[发明专利]一种生产超级电容器用掺氮活性炭的反应炉及工艺

权利要求书

1.一种生产超级电容器用掺氮活性炭的反应炉，包括裂解室和收集室，其特征在于：裂解室入口段为圆柱体结构，出口段为渐缩状，出口段外部为圆台形结构；圆台的末端通过圆管连接收集室，裂解室左端中心入口处设有燃料气进管和空气进管，在进气管的末端连接有交叉喷射器，交叉喷射器位于裂解室入口段内部；在裂解室侧壁上排列着若干个一次氮源喷嘴和原料油喷嘴；

收集室整体为竖截面为直角梯形的结构，收集室以中间管路为界限，由上部的半个圆台和下部的长方体平滑过渡组合而成，在其上部圆台的内壁上排列着若干个二次氮源喷嘴，底部排列着若干块回收板，两块回收板为一组，每组回收板下部对应设有回收仓；收集室右端中心处设有废气出口；

所述交叉喷射器上有若干个喷嘴，分为两组，分别位于燃料气进管、空气进管的末端，喷嘴方向与水平方向成0°—45°，所喷出的气流与一次氮源和原料油汇聚到一点；

所述裂解室侧壁上的一次氮源喷嘴和原料油喷嘴在裂解室出口段依次间隔排列设置，间隔距离为1～2mm；二者在圆周方向上也是间隔排列，间隔的弧面对应圆心角为10°；一次氮源喷嘴和原料油喷嘴分别与设置在外部的原料管路与喷嘴相连接，且喷嘴均与裂解室侧壁有一定的倾斜角度，倾斜角度为0°-60°，喷射方向指向于同一方向，与交叉喷射器的气流方向汇聚在一点；

所述收集室上部侧壁上的二次氮源喷嘴依次排列，在水平方向上距离为1～3mm，在圆周方向上间隔的弧面对应圆心角为10°～20°。

2.如权利要求1所述的生产超级电容器用掺氮活性炭的反应炉，其特征在于：所述燃料气进管、空气进管和交叉喷射器为一个整体，相当于燃料喷枪，能左右移动，以满足不同的喷料需求。

3.如权利要求1所述的一种生产超级电容器用掺氮活性炭的反应炉，其特征在于：所述回收板的长度为1～2m，每组回收板经过1～5分钟发间隔会向下打开，每个回收板向下旋转45°，与对应回收仓的斜侧边相贴合。

4.一种生产超级电容器用掺氮活性炭的工艺，采用权利要求1~3任一项所述的生产超级电容器用掺氮活性炭的反应炉，其特征在于：包括以下步骤：将燃料气、空气分别通入到各自的进气管，两股气流经过交叉喷射器喷射到裂解室中，燃料气、空气充分混合，经燃烧后为裂解室提供热源；同时达到预定温度200℃后，一次氮源喷嘴喷出氮源溶液，原料油喷嘴喷出原料液油，两者交叉混合在210℃～400℃下充分裂解；在裂解的同时，生成的不同粒径的炭与氮源也在高温混合的条件下反应，实现了第一次掺氮；裂解室中生成的炭随着废气扩散进入到了收集室，此时，与从二次氮源喷嘴喷出的氮源溶液进行二次掺氮，并与高温废气混合，冷却降温；在收集室内，裂解后的炭颗粒有大有小，导致颗粒随废气扩散的距离不同，最后不同品质的活性炭落入到不同的回收板上，进而被收集到相应的回收仓中；

所述一次氮源喷嘴喷出的氮源溶液为含氮杂环的有机化合物溶液，包括三聚氰胺粉或三聚氰胺溶液；所述二次氮源喷嘴喷出的氮源溶液为氨水；所述原料油喷嘴喷出的原料液油为环状碳氢化合物，包括蒽、菲、萘中的一种。

5.如权利要求4所述的生产超级电容器用掺氮活性炭的工艺，其特征在于：所述空气进管处设有空分机，分离出氧气，通过空气进管进入裂解室中。