根据权利要求2所述的一种多孔炭的活化过程中破碎装置的破碎方法，其特征在于：所述活化剂与碳粉混合的高温熔融液体从进料口进入时启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对此活化剂与碳粉混合的高温熔融液体进行搅拌，活化完毕后，已破碎的活化后生成物从阀门卸岀后停止破碎。

5.根据权利要求2所述的一种多孔炭的活化过程中破碎装置的破碎方法，其特征在于：所述启动化学活化法制备多孔炭的活化过程中破碎装置对活化剂与碳粉混合物在350℃～600℃熔融液体中进行搅拌使碳粉均匀分散于活化剂中，搅拌时间20～45min，转速60～200r/min。

6.根据权利要求2所述的一种多孔炭的活化过程中破碎装置的破碎方法，其特征在于：所述多孔炭与活化剂活化过程中温度、时间所对应的搅拌、破碎温度、时间及速度通过PLC触摸屏设定、程序控制。

Images