[发明专利]一种多级利用氟化剂生产氟化碳材料的系统及生产方法

权利要求书

1.一种多级利用氟化剂生产氟化碳材料的系统，其特征在于，包括一级以上的流化床系统，所述的流化床系统包括流化床反应器（2）和气固分离器（3），流化床反应器（2）的尾气出口与气固分离器（3）连接，气固分离器（3）出气口分别与尾气处理系统（5）、回收气处理装置（6）连接，回收气处理装置（6）和氟化剂/稀释气配气系统（1）都与流化床反应器（2）底部的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的一种多级利用氟化剂生产氟化碳材料的系统，其特征在于，每级流化床系统的气固分离器（3）出气口处设置有尾气氟化剂浓度的定量/定性检测装置（4）。

3.根据权利要求1所述的一种多级利用氟化剂生产氟化碳材料的系统，其特征在于，所述的氟化剂/稀释气配气系统（1）包括静态混合器，以及与静态混合器连接的氟化剂进气流量仪表及阀组、稀释气进气流量仪表及阀组和氟化剂原料气浓度检测单元。

4.根据权利要求1所述的一种多级利用氟化剂生产氟化碳材料的系统，其特征在于，所述的流化床反应器（2）由下到上依次包括气室（7）、反应段（11）、物料沉降段（13）；气室（7）与反应段（11）之间设置有布气板（8），气室（7）底部设有进气口；反应段（11）下部侧壁上设有卸料口（9），反应段（11）中部一侧设有进料口（10）；物料沉降段（13）顶部还设置有尾气出口以及抽真空系统接口（15）。

5.根据权利要求4所述的一种多级利用氟化剂生产氟化碳材料的系统，其特征在于，物料沉降段（13）顶部通过爆破片（6）连接泄放系统；反应段（11）外侧设有外部加热装置（12）。

6.根据权利要求4所述的一种多级利用氟化剂生产氟化碳材料的系统，其特征在于，气室（7）设置有压力检测点，反应段（11）内均匀分布3-4组的温度检测点，物料沉降段（13）内设有压力检测点。

7.根据权利要求1所述的一种多级利用氟化剂生产氟化碳材料的系统，其特征在于，尾气处理系统（5）包括依次连接的一级吸附塔和二级吸附塔。

8.一种使用权利要求2所述的系统生产氟化碳材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a. 碳原料加入流化床反应器（2）内,通入稀释气体，缓慢升温至100-600℃，脱除碳原料中的水分及其它杂质；

b.将氟化剂和稀释气混合均匀后，从流化床反应器（2）的底部通入，顶部流出；

c.使流化床反应器（2）内处于流化状态的碳原料，与氟化剂充分接触反应，生成不同氟含量的氟化碳材料；

d. 尾气氟化剂浓度的定量/定性检测装置（4）实时检测尾气中氟化剂含量，流化床尾气中氟化剂含量高于1%~5%时进行气体回收利用，回收气通过气固分离器（3）顶部进入回收气处理装置（6）后重新进入配气系统，进入流化床反应器（2）进行反应；

e.物料进行提纯，烘干后得到氟含量为3%~66%不同氟含量的氟化碳材料产品。

9.根据权利要求8所述的一种生产氟化碳材料的方法，其特征在于，碳原料为20目~15000目的石墨、碳纤维、石墨烯、活性炭、沥青、竹炭、富勒烯、炭黑、碳纳米管、焦炭、金刚石粉的至少一种；稀释气为氮气、氩气、氦气、四氟化碳、含氟烷烃、全氟烷烃中的至少一种；氟化剂为氟气、氟化氢、二氟化氧、三氟化氮、五氟化锑中的至少一种。

10. 根据权利要求8所述的一种生产氟化碳材料的方法，其特征在于，各级流化床系统中的气体总流量为0.1~1000 Nm³/h，氟化剂在混合气中的体积浓度在0.1~60%。