[发明专利]一种多孔碳材料的智能制备系统及方法

权利要求书

1.一种多孔碳材料的智能制备系统，其特征在于，它包括：剪切模块、鼓风出料模块、氮气模块、PLC、温度检测模块、感应模块、加热模块、杂质去除模块、水洗模块、PH检测模块和报警模块，所述剪切模块包括剪切装置；

感应模块包括设于剪切装置入口的红外感应器，所述红外感应器用于感应物料的投入，并转化为数字信号001传递至PLC；当2min内未感应到物料投入，则转化为数字信号002传递至PLC;

温度检测模块包括设于反应炉中的温度检测仪，用于检测反应炉中的温度，当炉内温度第二次到达26℃时，向PLC传递数字信号101；

PH检测模块包括设于水洗池内的PH检测仪，用于检测水洗池内的PH值，并转化为数字信号102，传递至PLC；

PLC分别与剪切模块、鼓风出料模块、氮气模块、PLC、感应模块、加热模块、杂质去除模块、水洗模块、PH检测模块和报警模块相连接；接收数字信号001，向剪切模块传递执行信号201，并结合反应舟的长和宽及物料铺于反应舟的厚度，模拟计算出物料投射曲线和鼓风强度，向鼓风出料模块传递执行信号301；接收数字信号002，向剪切模块传递执行信号202；并向鼓风出料模块传递执行信号302；接收数字信号401，向报警模块传递执行信号501；接收数字信号402，向加热模块传递执行信号601；接收数字信号101，向报警模块传递执行信号502；接收数字信号403，30min后向杂质去除模块传递执行信号701；接收数字信号404，向水洗模块传递执行信号801；接收数字信号102，当PH值=7时，向水洗模块传递执行信号802，并向报警模块传递执行信号503；

剪切模块接收执行信号201，启动剪切装置，将物料剪切至预定长度01；接收执行信号202，关闭剪切装置；

鼓风出料模块包括鼓风出料装置，用于接收执行信号301，调整鼓风强度至预定强度01；调整发射筒的角度至预定角度01；使物料均匀平铺于反应舟；接收执行信号302，关闭鼓风出料装置，完成后向PLC传递数字信号401；

报警模块包括报警器，用于接收执行信号501、执行信号502或执行信号503，启动报警器2min后关闭；

氮气模块包括氮气通入装置，所述氮气通入装置上设有触发按钮一；所述氮气通入装置设有通气口，所述通气口伸入至反应炉中；所述通气口能在水平平面任意转动；当第一次触发触发按钮一时，启动氮气通入装置，即以3-10ml/min的气流流速向反应炉中通入氮气，并进行吹扫；8h后自动关闭氮气通入装置，停止氮气供应,并向PLC传递数字信号402；

加热模块包括设于反应炉的加热装置，用于接收执行信号601，启动加热装置，升温速度为3℃/分钟，加热至650℃后调节至保温模式,保温100min后关闭加热装置;

杂质去除模块包括杂质去除装置，所述杂质去除装置设有触发按钮二，所述杂质去除装置包括水洗池和氢氧化钠溶液存储箱，所述水洗池底端设有排污口；所述排污口设有电磁阀二；当所述触发按钮二第一次被触发时，向水洗池放出预定剂量01的氢氧化钠溶液，并向PLC传递数字信号403；接收执行信号701，开启电磁阀二，10min后关闭，完成后向PLC传递数字信号404；

水洗模块包括设于水洗池上的水洗装置，所述水洗装置包括水箱，所述水箱上设有导管，所述导管上设有电磁阀三；用于接收执行信号801，执行水洗操作：即打开电磁阀三，向水池池中注入水，10min后关闭电磁阀三，并打开电磁阀二，10min后关闭，排出污水；反复进行水洗操作，直至接收执行信号802，停止水洗操作。

2.如权利要求1所述的一种多孔碳材料的智能制备系统，其特征在于，所述剪切装置设有进料口，所述进料口为两条平行传送带的间隙，物料从所述间隙进入至剪切装置中，所述传送带的一端设有剪切刀；物料随传送带的移动而移动；传送带每向前移动预定长度01，则剪切刀运作一次；所述剪切装置下端设有出料口，所述出料口与鼓风出料装置的进料口连接；物料则直接从剪切装置出料口进入鼓风出料装置的进料口。

