一种低变质粉煤基微波强化热解活化制备电极材料的装置的制作方法

本实用新型涉及一种制备装置，涉及电极材料制备技术领域，具体涉及一种低变质粉煤基微波强化热解活化制备电极材料的装置。

背景技术：

电极材料主要包括无机氧化物电极材料、导电聚合物电极材料与碳材料三大类，其中碳材料拥有极好的导电性以及循环、倍率性能，而利用粉煤热解制得粗煤气过程中热解后的固体焦经过酸化处理后便可得到碳性电极材料。

现有技术中，在制备电极材料的过程，将产生的粗煤气经过二级水冷装置进行二次水冷，二级水冷装置中的水在使用一段时间后由于水温升高，为保证水冷效果需要将水排出，再重新注入冷水，此方法无法循环利用水资源，会造成水资源的大量浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种低变质粉煤基微波强化热解活化制备电极材料的装置，以解决上述背景技术中提出的由于在制备电极材料的过程中，将产生的粗煤气经过二级水冷装置进行二次水冷，二级水冷装置中的水在使用一段时间后由于水温升高，为保证水冷效果需要将水排出，再重新注入冷水，此方法无法循环利用水资源，会造成水资源的大量浪费的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低变质粉煤基微波强化热解活化制备电极材料的装置，包括热解机构，所述热解机构的下方固定连接有酸化机构，所述热解机构的一侧设置有冷却机构，所述冷却机构的下方设置有集气机构，所述冷却机构包括底座，所述底座的顶部固定连接有空冷罐，所述空冷罐的上方设置有一号输气管，所述一号输气管的出气端与空冷罐的内部连通，所述空冷罐的一侧设置有一级水冷罐，所述一级水冷罐的底面与底座的顶部固定连接，所述一级水冷罐的内部装有冷水，所述一号输气管的一侧设有二号输气管，所述二号输气管的出气端与一级水冷罐内冷水的内部连通，所述二号输气管的进气端与空冷罐的内部连通，所述一级水冷罐的一侧设置有二级水冷箱，所述二级水冷箱的底面与底座的顶部固定连接。

进一步的，所述二级水冷箱的上方设有三号输气管，所述二级水冷箱的内壁固定连接有冷却罐，所述冷却罐的下方设置有二次水冷溶液，所述二级水冷箱的上方设有注水口，所述注水口的底面与二级水冷箱的内部连通，所述三号输气管的进气端与一级水冷罐内部连通，所述三号输气端的出气端与冷却罐的内部连通，所述三号输气管的一侧设有四号输气管，所述四号输气管的进气端与冷却罐的内部连通，所述注水口的一侧固定安装有水泵，所述水泵的下方设有排水管，所述排水管的一端与二次水冷溶液连通，所述排水管的中部与水泵的连接处固定连接，所述排水管的另一端与二级水冷箱的顶部固定连通，所述二级水冷箱的下方设有冷却器，所述冷却器的顶部与底座的底面固定连接，所述冷却器的内壁与排水管的外壁固定连接。

进一步的，所述热解机构包括微波加热器，所述微波加热器的内部设有加热内腔，所述微波加热器的正面固定连接有控制器，所述微波加热器的顶部固定安装有氮气存储罐，所述氮气存储罐的底面固定连通有氮气输送管，所述微波加热器的内壁固定连接有石英反应器，所述石英反应器的外壁固定连接有保温外套，所述氮气输送管远离氮气存储罐的一端与石英反应器的内部固定连通，所述氮气输送管的外壁固定安装有开关控制阀，所述氮气输送管的一侧设置有投料口，所述投料口的底面与石英反应器的内部固定连通，所述投料口的一侧设有热电偶，所述热电偶的外壁与微波加热器的内壁固定连接，所述微波加热器的一侧固定连接有温控仪，所述热电偶与温控仪电性连接。

进一步的，所述酸化机构包括电机和安装板，所述电机与安装板的一侧固定连接，所述安装板的另一侧固定连接有输送管，所述输送管的内部设有螺杆，所述电机的轴端贯穿安装板与螺杆的一端固定连接，所述输送管远离电机的一侧固定连接有酸化处理器，所述输送管的顶部固定连接有固体焦排出口。

