[发明专利]一种利用太阳能聚光催化煤石墨化的系统及方法

权利要求书

1.一种利用太阳能聚光催化煤石墨化的系统，其特征在于，包括塔式太阳能聚光组件和催化石墨化组件，

所述太阳能聚光组件包括定日镜阵列(1)和接收塔(2)，所述定日镜阵列(1)布置于接收塔(2)附近的定日镜场地；

所述催化石墨化组件包括设置于所述接收塔(2)上部的石墨化反应器(3)，所述石墨化反应器(3)可接收所述定日镜阵列(1)聚光并加热所述石墨化反应器(3)内的煤粉以实现煤粉的催化石墨化；

所述石墨化反应器(3)为金属导热材料制成的釜式反应器，所述石墨化反应器(3)的侧壁上设有进出料口(30)，所述进出料口(30)处密封连接有可启闭的门体，所述石墨化反应器(3)的内部设有用于放置煤及石墨化催化剂的筛板(31)，所述石墨化反应器(3)上还设置有惰性气体进口(33)或抽真空接口。

2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能聚光催化煤石墨化的系统，其特征在于，所述定日镜阵列(1)以接收塔(2)为圆心呈扇形状布置于所述定日镜场地。

3.根据权利要求1所述的一种利用太阳能聚光催化煤石墨化的系统，其特征在于，所述石墨化反应器(3)通过旋转控制机构安装于所述接收塔(2)的顶端。

4.根据权利要求3所述的一种利用太阳能聚光催化煤石墨化的系统，其特征在于，所述旋转控制机构包括电机和转盘，所述转盘水平固定在所述接收塔(2)的顶端，所述电机的输出轴与转盘下表面的中心固定连接，所述转盘上表面与所述石墨化反应器(3)的底部固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种利用太阳能聚光催化煤石墨化的系统，其特征在于，所述石墨化反应器(3)的顶部还连通有排空管(34)，所述排空管(34)上设有可启闭的阀门。

6.一种利用太阳能聚光催化煤石墨化的方法，其特征在于，使用权利要求1至5任一项所述的系统进行太阳能聚光催化石墨化，包括如下步骤:

S1.以煤粉及催化剂为反应原料(32)并按照5-20：1的质量比将其加入至所述石墨化反应器(3)中，通入惰性气体或抽真空使所述石墨化反应器(3)中的反应原料(32)与空气隔绝，所述催化剂为Fe、Ni、Mn、Mg、Zn、Ca、W、Cu和B中至少一种元素的单质、氧化物及氯化物中的一种或多种的混合；

S2.通过所述定日镜阵列(1)对所述石墨化反应器(3)进行聚光加热升温，升温至900-1600℃，反应1-3h，即完成石墨化反应，降温后将产物取出，纯化处理即得石墨材料。

7.根据权利要求6所述的一种利用太阳能聚光催化煤石墨化的方法，其特征在于，S2中聚光加热升温的速率为5-25℃/min。