一种处理管式炉高温碳化尾气的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108217853A(43)申请公布日2018.06.29(21)申请号201810056938.3(22)申请日2018.01.16(71)申请人南京农业大学地址210095江苏省南京市玄武区卫岗1号(72)发明人李坤权李骅李博宇万泽卿占彩霞(51)Int.Cl.C02F1/461(2006.01)B01D53/78(2006.01)B01D46/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种处理管式炉高温碳化尾气的装置(57)摘要本发明涉及污染尾气处理技术领域，特别涉及一种处理管式炉高温碳化排出尾气的装置。本发明解决的问题在于管式炉高温碳化污染尾气与物质的彻底处理及智能化控制，提出了一种处理管式炉制备碳材料排出尾气的装置。该装置主要由碳纤维电极、浊度传感器、单片机、进气管、净化排气系统、微型吸气泵、酸碱自动调节器和防倒吸装置组成，多个智能化部件相互配合工作实现了尾气彻底高效处理及酸碱溶液的循环使用。CN108217853ACN108217853A权利要求书1/2页1.一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，包括外壳、碳纤维电极、浊度传感器、单片机、进气管、净化排气系统、微型吸气泵、酸碱自动调节器和防倒吸装置；反应室一和反应室二由抗腐蚀夹板隔开，所述进气管一通过装置顶部的耐腐蚀密封盖进入反应室一内，所述进气管二由抗腐蚀夹板进入反应室二内；反应室一和反应室二的侧壁各有一个带孔玻璃管，且两个反应室底部各有一个固体电解质架；所述浊度传感器位于密封盖上端；所述净化排气系统位于反应室二上端；所述单片机位于装置的侧面；所述微型吸气泵位于两侧；所述酸碱自动调节器位于装置左侧和顶端；所述防倒吸装置位于装置外并与进气管、进气管一相连；所述浊度传感器、碳纤维电极、微型吸气泵、酸碱自动调节器和防倒吸装置皆与单片机连接；所述装置皆由单片机控制。2.根据权利要求1所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，抗腐蚀夹板和外壳皆由抗腐蚀有机玻璃制成。3.根据权利要求1所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，所述装置分为反应室一和反应室二两部分，反应室一内放入酸性试剂溶液，反应室二内放入碱性试剂溶液。4.根据权利要求3所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，尾气由进气管通入防倒吸装置再经进气管一进入反应室一内，然后第一次反应吸收的尾气由进气管二进入到反应室二进行第二次反应吸收。5.根据权利要求1所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，随着反应的进行，溶液酸碱度降低，酸碱自动调节器由单片机控制并自动填充酸碱溶液来满足工作正常运行的酸碱度。6.根据权利要求1所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，微型吸气泵将外界氧气吸入带孔玻璃管中辅助碳纤维电极电解。7.根据权利要求1所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，四根碳纤维电极为微-介双孔碳纤维，优选为棉秆基微-介双孔碳纤维，主要制备流程如下：(1)将原生棉秆材料在磷酸存在的条件下催化液化，加一定量的环六亚甲基四胺反应制备出纤维纺丝前驱体液，电纺制备出纤维膜，用磷酸二氢铵溶液浸渍并烘干，而后在稳定的氮气流下在600度以下碳化，之后通入水蒸汽或氨气在800度以上活化，形成稳定的棉秆碳纤维材料。(2)首先将棉秆粉末与苯酚按比例混合，加入浓硫酸反应得棉秆液化物，加入三乙四胺搅拌均匀，而后逐滴加入福尔马林溶液，反应过程中混合物pH控制在9-13，75℃下持续搅拌反应80-150min，反应结束冷却至室温并用盐酸将pH调至3-5，在不高于50℃下旋转蒸发或真空烘干去除水分。将所得液体溶于无水乙醇溶液中，得到棉秆生物质液化物树脂预聚体醇溶液。将尿素、苯磺酸和模板剂加入到棉秆液化物树脂预聚体醇溶液，搅拌混合，之后将棉秆碳纤维浸泡在溶液饱和后烘干，然后在惰性气体条件下500度以上高温炭化，冷却至室温后清洗烘干，即得棉秆基微-介双孔碳纤维。8.根据权利要求7所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，碳纤维电极放置在带孔玻璃管中，带孔结构可使溶液与碳纤维电极充分接触，加大电解表面积。9.根据权利要求1所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，防2CN108217853A权利要求书2/2页倒吸装置由液位传感器、截气阀和玻璃瓶构成，当反应室液体倒吸至玻璃瓶内时，液位传感器将信号传给单片机，单片机控制截气阀关闭暂停工作。10.根据权利要求1所述的一种处理管式炉制备碳材料排出废气的装置，其特征在于，浊度传感器、碳纤维电极、微型吸气泵、酸碱自动调节器与单片机连接。11.根据权利要求1所述的一种处