进一步的，所述集气机构包括外壳，所述外壳的内部设有硅胶干燥装置，所述硅胶干燥装置的底面与外壳内的底面固定连接，所述硅胶干燥装置的内部设有硅胶干燥剂，所述硅胶干燥装置的一侧设有集气装置，所述集气装置的底面与外壳内的底面固定连接，所述集气装置的顶部固定连接有集气管，所述集气管的另一端贯穿硅胶干燥装置的顶部位于硅胶干燥剂的上方，所述集气装置远离硅胶干燥装置的一侧设有煤气分析仪，所述煤气分析仪的底面与外壳的内壁固定连接，所述煤气分析仪的一侧固定连接有检测管，所述检测管的一端与集气装置的内部连通。

进一步的，所述底座的一端与微波加热器的外壁固定连接，所述底座的外壁与外壳的外壁固定连接。

进一步的，所述石英反应器内的底面与固体焦排出口的顶部固定连接，所述微波加热器的底面与酸化处理器的顶部固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置水泵和排水管，拥有了将二次水冷溶液排出后，通过排水管输送到冷却器内，经过冷却器冷却降温后再次从二级水冷箱的顶部输入到其内部，降温后的水可以继续保持冷却的功能，可以循环利用水资源的优点，解决了为保证水冷效果需要将水排出，再重新注入冷水，此方法无法循环利用水资源，会造成水资源的大量浪费的问题。

2、本实用新型通过设置保温外套，使得本实用新型在加热一次后，减少石英反应器内的热量的散失，后续加热时可以减少加热的能量，节约了电能的消耗，保证了温度的稳定。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型集气机构的内部结构示意图。

图中：1、热解机构；11、微波加热器；12、加热内腔；13、保温外套；14、石英反应器；15、氮气存储罐；16、氮气输送管；17、开关控制阀；18、投料口；19、控制器；110、热电偶；111、温控仪；2、酸化机构；21、电机；22、固体焦排出口；23、输送管；24、螺杆；25、酸化处理器；3、冷却机构；31、空冷罐；32、一号输气管；33、一级水冷罐；34、二次水冷溶液；35、二级水冷箱；36、冷却罐；37、注水口；38、水泵；39、排水管；310、冷却器；311、底座；4、集气机构；41、外壳；42、煤气分析仪；43、集气装置；44、硅胶干燥装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种低变质粉煤基微波强化热解活化制备电极材料的装置，包括热解机构1，热解机构1的下方固定连接有酸化机构2，热解机构1的一侧设置有冷却机构3，冷却机构3的下方设置有集气机构4，冷却机构3包括底座311，底座311的顶部固定连接有空冷罐31，空冷罐31的上方设置有一号输气管32，一号输气管32的出气端与空冷罐31的内部连通，空冷罐31的一侧设置有一级水冷罐33，一级水冷罐33的底面与底座311的顶部固定连接，一级水冷罐33的内部装有冷水，一号输气管32的一侧设有二号输气管，二号输气管的出气端与一级水冷罐33内冷水的内部连通，二号输气管的进气端与空冷罐31的内部连通，一级水冷罐33的一侧设置有二级水冷箱35，二级水冷箱35的底面与底座311的顶部固定连接，二级水冷箱35的上方设有三号输气管，二级水冷箱35的内壁固定连接有冷却罐36，冷却罐36的下方设置有二次水冷溶液34，二级水冷箱35的上方设有注水口37，注水口37的底面与二级水冷箱35的内部连通，三号输气管的进气端与一级水冷罐33内部连通，三号输气端的出气端与冷却罐36的内部连通，三号输气管的一侧设有四号输气管，四号输气管的进气端与冷却罐36的内部连通，注水口37的一侧固定安装有水泵38，水泵38的下方设有排水管39，排水管39的一端与二次水冷溶液34连通，排水管39的中部与水泵38的连接处固定连接，排水管39的另一端与二级水冷箱35的顶部固定连通，二级水冷箱35的下方设有冷却器310，冷却器310的顶部与底座311的底面固定连接，冷却器310的内壁与排水管39的外壁固定连接，底座311的一端与微波加热器11的外壁固定连接，底座311的外壁与外壳41的外壁固定连接。

本实施方案中，通过设置水泵38和排水管39，拥有了将二次水冷溶液34排出后，通过排水管39输送到冷却器310内，经过冷却器310冷却降温后再次从二级水冷箱35的顶部输入到其内部，降温后的水可以继续保持冷却的功能，可以循环利用水资源，一级水冷罐33内的水可以将气体进行清洗并将杂质过滤出来。

