[发明专利]一种用于制备碳材料的反应系统

权利要求书

1.一种生产碳材料的方法，基于制备碳材料的反应系统，包括反应器(6)，所述反应器(6)顶部设有固体进料口(7)、气体进料口(8)和液体进料口(9)，底部设有出料口(17)，所述反应系统还包括固体进料装置(1)、气体进料装置(2)、液体进料装置(3)、收集分离装置(4)、传感器和控制器(5)；液体进料装置(3)与液体进料口(9)通过第一控制阀连通，固体进料装置(1)与固体进料口(7)通过第二控制阀连通，收集分离装置(4)与出料口(17)通过第三控制阀连通，气体进料装置(2)与气体进料口(8)通过第四控制阀连通；所述气体进料装置(2)包括文丘管和进气管，所述文丘管设于第四控制阀上游，文丘管的支路与液体进料装置(3)通过第五控制阀连通，所述进气管一端伸入反应器(6)内并在管腔内靠近端部设有导流器(21)，所述出料口(17)设有滤网，反应器(6)设有夹套，所述夹套灌装导热油(13)，夹套内设有加热管(14)，所述反应器(6)还设有搅拌机构，所述搅拌机构包括驱动电机(10)和搅拌轴(22)，搅拌轴设有搅拌叶桨(11)，驱动电机(10)与控制器(5)电连接，所述反应系统还包括抽真空设备，所述抽真空设备通过带控制阀的管路与固体进料装置(1)和反应器(6)相连；所述收集分离装置(4)包括装袋设备和废液回收处理设备，其特征在于，所述方法步骤如下：

S1、固体原料输送到固体进料装置(1)，通过真空设备将固体进料装置(1)抽成真空状态，随后将与反应器(6)相连的第二控制阀开启，将反应器(6)腔体内气体返充到固体进料装置(1)内，关闭第二控制阀，反复三次，使固体进料装置(1)内气氛纯净，然后将固体原料送到反应器(6)内；

S2、开启第四控制阀，气体进料装置(2)通过文丘管将气体经进气管充入反应器(6)内，驱动电机(10)带动搅拌叶桨(11)叶轮运转，然后通过加热管(14)加热导热油(13)来触发反应进行；

或同时开启第一控制阀、第四控制阀和第五控制阀，文丘管内气体与液体先混合，驱动电机(10)带动搅拌叶桨(11)叶轮运转，气液两相流通过进气管注入反应器(6)内来触发反应进行；

或真空设备将反应器(6)内气体抽掉，开启第四控制阀，驱动电机(10)带动搅拌叶桨(11)叶轮运转，气体进料装置(2)通过文丘管将气体经进气管快速充入反应仓内，触发整个反应的进行；

S3、反应结束并冷却后，排出反应剩余气体，液体进料装置(3)将水注入到反应器(6)内，搅拌12-15h，开启第三控制阀，反应器底部出料口(17)的过滤网将多孔碳材料吸附在过滤面上形成滤渣，洗涤，滤液和洗涤废液进入收集分离装置(4)的废液回收处理设备，加热管(14)将导热油(13)加热，反应器(6)升温，烘干，得到多孔碳材料并通过装袋设备装入袋内；

S4、收集结束后，关闭第三控制阀，搅拌叶桨(11)旋转，同时液体进料装置(3)将水注入反应器(6)内并清洗，清洗液经出料口(17)排出，随后加热管(14)将导热油(13)加热并将剩余水分烘干，然后用抽真空设备将反应器(6)内气体抽干，开启第四控制阀将气体进料装置(2)内气体通过文丘管经进气管快速充入反应器(6)内。

2.根据权利要求1所述生产碳材料的方法，其特征在于：所述文丘管内液体相对于气体以90度角或0度角注入。

3.根据权利要求1所述生产碳材料的方法，其特征在于：所述导流器(21)为弹性导流叶片，所述传感器为温度传感器和压力传感器，温度传感器设于反应器(6)底部，压力传感器设于反应器(6)顶部。

4.根据权利要求1所述生产碳材料的方法，其特征在于：所述搅拌叶桨(11)为三叶状。