3.如权利要求2所述的一种多孔碳材料的智能制备系统，其特征在于，鼓风出料装置设有进料口和出料口，所述出料口正对于反应舟；所述出料口上设有发射筒，所述发射筒能在纵向平面任意转动。

4.如权利要求3所述的一种多孔碳材料的智能制备系统，其特征在于，所述氢氧化钠溶液存储箱上设有导管，所述导管上设有电磁阀一；当触发按钮二第一次被触发时，则开启电磁阀一，向水洗池放入预定剂量01的氢氧化钠溶液。

5.如权利要求1至4之一所述的一种多孔碳材料的智能制备系统的智能制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：安装好各装置，打开一种多孔碳材料的智能制备系统的电源，将烘干的生物质材料乌拉草投入剪切装置，感应模块感应到物料的投入，转化为数字信号001传递至PLC；PLC接收数字信号001，向剪切模块传递执行信号201，并结合反应舟的长和宽及物料铺于反应舟的厚度，模拟计算出物料投射曲线和鼓风强度，向鼓风出料模块传递执行信号301；

步骤2：剪切模块接收执行信号201，启动剪切装置，将物料剪切至预定长度01；鼓风出料模块接收执行信号301，调整鼓风强度至预定强度01；调整发射筒的角度至预定角度01；使物料均匀平铺于反应舟；

步骤3：当感应模块2min内未感应到剪切装置中的物料投入，则转化为数字信号002传递至PLC;PLC接收数字信号002，向剪切模块传递执行信号202；并向鼓风出料模块传递执行信号302；剪切模块接收执行信号202，关闭剪切装置；鼓风出料模块接收执行信号302，关闭鼓风出料装置，完成后向PLC传递数字信号401；PLC接收数字信号401，向报警模块传递执行信号501；报警模块接收执行信号501，启动报警器2min后关闭；提示工作人员将反应舟放置于炉中；

步骤4：将所述反应舟放置在炉中，触发氮气通入装置上的触发按钮一；当触发按钮一第一次被触发时，启动氮气通入装置，即以3-10ml/min的气流流速向反应炉中通入氮气，并进行吹扫；8h后自动关闭氮气通入装置，停止氮气供应,并向PLC传递数字信号402；

步骤5：PLC接收数字信号402，向加热模块传递执行信号601；加热模块接收执行信号601，启动加热装置，升温速度为3℃/分钟，加热至650℃后调节至保温模式,保温100min后关闭加热装置;使得物料在惰性气体的保护下进行活化，由此制得多孔碳材料；

步骤6：温度检测模块检测反应炉中的温度，当炉内温度第二次到达26℃时，向PLC传递数字信号101；PLC接收数字信号101，向报警模块传递执行信号502；报警模块接收执行信号502，启动报警器2min后关闭；提示工作人员触发杂质去除装置上的触发按钮二；

步骤7:触发杂质去除装置上的触发按钮二,当所述触发按钮二第一次被触发时，向水洗池放出预定剂量01的氢氧化钠溶液，并向PLC传递数字信号403；PLC接收数字信号403，30min后向杂质去除模块传递执行信号701；杂质去除模块接收执行信号701，开启电磁阀二，10min后关闭，完成后向PLC传递数字信号404；

步骤8：PLC接收数字信号404，向水洗模块传递执行信号801；水洗模块接收执行信号801，执行水洗操作：即打开电磁阀三，向水池池中注入水，10min后关闭电磁阀三，并打开电磁阀二，10min后关闭，排出污水；反复进行水洗操作，直至接收执行信号802，停止水洗操作；

步骤9：PH检测模块检测水洗池内的PH值，并转化为数字信号102，传递至PLC；PLC接收数字信号102，当PH值=7时，向水洗模块传递执行信号802，并向报警模块传递执行信号503；报警模块接收执行信号503，启动报警器2min后关闭；提示工作人员将制成的一种多孔碳材料取出保存。