具体的，热解机构1包括微波加热器11，微波加热器11的内部设有加热内腔12，微波加热器11的正面固定连接有控制器19，微波加热器11的顶部固定安装有氮气存储罐15，氮气存储罐15的底面固定连通有氮气输送管16，微波加热器11的内壁固定连接有石英反应器14，石英反应器14的外壁固定连接有保温外套13，氮气输送管16远离氮气存储罐15的一端与石英反应器14的内部固定连通，氮气输送管16的外壁固定安装有开关控制阀17，氮气输送管16的一侧设置有投料口18，投料口18的底面与石英反应器14的内部固定连通，投料口18的一侧设有热电偶110，热电偶110的外壁与微波加热器11的内壁固定连接，微波加热器11的一侧固定连接有温控仪111，热电偶110与温控仪111电性连接。

在本实施例中，通过设置保温外套13，使得本实用新型在加热一次后，减少石英反应器14内的热量的散失，后续加热时可以减少加热的能量，节约了电能的消耗，保证了温度的稳定。

具体的，酸化机构2包括电机21和安装板，电机21与安装板的一侧固定连接，安装板的另一侧固定连接有输送管23，输送管23的内部设有螺杆24，电机21的轴端贯穿安装板与螺杆24的一端固定连接，输送管23远离电机21的一侧固定连接有酸化处理器25，输送管23的顶部固定连接有固体焦排出口22，石英反应器14内的底面与固体焦排出口22的顶部固定连接，微波加热器11的底面与酸化处理器25的顶部固定连接。

在本实施例中，通过设置螺杆24可以将固体焦排出口22进入的固体焦自动排出到酸化处理器25的内部进行酸化处理，方便了使用者的使用。

具体的，集气机构4包括外壳41，外壳41的内部设有硅胶干燥装置44，硅胶干燥装置44的底面与外壳41内的底面固定连接，硅胶干燥装置44的内部设有硅胶干燥剂，硅胶干燥装置44的一侧设有集气装置43，集气装置43的底面与外壳41内的底面固定连接，集气装置43的顶部固定连接有集气管，集气管的另一端贯穿硅胶干燥装置44的顶部位于硅胶干燥剂的上方，集气装置43远离硅胶干燥装置44的一侧设有煤气分析仪42，煤气分析仪42的底面与外壳41的内壁固定连接，煤气分析仪42的一侧固定连接有检测管，检测管的一端与集气装置43的内部连通。

在本实施例中，通过设置硅胶干燥装置44可以将气体通过其内部的硅胶干燥剂进行吸水干燥，使得集气装置43收集的气体为干燥的气体。

本实用新型的工作原理及使用流程：使用时，使用者将粉煤原料从投料口18注入石英反应器14内部，控制开关控制阀17将氮气存储罐15内的氮气通入到石英反应器14内，操控控制器19使得微波加热器11开始微波加热石英反应器14，将石英反应器14内的粉煤受到高温热解活化，石英反应器14外部的保温外套13可以减少石英反应器14的热量散失，热电偶110和温控仪111对石英反应器14内的温度进行检测，热解活化过程中产生的粗煤气从石英反应器14的上方从一号输气管32排出，由一号输气管32将气体通到空冷罐31内进行一次空冷，在通过二号输气管将空冷后的气体通入到一级水冷罐33内，经过一级水冷罐33内的水进行第一次水冷，并将气体中的杂质经过一级水冷罐33的水进行水洗过滤，再将过滤后的气体由三号输气管通入到二级水冷箱35内的冷却罐36中进行二次水冷，冷却罐36内的气体热量传递到冷却罐36的外壁，二次水冷溶液34将冷却罐36外壁的热量吸收，当二次水冷溶液34使用一端时间后，水泵38通过排水管39将二次水冷溶液34抽出，输送到冷却器310中进行冷却降温处理，再输送到二级水冷箱35内的顶部注入其内部，冷却罐36内二次水冷后的气体由四号输气管输入到硅胶干燥装置44内，气体经过硅胶干燥装置44内的硅胶干燥剂进行吸水干燥，再由集气装置43将硅胶干燥装置44内干燥后的气体收集，煤气分析仪42对集气装置43内的气体进行煤气成分含量分析，石英反应器14内热解后的粉煤变成固体焦，从固体焦排出口22进入到输送管23内，启动电机21带动螺杆24旋转将固体焦运送到酸化处理器25内，酸化处理器25将固体焦进行酸化处理，酸化处理完成后从中取出电极材料。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。