[发明专利]一种高导电、高导热活性炭及制备系统、制备方法与用途

权利要求书

1.一种高导电、高导热活性炭，其特征在于，所述高导电、高导热活性炭的比表面积为800～2500 m²/g，5-10nm孔的孔容占总孔容的40-85%, 电导率为2-600 S/cm, 导热系数为5-120W/mK；

制备所述高导电、高导热活性炭的制备系统，包括：预氧化子系统（1）、活化造孔子系统（2）和尾气处理与循环子系统（3）；其中预氧化子系统（1）设置有预氧化子系统（1）的固体原料进口（4）、预氧化子系统（1）的原料气进口（5）、预氧化子系统（1）的固体出口（6）、预氧化子系统（1）的尾气出口（7）、预氧化子系统（1）的换热气体进口（8）和预氧化子系统（1）的换热气体出口（9）；其中活化造孔子系统（2）设置有具有活化造孔子系统（2）的活化气体进口（10）、活化造孔子系统（2）的尾气出口（11）、活化造孔子系统（2）的固体原料进口（12）, 活化造孔子系统（2）的固体产品出口（13）；尾气处理与循环子系统（3）设置具有尾气处理与循环子系统（3）的尾气进口（14）、尾气处理与循环子系统（3）的尾气出口（15）和尾气处理与循环子系统（3）的空气进口（16）；

其中，预氧化子系统（1）的尾气出口（7）和活化造孔子系统（2）的尾气出口（11）均与尾气处理与循环子系统（3）的尾气进口（14）相连；尾气处理与循环子系统（3）尾气出口（15）与活化造孔子系统（2）的活化气体进口（10）相连，并与预氧化子系统（1）的换热气体进口（8）相连；预氧化子系统（1）的换热气体出口（9）与活化造孔子系统（2）的活化气体进口（10）相连；

制备所述高导电、高导热活性炭的方法，采用所述的制备系统进行制备，包括如下步骤：

步骤1：将高导电、高导热活性炭的制备系统按照所述的连接关系进行相连；

步骤2：将聚合物纤维经预氧化子系统（1）的固体原料进口（4），置于预氧化子系统（1）中，从预氧化子系统（1）的原料气进口（5）再 通入含氧气体并升温至150-350℃，在0.1-2MPa下，保持1-24小时；得到中间产品；

步骤3：降温至20-100℃后，将中间产品从预氧化子系统（1）的固体出口（6）取出，切割为平均粒径为20-200微米的颗粒；

步骤4. 将颗粒经活化造孔子系统（2）的固体原料进口（12）填入活化造孔子系统（2）中；从活化造孔子系统（2）的活化气体进口（10）通入含CO₂气体，含CO₂气体的空速为0.1-3000 L/kg颗粒/h，在500-1200℃, 0.1-2MPa下处理0.1-24小时后，降至20-100℃，经过活化造孔子系统（2）的固体产品出口（13）取出所得产品；该产品即为高导电、高导热活性炭；

步骤5：预氧化子系统（1）的尾气从预氧化子系统（1）的尾气出口（7）出，活化造孔子系统（2）的尾气从活化造孔子系统（2）的尾气出口（11）出，一并经尾气处理与循环子系统（3）的尾气进口（14），进入尾气处理与循环子系统（3）；从尾气处理与循环子系统（3）的空气进口（16）通入空气，尾气在1000-1200℃下，转化为高温CO₂；

步骤6：将高温CO₂从尾气处理与循环子系统（3）的尾气出口（15）引出， 10%-30%的高温CO₂进入预氧化子系统（1）的换热气体进口（8），为预氧化子系统（1）提供热量；30%-70%的高温CO₂进入活化造孔子系统（2）的活化气体进口（10），既用作活化造孔子系统（2）的活化气体，又为活化造孔子系统（2）提供能量；出预氧化子系统（1）的换热气体，也通过预氧化子系统（1）的换热气体出口（9）进入活化造孔子系统（2）的活化气体进口（10）；超过活化造孔子系统（2）所需要的活化气体原料的0-60%CO₂它用。

2.根据权利要求1所述的高导电、高导热活性炭，其特征在于，所述聚合物纤维为聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、芳纶、涤纶、氨纶、聚醚、聚乙烯醇、聚烯烃、三聚氰胺、酚醛树脂、环氧树脂、聚噻吩、聚甲醛、聚苯胺、聚吡啶、聚吡咯、聚乙炔和聚环氧乙烷中的一种或多种。

3.权利要求1所述高导电、高导热活性炭的用途，其特征在于，用作超级电容器的电极材料及用作气体吸附材料。