一种多孔碳材及其碳化装置的制作方法

本发明属于碳纤维加工，具体涉及一种多孔碳材及其碳化装置。

背景技术：

1、生物质热解炭化即热解产物以焦炭为主，主要利用炭化设备将生物质在一定温度和升温速率下热解，并进一步加工处理成为蜂窝煤状、棒状、颗粒状等形状的固体，用户后续碳纤维加工，现有的碳化装置可采用移动床、固定床、流化床等型式，通常包括进料系统、碳化系统和加热系统。但在实际的加工过程中，现有的碳化装置的密封性不足，使得小粒径处理物飞散，影响碳化物的品质。除此之外，对于大批量生物质，现有的碳化装置无法实现快速上下料，进而影响连续碳化处理效率。

2、为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种碳化装置[201810493805.2]，其以中心轴为中心旋转，且在平行于中心轴的轴向上的两端部分别设有投入口和排出口。加热部对炉主体内的被处理物进行加热。搅拌部在炉主体的内侧面中设置于沿轴向远离排出口的搅拌区域，伴随炉主体的旋转由多个搅拌叶片搅拌被处理物。排出输送部在该内侧面中设置于沿轴向位于搅拌区域和排出口之间的排出输送区域，利用与内侧面接触的部位相对于轴向的倾斜角大于上述搅拌叶片的倾斜角的螺旋叶片，伴随炉主体的旋转将被处理物送往排出口。

3、上述方案在一定程度上解决了处理物料飞散的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如无法快速上下料等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，可快速上下料的碳化装置。

2、本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种碳化质量好的多孔碳材。

3、为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种碳化装置，包括缓存机构以及与缓存机构连接的送料机构，送料机构与碳化炉连接，碳化炉内部转动安装有承载架体，承载架体与碳化炉之间设置有若干独立的加热腔，加热腔配备有加热组件以及密封组件，碳化炉下端安装有与加热腔相对的落料组件。

4、在上述的一种碳化装置中，碳化炉包括圆筒状的主炉体，主炉体上端开有进料口，主炉体下端开有出料口，加热组件安装在主炉体上，密封组件分别设置在进料口与出料口内。

5、在上述的一种碳化装置中，承载架体包括转动安装在主炉体内且中心轴线与主炉体中心轴线相合的承载轴，承载轴与主炉体交接处安装有转动轴承，承载轴上固定有与主炉体端头平行的承载盘，承载盘之间滑动插接固定有沿径向延伸的分隔框板，分隔框板上安装有分隔网，承载盘之间连接有相对承载轴周向环绕的承载筒，承载筒上均匀分布有网孔，主炉体与承载盘之间设置有转动驱动组件以及转动限位组件。

6、在上述的一种碳化装置中，转动驱动组件包括沿承载盘周向环绕布置的驱动齿环，主炉体端头转动安装有与驱动齿环啮合传动的驱动齿轮，驱动齿轮通过变速齿轮组与驱动电机传动连接；转动限位组件包括固定在承载盘上且呈中心对称布置的限位筋，主炉体上安装有电动推杆，电动推杆连接有限位挡板且限位挡板与限位筋相对。

7、在上述的一种碳化装置中，加热组件包括与主炉体连通的进气管以及出气管，承载盘内布置有呈放射状的导热管，承载盘与加热腔相对一侧开有与导热管连通的导热口；密封组件包括沿承载盘周向排列且与承载盘转动连接的密封板，密封板与承载盘之间安装有弹性复位件，进料口内侧开有密封槽，密封槽内滑动安装有将进料口封闭的密封片，密封片通过齿轮齿条与开合电机啮合传动；出料口处上下滑动安装有出料架体，出料架体与出料口之间安装有驱动出料架体上下升降的升降螺杆，出料架体内侧固定有若干出料板，出料板上端与密封板顶压，出料板之间留有空隙。

