[发明专利]制备碱性活性炭的设备和方法

权利要求书

1.一种用于制备碱性活性炭的设备,所述设备包括:

第一腔室，其用于在300℃-600℃下接收、层压碳粉末和碱性氢氧化物的混合物并对该混合物进行消泡,从而形成坯料；

第二腔室，其包括:

热区，其用于接收消泡的坯料和将消泡的坯料加热到750℃-900℃，从而形成热坯料和引发碳活化；以及

冷区，其用于冷却热坯料来形成冷却的坯料；

第三腔室，其用于洗涤从冷区接收的冷却的坯料以在洗涤水中溶解水溶性盐和分散碱性处理的碳产物；和

传送机，其在第一腔室中接收碳粉末和碱性氢氧化物,且传送层压的混合物进入和通过第二腔室,且随后将所得冷却的坯料传送到第三腔室用于洗涤。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括前室，所述前室位于第一腔室之前，用于分别将碳粉末和碱性氢氧化物预热到至少500℃或者将它们的混合物预热到至少500℃，然后递送到第一腔室。

3.如权利要求1-2中任一项所述的设备，其特征在于，第一腔室中的层压包括下述的至少一种：

沉积碳粉末和碱性氢氧化物的混合物层；

交替地在碱性氢氧化物层之上沉积碳粉末层；

交替地在碳粉末层之上沉积碱性氢氧化物层；

或其组合，

其中碱金属氢氧化物包括熔融液体、粉末、水性溶液或其组合。

4.如权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，传送机是在1-10转/分钟下旋转的旋转盘,且旋转盘通过垂直位移在0.1-1英寸/分钟下传送。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述旋转盘传送机包括多个开口，用于当旋转盘完全传送到第三腔室时，将水喷雾递送到坯料。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，旋转盘传送机包括易变隔离膜或丝网薄膜，其防止坯料污染或堵塞开口。

7.如权利要求1-6中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一腔室、第二腔室或第三腔室包括选自下述至少一种的内衬：碳化硅、镍、高含量镍合金或其组合。

8.如权利要求1-7中任一项所述的设备，其特征在于，形成的坯料不与第二腔室的表面物理接触。

9.如权利要求1-8中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有约5-200千克/小时的活性炭生产能力。

10.一种在如权利要求1-9中任一项所述的设备中制备碱性活性炭的方法，所述方法包括下述步骤：

将所形成的包括碳粉末和碱性氢氧化物的层压混合物的坯料从第一腔室传送到第二腔室,且同时在第二腔室的热区中，将所传送的层压混合物加热到750℃-900℃；以及

将热坯料从第二腔室的热区传送到冷区，从而形成冷却的坯料。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述的至少一种：

将碳粉末和碱性氢氧化物预热到至少500℃，然后递送到第一腔室；

在氧化性气氛中，在第二腔室的热区中加热所传送的层压混合物；

或其组合。

12.如权利要求10-11中任一项所述的方法，所述方法还包括：

将冷却的坯料传送到第三腔室，从而洗涤和侵蚀冷却的坯料,以及在洗涤液中悬浮碱性活性炭产品；和

分离碱性活性炭,包括从洗涤水中分出活性炭产品,干燥碳产品,和在还原性气氛中，在600-1,000℃下将碳产品加热1-6小时。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，分开预热碳粉末和碱性氢氧化物，然后递送到第一腔室,得到在第一腔室中组合时不产生泡沫的混合物。

14.如权利要求10-13中任一项所述的方法，其特征在于，碳粉末和碱性氢氧化物的层压混合物是干燥混合物。

15.如权利要求10-14中任一项所述的方法，其特征在于，碳粉末和碱性氢氧化物(MOH)的层压混合物具有1:1-1:3的碳:MOH重量比例。

16.如权利要求10-15中任一项所述的方法，其特征在于，碳粉末和碱性氢氧化物(MOH)的层压混合物具有1:2的碳:MOH重量比例。