8、在上述的一种碳化装置中，缓存机构包括缓存箱体，缓存箱体配备有翻转料斗，翻转料斗与缓存箱体之间设置有翻转驱动组件，缓存箱体内置筛料组件。

9、在上述的一种碳化装置中，翻转驱动组件包括与缓存箱体以及翻转料斗两侧转动连接的翻转力臂，翻转力臂转动连接有限位力臂，限位力臂上开有限位槽，翻转料斗两侧固定有与限位槽滑动连接的限位凸起，缓存箱体与翻转料斗相对的一侧安装有液压推杆，液压推杆伸缩端与翻转料斗转动连接；筛料组件包括层叠布置在缓存箱体上端的筛料网，筛料网中部通过联动齿轮组传动连接，联动齿轮组与摆动电机传动连接且相邻筛料网的摆动方向相反，筛料网边缘处开有排渣口，缓存箱体外侧安装有与排渣口相对的集渣槽。

10、在上述的一种碳化装置中，送料机构包括设置在缓存箱体内部且呈漏斗状的集料板，缓存箱体外部安装有倾斜设置的送料架体，送料架体上安装有相互啮合且与传输电机传动连接的传输链轮和传输链条，传输链条之间安装有传输料斗。

11、在上述的一种碳化装置中，落料组件包括安装在碳化炉下端的落料口，落料口下端安装有倾斜布置的落料板，落料板下端安装有超声换能器，落料板与落料口之间安装有减振阻尼。

12、一种多孔碳材，采用了上述的碳化装置进行加工处理。

13、与现有的技术相比，本发明的优点在于：承载架体转动调整加热腔朝向，随着密封组件以及落料组件开闭控制碳化炉上下料，从而提高大批量物料碳化处理效率；加热腔相对承载架体呈中心对称布置，相邻加热腔之间设置有引导热风均匀传递的通道，从而保证生物质碳化均匀度；缓存机构与送料机构配合实现物料平稳传输，其中的筛料组件对物料进行二次筛除，确保进入碳化炉内物料可均匀堆积。

技术特征：

1.一种碳化装置，包括缓存机构（1）以及与缓存机构（1）连接的送料机构（2），所述的送料机构（2）与碳化炉（3）连接，其特征在于，所述的碳化炉（3）内部转动安装有承载架体（4），所述的承载架体（4）与碳化炉（3）之间设置有若干独立的加热腔（5），所述的加热腔（5）配备有加热组件（6）以及密封组件（7），所述的碳化炉（3）下端安装有与加热腔（5）相对的落料组件（8）。

2.根据权利要求1所述的一种碳化装置，其特征在于，所述的碳化炉（3）包括圆筒状的主炉体（31），所述的主炉体（31）上端开有进料口（32），所述的主炉体（31）下端开有出料口（33），所述的加热组件（6）安装在主炉体（31）上，所述的密封组件（7）分别设置在进料口（32）与出料口（33）内。

3.根据权利要求2所述的一种碳化装置，其特征在于，所述的承载架体（4）包括转动安装在主炉体（31）内且中心轴线与主炉体（31）中心轴线相合的承载轴（41），所述的承载轴（41）与主炉体（31）交接处安装有转动轴承，所述的承载轴（41）上固定有与主炉体（31）端头平行的承载盘（42），所述的承载盘（42）之间滑动插接固定有沿径向延伸的分隔框板（43），所述的分隔框板（43）上安装有分隔网，所述的承载盘（42）之间连接有相对承载轴（41）周向环绕的承载筒（44），所述的承载筒（44）上均匀分布有网孔，所述的主炉体（31）与承载盘（42）之间设置有转动驱动组件以及转动限位组件。

4.根据权利要求3所述的一种碳化装置，其特征在于，所述的转动驱动组件包括沿承载盘（42）周向环绕布置的驱动齿环（45），所述的主炉体（31）端头转动安装有与驱动齿环（45）啮合传动的驱动齿轮（46），所述的驱动齿轮（46）通过变速齿轮组与驱动电机（47）传动连接；所述的转动限位组件包括固定在承载盘（42）上且呈中心对称布置的限位筋（48），所述的主炉体（31）上安装有电动推杆（49），所述的电动推杆（49）连接有限位挡板且所述的限位挡板与限位筋（48）相对。

5.根据权利要求3所述的一种碳化装置，其特征在于，所述的加热组件（6）包括与主炉体（31）连通的进气管（61）以及出气管（62），所述的承载盘（42）内布置有呈放射状的导热管（63），所述的承载盘（42）与加热腔（5）相对一侧开有与导热管（63）连通的导热口；所述的密封组件（7）包括沿承载盘（42）周向排列且与承载盘（42）转动连接的密封板（71），所述的密封板（71）与承载盘（42）之间安装有弹性复位件，所述的进料口（32）内侧开有密封槽（72），所述的密封槽（72）内滑动安装有将进料口（32）封闭的密封片（73），所述的密封片（73）通过齿轮齿条与开合电机（74）啮合传动；所述的出料口（33）处上下滑动安装有出料架体（75），所述的出料架体（75）与出料口（33）之间安装有驱动出料架体（75）上下升降的升降螺杆（76），所述的出料架体（75）内侧固定有若干出料板（77），所述的出料板（77）上端与密封板（71）顶压，所述的出料板（77）之间留有空隙。

6.根据权利要求1所述的一种碳化装置，其特征在于，所述的缓存机构（1）包括缓存箱体（11），所述的缓存箱体（11）配备有翻转料斗（12），所述的翻转料斗（12）与缓存箱体（11）之间设置有翻转驱动组件，所述的缓存箱体（11）内置筛料组件（9）。

7.根据权利要求6所述的一种碳化装置，其特征在于，所述的翻转驱动组件包括与缓存箱体（11）以及翻转料斗（12）两侧转动连接的翻转力臂（13），所述的翻转力臂（13）转动连接有限位力臂（14），所述的限位力臂（14）上开有限位槽（15），所述的翻转料斗（12）两侧固定有与限位槽（15）滑动连接的限位凸起（16），所述的缓存箱体（11）与翻转料斗（12）相对的一侧安装有液压推杆（17），所述的液压推杆（17）伸缩端与翻转料斗（12）转动连接；所述的筛料组件（9）包括层叠布置在缓存箱体（11）上端的筛料网（91），所述的筛料网（91）中部通过联动齿轮组（92）传动连接，所述的联动齿轮组（92）与摆动电机（93）传动连接且相邻筛料网（91）的摆动方向相反，所述的筛料网（91）边缘处开有排渣口（94），所述的缓存箱体（11）外侧安装有与排渣口（94）相对的集渣槽（95）。

8.根据权利要求7所述的一种碳化装置，其特征在于，所述的送料机构（2）包括设置在缓存箱体（11）内部且呈漏斗状的集料板（21），所述的缓存箱体（11）外部安装有倾斜设置的送料架体（22），所述的送料架体（22）上安装有相互啮合且与传输电机（23）传动连接的传输链轮（24）和传输链条（25），所述的传输链条（25）之间安装有传输料斗（26）。

9.根据权利要求1所述的一种碳化装置，其特征在于，所述的落料组件（8）包括安装在碳化炉（3）下端的落料口（81），所述的落料口（81）下端安装有倾斜布置的落料板（82），所述的落料板（82）下端安装有超声换能器（83），所述的落料板（82）与落料口（81）之间安装有减振阻尼（84）。

10.一种多孔碳材，其特征在于，采用了上述权利要求1-9任意一项所述的碳化装置进行加工处理。

技术总结本发明提供了一种多孔碳材及其碳化装置，它解决了碳化装置上下料不便等问题，其包括缓存机构以及与缓存机构连接的送料机构，送料机构与碳化炉连接，碳化炉内部转动安装有承载架体，承载架体与碳化炉之间设置有若干独立的加热腔，加热腔配备有加热组件以及密封组件，碳化炉下端安装有与加热腔相对的落料组件。本发明具有上下料方便、运行稳定等优点。技术研发人员：陈旻受保护的技术使用者：江苏青昀碳基创新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18